13.1 磁场 磁感线 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
13.1
磁场
磁感线
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．图中箭头表示磁感应线的方向，则小磁针静止时N极的指向应（　　）
A．向上
B．向下
C．向左
D．向右
2．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）
A．伽利略
B．爱因斯坦
C．奥斯特
D．牛顿
3．如图所示，甲、乙两根外形完全相同的钢棒，用甲的一端接触乙的中间，下列说法中正确的是（　　）
A．若相互吸引，则甲、乙均有磁性
B．若相互吸引，则甲有磁性，乙一定没有磁性
C．若相互间没有吸引，则甲、乙均没有磁性
D．若相互间没有吸引，则甲一定没有磁性，乙可能有磁性
4．如图所示，系在细线下端的回形针被磁铁吸引，现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。对回形针失去磁性所作的解释正确的是（　　）
A．回形针加热后，内部的磁分子电流消失了
B．回形针加热后，内部的磁分子电流反向了
C．回形针加热后，内部的磁分子电流排列整齐了
D．回形针加热后，内部的磁分子电流排列无序了
5．一科考船进行环球科考活动从北极附近出发，一路向南直到南极附近，沿途不断测量地磁场的大小和方向，他的测量结果可能是（　　）
A．地磁场的大小一直不变，磁场方向始终沿正南、正北方向
B．地磁场的大小不断变化，磁场方向始终沿正南、正北方向
C．地磁场的大小一直不变，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角
D．地磁场的大小不断变化，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角
6．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．两点处的磁场强弱不同，且处磁场强
B．两点处的磁场强弱不同，且处磁场弱
C．两点处的磁场方向相同
D．处没有磁感线，所以没有磁场
7．安培的分子电流假说，可用来解释（　　）
A．两通电导体间产生相互作用的原因
B．通电线圈产生磁场的原因
C．相邻同向电流相吸的原因
D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
8．当螺线管导线中通有如图所示的电流时，其右端附近的小磁针保持静止状态，图中a、b是螺线管上相邻的两匝线圈，c、d是小磁针的两端，则（　　）
A．线圈a、b相互吸引，c端为小磁针的N极
B．线圈a、b相互吸引，c端为小磁针的S极
C．线圈a、b相互排斥，c端为小磁针的N极
D．线圈a、b相互排斥，c端为小磁针的S极
9．关于磁场，下列说法正确的是（
）
A．其基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用
B．磁场是看不见、摸不着实际不存在的，是人们假想出来的一种物质
C．磁场不是客观存在的一种物质形态
D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无
10．如图甲所示是我国自行开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图，关于磁悬浮列车，下列说法正确的是（　　）
A．该磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥
B．车厢线圈的上端为极
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．如图所示，一束带电粒子沿虚线飞过磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针N极转向读者。这束带电粒子可能是（　　）
A．向右飞的正离子
B．向左飞的负离子
C．向右飞的负离子
D．向左飞的正离子
12．南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量。“雪龙号”考察队员一次实验如下：在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小
B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
D．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变
13．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远，当开关闭合后小磁针的N极（黑色的一端）指向正确的是（　　）
A．a
B．b
C．c
D．d
三、填空题。本大题共4小题。
14．下图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。请回答以下问题：
(1)当电流从电磁铁的接线柱流入时，发现吸引小磁体向下运动，则电磁铁的上端为______极，小磁体的下端为______极；
(2)电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。你认为这种铁芯应该用哪种材料制作______？
15．磁感线是______（选填“闭合”或“不闭合”）的曲线，在磁体______部，磁感线从S极到N极，磁感线较______处表示磁场较强。
16．如图所示，一块木板右端固定条形磁铁A，总质量为，将质量为m的条形磁铁B放在木板左端，与A磁铁N、S极相对，与木板间动摩擦因数为0.5。若使整个装置保持水平做自由落体运动，释放的瞬间磁铁B加速度为，则A、B之间的相互作用力大小为_________；若B放回左端，将整个装置放在粗糙水平桌面上（动摩擦因数为0.5）.给B向左的初速度，同时给木板和A向右的初速度，则此瞬间木板的加速度为___________。
17．把六个小磁针放在通电直导线的四周，按照下列要求回答问题：
(1)如图甲所示，不通电时，小磁针的N极指向哪里_____？
(2)如图乙所示，当接通电路时，小磁针_____（选填“偏转”或“不偏转”）。
(3)如图丙所示，改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_____（选填“改变”或“不改变”）。这一现象说明了什么_____？
四、解答题。本大题共3小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
18．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两根导线共面。a点在两导线的中间，与两根导线的距离均为r；b点在导线2的右侧且与导线2的距离也为r。现测得a点磁感应强度的大小B，则去掉导线1后，求b点磁感应强度的大小和方向。
