13.1磁场磁感线同步练习（Word版含答案）

13.1 磁场 磁感线 同步练习
一、单选题
1．如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通向右的电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是( )
A．物理学家安培，小磁针的S极垂直转向纸内
B．物理学家安培，小磁针的N极垂直转向纸内
C．物理学家奥斯特，小磁针的S极垂直转向纸内
D．物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内
2．关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场看不见、摸不到，但在磁体周围确实存在着磁场；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的
B．磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，则无力的作用，也就不存在磁场
C．在磁场中画出磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处不存在磁场
D．磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来
3．如图所示，三根通电长直导线A、B、C互相平行，它们在横截面为等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A、C中电流方向垂直于纸面向外，B中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度，其中I为通电导线中的电流强度，r为点到通电直导线的距离，k为常量。下列说法正确的是（　　）
A．A所受磁场作用力的方向与所在平面垂直
B．B所受磁场作用力的方向与所在平面垂直
C．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为2：1
D．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为
4．下列关于电场和磁场的说法正确的是（　　）
A．磁体、电流、运动电荷周围均存在磁场，而电场只存在于电荷周围
B．电场和磁场均是客观存在的，并且二者存在联系
C．试探电荷在空间某点不受电场力，表明该处电场强度为零；电流元在空间某点不受磁场力，同样表明该处的磁感应强度为零
D．电场线和磁感线形象的描述了电场与磁场的分布特点，它们也是客观存在的
5．磁场中关于某点磁感应强度的方向判断不正确的是（　　）
A．该点的磁场的方向
B．该点小磁针静止时N极所指方向
C．该点小磁针N极的受力方向
D．该点小磁针S极的受力方向
6．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．如图甲，若小磁针处于静止状态，则可判定电源右端为正极
B．如图乙，若电源左端为正极，则螺线管内部小磁针静止时N极指向左端
C．如图丙，将一闭合线圈套住通电螺线管，增大线圈面积，通过线圈的磁通量减少
D．如图丁，将一段通电导线放在螺线管内部，导线受到向上的安培力
7．关于磁场方向，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场的方向就是该点的磁感应强度的方向
B．磁场的方向就是通过该点的磁感线的方向
C．磁场的方向就是通电导体在该点受到的磁场力的方向
D．磁场的方向就是小磁针南极在该点受到的磁场力的方向
8．根据安培假设的思想，人们认为磁场是由于运动电荷产生的.如果这种思想对地磁场也适用，则由此可推断，地球应该（ ）
A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定
9．如图所示，小磁针静止地放置在地面上，在其正上方有一直导线与小磁针平行，当导线中持续通有向右的强电流时，小磁针会发生偏转，下列说法正确的是（　　）
A．物理学家奥斯特根据此实验发现了电流的磁效应
B．通电导线的磁效应使小磁针的S极垂直转向纸内
C．小磁针偏转一会儿，最后S极指向地球北方
D．把小磁针放在通电导线的两端时偏转现象更明显
10．超导现象是20世纪的重大发现之一，自20世纪80年代以来，我国超导研究取得许多突破，在国际上处于领先地位．零电阻特性和抗磁性是超导体的两个重要特性．超导材料降低到一定温度处于超导态时，其电阻几乎为零，这种现象称为超导体的零电阻特性．例如，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，水银的电阻突然变为零，此温度称为转变温度．放在磁场中的超导材料处于超导态时，其内部磁感应强度为零，这种现象称为超导体的抗磁性．科学家曾做过这样的实验：在一个用超导材料制成的浅盘中，放入一个磁性很强的小磁体，然后降低温度，使浅盘处于超导态，这时可以看到，小磁体离开浅盘表面，悬浮在空中不动，如图所示．
超导体的零电阻特性和抗磁性在发电、输电和储能等方面具有诱人的应用前景．例如，用超导材料制作输电线，处于超导态时可以把电能几乎无损耗地输送给用户．根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．超导材料在任何温度下，都具有零电阻特性和抗磁性
