2021-2022学年高二上学期物理人教版选修3-1 3.1 磁现象和磁场 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版选修3-1 3.1 磁现象和磁场 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 87.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-04 07:48:39 | ||
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文档简介
磁现象和磁场
一、单选题
下列关于磁场的说法，正确的是
A. 指南针静止时极所指方向就是此位置的磁场方向
B. 通电导线所受安培力方向可用右手定则来判断
C. 电磁铁通电后有很强的磁性，所以我们要用硬磁性材料制作
D. 安培定则右手螺旋定则能够反映通电导线电流和电流产生磁场方向之间的关系
下列说法中正确的是
A. 电场强度为零的点，电势可能为零
B. 电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C. 电流在磁场中某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度一定为零
D. 由可知，与成正比，与成反比
为了解释地球的磁性，世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
A. B.
C. D.
如图所示，小磁针极指向正确的是
A. B.
C. D.
一架飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行，由于地磁场的存存，其机翼就会切割磁感线，两机翼的端点之间会有一定的电势差，则从坐在飞机上的飞行员的角度看
A. 机翼左端的电势比右端的电势低
B. 机翼左端的电势比右端的电势高
C. 机翼左端的电势与右端的电势相等
D. 由于不知道飞机的飞行方向，故无法判断机翼两端电势的高低
在赤道上方沿东西方向水平地放置一根直导线，通以由西向东的电流，则此导线受到地磁场作用力的方向是
A. 向南 B. 向北 C. 垂直地面向上 D. 垂直地面向下
把轻质导线圈用细线挂在磁铁极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内，如图所示，当线圈通以图示方向的电流时，从上往下看，线圈将
A. 顺时针转动，同时远离磁铁 B. 顺时针转动，同时靠近磁铁
C. 逆时针转动，同时靠近磁铁 D. 不发生转动，只靠近磁铁
二、多选题
如图为老师演示奥斯特实验的示意图。水平放置的小磁针的正上方平行放置一根直导线。导线未通电时小磁针极指向正北，导线中通有电流时，小磁针静止时极指向东偏北方向，与正北方向的夹角为，由此可推断
A. 导线中的电流方向由南向北
B. 增大电流，增大
C. 增大导线与小磁针的距离，减小
D. 将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时极指向西偏南方向
梦溪笔谈中涉及力学、光学、磁学、声学等领域．沈括记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，这比西方要早年．关于地磁场的下列说法正确的是
A. 地磁场只分布在地球的外部
B. 在地理南极点，地磁场方向是竖直向上的
C. 穿过地球表面的地磁场的磁通量为零
D. 在地球表面各处地磁场的磁感应强度大小不相等
下列说法中错误的是
A. 磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流、长为的一小段导线放在该处时所受磁场力与、的乘积的比值
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C. 一小段通电导线垂直放在磁场中时受磁场力比垂直放在处大，则处磁感应强度比处的磁感应强度大
D. 因为，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的一小段通电导线乘积成反比
极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小此运动形成的原因可能是
A. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
B. 介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C. 粒子的带电荷量减小
D. 南北两极附近的磁感应强度较强
三、填空题
地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场指南针静止时南极所指的方向是地磁______ 极的方向，地理南极在地磁______ 极附近地磁南北极和地理南北极______ 完全不完全重合．
安培的磁性起源的假说，揭示了磁现象的电本质，它使我们认识到，______的磁场和______的磁场一样，都是由______产生的．
如图所示，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动：
穿过线圈的磁通量________选填“变大、变小、不变”
此时俯视线圈，中的感应电流_______选填“沿逆时针方向、沿顺时针方向、为零”
线圈对水平桌面的压力将________选填“变大、变小、不变”
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.在物理学中，指南针静止时极所指的方向定为该点的磁场方向，A错误；
B.通电导线所受安培力方向用左手定则来判断，B错误；
C.电磁铁通电后有很强的磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制作，C错误；
D.安培定则右手螺旋定则能够反映通电导线电流和电流产生磁场方向之间的关系，D正确。
故选D。
2.【答案】
【解答】
A.电场强度与电势没有关系，电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为零的地方电场强度也不一定为零，故A正确；
