2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册5.1磁场及其描述 同步练习（word版含答案）

5.1磁场及其描述
一、单选题
1．下面有关磁场中某点的磁感应强度方向的说法中，不正确的是（　　）
A．磁感应强度的方向就是通电导体在该点的受力方向
B．磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向
C．磁感应强度的方向就是在该点静止时小磁针N极指向
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极在该点的受力方向
2．空间存在沿纸面向上的匀强磁场，则小磁针静止时 N极的指向应为（　　）
向上 B．向下
向左 D．向右
3．如图所示，有A、B两根平行长直导线，通过大小相等、方向相反的电流。关于两根导线连线中点处磁场的磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．不等于零，方向垂直于两导线组成的平面向内
B．等于零
C．不等于零，方向平行于导线
D．不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线
4．为了形象地描述磁场，人们引人了磁感线。关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线不一定是闭合曲线
B．任意两条磁感线都不可能相交，但可能相切
C．磁场和磁感线都不是真实存在的，都可以通过用细铁屑来模拟
D．磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用
5．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。进一步研究表明，地球周围地磁场分布示意图如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．若地磁场是由地球本身带电，因自转而产生，则地球必带负电
6．如图，直角坐标系坐标轴上的a、b、c、d四点构成正方形。分别在a点和c点放置垂直坐标平面的无限长直导线，导线中电流相等，a点处导线电流向外，c点处导线电流向里。已知两导线在b点形成的合磁感应强度大小为B；无限长直导线在某点形成的磁感应强度可表示为，其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到导线的距离，则下列说法正确的是（　　）
A．b点磁感应强度方向水平向右 B．O点磁感应强度方向水平向右
C．d点磁感应强度大小为 D．O点磁感应强度大小为
7．如图所示，在直角三角形中，是的中点，，在、两点放有垂直纸面的直导线，导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流，点的磁感应强度大小为.若把点的直导线平移至点，电流方向和大小都不变，则此时点的磁感应强度大小和方向分别为（　　）
A．，方向竖直向上 B．，方向竖直向上
C．，方向水平向右 D．，方向水平向右
8．下列有关磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．磁感应强度的单位是韦伯
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力，则该点的磁感应强度一定为0
C．磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比，与电流I和导线长度l的乘积成反比
D．磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
9．如图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线、，中的电流方向向上，中的电流方向向右；的右边有、两点，它们相对于对称。整个系统处于某匀强磁场中，该匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外。已知、两点的磁感应强度大小分别为和，方向垂直于纸面向里。则（　　）
A．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内
B．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外
C．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内
D．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外
10．如图所示，正方形abcd的四个顶点处分别有垂直于正方形平面的无限长直导线，导线中通有方向向里的恒定电流，O点是正方形abcd的中心；若a、b、c、d四处导线中的电流分别为I、2I、3I、4I，当正方形所在空间加一磁感应强度为B0的匀强磁场后，O点的磁感应强度为0。已知通电无限长直导线在其周围某一点产生的磁场磁感应强度B的大小与电流成正比，与该点到长直导线的距离成反比若撤除长直导线d，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．，方向由O指向a B．，方向由O指向c
