2017-2018學(xué)年高中物理 第3章 磁場(chǎng) 第3節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量練習(xí) 教科版選修3-1.doc

第3節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量1在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的_叫磁感應(yīng)強(qiáng)度通常用字母B表示在國(guó)際單位制中的單位是_，簡(jiǎn)稱(chēng)特，符號(hào)是T.B是矢量，其方向就是磁場(chǎng)的方向，即小磁針靜止時(shí)_極所指的方向公式：B_.公式在應(yīng)用中應(yīng)注意兩點(diǎn)：導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直；通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L很短時(shí)，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度同時(shí)，因它所在處各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化很小，可近似認(rèn)為磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)2磁通量：設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向_的平面且面積為S，我們把B與S的_叫做穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)_，用字母表示，則_，單位：_.3勻強(qiáng)磁場(chǎng)是指_處處相同的磁場(chǎng)，它的磁感線的特點(diǎn)是_4有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說(shuō)法正確的是()AB的方向就是小磁針N極所指的方向BB的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致CB的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向DB的方向就是該處磁場(chǎng)的方向5在測(cè)定某磁場(chǎng)中一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，得到下圖所示的幾個(gè)關(guān)系圖象，其中正確的是()6磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖1所示，則()圖1Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>BbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小7在磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B中，有關(guān)各物理量間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()AB由F、I和L決定BF由B、I和L決定CI由B、F和L決定DL由B、F和I決定8.如圖2所示是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流強(qiáng)度大小都相同，且abacad，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是()圖2A垂直紙面指向紙里B垂直紙面指向紙外C沿紙面由a指向bD沿紙面由a指向d【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是()A某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B小磁針N極受磁場(chǎng)力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向2下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說(shuō)法中正確的是()A磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)北極所指的方向B磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針S極在此處的受力方向一致C磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由試探電流元在此處的受力方向決定D磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由磁場(chǎng)本身決定，與是否在磁場(chǎng)中放入通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)知識(shí)點(diǎn)二磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B3有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量B若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C若有一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是D由定義式B可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線L越長(zhǎng)，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小4根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B，下列說(shuō)法中正確的是()A在磁場(chǎng)中某確定位置，B與F成正比，與I、L的乘積成反比B一小段通電直導(dǎo)線在空間某處受磁場(chǎng)力F0，那么該處的B一定為零C磁場(chǎng)中某處B的方向跟電流在該處受磁場(chǎng)力F的方向相同D一小段通電直導(dǎo)線放在B為零的位置，那么它受到的磁場(chǎng)力F也一定為零知識(shí)點(diǎn)三磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較5關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，下列說(shuō)法正確的是()A電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與電荷所受電場(chǎng)力的方向相同B電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷所受電場(chǎng)力的方向相同C磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向相同D磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針在該處的指向相同6下列說(shuō)法中正確的是()A電荷在電場(chǎng)中某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零B一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C把一個(gè)試探電荷放在電場(chǎng)中的某點(diǎn)，它受到的電場(chǎng)力與所帶電荷量的比值表示該點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱D把一小段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某處，它所受的磁場(chǎng)力與該小段通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度和電流的乘積的比值表示該處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱【方法技巧練】一、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的計(jì)算方法7一根長(zhǎng)為0.1 m的電流為1 A的通電導(dǎo)線，在磁場(chǎng)中某處受到的安培力大小為0.4 N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A等于4 T B大于或等于4 TC小于或等于4 T D可能為08在磁場(chǎng)中放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)為1 cm，電流為0.5 A，所受的磁場(chǎng)力為5104 N求：(1)該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？