B.电场强度处处相等的区域内，电势不处处相等，比如匀强电场，沿着电场线方向，电势是降低的．故B错误；
C.处在电场中的电荷一定受到电场力，但在磁场中运动的电荷不一定有磁场力存在，当运动方向与磁场方向平行时，没有磁场力作用，因此某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度不一定为零，故C错误；
D.磁感应强度的大小，是比值定义法，因此与，与均没有关系，故D错误；
故选A。
3.【答案】
【解答】
地磁场的极在地球南极附近，地磁场的极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向站在地球的北极向下看，B正确，、、D错误。故选B。
4.【答案】
【解答】
根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，
A.图磁针北极指向上，故A正确；
B.图磁针北极指向右端，故B错误；
C.图磁针北极指向上端，故C错误；
D.图磁针北极指向左端，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解答】
当飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向上，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势低，选项正确，选项错误。
6.【答案】
【解答】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自西向东，根据左手定则，安培力的方向向上，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解答】
由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁；故B选项正确，ACD错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】分析：
利用右手螺旋定则判断通电直导线周围磁场的方向，再与地磁场的磁感应强度叠加分析可得小磁针静止时极的指向，根据电流大小与直导线磁场大小成正比判断角度变化。
解答：
、只在地磁场作用下，小磁针的极指向北，当通电导线通由北向南的电流时，根据右手螺旋定则可知在导线下方会产生由西向东的磁场，根据磁场的叠加可知小磁针的极将指向东偏北方向，同理导线上方会产生由东向西的磁场，根据磁场的叠加可知若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时极指向西偏北方向，故AD错误；
B、增大电流，则导线产生的向东方向的磁场会增大，根据磁场叠加的平行四边形定则可知将增大，故B正确；
C、增大导线与小磁针的距离，则导线产生的向东方向的磁场会减小，根据磁场叠加的平行四边形定则可知将减小，故C正确；
故选：。
9.【答案】
【解答】
A.根据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球内部一定有磁感线，故一定有磁场；故A错误；
B.地理南极是地磁北极附近所以磁感线往上，但二者并不重合，故并不是竖直向上的；故B错误；
C.根据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等。故地磁场穿过地球表面的磁通量为零；故C正确；
D.地球两极处磁感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小；故D正确；
故选。
10.【答案】
【解答】
A.只有当电流方向与磁场方向垂直时才有：，不垂直时，不等于，故A错误，符合题意；
B.当电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力作用，所以不受安培力时不一定没有磁场，故B错误，符合题意；
C.因为通电导线垂直放置，由公式可知，所以处的磁感应强度一定比处的磁感应强度大，故C正确，不符合题意；
D.磁感应强度由磁场本身决定，与电流大小或导线长度无关，故D错误，符合题意。
本题选择错误的，故选ABD。
11.【答案】
【解答】
A.粒子受到的洛伦兹力始终距速度垂直，所以洛伦兹力不做功，故A错误；
B.粒子在运动过程中可能受到空气的阻力，对粒子做负功，所以其动能会减小，故B正确；
C.粒子在运动过程中，若电荷量减小，由半径公式可知，轨迹半径是增大的，故C错误；
D.地球南北两极附近的磁感应强度较强，由半径公式可知，轨迹半径是减小的，故D正确．
故选：。
12.【答案】北 北 不完全
【解析】解：地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场；
指南针静止时南极所指的方向是地磁北极的方向，地理南极在地磁北极附近；
地磁南北极和地理南北极不完全重合．
13.【答案】磁铁 电流 运动电荷
【解析】解：电流的形成是因电荷的定向移动，故它周围的磁场是因电荷的运动．
磁铁周围的磁场，人们仍认为是因电荷的运动，因磁铁的由分子组成的，而分子是由原子核和核外电子构成，分子在运动，因此组成分子的电荷也在运动，整体运动的有序性，就可在其周围形成磁场．所以磁铁的磁场与电流的磁场是一样的，都是由运动电荷产生的．
14.【答案】变大；
沿逆时针方向 ；
变大。
【解析】当滑动触头向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可以知道通过线圈的电流增大，线圈产生的磁场增强，故穿过线圈的磁通量变大；
根据中的电流方向和安培定则可以知道产生的磁场方向向下穿过线圈，根据楞次定律，中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的增大，故的感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以知道线圈中感应电流方向俯视沿逆时针方向；
开始时线圈对桌面的压力等于线圈的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈和看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相排斥，故线圈对水平桌面的压力将变大。
