第十三章 第1节磁场磁感线提升练习（Word版含答案）

2019人教版选择性必修第三册 第十三章 第1节磁场 磁感线 提升练习
一、多选题
1．如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（　　）
A．a处的磁感应强度大小比c处的小
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相反
D．b处的磁感应强度为零
2．在物理学发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．安培首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系
B．奥斯特首先发现了电磁感应现象
C．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
D．法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场
3．如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行导线、，分别通以和流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（　　）
A．两导线间受到的安培力为斥力
B．两导线间受到的安培力为引力
C．两导线间受到的安培力
D．移走导线前后，点的磁感应强度方向改变
4．如图，a、c是水平放置的通电螺线管轴线上的两点，c是螺线管轴线中点，b、d是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点，则下列关于4个点的说法中正确的是（　　）
A．c点处的磁感应强度最大
B．b、d两点处的磁感应强度相同
C．b、c两点处的磁感应强度方向相同
D．c点处的磁感应强度方向水平向左
5．关于磁场，下列说法中不正确的是 ( 　)
A．最早发现电流磁效应的科学家是法拉第
B．磁场的最基本性质是对放在磁场中的磁体或电流有磁场力的作用
C．电流和电流之间的相互作用也是通过磁场发生的
D．磁场的方向和小磁针北极所指的方向相同
6．1820年，奥斯特发现通电直导线附近的小磁针会发生偏转．如图是一根通电直导线放在一枚能自由转动的小磁针之上的示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．导线中电流方向向右，小磁针的N极会向纸内偏转
B．导线中电流方向向右，小磁针的N极会向纸外偏转
C．导线中电流方向向左，小磁针的N极会向纸外偏转
D．导线中电流方向向左，小磁针的N极会向纸内偏转
7．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质
B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
8．科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（ ）
A．a、b通有同向的恒定电流
B．导线a受的合磁场力竖直向上
C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反
D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic
9．为了解释地球的磁性，19世纪安培提出假设地球的磁场是在地球自转过程中，由绕过地心的轴的环形电流引起的。假设地球表面带电，通过观察得知地磁场逐渐减弱。下列判断正确的是（　　）
A．地球表面带的是负电
B．地球表面带的是正电
C．地球自转越来越慢
D．地球自转越来越快
二、单选题
10．关于磁感线的特点，下列说法错误的是
A．磁感线是一系列平行的直线 B．磁感线不相交、不相切
C．磁感线是为了形象描述磁场而人为假设的曲线 D．磁感线是一系列闭合的曲线
11．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环以轴心沿如图所示方向转动时，则、、、四个小磁针的运动情况是（ ）
A．、、不动，的N极朝纸外
B．、、的N极都朝纸内，的N极朝纸外
C．不动，的N极朝纸外，、的N极都朝纸内
D．、、的N极都朝纸外，的N极朝纸内
12．如图所示，两根相互平行的固定在A、B点的长直导线中通有大小为I电流，其方向垂直纸面向里，C为A、B连线的中垂线上的一点，在C点放一直导线，三根导线相互平行，C处导线电流垂直纸面向外，则下列说法正确的是
A．C点的磁场方向沿中垂线向上
B．C点的磁场方向沿中垂线向下
C．在C处所受安培力沿中垂线向上
D．在C处所受安培力沿中垂线向下
13．在安培时代，关于验证“电流磁效应”设想的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特原来受“纵向力”的局限，把磁针放在通电导线的延长线上，磁针没有发生偏转，这说明了电流没有磁效应
B．奥斯特某一次实验中偶然把磁针放在“沿南北方向放置的通电导线”下方，磁针发生了偏转，这说明了电流的磁效应
C．安培等人把通有同向电流的两根导线平行放置，发现两根通电导线相吸，这不属于电流的磁效应
D．把磁针放在通电螺线管中，磁针发生了偏转，这不属于电流的磁效应
14．下列说法正确的是
A．一小段通电导线在磁场中某点，若不受磁场力的作用，该点的磁感强度一定为零
B．当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必为零
C．某一点电荷在电场中的受力方向，即为该点电场线的切线方向
