人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度磁通量(优...

更新时间：2024-04-02 浏览次数：9 类型：同步测试

一、选择题

1. 如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 直导线中电流方向垂直纸面向里 B . d点的磁感应强度为0 C . a点的磁感应强度为2T ，方向向右 D . b点的磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，方向斜向下，与B成 $\text{[math]}$ 角

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2. 用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，下面表达式中不属于用比值法定义的是（）

A . 动能 $\text{[math]}$ B . 磁感应强度 $\text{[math]}$ C . 电容 $\text{[math]}$ 　 D . 电阻 $\text{[math]}$

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3. (2022高二下·湖北月考) 如图甲所示，等边三角形金属框ACD的边长均为L，单位长度的电阻为r，E为CD边的中点，三角形ADE所在区域内有磁感应强度垂直纸面向外、大小随时间变化的匀强磁场，图乙是匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时刻，穿过金属框的磁通量为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时刻，金属框内的感应电流由大变小 C . $\text{[math]}$ 时间内的感应电动势大于 $\text{[math]}$ 时间内的感应电动势 D . $\text{[math]}$ 时间内，A、E两点的电势差的绝对值恒为 $\text{[math]}$

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4. 如图所示，固定的水平长直细导线中通有方向向右的恒定电流I，一矩形金属线框位于竖直平面内，紧靠导线且两者之间绝缘，若线框从图中实线位置由静止释放，在下落到虚线位置的过程中，下列说法正确的是（）

A . 穿过线框的磁通量变小 B . 线框所受安培力的方向始终竖直向上 C . 线框中感应电流方向先是逆时针后变为顺时针 D . 线框的机械能守恒

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5. (2021高三上·玉溪月考) 如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为理想电表。单匝线框绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，线框中的磁通量 $\text{[math]}$ 随时间t变化的关系如图乙所示。已知电阻R=10Ω，其余电阻忽略不计，下列判断正确的是（）

A . 电流表的示数为10A B . 1s内电流的方向改变50次 C . 0.01s时，线框平面与磁场方向垂直 D . 1个周期内，电阻R上产生的焦耳热为10J

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6. (2017高二上·池州期末)
如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c．d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小．方向是（）

A . $\text{[math]}$ tanθ，竖直向上 B . $\text{[math]}$ tanθ，竖直向下 C . $\text{[math]}$ sinθ，平行悬线向下 D . $\text{[math]}$ sinθ，平行悬线向上

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7. (2017高二上·成安期中) 如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子（不计重力），经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子最后落到P点，设OP=x，下列图线能够正确反应x与U之间的函数关系的是（　　）

A . B . C . D .

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8. (2022高二上·莱芜期末) 如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 $\text{[math]}$ ，其右端接有阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中。一质量为 $\text{[math]}$ 质量分布均匀 $\text{[math]}$ 的导体杆 $\text{[math]}$ 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ 。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 $\text{[math]}$ 作用下从静止开始沿导轨运动距离 $\text{[math]}$ 时，速度恰好达到最大 $\text{[math]}$ 运动过程中杆始终与导轨保持垂直 $\text{[math]}$ 。设杆接入电路的电阻为 $\text{[math]}$ ，导轨电阻不计，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，则此过程错误的是（）

A . 杆的速度最大值为 $\text{[math]}$ B . 流过电阻 $\text{[math]}$ 的电荷量为 $\text{[math]}$ C . 从静止到速度恰好达到最大经历的时间 $\text{[math]}$ D . 恒力 $\text{[math]}$ 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

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9. (2023·临海模拟) 如图甲所示，为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F ，则（　　）

A . A点和B点的磁感应强度相同 B . 其中b导线所受安培力大小为F C . a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下 D . a、b、c、d、e五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上

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10. (2023·临海模拟) 下列有关四幅图像说法正确的是（　　）

A . 图（1）中线圈中的磁场能在增加 B . 图（2）中变化的磁场周围存在电场，与周围有没有闭合电路无关 C . 图（3）中若B线圈不闭合，S断开时延时效果还存在 D . 图（4）中电子的衍射实验证明了电子的粒子性

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11. (2023高二下·大庆开学考) 如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口飞出，则（）

