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章末检测试卷(三)
(满分：100分)
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是(　　)
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．安培发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
2.(2023·郴州市高二期末)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b两处的磁感应强度的大小关系是(　　)
A．Ba>Bb　　　　 B．BaC．Ba＝Bb　　　　 D．无法确定
3．若在真空中传播的电磁波频率增大，则该电磁波传播的(　　)
A．速度不变，波长减小
B．速度不变，波长增大
C．速度减小，波长增大
D．速度增大，波长不变
4．“风云二号”卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的(　　)
A．穿透性 B．热效应
C．可见性 D．化学效应
5．(2023·四川泸县五中高二开学考试)如图所示，长直导线MN中通有方向如图的电流i，其正下方有矩形导线框abcd，在下列哪种情况下，abcd中没有感应电流产生(　　)
A．直导线中电流变大
B．导线框向下移动
C．线框以bc边为轴转动
D．线框水平向右移动
6．科学研究表明，地球自西向东的自转正在变慢，假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以判定(　　)
A．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
B．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
C．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
D．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
7.(2023·南平市高级中学高二期中)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框ABCD，线框平面与直导线共面，若使线框ABCD第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以BC边为轴翻转180°到图中虚线位置，则(　　)
A．虚线位置穿过线框的磁通量与原位置相等
B．虚线位置穿过线框的磁通量比原位置大
C．两次磁通量变化量是相等的
D．第一次穿过线框的磁通量的变化量比第二次穿过线框的磁通量变化量的小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(2023·广州市高二期末)下列关于电磁波的说法正确的是(　　)
A．只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B．任何变化的磁场周围一定有电场
C．能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应
D．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度不同
9．如图所示，在一个足够大的磁体产生的磁场中，如果导体AB沿水平并垂直于AB方向运动的速度大小为v1，两磁极沿水平并垂直于AB方向运动的速度大小为v2，则(　　)
A．当v1＝v2且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1＝v2且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．若v2＝0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，v1≠0，可以产生感应电流
10.(2023·湖北省部分省级示范高中高二期末)如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的通电导线(不计重力)放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流产生的磁场的磁感应强度与到导线的距离成反比，PMN构成边长分别为L、L、L的等腰直角三角形。距离竖直通电导线r处磁感应强度B＝，忽略P产生的磁感应强度，则下列判断正确的是(　　)
A．通电直导线M在P的磁感应强度大小为B
B．通电导线P的电流方向一定垂直纸面向外
C．P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零
D．P的正下方L处的合磁感应强度为2B
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(8分)探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示。
(1)(2分)本实验中，我们通过观察______________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)(4分)通过比较图甲和图丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要__________________，通过比较图________________可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。
(3)(2分)若图甲中AB棒不动，磁体左右水平运动，电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
12.(8分)边长L＝10 cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t(T)，则2 s末穿过线框的磁通量为________ Wb，第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为________ Wb。
13．(10分)如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。
已知：CD段导线长度为L＝4×10－2 m，天平平衡时钩码重力为G＝4×10－5 N，通过导线的电流为I′＝0.5 A。
14.(12分)如图所示，矩形线圈的面积为0.2 m2，放在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角，求：
(1)(6分)穿过线圈的磁通量是多大；
(2)(6分)当线圈从图示位置绕ab边逆时针转过60°(从a向b看)的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少。
15．(16分)(2023·泸州市高二期末)如图所示，abcd是边长L＝20 cm的正方形金属框，匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ＝45°，磁感应强度B＝0.01 T，方向垂直纸面向外，此时M点位于cd边的中点。
(1)(4分)求图示位置金属框的磁通量Φ；