B．由于超导材料在超导态下几乎没有电阻，所以不适合用来制作输电导线
C．图中小磁体离开浅盘表面悬浮在空中不动时，小磁体所受合力为零
D．图中小磁体离开浅盘表面悬浮在空中不动时，小磁体所受重力为零
11．关于磁感线的说法，下列正确的是：（ ）
A．磁感线从磁体的N极出发，到磁体S极终止
B．磁感线可表示磁场的强弱和方向
C．电流在磁场中的受力方向，即为该点磁感线方向的切线方向
D．沿磁感线方向，磁感应强度渐弱
12．如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个顶点，导线所通电流方向已在图中标出。已知每根导线在O点磁感应强度大小为B0，则关于正六边形中心O处磁感应强度的大小和方向的说法正确的是(　　)
A．大小为零
B．大小为2B0，方向沿x轴负方向
C．大小为4B0，方向沿x轴正方向
D．大小为4B0，方向沿y轴正方向
13．1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次关于电和磁的演讲过程中偶然观察到一种现象，这便是著名的奥斯特实验，奥斯特实验揭示了（ ）
A．磁场的存在 B．磁场具有方向性
C．通电导线周围存在磁场 D．磁体间有相互作用
14．电子作近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场．如下图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为（ ）
A． B． C． D．
15．如图所示为一螺距较大、有弹性的通电螺线管的磁场截面分布图，虚线为螺线管的中轴线（与某一磁感线重合），ab为用绝缘细线悬挂的，位于螺线管的正上方的通电直导线，其电流方向由a到b，电流很小，不影响螺线管磁场，则（　　）
A．P，Q两点的磁感应强度相同
B．直导线的b端垂直纸面向里转动
C．断开螺线管的电源后，螺线管有沿水平轴线收缩的趋势
D．将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子将做匀速直线运动
16．如图所示，在水平放置的通电螺线管正上方，垂直螺线管水平放置一阴极射线管。若要阴极射线往上偏转，则应（　　）
A．M接电源正极，N接负极
B．M接电源负极，N接正极
C．M接电源正极，N接负极，阴极射线管正负极位置互换
D．M接电源负极，N接正极，阴极射线管水平旋转90°
17．如图所示，小磁针的N极指向正确的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
18．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，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P向下滑动，下列说法正确的是（　　）
A．穿过线圈a的磁通量变小 B．线圈a有收缩的趋势
C．线圈a对水平桌面的压力将减小 D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
二、多选题
19．下列说法中正确的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．感应电流的磁场一定与引起该感应电流的磁场方向相反
C．静止电荷之间的相互作用是通过电场发生的
D．磁极之间、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的
20．下列四幅图中涉及经典的物理实验研究，其中说法正确的是(　　)
A．
这是在做“研究电流的磁场”实验时接通电源瞬间的示意图，则直线电流可能是东西方向的
B．
这是法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置．软铁环上绕有M、N两个线圈．开关S闭合的瞬间，线圈N中的电流方向为图示的反方向
C．
图示是阴极射线管，电子在飞过左侧挡板后形成一个向右运动的扁平电子束，如用蹄形磁铁加一个垂直向里的磁场，能观察到电子束向下偏转
D．
地球可以看做一个巨大的“拱形桥”，当车速大到一定程度时，地面对车的支持力是零，这时驾驶员与座椅之间的压力也是零
21．下列各图中，小磁针的指向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
22．安培的分子电流假说可以用来解释下列哪些磁现象（　　）
A．磁体在高温时失去磁性 B．磁铁经过敲击后磁性会减弱
C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性 D．通电导线周围存在磁场
23．下列所示各图中，小磁针的指向正确的是
A． B． C． D．
24．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学历史的是（　　）
A．麦克斯韦预言了并实验证明了电磁波的存在
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
25．磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用，以下正确的是（　　）
A．磁体磁场磁体 B．磁体磁场通电导体
C．通电导体电场通电导体 D．通电导体磁场通电导体