A . 小球带负电 B . 小球离开管口前的运动轨迹是一条直线 C . 洛伦兹力对小球做正功 D . 拉力F应逐渐增大

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二、多项选择题

12. 如图所示，S为一垂直纸面放置的通电直导线的横截面，当通以垂直纸面向里的恒定电流I后，在距导线的轴线为R的a处产生的磁感应强度大小为B ， b、c、d是与a在同一圆周上的三点，现将导线放在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以下关于a、b、c、d四点磁感应强度的说法中正确的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . a、c点的磁感应强度均为0 B . a点的磁感应强度大小为2B ，竖直向上；c点的磁感应强度为0 C . b点的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，和水平方向成 $\text{[math]}$ 斜向右上方 D . d点的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，和水平方向成 $\text{[math]}$ 斜向左下方

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13. (2024高二下·天心开学考) 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为 $\text{[math]}$ 的正方形金属线框 $\text{[math]}$ ，被限制在沿 $\text{[math]}$ 方向的水平长直轨道自由滑动。 $\text{[math]}$ 边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域 $\text{[math]}$ ，直角边等于 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 边与 $\text{[math]}$ 边在同一直线上，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示。线框在水平拉力 $\text{[math]}$ 作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为 $\text{[math]}$ 时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正，磁场穿过线框向里时磁通量为正。则穿过线框的磁通量 $\text{[math]}$ 、感应电流 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间的电势差 $\text{[math]}$ 、外力 $\text{[math]}$ 随位移 $\text{[math]}$ 变化的图像正确的是（）

A . B . C . D .

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14. (2022高二下·南充期末) 如图所示，一边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc，绕轴EF以角速度 $\text{[math]}$ 逆时针匀速转动，EF的左侧有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，则（）

A . 图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B . 从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C . 线圈中产生的感应电动势的最大值为 $\text{[math]}$ D . 转动一周，外力做功的功率为 $\text{[math]}$

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15. (2022·山东) 如图所示， $\text{[math]}$ 平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为 $\text{[math]}$ 的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在 $\text{[math]}$ 平面内以角速度 $\text{[math]}$ 顺时针匀速转动． $\text{[math]}$ 时刻，金属框开始进入第一象限．不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（）

A . 在 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，E一直增大 B . 在 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，E先增大后减小 C . 在 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，E的变化率一直增大 D . 在 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的过程中，E的变化率一直减小

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16. 如图所示，三根长度、内径、管壁厚度相同的木管、铜管、银管竖直固定放置(相距较远)，其下端到地面的高度相同。在每根管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁，分别为a、b、c，它们下表面N极也在同一水平面上，现将a、b、c同时由静止释放，它们分别穿过对应的管道，观察到a、b、c不是同时到达地面，这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影响，也不考虑磁铁间的相互影响，已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程（）

A . 三根管中磁通量的变化量不同 B . 从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向 C . a最先落地，c最后落地 D . a、b、c落地时的速度大小关系为v_a>v_b>v_c

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17. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（）

A . B= $\text{[math]}$ ，方向垂直于斜面向下 B . B= $\text{[math]}$ ，方向垂直于斜面向上 C . B= $\text{[math]}$ ，方向竖直向下 D . B= $\text{[math]}$ ，方向水平向右

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18. (2022高二上·成都期末) 如图所示，棱长为L的正方体的上、下底面的每条棱上均固定有长直导线，导线间彼此绝缘且通过导线的电流大小均为 $\text{[math]}$ 。已知通有电流为I的长直导线在距离d处产生的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。正方体中心磁感应强度的大小可能是（）

A . $\text{[math]}$ B . 0 C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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19. (2022高三上·湖北月考) 力传感器固定在天花板上，一不可伸长的细绳上端悬挂于力传感器，下端系在边长为 $\text{[math]}$ 的正方形金属框的一个顶点上，金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直金属框所在平面的匀强磁场，如图所示。已知金属框的质量为 $\text{[math]}$ ，构成金属框的导线单位长度的阻值为 $\text{[math]}$ ，磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小随时间 $\text{[math]}$ 的变化关系为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . $\text{[math]}$ 时力传感器的示数为0 B . $\text{[math]}$ 时力传感器的示数为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 内通过金属框的电荷量为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 内通过金属框的电荷量为 $\text{[math]}$