D．磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极
15．下列有关磁场的说法中，错误的是
A．磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同
D．在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同
16．如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为
A．最大，垂直纸面向外
B．最大，垂直纸而向里
C．零
D．无法确定
17．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．A、B两处的磁感应强度的大小不等，BA>BB
B．同一通电导线放在A处受力一定比放在B处受力小
C．A、B两处的磁感应强度的大小不等，BAD．同一通电导线放在A处受力一定比放在B处受力大
18．有一束电子流沿x轴的正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向沿( )
A．y轴正方向 B．y轴负方向
C．z轴正方向 D．z轴负方向
19．科学实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的距离。如图所示，三根完全相同的长直导线a、b、c，其截面位于等腰三角形的三个顶点上，b、c位于光滑水平面上，且b、c间的距离为2x，当三根导线中均通有大小相等的恒定电流时，导线a、b、c均可保持静止状态。下列说法中错误的是（ ）
A．a、b、c三根导线中，只有两根导线中的电流方向相同
B．导线c所受磁场力竖直向下
C．导线a、b所受的磁场力大小相等，方向相反
D．导线a、c间的距离为
20．关于磁感线，以下说法正确的是（　　）
A．磁感线是不闭合的
B．磁感线有可能相交
C．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
D．磁感线是客观存在的
21．如图所示，无限大的水平匀强磁场B中，有一面积为S的矩形线圈，可绕竖直轴MN转动．.关于穿过此线圈的磁通量，下列说法正确的是
A．当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量为零
B．当线圈平面与磁感线平行时，磁通量最大
C．线圈绕轴MN转过90°的过程中，磁通量保持不变
D．线圈绕轴MN转过90°的过程中，磁通量会发生变化
22．下列关于磁性材料及其应用的说法错误的是（　　）
A．电磁铁是用软磁性材料制成的
B．磁带的录音过程利用了电流的磁效应
C．柜门上的“门吸”利用了磁铁能吸引磁性物质的特性
D．磁悬浮列车是利用列车和导轨间永磁体的相互作用悬浮起来的
23．下列说法中正确的是
A．电荷量e的数值最早是由法国物理学安培测得的
B．法拉第不仅提出了场的的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．特斯拉提出分子电流假说，很好的解释了磁现象的电本质
D．伽利略认为力是维持物体运动的原因
三、解答题
24．如果你在森林里迷路了，而身边有一个指南针，但上面关于南、北极的标记都脱落了，好在还有备有电池的手电筒和一段导线。你有什么办法能确定指针的南、北极
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．CD
【详解】
A．由安培定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，故A错误；
B．b、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流在两处产生大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，故B错误；
C．由安培定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，故C正确；
D．b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，故D正确。
故选CD。
2．CD
【解析】
【详解】
A．欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系，这个关系成为欧姆定律，故A错误；
B．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，法拉第发现了磁能产生电，发现了电磁感应现象，故B错误；
C．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律；故C正确；
D．法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场；故D正确；
故选CD。
3．BD
【详解】
AB．导线b在导线a处产生的磁场方向垂直纸面向里，导线a电流的方向向左，由左手定则可知，导线a受到的安培力向下，同理导线b受到得安培力向上，所以两导线间受到的安培a力为引力，故A错误，B正确；
C．两导线受到的安培力是相互作用力，所以大小相等，故C错误；
D ．根据右手螺旋定则，a、b中的电流在p点产生的磁场感应强度方向相反，移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向与b产生磁场方向相同，垂直纸面向里，移走b后，p点磁场方向与a产生磁场方向相同，垂直纸面向外，故D正确。
故选BD。
4．AB
【详解】