C．，方向由O指向a D．，方向由O指向c
11．如图所示，小磁针的N极指向正确的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
12．如图所示，在一沿南北方向水平放置的直导线正下方有一小磁针。在导线中通有某一方向电流，小磁针静止时极指向东偏南方向，由此可推断（　　）
A．此时导线中的电流方向为由北向南
B．若导线中通有相反方向的电流，小磁针静止时极将指向东偏南方向
C．若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时极仍指向西偏北方向
D．若将导线中的电流增大，小磁针极将略向西偏转
13．在磁感应强度为、竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图所示，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中点的磁感应强度大小为，则（　　）
A．、两点的磁感应强度相同 B．、两点的磁感应强度相同
C．点的磁感应强度大小为 D．点的磁感应强度大小为
14．如图所示，是我国古代四大发明之一的指南针——司南， 它是把天然磁磨成勺子的形状，放在水平光滑的 “地盘”上制成的，“柢”指的是司南长柄。当司南静止时，其长柄指向（　　）
A．东方 B．南方 C．西方 D．北
15．如图所示，纸面内半径为r的圆的圆心在O点，其外切正三角形的边与圆相切于P点，三根平行长直导线的截面分别在a、b、c三点，导线垂直纸面固定放置，电流的大小均为I，已知通有电流I的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小为（其中k常量），则P点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
16．关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．由，可知，B与F成正比与IL成反比
B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线是否存在无关
17．某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的磁场方向与点的磁场方向一致
B．两条磁感线的间隙处不存在磁场
C．磁场的磁感线可以相交
D．A点的磁感应强度大于点的磁感应强度
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【详解】
A．根据左手定则知，磁感应强度的方向与通电导体在该点的受力方向垂直，故A错误；
B．磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向，故B正确；
C．磁感应强度的方向就是在该点静止时小磁针N极指向，故C正确；
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极在该点的受力方向，故D正确。
本题选不正确项，故选A。
2．A
【详解】
物理学规定，在磁场中的任意一点，小磁针N极受力的方向，亦即小磁针静止时N极所指的方向，所以N极要转向磁场方向，而S极转向磁场方向反方向，因此小磁针静止时N极的指向是向上的，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．A
【详解】
根据安培定则可知，两根导线在连线中点处产生磁场的磁感应强度方向均垂直于两导线组成的平面向内，所以合磁感应强度不为零，且方向垂直于两导线组成的平面向内。
故选A。
4．D
【详解】
A．由于自然界中不存在单独的磁极，所以磁感线一定是闭合曲线，故A错误；
B．磁场中某点的磁场方向是唯一的，且磁场方向沿磁感线或磁感线切线的方向，所以任意两条磁感线都不可能相交，也不可能相切，故B错误；
C．磁感线是为了使研究磁场更加直观而引入的假想的线，实际并不存在，可以通过用细铁屑来模拟，但磁场是实际存在的，故C错误；
D．磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，而是有一定的夹角，即为磁偏角，A错误；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，B错误；
C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近出发，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，C错误；
D．地球自西向东转，地磁的南极在地理的北极附近，根据安培定则结合安培环流假说可知形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
AC．依题意根据右手螺旋定则，a在b点形成的磁感应强度方向沿方向，c在b点形成的磁感应强度方向沿方向，合成后方向沿y轴负向；同理可判断知d的磁感应强度与b点相同，大小均为B，故AC错误；
BD．因为，设a和c在b点形成的磁感应强度大小为，所以
即
因为
所以c和a在O形成的磁感应强度大小均为B，a在O点形成的磁感应强度方向向下，c在O点形成的磁感应强度方向也向下，因此O点磁感应强度大小为，方向向下，故B错误，D正确；
故选D。