(2)(6分)若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量ΔΦ；
(3)(6分)以图示位置为计时起点，金属框向左以速度v＝0.2 m/s做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使金属框中不产生感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么？
章末检测试卷(三)
1．B　[奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故A正确，B错误；法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系，故D正确。]
2．B　[磁感线的疏密程度可以表示磁感应强度的大小，b处磁感线更密集，所以Ba3．A　[电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，与电磁波频率无关，故在真空中传播的电磁波频率增大，电磁波速度不变，根据c＝λf，电磁波波长减小。故选A。]
4．B
5．D　[直导线中电流变大，磁感应强度变大，所以磁通量变大，有感应电流，故A错误；导线框向下移动，离导线变远，磁感应强度变小，故磁通量变化，所以可以产生感应电流，故B错误；线框以bc边为轴转动，磁通量发生变化，有感应电流，故C错误；线框水平向右移动，磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产生感应电流，故D正确。]
6．C　[将地球自转等效成环形电流，地球南极为地磁场N极，由安培定则可知地球带负电，地球自转变慢，环形电流减小，所以地磁场减弱，故选C。]
7．D　[离通电导线越远，通电导线产生的磁场越弱，根据磁通量Φ＝BS，可知虚线位置穿过线框的磁通量应小于原位置，A、B错误；若规定初状态的磁通量为正，则ΔΦ1＝Φ2－Φ1，第二次磁通量的变化量为ΔΦ2＝|－Φ2－Φ1|＝Φ2＋Φ1，故第一次磁通量的变化比第二次磁通量的变化小，故C错误，D正确。]
8．BD　[变化的电场和变化的磁场交替产生，在空间传播形成电磁波，A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，任何变化的磁场周围一定有电场，B正确；光电效应现象说明光具有粒子性，光的反射不能说明光具有波动性，C错误；由光速与声速不同，可知可见光与超声波的传播速度是不同的，D正确。]
9．BCD　[当v1＝v2且方向相同时，导体与磁极相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流，故A错误；当v1＝v2且方向相反时，导体做切割磁感线运动，可以产生感应电流，故B正确；当v1≠v2时，不论方向相同或相反，导体都做切割磁感线运动，都可以产生感应电流，故C正确；若v2＝0，磁极静止，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，v1≠0，导体做切割磁感线运动，可以产生感应电流，故D正确。]
10．AC　[因为与M和N相互平行的通电导线放在位置P恰好平衡，说明匀强磁场与通电直导线M和N在位置P的合磁感应强度为零，根据题意可知，长直导线M和N在位置P产生磁感应强度大小相等，方向如图所示。
可知通电直导线M在P的磁感应强度为B1＝Bcos 45°＝B，故A正确；通电导线的电流方向不确定，可能垂直纸面向里也可能向外，故B错误；根据对称，P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零，故C正确。 P的正下方L处，刚好为M、N连线的中点，M、N在连线中点处产生的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下；根据电流产生的磁场的磁感应强度与导线的距离成反比，有B1＝B＝k，则M、N在连线中点处产生的磁感应强度大小均为B2＝k＝k＝B1＝B，则P的正下方L处的合磁感应强度大小为B合＝2B2－B＝B，方向竖直向下，故D错误。]
11．(1)灵敏电流计的指针是否偏转　(2)闭合　甲和乙
(3)有
解析　(2)题图甲所示电路是闭合电路，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流；题图丙所示电路是断开的，灵敏电流计的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流。由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合。要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这就要求两次实验中：一次使导体在磁场中做切割磁感线运动，另一次使导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此可以确定要选用题图甲和乙。
(3)在题图甲中，电路是闭合的，若导体不动，磁体运动，利用运动和静止的相对性可以确定，导体也做切割磁感线运动，具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有电流产生。
12．4×10－2　1.5×10－2
解析　2 s末，磁感应强度大小为
B2＝(2＋3×2) T＝8 T
根据Φ＝BSsin θ知，2 s末穿过线框的磁通量
Φ＝B2Ssin θ＝8×(0.1)2× Wb＝4×10－2 Wb
第3 s内磁感应强度的变化量ΔB＝3 T，
所以ΔΦ＝ΔB·Ssin θ＝3×(0.1)2× Wb
＝1.5×10－2 Wb。
13．2×10－3 T
解析　由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，L＝4×10－2 m。
电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G。
由磁感应强度的定义式得B＝＝ T＝2×10－3 T，
所以，通电螺线管中的磁感应强度B的大小为2×10－3 T。
14．(1)0.01 Wb　(2)增大了0.01 Wb
解析　(1)穿过线圈的磁通量为：
Φ＝BSsin 30°＝0.1×0.2× Wb＝0.01 Wb。
(2)若线圈逆时针方向转过60°(从a向b看)，
则此时穿过线圈的磁通量Φ′＝BS＝0.02 Wb
那么ΔΦ＝Φ′－Φ＝0.01 Wb。
15．(1)5×10－5 Wb　(2)－4×10－4 Wb
(3)Bt＝(T)
解析　(1)图示位置金属框的磁通量为Φ＝BS＝B×()2＝BL2＝5×10－5 Wb。
(2)若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°后，金属框的磁通量为Φ′＝－BS′＝－B×[L2－()2]＝－BL2＝－3.5×10－4 Wb，磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ′－Φ＝－4×10－4 Wb。
(3)要使金属框中不产生感应电流，穿过金属圈的磁通量不发生变化，则经任意时刻t，金属框运动的位移为x＝vt，穿过金属框的磁通量为Φt＝BtSt＝(x＋)2，金属框中不产生感应电流，则有Φt＝Φ，可得磁感应强度B随时间t变化的关系式是Bt＝(T)。(共35张PPT)
章末检测试卷(三)
一、单项选择题
1.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.安培发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
