人教版高中物理必修第三册课后习题 第13章 电磁感应与电磁波初步 2.磁感应强度 磁通量.docVIP

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2.磁感应强度磁通量

课后训练巩固提升

基础巩固

1.由磁感应强度的关系式B=FIl

A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受磁场力一定为零

B.通电导线在磁场中某处受磁场力非常小时,则该处的磁感应强度一定很小

C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的

D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关

答案:A

解析:磁感应强度的关系式B=FIl

2.(多选)一段电流元分别放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度l和受力F,则可以用FIl

答案:AC

解析:只有当通电导线垂直于磁场方向时,才可用FIl

3.如图所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是()

A.穿过线圈S1的磁通量比较大

B.穿过线圈S2的磁通量比较大

C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大

D.不能比较

答案:A

解析:穿过线圈S1的磁感线条数多,故穿过线圈S1的磁通量比较大。

4.有一小段通电导线,长为1cm,导线中电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是()

A.B=2T

B.B≤2T

C.B≥2T

D.以上情况都有可能

答案:C

解析:如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1N,则该点的磁感应强度B=FIl

5.如图所示,一个闭合线圈放在匀强磁场中,线圈的轴线与磁场方向成30°角,磁感应强度为B,用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍()

A.把线圈匝数增加一倍

B.把线圈面积增加一倍

C.把线圈的半径增加一倍

D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行

答案:B

解析:把线圈的匝数增加一倍,穿过线圈的磁感线的条数不变,磁通量不变,故A错误;根据Φ=BSsinθ,把线圈面积增加一倍,可使穿过线圈的磁通量增加一倍,故B正确;把线圈的半径增加一倍,线圈的面积S=πR2变为原来的4倍,磁通量为原来的4倍,故C错误;转动线圈使得轴线与磁场方向平行,相当于线圈转过30°,与磁场垂直,有效面积由Ssin60°变为S,磁通量没有增加一倍,故D错误。

6.匀强磁场中长为2cm的通电导线垂直磁场方向放置,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N。

(1)该处的磁感应强度B是多大?

(2)若电流不变,导线长度减小到1cm,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F各是多少?

(3)若导线长度不变,电流增大为5A,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F″各是多少?

答案:(1)0.1T

(2)0.1T2×10-3N

(3)0.1T0.01N

解析:(1)磁感应强度B=FIl

(2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定,不因导线长度的改变而改变,

因此B=0.1T

根据公式B=FIl

它受到的磁场力F=BIl=0.1×2×1×10-2N=2×10-3N。

(3)匀强磁场中该处的磁感应强度也不因电流的改变而改变,因此B=0.1T

根据公式B=FIl可得,电流增大为5A,它受到的磁场力F″=BIl=0.1×5×2×10-2

能力提升

1.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受到的力也不相同。下面的四幅图像表示的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系。a、b各自有一组F、I的数据,在图像中各描出一个点。其中正确的是()

答案:C

解析:两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点,并且电流方向都与磁场方向垂直,由于磁场方向是不变的,故导线所在处的磁感应强度B是确定的。根据磁感应强度的关系式B=FIl,当l确定时,F∝

2.(多选)右图是等腰直角三棱柱,其平面ABCD为正方形,边长为l,按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B0,则下列说法正确的是()

A.穿过平面ABCD的磁通量大小为B0l2

B.穿过平面BCFE的磁通量大小为22B0l

C.穿过平面ADFE的磁通量大小为零

D.穿过平面ABCD的磁通量大于穿过平面BCFE的磁通量

答案:BC

解析:根据Φ=BS⊥,穿过平面ABCD的磁通量Φ1=B0l2sin45°=22B0l2,A错误;平面BCFE⊥B0,而BC=l,CF=lsin45°=22l,所以四边形BCFE的面积S=BC·CF=22l2,因而Φ2=B0S=22B0l

3.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则()