AB．a点在螺线管端面处，c点在螺线管内部，b、d点在螺线管中部，此时c点处磁感线最密集，故c点处磁感应强度最大，b、d关于轴线对称，磁感应强度大小相等，方向相同，故AB正确；
CD．c点位于通电螺线管内部，此时磁感线方向由S极到N极，故此时c点磁感应强度方向向右，b在通电螺线管外部，此时磁感线从N极出发回到S极，故b点磁感应强度方向向左，a点在S极附近，此时a点的磁感应强度方向向右，故a、c两点磁感应强度方向相同，b、c两点磁感应强度方向相反，故CD错误。
故选AB。
5．AD
【详解】
最早发现电流磁效应的科学家是奥斯特,Ａ错；小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向,D错;
6．AC
【详解】
由右手安培定则可得，导线中电流方向向右，小磁针的N极会向纸内偏转，导线中电流方向向左，小磁针的N极会向纸外偏转；故AC正确，BD错误；
故选AC．
【点睛】由右手安培定则可得通电导线中周围得磁场．
7．AB
【详解】
A.磁极与磁极不接触也会有力的作用，是通过磁场发生的。磁场与电场一样是一种客观存在的物质，故A正确；
B.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致，故B正确；
C.磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁铁的北极出发，进入南极；在磁体内部，从南极指向北极，故C错误；
D.磁感线不是客观存在的物质，是为了形象描述磁场而假设的曲线。用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线，没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线，故D错误。
故选AB。
8．BD
【详解】
AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；
C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；
D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得
即可得
对长直导线受力分析，同理可得
故D正确；
故选BD。
9．AC
【详解】
AB．地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西，地球表面应带负电，故A正确B错误；
CD．地磁场减弱时环形电流强度减小，而由电流的定义可知在电荷量不变的情况下周期变长，故地球自转变慢，C正确D错误；
故选AC。
10．A
【详解】
A．条形磁铁外部的磁感线不相互平行，故A项错误．
B．某点的磁场方向只有一个，磁感线的切线方向表示该点的磁场方向，则磁感线不相交；磁感线的疏密表示磁场的强弱，则磁感线不相切．故B项正确．
C．磁感线是为了形象描述磁场而人为假设的曲线．故C项正确．
D．磁感线是闭合曲线，磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极．故D项正确．
本题选错误的，故答案是A．
【点睛】
在磁场中画一些曲线，用（虚线或实线表示）使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同（且磁感线互不交叉），这些曲线叫磁感线．磁感线是闭合曲线，磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极．需要注意的是磁感线是人为假设的曲线，不真实存在．
11．B
【详解】
圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、b、d所在处磁场垂直于纸面向里，c处磁场垂直于纸面向外，故a、b、d处的小磁针的N极朝纸内转动，c处小磁针的N极朝纸外转动，故B正确，A、C、D错误；
故选B．
【点睛】
正电荷的定向移动方向是电流的方向，负电荷的定向移动方向与电流方向相反；在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向是磁场的方向；由安培定则判断出a、b、c、d各处磁场方向，然后确定小磁针的转动情况．
12．C
【解析】根据右手螺旋定则可判断两导线所产生的磁场方向,再利用矢量合成法则可判断C点处的磁感应强度方向水平向右，若在C处放电流垂直纸面向外的导线，根据左手定则可知：导线C受到的安培力方向应该沿中垂线向上，故C正确。
综上所述本题答案是：C
13．B
【详解】
A．将小磁针放在通电导线延长线上，小磁针所在位置没有磁场，故小磁针不会转动，但不能说明电流没有磁效应，A错误；
B．奥斯特某一次实验中偶然把磁针放在“沿南北方向放置的通电导线”下方，磁针发生了偏转，说明使磁针发生偏转的磁场是通电导线产生的，这说明了电流的磁效应，B正确；
C．物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线吸引，是因为通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，C错误；
D．把小磁针放在通电螺线管中，小磁针发生了偏转，说明通电螺线管中存在磁场，属于电流的磁效应，D错误。
故选B。
14．B
【详解】
A.一小段通电导线在磁场中某点，不受磁场力的作用，该点的磁感强度不一定为零，也可能是由于通电导线与磁场平行，故A错误。
B. 根据匀强磁场中磁通量的一般计算公式Φ=BSsinθ，当平面跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过这个平面，所以穿过这个平面的磁通量必为零，故B正确