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奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故A正确，B错误；
法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；
焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系，故D正确。
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2.(2023·郴州市高二期末)磁场中某区域的磁感线如图所示，a、b两处的磁感应强度的大小关系是
A.Ba>Bb　　　　 B.BaC.Ba＝Bb　　　　 D.无法确定
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磁感线的疏密程度可以表示磁感应强度的大小，b处磁感线更密集，所以Ba3.若在真空中传播的电磁波频率增大，则该电磁波传播的
A.速度不变，波长减小
B.速度不变，波长增大
C.速度减小，波长增大
D.速度增大，波长不变
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电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，与电磁波频率无关，故在真空中传播的电磁波频率增大，电磁波速度不变，根据c＝λf，电磁波波长减小。故选A。
4.“风云二号”卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的可以接收云层辐射的红外线的感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的
A.穿透性 B.热效应
C.可见性 D.化学效应
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5.(2023·四川泸县五中高二开学考试)如图所示，长直导线MN中通有方向如图的电流i，其正下方有矩形导线框abcd，在下列哪种情况下，abcd中没有感应电流产生
A.直导线中电流变大
B.导线框向下移动
C.线框以bc边为轴转动
D.线框水平向右移动
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直导线中电流变大，磁感应强度变大，所以磁通量变大，有感应电流，故A错误；
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导线框向下移动，离导线变远，磁感应强度变
小，故磁通量变化，所以可以产生感应电流，故B错误；
线框以bc边为轴转动，磁通量发生变化，有感应电流，故C错误；
线框水平向右移动，磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产生感应电流，故D正确。
6.科学研究表明，地球自西向东的自转正在变慢，假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以判定
A.地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
B.地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
C.地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
D.地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
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将地球自转等效成环形电流，地球南极为地磁场N极，由安培定则可知地球带负电，地球自转变慢，环形电流减小，所以地磁场减弱，故选C。
7.(2023·南平市高级中学高二期中)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框ABCD，线框平面与直导线共面，若使线框ABCD第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以BC边为轴翻转180°到图中虚线位置，则
A.虚线位置穿过线框的磁通量与原位置相等
B.虚线位置穿过线框的磁通量比原位置大
C.两次磁通量变化量是相等的
D.第一次穿过线框的磁通量的变化量比第二次穿过
　线框的磁通量变化量的小
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离通电导线越远，通电导线产生的磁场越弱，根据磁通量Φ＝BS，可知虚线位置穿过线框的磁通量应小于原位置，A、B错误；
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若规定初状态的磁通量为正，则ΔΦ1＝Φ2－Φ1，第二
次磁通量的变化量为ΔΦ2＝|－Φ2－Φ1|＝Φ2＋Φ1，故第一次磁通量的变化比第二次磁通量的变化小，故C错误，D正确。
二、多项选择题
8.(2023·广州市高二期末)下列关于电磁波的说法正确的是
A.只要空间某处有变化的电场和磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波
B.任何变化的磁场周围一定有电场
C.能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应
D.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度不同
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变化的电场和变化的磁场交替产生，在空间传播形成电磁波，A错误；
根据麦克斯韦的电磁场理论，任何变化的磁场周围一定有电场，B正确；
光电效应现象说明光具有粒子性，光的反射不能说明光具有波动性，C错误；
由光速与声速不同，可知可见光与超声波的传播速度是不同的，D正确。
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9.如图所示，在一个足够大的磁体产生的磁场中，如果导体AB沿水平并垂直于AB方向运动的速度大小为v1，两磁极沿水平并垂直于AB方向运动的速度大小为v2，则
A.当v1＝v2且方向相同时，可以产生感应电流
B.当v1＝v2且方向相反时，可以产生感应电流
C.当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感
　应电流
D.若v2＝0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，v1≠0，
　可以产生感应电流
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当v1＝v2且方向相同时，导体与磁极相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流，故A错误；
当v1＝v2且方向相反时，导体做切割磁感线运动，可以产生感应电流，故B正确；
当v1≠v2时，不论方向相同或相反，导体都做切割磁感线运动，都可以产生感应电流，故C正确；