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三、非选择题

20. (2021高三上·浙江月考) 如图所示，静止于P处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中 $\text{[math]}$ 圆弧虚线通过静电分析器，从O点垂直竖直xOy平面向上进入边长为L的立方体有界匀强磁场区域，立方体底面ABCD位于xOy平面内，初始磁场B₀（未知）方向沿y轴负方向（图中未画出），EFGH平面是一个荧光显示屏，当粒子打到荧光屏上某一点时，该点能够发光，静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图1所示.已知加速电场的电压为U，圆弧虚线的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，粒子重力不计。
1. （1）求粒子在辐向电场中运动时其所在处的电场强度E的大小；
2. （2）若粒子恰好能打在棱EH的中点M点，求初始匀强磁场的磁感应强度B₀的大小；
3. （3）若分别在x方向与y方向施加如图2所示随时间周期性变化的正交磁场，沿坐标轴正方向的磁感应强度取正，不计粒子间的相互作用，粒子在磁场中运动时间远小于磁场变化的周期，不考虑磁场变化产生的电场对粒子的影响。
  ①试确定 $\text{[math]}$ 时刻射入的粒子打在荧光屏上的亮斑N点坐标位置（结果用x，y二维坐标加以表示）；
  ②试确定一个周期内粒子在荧光屏上留下的光斑轨迹形状，并写出在轨迹方程（用x，y坐标表示）。
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21. 如图所示，有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，圆心为O，半径为1.0 cm。现在纸面内先后放上A、B、C三个圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm；B线圈半径为2.0 cm；C线圈半径为0.5 cm。问：
1. （1）若磁场方向不变，在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？
2. （2）若磁感应强度大小不变，在磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？
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22. (2019高二上·太原月考) 磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10^－2 N。问：
1. （1）这个位置的磁感应强度是多大？
2. （2）如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？
3. （3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
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23. (2016·西宁模拟)
如图所示，M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为D，其右侧有一边长为2a的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板M、N之间加上电压U后，M板电势高于N板电势．现有一带正电的粒子，质量为m、电荷量为q，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板M的中央小孔S₁处射入电容器，穿过小孔S₂后从距三角形A点 $\text{[math]}$ a的P处垂直AB方向进入磁场，试求：
1. （1）粒子到达小孔S₂时的速度；
2. （2）若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小；
3. （3）若粒子能从AC间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？
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24. (2021高三上·湘潭月考) 如图所示，两金属杆 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 长均为 $\text{[math]}$ ，电阻分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 。初始状态杆 $\text{[math]}$ 比杆 $\text{[math]}$ 高 $\text{[math]}$ ，现让杆 $\text{[math]}$ 由静止开始向下运动，当杆 $\text{[math]}$ 运动到比杆 $\text{[math]}$ 高 $\text{[math]}$ 时，杆 $\text{[math]}$ 恰好开始做匀速直线运动，取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）杆 $\text{[math]}$ 从释放到开始做匀速直线运动的过程中通过杆 $\text{[math]}$ 的电荷量；
2. （2）杆 $\text{[math]}$ 做匀速直线运动时的速度；
3. （3）杆 $\text{[math]}$ 从释放到开始做匀速直线运动的过程中杆 $\text{[math]}$ 上产生的焦耳热。
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25. (2021高二下·蚌埠月考) 如图所示，匀强磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 。矩形线圈ABCD共10匝，线圈的面积 $\text{[math]}$ ，线圈总电阻 $\text{[math]}$ 。线圈绕垂直于磁感线的对称轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，转速 $\text{[math]}$ 。外电路中的电阻 $\text{[math]}$ 。从图示位置开始计时，求：（结果可以用π和根号表示）
1. （1）感应电动势的瞬时值表达式；
2. （2） $\text{[math]}$ 时通过线圈的磁通量；
3. （3）维持该线圈匀速转动一周，外力需要做的功W。
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26. (2018高二上·集宁期末) 如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置，导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场．导体棒a的质量为m_a=0.4kg，电阻R_a=3Ω；导体棒b的质量为m_b=0.1kg，电阻R_b=6Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好．a、b从开始相距L₀=0.5m处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场（g取10m/s² ，不计a、b之间电流的相互作用sin53°=0.8）．求：