(2)若將該電流撤去，該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度又是多大？(3)若將通電導(dǎo)線跟磁場(chǎng)平行放置，該導(dǎo)體所受到的磁場(chǎng)力多大？二、磁通量的計(jì)算方法9.如圖3所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過(guò)線圈的磁通量為()圖3ABR2 BBr2CnBR2 DnBr210如圖4所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)平面的磁通量的情況是()圖4A如圖所示位置時(shí)等于BSB若使框架繞OO轉(zhuǎn)過(guò)60角，磁通量為BSC若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90角，磁通量為零D若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180角，磁通量變化為2BS1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，下列說(shuō)法不正確的是()A小磁針靜止時(shí)S極所指的方向B小磁針靜止時(shí)N極所指的方向C小磁針N極的受力方向D同磁場(chǎng)方向一致2有人根據(jù)公式B提出以下看法，其中正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F的大小成正比B磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的電流I成反比C磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成反比D磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流的強(qiáng)弱和受力情況均無(wú)關(guān)3磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉(T)，與它等價(jià)的是()A.B.C. D.4關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，下列說(shuō)法正確的是()A磁極在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力大的地方，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B磁極在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力大的地方，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，與放置方向有關(guān)C通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力大的地方，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力大的地方，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大，與放置方向有關(guān)5在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小決定于()A該點(diǎn)在磁場(chǎng)中的位置B該點(diǎn)處的電流大小和方向C產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流D產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流和該點(diǎn)在磁場(chǎng)中的位置6關(guān)于磁感強(qiáng)度，正確的說(shuō)法是()A根據(jù)定義式B，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度B與F成正比，與IL成反比B磁感強(qiáng)度B是矢量，方向與F的方向相同CB是矢量，方向與通過(guò)該點(diǎn)的磁感線的切線方向相同D在確定的磁場(chǎng)中，同一點(diǎn)的B是確定的，不同點(diǎn)的B可能不同，磁感線密的地方B大些，磁感線疏的地方B小些7在磁場(chǎng)中有一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)、通有電流I的導(dǎo)線，關(guān)于導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，以下說(shuō)法中正確的是()A若該導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零B若該導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力不為零，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為C若該導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力不為零，則磁場(chǎng)力方向即為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向D若該導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，則可用來(lái)定義該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度8在磁場(chǎng)中的同一位置，先后引入長(zhǎng)度相等的直導(dǎo)線a和b，a、b導(dǎo)線的方向均與磁場(chǎng)方向垂直，但兩導(dǎo)線中的電流不同，因此所受到的力也不相同下面的幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受到的力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系a、b各自有一組F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個(gè)點(diǎn)下列四幅圖中正確的是()9在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)20 cm，通電電流I0.5 A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A零B10 T，方向豎直向上C0.1 T，方向豎直向上D10 T，方向肯定不是豎直向上10一根通電導(dǎo)線在某個(gè)空間沒(méi)有受到磁場(chǎng)力，那么()A這個(gè)空間一定沒(méi)有磁場(chǎng)B可能有磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線垂直C可能有磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向可能與導(dǎo)線中電流方向相同D可能有磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向可能與導(dǎo)線中電流方向相反題號(hào)12345678910答案11如圖5所示，一個(gè)單匝線圈abcd水平放置，面積為S，當(dāng)有一半面積處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)過(guò)30和60時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量分別是多少？圖512如圖6所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以導(dǎo)線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點(diǎn)，已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則b、c、d三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別是多少？方向如何？