二五年高中物理人教版必修3 磁感应强度磁通量 同步训练（含详解）

试卷第=page22页，共=sectionpages22页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2025年高中物理人教版必修3（磁感应强度?磁通量）同步训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，空间内水平固定一条形磁体，有三个金属环a、b、c，则（）A．若金属环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，通过金属环a的磁通量先减小后增大B．若垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央位置竖直下落，通过金属环b的磁通量变大C．若在条形磁体附近，环面平行于地面的金属环c从条形磁体右边的位置1下降到位置3，通过金属环c的磁通量先减小后增大D．若在条形磁体附近，金属环c从条形磁体右边的位置1，沿着水平方向移到磁体左边，通过金属环c的磁通量先增大后减小2．磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”。在如图所示磁场中，、、为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过、、的磁通量分别为、、且都不为0，下列判断正确的是（

）A．最大 B．最大 C．最大 D．、、相等3．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（）A．电场强度的定义式适用于任何电场B．由真空中点电荷的电场强度公式可知，当r→0时，E→无穷大C．由公式可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场D．磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向4．如图，金属圆形线圈a套在条形磁铁上，条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是（）A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定5．下列说法正确的是（）A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱6．如图所示，把矩形线圈abcd放在如图所示的匀强磁场中，已知线圈面积为S，磁感应强度为B，线圈平面从图示位置绕轴转过60°时，穿过线圈的磁通量是（）A．0 B．BS C． D．7．以MN为直径、O为圆心的半圆弧上有M、N、P三点，如图所示，其中，在M、N两处各放置一条通有等大电流的长直导线，导线垂直穿过半圆弧面，方向如图，这时O点的磁感应强度大小为B1，已知通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度，其中I表示电流，r表示该点到导线的距离，k为常数。若将M处的通电长直导线平行移至P处，这时O点的磁感应强度大小为B2，则B2与B1之比为（）A．3：1 B．：2 C．1：1 D．1：28．如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图，P、Q为磁场中的两点，下列说法正确的是（）A．P点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度B．同一电流元在P点受到的磁场力可能小于在Q点受到的磁场力C．同一线圈在P点的磁通量一定大于在Q点的磁通量D．同一线圈在P点的磁通量一定小于在Q点的磁通量9．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1=O1b=bO2=O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为（）A． B． C．B2﹣B1 D．10．如图所示，闭合线圈abcd水平放置，其面积为S，匝数为n，线圈与匀强磁场B、的夹角为。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为（）A．0 B． C． D．无法计算11．如图甲所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方有一静止的灵敏小磁针。现在导线中通以图甲所示的恒定电流，小磁针的高度可调节，测得小磁针偏离南北方向的角度θ的正切值tanθ与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示。若该处地磁场的水平分量为，则下列判断中正确的是（）A．通电后，小磁针的N极向纸面外偏转B．通电后，小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向C．电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为D．x0处合磁场的磁感应强度大小为12．已知通电直导线在其延长线上产生的磁感应强度大小为零，通电环形导线在其圆心处产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与环形的半径成反比，即，k为比例系数。现有两段四分之一圆弧导线和两段直导线组成的闭合回路如图所示，O为两段圆弧的共同圆心，大、小圆弧的半径分别为和，回路中通有电流I，则圆心O处磁感应强度的大小和方向分别为（）