故答案为：变大；沿逆时针方向 ；变大。
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一、单选题
下列关于磁场的说法，正确的是
A. 指南针静止时极所指方向就是此位置的磁场方向
B. 通电导线所受安培力方向可用右手定则来判断
C. 电磁铁通电后有很强的磁性，所以我们要用硬磁性材料制作
D. 安培定则右手螺旋定则能够反映通电导线电流和电流产生磁场方向之间的关系
下列说法中正确的是
A. 电场强度为零的点，电势可能为零
B. 电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C. 电流在磁场中某点所受磁场力为零，则该点的磁感应强度一定为零
D. 由可知，与成正比，与成反比
为了解释地球的磁性，世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
A. B.
C. D.
如图所示，小磁针极指向正确的是
A. B.
C. D.
一架飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行，由于地磁场的存存，其机翼就会切割磁感线，两机翼的端点之间会有一定的电势差，则从坐在飞机上的飞行员的角度看
A. 机翼左端的电势比右端的电势低
B. 机翼左端的电势比右端的电势高
C. 机翼左端的电势与右端的电势相等
D. 由于不知道飞机的飞行方向，故无法判断机翼两端电势的高低
在赤道上方沿东西方向水平地放置一根直导线，通以由西向东的电流，则此导线受到地磁场作用力的方向是
A. 向南 B. 向北 C. 垂直地面向上 D. 垂直地面向下
把轻质导线圈用细线挂在磁铁极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内，如图所示，当线圈通以图示方向的电流时，从上往下看，线圈将
A. 顺时针转动，同时远离磁铁 B. 顺时针转动，同时靠近磁铁
C. 逆时针转动，同时靠近磁铁 D. 不发生转动，只靠近磁铁
二、多选题
如图为老师演示奥斯特实验的示意图。水平放置的小磁针的正上方平行放置一根直导线。导线未通电时小磁针极指向正北，导线中通有电流时，小磁针静止时极指向东偏北方向，与正北方向的夹角为，由此可推断
A. 导线中的电流方向由南向北
B. 增大电流，增大
C. 增大导线与小磁针的距离，减小
D. 将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时极指向西偏南方向
梦溪笔谈中涉及力学、光学、磁学、声学等领域．沈括记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，这比西方要早年．关于地磁场的下列说法正确的是
A. 地磁场只分布在地球的外部
B. 在地理南极点，地磁场方向是竖直向上的
C. 穿过地球表面的地磁场的磁通量为零
D. 在地球表面各处地磁场的磁感应强度大小不相等
下列说法中错误的是
A. 磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流、长为的一小段导线放在该处时所受磁场力与、的乘积的比值
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场
C. 一小段通电导线垂直放在磁场中时受磁场力比垂直放在处大，则处磁感应强度比处的磁感应强度大
D. 因为，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的一小段通电导线乘积成反比
极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小此运动形成的原因可能是
A. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
B. 介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C. 粒子的带电荷量减小
D. 南北两极附近的磁感应强度较强
三、填空题
地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场指南针静止时南极所指的方向是地磁______ 极的方向，地理南极在地磁______ 极附近地磁南北极和地理南北极______ 完全不完全重合．
安培的磁性起源的假说，揭示了磁现象的电本质，它使我们认识到，______的磁场和______的磁场一样，都是由______产生的．
如图所示，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动：
穿过线圈的磁通量________选填“变大、变小、不变”
此时俯视线圈，中的感应电流_______选填“沿逆时针方向、沿顺时针方向、为零”
线圈对水平桌面的压力将________选填“变大、变小、不变”
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.在物理学中，指南针静止时极所指的方向定为该点的磁场方向，A错误；
B.通电导线所受安培力方向用左手定则来判断，B错误；
C.电磁铁通电后有很强的磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制作，C错误；
D.安培定则右手螺旋定则能够反映通电导线电流和电流产生磁场方向之间的关系，D正确。
故选D。
2.【答案】
【解答】
A.电场强度与电势没有关系，电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为零的地方电场强度也不一定为零，故A正确；
B.电场强度处处相等的区域内，电势不处处相等，比如匀强电场，沿着电场线方向，电势是降低的．故B错误；
C.处在电场中的电荷一定受到电场力，但在磁场中运动的电荷不一定有磁场力存在，当运动方向与磁场方向平行时，没有磁场力作用，因此某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度不一定为零，故C错误；
D.磁感应强度的大小，是比值定义法，因此与，与均没有关系，故D错误；