C. 正电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，电场线切线方向为场强方向，则电荷所受电场力方向不一定与电场线切线方向一致。故C错误。
D. 在磁体外部磁感线从磁体的N极发出到S极，在磁体的内部，磁感线从S极到N极，D错误。
15．D
【分析】
磁体周围存在磁场，磁极间的相互作用是通过磁场发生的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同．小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同．
【详解】
A项：磁体周围的空间存在着看不见，摸不着的磁场，故A正确；
B项：磁极不接触也会发生相互作用，是通过磁场发生的，故B正确；
C项：磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向一般不同，故C正确；
D项：在磁场中的某点，小磁针北极所受磁场力的方向与该点的磁场方向相同，故D错误．本题选错误的，故选D
16．C
【详解】
在圆的任意一个地方做一条切线，然后以那点为直径,与原相交的另外一点做切线，可以认为电流在这样的两点曾线形流动，而根据安培定则，此两点通过圆心的磁感应强度刚好是一进一出，所以抵消，而在圆上任意找一点这样做都可以得出此结论，叠加后可知，因此圆心的磁感应强度为零．故C正确，ABC错误。
17．A
【详解】
AC．磁场中磁感线的疏密表示磁场的强弱，由图可知
BA>BB
故A正确，C错误；
BD．安培力F=BILsinθ，即安培力除了与B、I、L有关外，还与夹角θ有关，因为没有说明导线的方向与磁场方向之间的关系，所以安培力的大小关系不能确定，故BD错误。
故选A。
18．A
【详解】
电子流沿 x轴正方向运动，形成的电流方向沿 x 轴负方向，根据安培定则可知，电子流在z 轴上的P点处所产生的磁场方向是沿y轴正方向，故A正确．
【点睛】
安培定则是判断电流方向与磁场方向间关系的规则，要熟练掌握．要注意电流方向与负电荷定向运动方向相反．
19．C
【详解】
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；
A．导线a受b、c安培力恰好与其重力平衡，因此b、c对a的安培力都为排斥力，b、c为同向电流，a与b、c为异向电流，故A正确，不符合题意；
B．b对c为吸引力，a对c为排斥力，同时c还受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，由平衡知识可知，导线c受到的安培力的合力的方向为竖直向下，故B正确，不符合题意。
C．由以上分析可知，导线a受到的磁场力为竖直向上，大小等于重力mg；导线b所受的磁场力竖直向下，且满足
对abc的整体而言
则
则b所受的磁场力
即导线a、b所受的磁场力大小不相等，只是方向相反，选项C错误；符合题意；
D．对c导线分析可知
解得
选项D正确，不符合题意；
故选C。
20．C
【解析】
【详解】
A、所有的磁感线都是闭合曲线，只能说在磁体外面，磁感线从N极出发，指向S极；在磁体内部，从S极到N极；包含内外整个看，磁感线都是一圈一圈闭合的曲线，故A错误；
B、假如磁感线相交了，那这个交点上如果放个小磁针，小磁针受力到底沿哪个方向呢？这就出现矛盾了，因为一个点只能有一个受力方向，故磁感线不可能相交，故B错误；
C、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，密处磁场强，疏处磁场弱，故C正确；
D、磁感线并不是实际存在的曲线，只不过是人们为了描述磁场，人为引进的物理概念，故D错误．
故选C．
21．D
【详解】
当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大，故A错误；当线圈平面与磁感线平行时，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量为零，故B错误；线圈在转动过程中，与磁感线垂直的有效面积在不断变化，所以磁通量在不断变化，故C错误，D正确．
22．D
【详解】
A．电磁铁在通电时具有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造，A正确；
B．磁带的录音过程是电流产生的变化磁场作用于磁带上的磁性物质，使其磁化记录信息的，B正确；
C．柜门上的“门吸”利用了磁铁能吸引磁性物质的特性，C正确；
D．磁悬浮列车是利用列车和导轨间电磁铁的相互作用悬浮起来的，D错误。
本题选错误的，故选D。
23．B
【详解】
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故A错误；
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象，故B正确；
C．安培提出分子电流假说，很好的解释了磁现象的电本质，故C错误；
D．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故D错误。
故选B。
考点：物理学史
24．见解析
【详解】
将导线中的一段拉直并把导线两端接在电源的正负极上，直导线中的电流方向从正极流向负极方向，把指南针放在直导线附近，指南针在通电直导线的磁场作用下发生偏转，伸出右手并握住直导线，大拇指指向电流方向，则四根手指环绕的方向即为通电直导线的磁场方向，即为指南针的北极方向。
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