A．，垂直纸面向外B．，垂直纸面向里C．，垂直纸面向外D．，垂直纸面向里13．如图所示，在正方形的四个顶点上垂直放置四根无限长通电直导线，已知四根导线中的电流大小相等，正方形中心O点处的磁感应强度方向沿对角线从O点指向d点，下列说法正确的是（）A．导线a中的电流方向一定是垂直纸面向外B．导线b中的电流方向一定是垂直纸面向外C．导线c中的电流方向一定是垂直纸面向外D．导线d与导线b中的电流方向一定相反14．如图所示，P点的电场或磁场方向向下的是（）A．甲图点在两个等量同种电荷连线的中垂线上B．乙图点在两个等量异种电荷连线的中垂线上C．丙图点到两根通有等大同向电流的直导线的距离相等D．丁图点到两根通有等大反向电流的直导线的距离相等15．空间存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为，甲图是一放置于纸面内有顺时针方向恒定电流的环形导体环，圆心O处的磁感应强度为零。乙图是一放置于纸面内有逆时针方向同样大小恒定电流的半环形导体环，空间存在同样的垂直纸面、磁感应强度为的匀强磁场，以下说法正确的是（）A．空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里B．乙图圆心O处的磁感应强度为C．乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向里D．乙图半环形导体环中电流在圆心O处产生的磁感应强度为16．如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框可绕虚线轴逆时针转动，初始时刻线圈平面与磁场方向的夹角为，下列说法正确的是（）A．初始位置穿过线圈的磁通量为B．当线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为0C．当线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为D．在线圈从图示位置逆时针转过过程中，线圈磁通量的变化的大小为17．如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（）

A．I2<I1，方向垂直纸面向外 B．I2>I1，方向垂直纸面向外C．I2<I1，方向垂直纸面向里 D．I2>I1，方向垂直纸面向里18．某同学设计了一个测量微弱磁场的实验装置。先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入恒定电流，发现小磁针的N极稳定后指向为北偏西45°，设通电直导线的磁场在小磁针位置的磁感强度大小为B，已知当地地磁场的磁感应强度的水平分量大小为。下列说法正确的是（）A．直导线中通入的电流方向由南向北 B．的方向由北向南C．，方向水平向东 D．，方向水平向东19．如图所示，一根通电直导线垂直纸面放在磁感应强度方向水平向右、大小为B的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心、距离r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。已知c点的磁感应强度方向向右，大小为2B，则下列说法正确的是（）A．a点的磁感应强度大小也为2BB．直导线中的电流方向是垂直于纸面向里的C．b、d两点的磁感应强度相同D．d点的磁感应强度大小为，方向斜向右上方且与水平方向的夹角为20．已知通电长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小为，即磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N相距为，长直导线M中通以大小为I0、方向竖直向上的电流P、O、Q为同一水平线上间距相等的三个点，其中PO两点关于长直导线M对称，O点到直导线M、N的距离相等。已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。下列说法正确的是（）A．长直导线N中通以大小为，方向竖直向下的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里B．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外C．长直导线N中通以大小为方向竖直向上的电流；P处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外D．长直导线N中通以大小为，方向竖直向上的电流；Q处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里二、解答题21．若电流元在某空间P点受到的最大磁场力为F，该处的磁感应强度多大？如果电流元的电流增大，P点处的磁感应强度是否相应增大？如果撤去电流元，该处的磁感应强度是否变化？二、匀强磁场22．图甲为两个平行放置的异名永久磁体磁极间的磁场分布，图乙为两个平行放置的通电线圈之间的磁场分布。观察图甲中除边缘以外的部分和图乙中中间区域的磁感线有什么特点？23．猜测一下匀强磁场有什么特点。24．如图所示，在一方向竖直向上的匀强磁场中，沿水平方向放置一长直通电导线，导线中的电流方向垂直纸面向里。