1. （1）当a、b分别穿越磁场的过程中，通过R的电荷量之比；
2. （2）在穿越磁场的过程中，a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比；
3. （3）磁场区域沿导轨方向的宽度d为多大；
4. （4）在整个过程中，产生的总焦耳热．
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27. (2016·铜仁模拟)
如图所示，平行板MN、PQ间距离为d，板长为2d，板的正中有一半径为 $\text{[math]}$ 的圆形有界磁场，磁场边界刚好与两板相切，两板间所加电压为U，一质量为m，电量为q的带电粒子从左端沿两板间的中线向右射入两板间，若只撤去磁场，粒子刚好从上板右端N点射出，若只撤去两板间所加的电压，带电粒子恰好能从下板的右端Q点射出，不计粒子的重力，求：
1. （1）磁场的磁感应强度大小；
2. （2）如果只撤去电场，要使粒子不能从板间射出，则粒子进入板间的速度大小应满足什么条件？
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28. (2023高一上·北京市期中) “科技让生活更美丽”，自动驾驶汽车呈现出接近实用化的趋势。图1为某型无人驾驶的智能汽车的测试照，为了增加乘员乘坐舒适性，程序设定汽车制动时汽车加速度大小随位移均匀变化。某次测试汽车“ $\text{[math]}$ ”关系图线如图2所示，汽车制动距离为 $\text{[math]}$ 。
1. （1）判断汽车做什么运动；
2. （2）微元法是一种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中评解了如何由 $\text{[math]}$ 图像来求位移。请你借鉴此方法，求汽车的初速度 $\text{[math]}$ 的大小。
3. （3）为了求汽车的制动时间 $\text{[math]}$ ，某同学的求解过程如下：
  在制动过程中加速度的平均值为 $\text{[math]}$
  将减速过程看成反向加速过程，根据运动学公式 $\text{[math]}$ ，得 $\text{[math]}$
  请你判断该同学的做法是否正确并说明理由；
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29. (2022高二上·魏县期末) 如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为 $\text{[math]}$ ， x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将 $\text{[math]}$ 代入能量方程便可得振子简谐运动方程 $\text{[math]}$ （①式）。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即 $\text{[math]}$ 。
1. （1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取g； $\text{[math]}$ 很小时，有 $\text{[math]}$ ）。
2. （2）如图LC谐振电路，电容大小为C ，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。
  a.通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。
  请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q－t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。
  简谐运动（弹簧振子）
  电磁振荡（LC电路）
  振子质量m
  电感L
  任意时刻振子偏离平衡位置的位移x
  瞬时速度 $\text{[math]}$
  振子动能 $\text{[math]}$
  线圈磁场能 $\text{[math]}$
  振子弹性势能 $\text{[math]}$
  b.通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。
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30. (2023高二上·通州期末) 场是一种物质，可以根据它表现出来的性质来研究它。
1. （1）真空中静止的点电荷，电荷量为Q，在与其相距为r的位置产生的场强为E，请用电场强度的定义和库仑定律推导 $\text{[math]}$ ；
2. （2）安培分子电流假说认为磁性源于运动的电荷，科学的发展证实了电流元在空间可以形成磁场。根据电流元周围存在磁场，小明同学大胆猜想：两电流元之间存在相互作用的磁场力F，可能与两点电荷间的静电力类似。如图所示，通有电流 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的两根导线平行放置且电流方向相反，设 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别表示导线上a、b两点处的电流元，a、b两点相距为r。
  
  a.小明猜想出两电流元间相互作用的磁场力大小 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为常量），请你分析判断小明对磁场力的猜想是否合理；如果你认为小明的猜想不合理，请写出你的猜想；
  
  b.请类比电场强度的定义方法写出小明猜想的两电流元间相互作用的磁场力在距电流元 $\text{[math]}$ 为r处b点的磁感应强度B的大小及方向。
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试卷信息

小学

初中

高中

人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度磁通量(优...

副标题：

*注意事项：

人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度磁通量(优...

物理考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

简谐运动（弹簧振子）	电磁振荡（LC电路）
振子质量m	电感L
任意时刻振子偏离平衡位置的位移x
瞬时速度 $\text{[math]}$
振子动能 $\text{[math]}$	线圈磁场能 $\text{[math]}$
振子弹性势能 $\text{[math]}$

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