5.2磁场的描述 自主提升过关练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word含答案）

5.2磁场的描述 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，两根垂直于纸面的细长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，两导线之间的距离为4r，其连线中点为O，四边形abcd是纸面内的正方形，其中心恰好与O点重合，ad边平行于两导线的连线，长度为2r。下列说法正确的是（　　）
A．a点与b点的磁感应强度相同
B．a点与c点的磁感应强度相同
C．a点与d点的磁感应强度相同
D．a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同
2．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（　　）
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，也是一种物质
B．磁感线是客观存在的
C．磁感线总是从磁铁的北极出发到南极终止
D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
3．如图，水平放置的螺线管内P点处有一小磁针。忽略地磁场，闭合开关S，当小磁针静止时其N极的指向为（　　）
A．水平向右 B．垂直纸面向里 C．水平向左 D．垂直纸面向外
4．电场和磁场既有联系，又有区别。下列说法正确的是（　　）
A．牛顿最早用电场线和磁感线来描述电场和磁场
B．法拉第发现了电流的磁效应
C．直导线电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断
D．电场线、磁感线都闭合且都不相交
5．如图，在竖直面内等边三角形三个顶点处，各有一根长直导线垂直于纸面固定放置。在三根导线中均通有大小相等的电流I，其中P、Q导线中电流垂直纸面向里，M导线中电流垂直纸面向外，则P、Q导线连线的中点处的磁感应强度的方向为（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下
6．一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B＝0.1T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点磁感应强度为0。则下列说法正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向外
B．b点的磁感应强度为0.1T
C．c点的磁感应强度为0.2T
D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度就为零
7．如图所示，竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，边长为的正方形线框绕边从水平位置Ⅰ顺时针转至竖直位置Ⅱ，再转过至位置Ⅲ，则下列说法中正确的是（　　）
A．在位置Ⅱ线框磁通量最大
B．从位置Ⅰ转至位置Ⅲ，线框磁通量不断减小
C．从位置Ⅱ转至位置Ⅲ，线框磁通量增大了
D．在位置Ⅲ，线框磁通量大小为
8．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　）
A．b、d两点的磁感应强度相同
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．c点的磁感应强度的值最小
D．b点的磁感应强度的值最大
9．研究发现通电长直导线周围的磁场与电流强度成正比，与到导线的距离成反比，如图，两根互相垂直的长直导线a、b放置于同一水平面内，a通以向上的电流，b通以向左的电流，b中电流是a中电流的两倍，A、B是平面内的两点．A点到63导线a的距离为，到导线b的距离为r，B点到导线a的距离为r，到导线b的距离为，若B点的磁感应强度大小为，则A点的磁感应强度为（　　）
A．，方向与B点的磁感应强度方向相反
B．，方向与B点的磁感应强度方向相同
C．，方向与B点的磁感应强度方向相反
D．，方向与B点的磁感应强度方向相同
10．如图所示，两平行直导线和竖直放置，通以方向相反、大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则（　　）
A．b点的磁感应强度为零
B．导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
C．导线受到的安培力方向向右
D．同时改变两导线的电流方向，导线受到的安培力方向改变
11．关于磁感应强度的定义式的理解，正确的是（　　）
A．磁感应强度B的方向与小磁针静止时S极的指向相反
B．磁感应强度B的方向由安培力F的方向决定
C．磁感应强度B的大小与磁场力F成正比，与电流强度I和导线长度L乘积成反比
D．在匀强磁场中任何位置的通电导线所受磁场力F与电流强度和导线长度的乘积IL的比值都是相同的
12．比值定义法是物理学中一种重要的定义物理量的方法，下列不属于比值定义法表达式的是（　　）
A． B． C． D．
13．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．由B=可知，B与F成正比、与I成反比
B．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零
C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方可能存在磁场
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关
14．如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上，o为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．o点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、c两点处磁感应强度的方向相同
15．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．在O点的磁感应强度为零
D．在O点的磁感应强度不为零
二、解答题
16．标出图中电流方向。
17．请查一查资料，了解沈括提出的磁偏角度数的范围，西方国家对磁偏角的认识及起源的时间、人物及事件等。
参考答案
1．B
【详解】
通电直导线在周围形成的磁场，大小为
方向由安培定则确定，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。
故选B。
2．A
【详解】
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，也是一种物质，A正确；
B．磁感线是假想出来的形象描述磁场的工具，不是实际存在的，B错误；
C．在磁体内部，磁感线是从南极出发到北极，C错误；
D．用铁屑可以模拟磁感线，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
根据安培定则可知，螺线管内磁场方向水平向左，则当小磁针静止时其N极指向为水平向左。
故选C。
4．C
【详解】
A．法拉第最早用电场线和磁感线来描述电场和磁场，A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，B错误；
