磁感应强度磁通量（原卷版）

13.2磁感应强度磁通量知识点1：探究影响通电导线受力的因素1、电流元很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。2、探究影响通电导线受力的因素将一根直导线水平悬挂在磁铁（三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的）的两极间，导线的方向与磁场的方向垂直，如下图所示：实验过程：保持磁场中直导线长度不变，改变电流大小，通过观察直导线摆动角度大小来比较磁场力大小；实验结论：通电直导线与磁场垂直时，它受力大小既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比。探究影响通电导线受力的因素【典题】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关知识点2：磁感应强度1、电流元很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。2、磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度。表达式：B＝eq\f(F,Il)。该式的使用条件为：通电导线必须垂直于磁场方向放置。单位：特斯拉，简称特，符号T，1T=1N/Am。物理意义：表征磁场强弱的物理量（用来描述磁场强弱和方向的物理量叫做磁感应强度）。性质：磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向。磁感应强度的方向可以有以下几种表述方式：小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向；小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向；磁感应强度的方向就是该点的磁场方向；磁感线的切线方向。磁感应强度是反映磁场强弱的物理量，它是用比值定义法定义的物理量，由磁场自身决定，与是否引入电流元、引入的电流元是否受力及受力大小无关，即B的大小与F、I、l无关。磁感应强度的定义式B＝eq\f(E,Il)也适用于非匀强磁场，这时l应很短，Il称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。在定义式B＝eq\f(F,Il)中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关，导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力一般不相同。通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，可能是由于电流方向与B的方向在一条直线上。磁感应强度与电场强度的比较：4、匀强磁场匀强磁场：磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这个磁场叫作匀强磁场。如下图所示：磁感线特点：匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线。5、磁感应强度的叠加磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场等于各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和。磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则。空间中的磁场通常会是多个磁场的叠加，磁感应强度是矢量，可以通过平行四边形定则进行计算或判断，其步骤如下：确定场源，如通电导线；定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向；应用平行四边形定则进行合成，求出合磁场B。磁感应强度的定义和物理意义1．关于磁感应强度的概念,以下说法中正确的有()A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于B．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于C．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2．由磁感应强度的定义式可知，磁场中某处的磁感应强度的大小（）A．随通电导线中的电流I的减小而增大 B．随IL乘积的减小而增大C．随通电导线所受磁场力F的增大而增大 D．磁感应强度B的大小跟I、L、F都无关磁感应强度的矢量性与叠加3．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，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中，此时a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为。当把环形电流甲撤去后，a点的磁感应强度大小为（

）A． B． C． D．4．如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（）A．，垂直于AO方向向左 B．，沿AO方向向下C．，垂直于AO方向向左 D．，沿AO方向向下计算磁感应强度的大小5．有一小段通电导线，长0.1m，通过导线的电流为5A，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1N，则该处磁感应强度的大小可能为（）6．如图所示，直角三角形MPQ的∠P=90°，直角边MP=2a、QP=3a。在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里。在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为I，已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中的电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示，则P点磁感应强度的大小为（）A． B． C． D．匀强磁场7．如图所示为某匀强磁场的磁感线分布，则磁场中各点的磁感应强度（）A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向相同C．大小相等，方向不同 D．大小不等，方向不同8．下列四幅图所描述的磁场中，磁感应强度不变的是A． B．C． D．知识点3：磁通量1、定义匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度B的乘积表示磁通量。单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1T·m2。2、计算式Φ＝BS。适用条件：匀强磁场；磁感线与平面垂直（S为垂直磁场的有效面积）。物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。若有磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)。如下图所示，矩形abcd、abb'a'、a'b'cd的面积分别为S1、S2、S3，匀强磁场的磁感应强度B与平面a'b'cd垂直，则通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或BS3；通过矩形a'b'cd的磁通量为BS3；通过矩形abb'a'的磁通量为0。同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为0；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为0。3、磁通量的变化磁通量变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1。磁通量正负表示的意义：磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值；若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量为Φ1，反向磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。B改变，S不变，ΔΦ＝ΔB·S；B不变，S变化，ΔΦ＝B·ΔS。B、S两者都变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1，不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS来计算。B和S均不变，磁感线方向与线圈平面的夹角θ变化（二者的相对位置发生改变），则ΔΦ＝BS（sinθ2－sinθ1）。磁通量的定义、公式、单位和物理意义9．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环中心且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量、的大小关系为（  ）A． B．C． D．不能比较10．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．、、相等计算磁通量的大小11．已知通电长直导线在周围空间中某点产生的磁场的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比，与该点到直导线的距离成反比。若在同一平面内等间距放置六根通电长直导线，通以相等的电流，方向如图所示，则在a、b、c、d四个面积相等的正方形区域中，磁通量最大且合磁场的方向指向纸外的区域是（）A．a区 B．b区C．c区 D．d区12．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，若线框的面积为，则通过线框的磁通量为（）A． B． C． D．计算磁通量的变化量13．如图所示，面积为S、匝数为N的闭合线圈abcd水平放置，与匀强磁场B的夹角θ=45°。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绝对值为（

）A．0B．C．D．14．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．不能确定多选题15．对磁感应强度的理解，下列说法正确的是（）A．感应强度与磁场力F成正比，与检验电流成反比B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流无关D．磁感线越密，磁感应强度越大16．图（a）中，三个点电荷分别固定在圆环上三点，每个电荷在圆心处的场强大小均为；图（b）中，三根通电长直导线（横截面积忽略不计）垂直于圆环平面分别固定在圆环上三点，每根导线在圆心处的磁感应强度大小均为。下列判定正确的是（）A．处的场强大小为，方向从指向B．处的场强大小为，方向从指向C．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向右D．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向左17．如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为LI（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（）A．磁感应强度的方向垂直纸面向里B．磁感应强度大小为C．磁感应强度大小为D．以上结果都不对18．关于匀强磁场，下列说法中正确的是()A．各处的磁感线疏密程度相同B．各处的磁感应强度大小相等，但方向可以不同C．各处的磁感线互相平行且等间距D．各处的磁感线是互相平行的，但可以不等间距19．如图所示，三角形线框ABC与长直导线MN彼此绝缘，AB∥MN，且线框被导线分成面积相等的两部分，当导线中通有由N到M的恒定电流I时