a、b、c、d是以通电导线为圆心的竖直平面内同一圆周上的四个点，则在这四个点中（1）哪两点的磁感应强度大小相同？（2）哪个点的磁感应强度最大？（3）哪个点的磁感应强度最小？25．“通量”是物理学中的重要概念，在研究磁场时我们引入了“磁通量”。定义磁通量，其中B为磁感应强度、S为垂直磁场的面积。（1）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，放置一个面积为S的平面，平面的法线（与平面垂直）方向与磁场方向的夹角为。求穿过该平面的磁通量。（2）与之类似，在静电场中，我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”a.写出电通量的定义式及单位；b.求出通过真空中以点电荷为球心，以R为半径的球面的电通量。（已知真空中静电力常量为k，球的表面积公式）（3）自然界中的物体都会不断向外辐射电磁波，太阳和火星也在不断向外辐射电磁波，若忽略其他天体及宇宙空间的其他辐射，已知火星半径为R，太阳和火星间距离为r。太阳单位时间内向外辐射电磁波的能量为，求：火星单位时间内吸收的太阳辐射能量P。26．如图所示，环形导线a中有顺时针方向的电流，a环外有两个同心导线圈b、c，与环形导线a在同一平面内。请解释说明穿过线圈b、c的磁通量各是什么方向？穿过哪个线圈的磁通量更大？答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页《2025年高中物理人教版必修3（磁感应强度?磁通量）同步训练》参考答案题号12345678910答案CAACCCBBAB题号11121314151617181920答案DCADBDBABD1．C【详解】A．条形磁体的磁感线分布如图所示由于磁感线是闭合的曲线，故所有的磁感线均通过磁体内部，且磁体内部的磁场方向与磁体外部的磁场方向相反，金属环a由条形磁体的N极通过条形磁体移到S极，由于磁体内部的磁感线均穿过金属环a，且磁体外部穿过金属环a的磁感线条数先减少后增多，又通过金属环a的磁通量为磁体内部和外部的磁通量之差，故此过程磁通量先增大后减小，故A错误；B．垂直于地面的金属环b从条形磁体的中央位置竖直下落，离磁体越远，磁场越弱，故穿过金属环b的磁感线条数变少，磁通量变小，故B错误；C．金属环c从位置1到2过程中，磁通量减小；到2位置时，磁感线与金属环平行，磁通量最小，从2到3过程中磁通量增大，故C正确；D．金属环c移到磁体中间上方时，磁感线与金属环平面平行，磁通量最小，所以金属环c从右向左移动过程中，磁通量先减小再增大，故D错误。故选C。2．A【详解】由图可知从左向右磁感线逐渐稀疏，所以穿过S1的磁感线条数最多，即最大。故选A。3．A【详解】A．电场强度的定义式是比值定义，适用于任何电场，A正确；B．电场强度公式适用于真空中的点电荷，当r→0时，电荷已经不能再看为点电荷，此时该公式不成立，因此不能认为当r→0时，E→无穷大，B错误；C．公式成立的条件是电流元中的电流方向与磁感应强度方向垂直，当电流元中的电流方向与磁感应强度方向平行时，电流元所受磁场力为零，但磁感应强度不为零，即一小段通电导线在某处若不受磁场力，不能说明此处一定无磁场，C错误；D．磁感应强度的方向为磁感线的切线方向，磁感应强度的方向与该处的通电导线所受的安培力方向垂直，D错误。故选A。4．C【详解】条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，磁体内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线，并与内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈的两个位置，磁铁内部的磁感线全部穿过，但线圈面积越大，抵消越多，穿过线圈的磁通量反而越小。故选C。5．C【详解】AC．在定义电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用来定义，但E与F、q无关，由可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，故A错误，C正确；BD．在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线放置的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。在定义式中，通电导线必须垂直磁场方向放置，故BD错误。故选C。6．C【详解】当线圈平面从图示位置绕轴转过60°时，穿过线圈的磁通量为故选C。7．B【详解】根据题意，由安培定则可知，M、N处的通电导线在O点产生的磁感应强度方向均为竖直向下，则大小均为，当M处导线平行移至P点时，由安培定则可知，P、N处的通电导线在O点产生的磁感应强度方向，如图所示由几何关系可得，O点合磁感应强度大小为则B2与B1之比为。故选B。8．B【详解】A．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知，点的磁感应强度大于点的磁感应强度，故A错误；B．电流元在磁场中的受力与放置方式有关，同一电流元在点受到的磁场力可能小于在点受到的磁场力，故B正确；CD．磁通量大小不只与磁感应强度大小有关，还与线圈的放置方式有关，故同一线圈在两点的磁通量无法比较，故CD错误。故选B。9．