7．C
【详解】
设点通电的直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向右上，与水平方向成；点通电的直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向左上，与水平方向成.根据叠加原理可得点的磁感应强度大小
若把点通电的直导线移至点时，在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直斜向右下，与水平方向成，可得点的磁感应强度为
方向水平向右，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．磁感应强度的单位是特斯拉（T），选项A错误；
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力，可能是直导线与磁场方向平行，而该点的磁感应强度不一定为0，选项B错误；
C．磁感应强度B是由磁场本身决定的，与通电导线在磁场中所受的磁场力F以及电流I和导线长度l的乘积均无关，选项C错误；
D．根据
可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，选项D正确。
故选D。
9．C
【详解】
设在、两点产生的磁感应强度为，在、两点产生的磁感应强度大小为，则在、两点的磁感应强度为
，
解得
，
故选C。
10．A
【详解】
a、b、c、d四处导线中的电流分别为I、2I、3I、4I，它们在O点处产生的磁场如图所示，则有
四根导线在O点的合磁感应强度为
由于O点的磁感应强度为0，则有
撤除长直导线d，其它三根导线的磁场如图所示，则这三根导线在O点的合磁感应强度为
撤除长直导线d 后，O点的磁感应强度为
，方向由O指向a
所以A正确；BCD错误；
故选A。
11．D
【详解】
根据右手螺旋定则可知通电螺线管左侧为N极，右侧为S极，磁感线在外部由N极S极，内部由S极指向N极。而静止时小磁针N极指向为磁感线方向，可知小磁针的N极指向正确的只有d。
故选D。
12．D
【详解】
A．导线没有通电流前，小磁针静止时N极指向北方，通电后小磁针静止时S极指向东偏南方向，即小磁针静止时N极指向西偏北方向，说明通电导线在小磁针处产生的磁场方向向西，根据安培定则可判断，通电导线的电流方向由南向北，故A错误；
B．由选项A知，通电导线的电流方向由南向北，若导线中通有相反方向的电流时，通电导线在小磁针处产生的磁场方向向东，则小磁针静止时N极将指向东偏北方向，故B错误；
C．此时通电导线的电流方向由南向北，若将小磁针放置到导线正上方，通电导线在小磁针处产生的磁场方向向东，则小磁针静止时N极指向东偏北方向，故C错误；
D．若将导线中的电流增大，则通电导线产生的磁场会增强，会使小磁针受到向西的磁场力变大，则小磁针N极将略向西偏转，故D正确。
故选D。
13．D
【详解】
点的磁场度是有通电导线产生的磁场和匀强磁场叠加而成的，根据右手螺旋定则，可知通电导线在a点产生的磁场方向竖直向上，与匀强磁场方向相同，因此可知通电导线在a点产生的场强大小为，从而可推得通电导线在圆周上各点产生的场强大小都为。
AC.通电导线在c点产生的磁场方向竖直向下，因此合场强为零，AC错误；
BD.根据右手螺旋定则可知，通电导线在b点产生的场强水平向左，在d点产生的场强水平向右，因此可知点的磁感应强度大小均，方向指向左上方，与水平成45o角，而点的磁感应强度大小为，方向指向右上方，与水平成45o角，B错误，D正确。
故选D。
14．B
【详解】
“司南”是我国古代劳动人民智慧的结晶，司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北方向的，静止时，其勺柄指向南方（即指向地理的南极），也就是指向地磁北极附近，故ACD错误，B正确。
故选B。
15．B
【详解】
由几何关系，a、b两点与P点的距离均为
a、b两点的电流分别在P点产生的磁感应强度大小均为
由安培定则，a、b两点的电流分别在P点产生的磁场均由P点指向O点，a、b两点的电流在P点的合磁感应强度的大小
由几何关系，c点与P点的距离为
c点的电流在P点产生的磁感应强度的大小为
由安培定则的方向与垂直，即与垂直，则P点的磁感应强度的大小
综合计算可得
故选B。
16．D
【详解】
A．是磁感应强度的定义公式，B是由磁场本身及磁场中的位置决定，与F成正比与IL无关，所以A错误；
B．当电流方向与磁感应强度方向平行时导线不受磁场力的作用，所以该处的磁感应强度不一定为零，则B错误；
C．磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向总是垂直，所以C错误；
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线是否存在无关，所以D正确；
故选D。
17．D
【详解】
A．磁感线的切向方向为磁场的方向，则A点的磁场方向与点的磁场方向不一致，选项A错误；
B．两条磁感线的间隙处虽然没有画磁感线，但是仍然存在磁场，选项B错误；
C．磁场中任意两条磁感线不可以相交，选项C错误；
D．磁感线的疏密反映磁场的强弱，可知A点的磁感应强度大于点的磁感应强度，选项D正确。
故选D。答案第1页，共2页
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