19．请判断下列情形中电流的方向。
(1)图（a）中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图（b）中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N的指向如图（c）所示。
20．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场方向如何？
参考答案
1．A
【解析】由图可知：磁感线的方向是向上的；根据磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，故小磁针静止时N极所指的方向也是向上的，A正确。
故选A。
2．C
【解析】当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。
故选C。
3．D
【解析】AB．磁体上磁性最强的部分叫磁极，位于磁体的两端，磁性最弱的部分在磁体的中间，这个位置几乎没有磁性。用甲棒的一端接触乙棒的中间部分时，若互相吸引，由此可以确定钢棒甲有磁性，不能确定钢棒乙有无磁性，故AB错误；
CD．若甲、乙相互间没有吸引，则甲一定没有磁性，乙可能有磁性，因为中间部位磁性最弱；故C错误，D正确。
故选D。
4．D
【解析】当用火对回形针加热时，回形针内部的分子电流虽然仍然存在但变得杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，从而对外不显磁性。
故选D。
5．D
【解析】由于地磁两极与地理两极不重合，所以磁场的方向不沿正南、正北方向；由于地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面不同位置的磁场强弱不同；故选D。
6．B
【解析】磁感线的疏密程度表示磁场强弱，切线方向表示磁场方向，可知a处磁场较弱，两处的磁场方向不同，B正确。
故选B。
7．D
【解析】AC．两通电导体间产生相互作用是通过磁场发生的，AC错误；
B．通电线圈产生磁场是电流的磁效应，B错误；
D．安培认为，在构成物质的微粒内部，存在着一种环形电流，即分子电流，使每个微粒都成为一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流杂乱无章，对外不显磁性，磁化后，分子电流方向大体相同，磁极方向相同，对外显示出磁性，D正确。
故选D。
8．B
【解析】CD．根据电流同向相吸，反向相斥知，线圈a、b相互吸引，C、D错误；
AB．由安培定则知，螺线管右端为N极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸知，c端为小磁针的S极，故A错误，B正确。
故选B。
9．A
【解析】A．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用，A正确；
BCD．磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，BCD错误。
故选A。
10．C
【解析】ABC．磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是极，由此确定车厢线圈的上端为极，根据安培定则可知，电源上端为正极，A、B错误，C正确；
D．高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，D错误。
故选C。
11．CD
【解析】带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者。则知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的。依据安培定则可得，电流的方向水平向左。因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行。
故选CD。
12．AC
【解析】在地球南极附近即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，根据右手螺旋定则判断出“条形磁铁”的极性。再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，即可判断。
ABD．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则螺线管下端为N极，同名磁极相互排斥，则弹簧测力计示数将减小。A正确，BD错误；
C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则螺线管下端为S极，异名磁极相互吸引，则弹簧测力计示数将增大。C正确。
故选AC。
13．BCD
【解析】根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N极，左端为S极，小磁针c的指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，下方磁场向右，所以小磁针b的指向正确，小磁针a的指向错误；环形电流可等效为一个小磁体，左侧应为S极，故小磁针d的指向正确。
故选BCD。
14．S
N
软磁性材料
15．闭合
内
密集
16．
17．指向北
偏转
改变
电流方向改变，磁场方向也改变
18．0.5B
b点磁场方向垂直纸面向外
【解析】根据右手螺旋定则可知两导线在a点形成磁场方向相同，由于两导线电流大小相等，a点与两导线的距离也相等，故单根导线在a点形成磁感应强度大小为0.5B，由于a与b与导线2距离相等，故撤掉导线1后，b点磁感应强度大小为0.5B，根据安培定则可知b点磁场方向垂直纸面向外。
19．(1)
从右向左；(2)逆时针方向；
(3)从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向
【解析】(1)根据右手螺旋定则，将右手握住通电直导线，四根手指指向磁感线的环绕方向（从左向右看，磁场逆时针方向），则大拇指方向即为电流方向，电流向左；
(2)根据右手螺旋定则，大拇指方向是为磁场方向（垂直于纸面向外），则四根手指环绕方向即为电流方向，故电流为逆时针方向；
(3)因为小磁针N指向电源右端，所以螺线管右端为S极，根据右手螺旋定则判断，将右手握住螺线管，大拇指方向指向螺线管N极方向，则四根手指环绕方向即为电流方向，故电源右端为正极，左端为负极，从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向。
20．向下。
【解析】根据安培定则得左侧线圈中的磁场的方向下边是S极，上边是N极，右侧的线圈中的磁场下边是S极，上边是N极，所以铁环环内的磁场方向从上向下。