圖6第3節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量答案課前預(yù)習(xí)練1比值特斯拉N2垂直乘積磁通BS韋伯3磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向間隔相等、互相平行4BDB的方向與小磁針N極受力方向一致或小磁針靜止時(shí)N極所指的方向一致5D6.B7.B8D每根導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，關(guān)鍵是確定每根導(dǎo)線在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，由矢量合成法則求合磁感應(yīng)強(qiáng)度，判知D正確課堂探究練1BD磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，磁場(chǎng)方向也就是小磁針N極受力的方向但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的方向點(diǎn)評(píng)(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和小磁針N極受力方向相同，但絕非電流的受力方向(2)磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是確定的，和小磁針、電流的存在與否無(wú)關(guān)2AD小磁針在磁場(chǎng)中靜止下來(lái)時(shí)，N極的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，A正確，B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與此處是否有小磁針或通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確3A磁感應(yīng)強(qiáng)度的引入目的就是用來(lái)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱，因此選項(xiàng)A是正確的；磁感應(yīng)強(qiáng)度是與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L無(wú)關(guān)的物理量，且B中的B、F、L相互垂直，所以選項(xiàng)B、C、D皆是錯(cuò)誤的4D點(diǎn)評(píng)在定義式B中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場(chǎng)方向放置因?yàn)榇艌?chǎng)中某點(diǎn)通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中的方向不同，所受磁場(chǎng)力的大小也不相同通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不一定為零5BC物理學(xué)上規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中的受力方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)方向，小磁針N極受力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)樵擖c(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向6AC通電導(dǎo)體受磁場(chǎng)力與電荷受電場(chǎng)力不同，安培力的大小與導(dǎo)體放置的方向有關(guān)，導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)磁場(chǎng)力最大，導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向平行時(shí)磁場(chǎng)力為零7B8(1)0.1T(2)0.1T(3)0解析(1)根據(jù)公式B得：BT0.1T.(2)該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，B0.1T.(3)電流元平行磁場(chǎng)放置時(shí)，所受磁場(chǎng)力為零，F(xiàn)0.方法點(diǎn)撥在磁場(chǎng)中放入通電導(dǎo)線、當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，B；導(dǎo)線與磁場(chǎng)不垂直時(shí)，導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力變小，因而不能簡(jiǎn)單地套用公式B.磁感應(yīng)強(qiáng)度決定于磁場(chǎng)本身，與是否放置通電導(dǎo)線及放置通電導(dǎo)線的方式均無(wú)關(guān)9B磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)；且磁感線穿過(guò)的面積為r2，而并非R2，故B項(xiàng)對(duì)10ABCD在題圖所示的位置時(shí)，磁感線與線框平面垂直，BS.當(dāng)框架繞OO軸轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)可以將圖改畫(huà)成側(cè)視圖如下圖所示BSBScos60BS.轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，線框由磁感線垂直穿過(guò)變?yōu)槠叫校?.線框轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，磁感線仍然垂直穿過(guò)線框，只不過(guò)穿過(guò)方向改變了因而1BS，2BS，|21|2BS.綜上所述，A、B、C、D都正確點(diǎn)評(píng)(1)磁通量是標(biāo)量(2)磁通量有正、負(fù)，但其正、負(fù)不代表方向，僅代表磁感線的穿入或穿出磁通量的變化量一般取絕對(duì)值課后鞏固練1A磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針N極的受力方向或小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，同磁場(chǎng)方向一致故只有A選項(xiàng)不正確2D3A當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，由公式B，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位由F、I、L的單位決定在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)T,1T1.4AD磁極在磁場(chǎng)中的受力跟放置方向無(wú)關(guān)，電流在磁場(chǎng)中的受力與放置方向有關(guān)5D某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小除了和磁場(chǎng)本身有關(guān)外，還和該點(diǎn)在磁場(chǎng)中所在的位置有關(guān)6CD7.D8C兩條相同的導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場(chǎng)中的同一點(diǎn)，并且電流方向都與磁場(chǎng)方向垂直，由于磁場(chǎng)方向是不變的，故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是確定的根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B，當(dāng)L確定時(shí)，F(xiàn)I，則FI圖象應(yīng)是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，故C對(duì)9D由公式B可知，把數(shù)值代入可以得到B10T，公式中F是與B垂直的，所以P處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向肯定不是豎直向上10CD當(dāng)磁場(chǎng)方向和電流方向平行時(shí)，則導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力故C、D正確11.解析當(dāng)線圈分別轉(zhuǎn)過(guò)30和60時(shí)，線圈平面在垂直于磁場(chǎng)方向的有效面積相同，都有S，所以磁通量相同，都等于.12BbT，與水平方向成45斜向右上方Bc2T，方向水平向右BdT，與水平方向成45斜向右下方解析a、b、c、d各點(diǎn)的磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電流的磁場(chǎng)的疊加，并且電流在這四點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，由于Ba0，則BB1T，則由安培定則可知，導(dǎo)線中電流方向向外，則在b、c、d點(diǎn)電流的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度如下圖所示BbBT，45，即Bb與水平方向成45角斜向右上方BcBB2T，方向水平向右BdBT，45，即Bd與水平方向成45角斜向右下方