故选A。
3.【答案】
【解答】
地磁场的极在地球南极附近，地磁场的极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向站在地球的北极向下看，B正确，、、D错误。故选B。
4.【答案】
【解答】
根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，
A.图磁针北极指向上，故A正确；
B.图磁针北极指向右端，故B错误；
C.图磁针北极指向上端，故C错误；
D.图磁针北极指向左端，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解答】
当飞机在南半球一定高度沿纬线水平飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向上，则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势低，选项正确，选项错误。
6.【答案】
【解答】
赤道处的磁场方向从南向北，电流方向自西向东，根据左手定则，安培力的方向向上，故C正确，ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解答】
由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为极，因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁；故B选项正确，ACD错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】分析：
利用右手螺旋定则判断通电直导线周围磁场的方向，再与地磁场的磁感应强度叠加分析可得小磁针静止时极的指向，根据电流大小与直导线磁场大小成正比判断角度变化。
解答：
、只在地磁场作用下，小磁针的极指向北，当通电导线通由北向南的电流时，根据右手螺旋定则可知在导线下方会产生由西向东的磁场，根据磁场的叠加可知小磁针的极将指向东偏北方向，同理导线上方会产生由东向西的磁场，根据磁场的叠加可知若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时极指向西偏北方向，故AD错误；
B、增大电流，则导线产生的向东方向的磁场会增大，根据磁场叠加的平行四边形定则可知将增大，故B正确；
C、增大导线与小磁针的距离，则导线产生的向东方向的磁场会减小，根据磁场叠加的平行四边形定则可知将减小，故C正确；
故选：。
9.【答案】
【解答】
A.根据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球内部一定有磁感线，故一定有磁场；故A错误；
B.地理南极是地磁北极附近所以磁感线往上，但二者并不重合，故并不是竖直向上的；故B错误；
C.根据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等。故地磁场穿过地球表面的磁通量为零；故C正确；
D.地球两极处磁感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小；故D正确；
故选。
10.【答案】
【解答】
A.只有当电流方向与磁场方向垂直时才有：，不垂直时，不等于，故A错误，符合题意；
B.当电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力作用，所以不受安培力时不一定没有磁场，故B错误，符合题意；
C.因为通电导线垂直放置，由公式可知，所以处的磁感应强度一定比处的磁感应强度大，故C正确，不符合题意；
D.磁感应强度由磁场本身决定，与电流大小或导线长度无关，故D错误，符合题意。
本题选择错误的，故选ABD。
11.【答案】
【解答】
A.粒子受到的洛伦兹力始终距速度垂直，所以洛伦兹力不做功，故A错误；
B.粒子在运动过程中可能受到空气的阻力，对粒子做负功，所以其动能会减小，故B正确；
C.粒子在运动过程中，若电荷量减小，由半径公式可知，轨迹半径是增大的，故C错误；
D.地球南北两极附近的磁感应强度较强，由半径公式可知，轨迹半径是减小的，故D正确．
故选：。
12.【答案】北 北 不完全
【解析】解：地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场；
指南针静止时南极所指的方向是地磁北极的方向，地理南极在地磁北极附近；
地磁南北极和地理南北极不完全重合．
13.【答案】磁铁 电流 运动电荷
【解析】解：电流的形成是因电荷的定向移动，故它周围的磁场是因电荷的运动．
磁铁周围的磁场，人们仍认为是因电荷的运动，因磁铁的由分子组成的，而分子是由原子核和核外电子构成，分子在运动，因此组成分子的电荷也在运动，整体运动的有序性，就可在其周围形成磁场．所以磁铁的磁场与电流的磁场是一样的，都是由运动电荷产生的．
14.【答案】变大；
沿逆时针方向 ；
变大。
【解析】当滑动触头向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可以知道通过线圈的电流增大，线圈产生的磁场增强，故穿过线圈的磁通量变大；
根据中的电流方向和安培定则可以知道产生的磁场方向向下穿过线圈，根据楞次定律，中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的增大，故的感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以知道线圈中感应电流方向俯视沿逆时针方向；
开始时线圈对桌面的压力等于线圈的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈和看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相排斥，故线圈对水平桌面的压力将变大。
故答案为：变大；沿逆时针方向 ；变大。
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