A【详解】由右手螺旋定则可知，甲、乙两环在b点产生的磁感应强度方向相同（水平向左），大小相等，均为，由对称性可知，甲环在a点产生的磁感应强度方向水平向左，大小为，a点的磁感应强度方向水平向左，大小为B1，可知乙环在a点产生的磁感应强度大小为，由对称性可知，乙环撤去后，甲环在c点产生的磁感应强度大小为。故选A。10．B【详解】设在初位置穿过线圈的磁通量为正，则在初位置在末位置则初、末位置磁通量的改变量的大小为故选B。11．D【详解】A．根据安培定则可知，通电后小磁针的N极向纸里偏转，故A错误；B．磁场的磁感应强度是矢量，通电后，小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场与地球的磁场的合磁场的方向，故B错误；C．设电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为B1，则解得故C错误；D．由矢量的合成可知，x0处合磁场的磁感应强度大小为故D正确。故选D。12．C【详解】由电流方向及安培定则可知，大、小圆弧在圆心O处产生的磁场方向相反，分别垂直纸面向里、垂直纸面向外，由题可知，小圆弧产生的磁场的磁感应强度大于大圆弧产生的，故圆心处磁感应强度的方向为垂直纸面向外；题中大、小圆弧均为四分之一圆弧，故圆心处磁感应强度的大小为故选C。13．A【详解】AC．因为正方形中心O点处的磁感应强度方向从O点指向d点，又因导线a、c中的电流大小相等，故这两根通电导线在点处产生的磁感应强度大小相等、方向相同，故导线a、c在O点处产生的磁场方向从O点指向d点，由安培定则可知导线a中的电流方向一定是垂直纸面向外，导线c中的电流方向一定是垂直纸面向里，A项正确，C项错误；BD．导线b、d在O点处产生的磁场相互抵消，由安培定则可知，导线b与导线d中的电流方向一定相同，可能是同时垂直纸面向外（如图甲所示），也可能是同时垂直纸面向里（如图乙所示），BD项错误。故选A。14．D【详解】A．甲图由等量同种负电荷的电场线分布情况可知，在两个等量同种负电荷连线的中垂线上点电场方向向上，故A错误；B．乙图由等量异种电荷的电场线分布情况可知，在两个等量异种电荷连线的中垂线上点电场方向水平向左，故B错误；C．丙图由安培定则可知，两根通有等大同向电流的直导线在点产生的合磁场方向水平向左，如图所示故C错误；D．丁图由安培定则可知，两根通有等大反向电流的直导线在点产生的合磁场方向向下，如图所示故D正确。故选D。15．B【详解】A．根据安培定则可知，恒定电流在圆心处的磁感应强度方向垂直纸面向里，此时圆心O处的磁感应强度为零，所以空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，故A项错误；BCD．据题意可知，圆形导体环在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为，则通以逆时针方向、同样大小的恒定电流的半圆形导体弧在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为，根据安培定则可知，方向垂直纸面向外，所以乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为故B正确，CD错误。故选B。16．D【详解】A．初始位置穿过线圈的磁通量为选项A错误；BC．当线圈从图示位置逆时针转过和转过时，线圈平面与磁场方向的夹角都为，穿过线圈的磁通量为选项BC错误；D．在线圈从图示位置逆时针转过时，穿过线圈的磁通量为因此此过程线圈磁通量的变化大小为选项D正确。故选D。17．B【详解】根据安培定则可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向，可知该点合磁感应强度竖直向下，则右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且B2>B1，所以I2>I1。根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。故选B。18．A【详解】B．由地磁场特点，可知地磁场从南方指向北方，即B0的方向由南向北，故B错误；A．由题意可知，小磁针稳定时的N极指向为北偏西，而地磁场方向为由南至向北，故电流产生的磁场方向为由东向西，结合安培定则，可知电流方向为由南向北，故A正确；CD．由电流的磁场方向指向西、地磁场的方向指向北、两个磁场的合磁场方向为北偏西45°，可得到两个磁感应强度的大小关系为即方向为指向西，故CD错误。故选A。19．B【详解】AB．根据题意，c点处磁感应强度为2B，说明通电导线在c点产生的磁场水平向右，与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相同，故通电直导线中的电流方向为垂直于纸面向里，a点的磁感应强度为0，故A错误，B正确；CD．b、d两点的磁感应强度大小均为、方向不同，b点的磁感应强度方向斜向右上方，与B的夹角为，d点的磁感应强度方向斜向右下方，与水平方向的夹角为，故CD错误。故选B。20．D【详解】根据题目中的定义，长直导线M在O点产生的磁场为方向为垂直纸面向里；已知O处的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外，则长直导线N在O点产生的磁场方向垂直于纸面向外，即电流方向为竖直向上，根据磁场强度的矢量式得解得则P点场强方向为垂直于纸面向外，大小为Q点场强方向为垂直于纸面向里，大小为故选D。21．，磁感应强度不变，磁感应