C．直导线电流、环形电流、通电螺线管的磁场均可用安培定则判断，C正确；
D．电场线不闭合，磁感线都闭合，D错误。
故选C。
5．A
【详解】
由安培定则可知，P导线在P、Q导线连线的中点处的磁感应强度方向竖直向下，Q导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，由对称性、电流等大可知，两者等大反向，则三导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度的方向即为M导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度的方向，由安培定则知方向为水平向右，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．A
【详解】
A．由题知，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向竖直向下，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故A正确；
B．通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向上，方向与B的方向相同，大小为0.2T，故B错误；
C．通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右，则c点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向右上方，故C错误；
D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度不变，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．在位置Ⅱ线框磁通量为零，故A错误；
B．从位置Ⅰ转至位置Ⅲ，线框磁通量先减小后增大，故B错误；
CD．在位置Ⅲ，线框磁通量大小为
从位置Ⅱ转至位置Ⅲ，线框磁通量增大了，故C正确，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，如图所示
点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上；点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上；点与点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同；、两点叠加后的磁感应强度大小不相等；点叠加后的磁感应强度的值最大，点叠加后的磁感应强度的值最小，ABD错误，C正确。
故选C。
9．C
【详解】
根据题意，通电长直导线周围的磁场与电流强度成正比，与到导线的距离成反比可知，磁感应强度的关系式为
根据安培定则，长直导线a在B点产生的磁感应强度垂直直面向外，长直导线b在B点产生的磁感应强度垂直直面向外，设a中的电流强度为I，则b中的电流强度为，所以B点的磁感应强度为
根据安培定则，长直导线a在A点产生的磁感应强度垂直直面向里，长直导线b在A点产生的磁感应强度垂直直面向里，所以A点的磁感应强度为
方向与B点的磁感应强度方向相反，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．由安培定则可知，两导线在b点产生的磁场均垂直纸面向外，故b点的磁感应强度不为零，方向垂直纸面向外，故A错误；
B．由安培定则可知，导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
C．根据左手定则可判断，方向相反的两个电流的安培力互相排斥，所以ef导线受到的安培力方向向右，故C正确；
D．只要电流方向相反，就互相排斥，所以导线受到的安培力方向不改变，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极的受力方向相同，与S极受力方向相反；故A正确；
B．磁感应强度B的方向与安培力的方向无关；故B错误；
C．磁感应强度是由磁场本身决定的，故F及电流强度I和导线长度L乘积无关；故C错误；
D．通电导线如果平行与磁感线，则导线不受外力；导线的放置方式不同，则受力不同；故D错误。
故选A。
12．A
【详解】
A．是电阻的决定式，不属于比值定义法表达式，故A正确；
B．是电容的比值定义法表达式，故B错误；
C．是电场强度的比值定义法表达式，故C错误；
D．是磁感应强度的比值定义法表达式，故D错误。
故选A。
13．CD
【详解】
A．公式
B=
为磁感应强度的定义公式，则B与F 、I无关，所以A错误；
B．通电导线放在磁场中的某点，可能会受到磁场力的作用，但是有没有通电导线不影响原来磁场的磁感应强度，磁感应强度是由磁场本身性质及在磁场中的位置决定，所以B错误；
C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方可能存在磁场，当通电导线方向与磁场方向平行时，磁场力为0，当磁感应强度不为0，所以C正确；
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与是否放入通电导线无关，所以D正确；
故选CD。
14．CD
【详解】
A．由安培定则可知，M和N在O点产生的磁场都是向下，因此O点磁感应强度不为零，A错误；
B．同样方法，可知a、b两处的磁感应强度方向也相同，由对称性可知大小也相同，B错误；
CD．由矢量的合成可以知道，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相同，都向下，CD正确。
故选CD。
【点睛】
15．BC
【详解】
AB.如图所示，根据安培定则以及对称性可知M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
CD.如图所示，根据安培定则以及对称性可知a、b两导线中的电流在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，所以O点的磁感应强度为零，故C正确，D错误。
故选BC。
16．如下图所示。
【详解】
图甲：根据磁针可知，内部磁场向上，根据右手螺旋定则，电流方向如下图
图乙：内部磁场向里，根据右手螺旋定则，电流方向如下图
17．见解析，见解析
【详解】
磁偏角是指磁针静止时，所指的北方与真正北方的夹角它的大小是随所在地区的经纬度而有大有小的，东经25度地区，磁偏角在1～2度之间；北纬25度以上地区，磁偏角大于2度；若在西经低纬度地区，磁偏角是5～20度；西经45度以上，磁偏角高达25～50度；在经度与磁轴平行的地区，磁偏角为零，磁针的南北极正指地球的南北方向.具体在《百度百科》里有介绍，磁偏角是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角，变即磁子线与地理子午线之间的夹角如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏，偏向正北方向以西称西偏，地磁要素磁偏角可以用磁偏测量仪测出来，各地的磁倾角不同，在地磁极处，磁偏角是90度，磁偏角的度数是测量出来的，不是计算出来的.在绘图时，将此前对磁偏角的实际测量值标在地图，当然，磁偏角的变化呈现出一定的规律，我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西多为东偏
西方国家在公元1492年哥伦布第一次航行美洲时才发现了地磁偏角，比沈括的发现晚了约400年