若v2＝0，磁极静止，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，v1≠0，导体做切割磁感线运动，可以产生感应电流，故D正确。
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10.(2023·湖北省部分省级示范高中高二期末)如图所示，某空间有一竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，两条平行通电长直导线M和N，固定在某水平面上，电流方向如图。与M和N平行的通电导线(不计重力)放在位置P，恰好平衡。图中为垂直导线的截面图，已知电流产生的磁场的
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因为与M和N相互平行的通电导线放在位置P恰好
平衡，说明匀强磁场与通电直导线M和N在位置P
的合磁感应强度为零，根据题意可知，长直导线M
和N在位置P产生磁感应强度大小相等，方向如图所示。
通电导线的电流方向不确定，可能垂直纸面向里也可能向外，故B错误；
根据对称，P关于水平面的对称点Q的磁感应强度大小为零，故C正确。
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三、非选择题
11.探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示。
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(1)本实验中，我们通过观察__________________________来判断电路中是否有感应电流。
灵敏电流计的指针是否偏转
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(2)通过比较图甲和图丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要_______，通过比较图_________可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。
闭合
甲和乙
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题图甲所示电路是闭合电路，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流；题图丙所示电路是断开的，灵敏电流计的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流。由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合。要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这就要求两次实验中：一次使导体在磁场中做切割磁感线运动，另一次使导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此可以确定要选用题图甲和乙。
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(3)若图甲中AB棒不动，磁体左右水平运动，电路中____(选填“有”或“无”)感应电流。
有
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在题图甲中，电路是闭合的，若导体不动，磁体运动，利用运动和静止的相对性可以确定，导体也做切割磁感线运动，具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有电流产生。
12.边长L＝10 cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t(T)，则2 s末穿过线框的磁通量为________ Wb，第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为___________ Wb。
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4×10－2
1.5×10－2
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2 s末，磁感应强度大小为
B2＝(2＋3×2) T＝8 T
根据Φ＝BSsin θ知，2 s末穿过线框的磁通量
第3 s内磁感应强度的变化量ΔB＝3 T，
13.如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。
已知：CD段导线长度为L＝4×10－2 m，天平平衡时钩码重力为G＝4×10－5 N，通过导线的电流为I′＝0.5 A。
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答案　2×10－3 T
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由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，L＝4×10－2 m。
电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G。
所以，通电螺线管中的磁感应强度B的大小为2×10－3 T。
14.如图所示，矩形线圈的面积为0.2 m2，放在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角，求：
(1)穿过线圈的磁通量是多大；
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答案　0.01 Wb
穿过线圈的磁通量为：
(2)当线圈从图示位置绕ab边逆时针转过60°(从a向b看)的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少。
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答案　增大了0.01 Wb
若线圈逆时针方向转过60°(从a向b看)，
则此时穿过线圈的磁通量Φ′＝BS＝0.02 Wb
那么ΔΦ＝Φ′－Φ＝0.01 Wb。
15.(2023·泸州市高二期末)如图所示，abcd是边长L＝20 cm的正方形金属框，匀强磁场区域右边界MP与水平线MN间的夹角θ＝45°，磁感应强度B＝0.01 T，方向垂直纸面向外，此时M点位于
cd边的中点。
(1)求图示位置金属框的磁通量Φ；
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答案　5×10－5 Wb
(2)若将金属框以bc为轴，向纸面外转动180°，求磁通量的变化量ΔΦ；
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答案　－4×10－4 Wb
(3)以图示位置为计时起点，金属框向左以速度v＝0.2 m/s做匀速直线运动，在b点进入磁场之前，要使金属框中不产生感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的关系式是什么？
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