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，根据安培定则可知该导线下方磁场方向垂直纸面向里，因此小磁针的N极垂直转向纸内，故ABC错误，D正确．故选D．
2．A
【解析】
【详解】
试题分析：A、磁场是一种特殊的物质，我们虽然看不见、摸不到它，但它确实存在；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的，故A正确；
B、磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，磁场仍然存在，故B错误；
C、磁感线的疏密表示磁场的强弱，在磁场中画出磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处也存在磁场，故C错误；
D、磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，磁体内部的磁场磁感线从南极指向北极，故D错误；
故选A．
考点：磁感线及用磁感线描述磁场．
3．B
【解析】
【详解】
A．由安培定则及磁场的叠加原理可知A处的合磁场方向沿方向，所以导线A所受磁场作用力的方向与所在平面垂直，选项A错误；
B．同理可知，B处的合磁场方向与AC平行沿方向，所以导线B所受磁场作用力的方向与所在平面垂直，B项正确；
CD．因通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度
根据磁场的叠加原理知A处的合磁感应强度大小为（为B到A的距离），而B处的合磁感应强度大小，所以A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1：2，CD错误。
故选B。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁场变化时会在空间激发出感生电场，这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的，故A错误；
B．近代物理的理论和实验已证明电场以及磁场是客观存在，并且是互相联系的，故B正确；
C．电流元在空间某点方向与该处的磁场方向平行时不受磁场力，不能表明该处的磁感应强度为零，故C错误；
D．为了形象的了解和描述电场与磁场，人为引入了电场线和磁感线，它们不是客观存在的，故D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
磁场中某点的磁感应强度方向为该点的磁场方向，与在该点的小磁针静止时N极所指方向相同，即与该点小磁针N极的受力方向，选项ABC正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
6．C
【解析】
【分析】
先通过小磁针判断螺线管的磁极方向，再通过安培定则判断电流的方向确定电源正负极。
【详解】
A．图甲中通过小磁针可判断螺线管的N极在右侧，再根据安培定则可判断电源左端为正极，故A错误；
B．左端为电源的正极，右端为电源的负极，电流在螺线管中的方向从左到右，根据右手螺旋定则知，知螺线管内部的磁场方向向右，内部小磁针的N极水平向右，故B错误；
C．由于磁感线是闭合曲线，螺线管内部的磁感线条数等于电磁铁外部磁感线的总条数，而电磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过线圈的螺线管外部的磁感线将螺线管内部的磁感线抵消一部分，线圈的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以将线圈面积增大些，则穿过线圈的磁通量减小。故C正确；
D．将一段通电导体放在螺旋管内部，其电流方向与磁场方向平行，不受安培力，故D错误；
故选C。
【点睛】
7．A
【解析】
【详解】
试题分析：磁场的方向就是该点的磁感应强度的方向．磁场的方向就是小磁针静止的时候N极所指的方向，也是小磁针的N极所受力的方向，与通电导线所受安培力的方向垂直．
解：A、磁感应强度用来描述磁场的强弱和方向，磁场的方向就是该点的磁感应强度的方向．故A正确．
B、磁感线可以形象表示磁场的强弱和方向，其切线方向就是该点的磁场方向，故B错误．
C、磁场的方向与通电导体在该点受到的磁场力的方向垂直，故C错误．
D、磁场的方向就是小磁针的N极在该点受到的所受的磁场力的方向，故D错误．
故选A．
【点评】本题要掌握磁场方向的规定，理解磁感线的物理意义：磁感线的切线方向就是该点的磁场方向，知道磁场的方向与通电导线所受安培力的方向垂直．
8．A
【解析】
【详解】
根据安培的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，地磁场地理北极是地磁南极，地理南极是地磁北极，根据右手定则判断，电流自东向西，而地球自转方向自西向东，所以可断定地球应该带负电。
A． 带负电与分析相符，故A正确。
B． 带正电与分析不符，故B错误。
C． 不带电与分析不符，故C错误。
D． 无法确定与分析不符，故D错误。
9．A
【解析】
【详解】
A. 物理学家奥斯特根据此实验发现了电流的磁效应，A正确；
B. 根据安培定则，通电导线的磁效应使小磁针的S极垂直转向纸外，B错误；
C. 导线放置方向未知，小磁针偏转一会儿，无法确定最后S极指向，C错误；
D. 通电导线各处电流强度相等，把小磁针放在通电导线的两端时偏转现象无变化，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
解：A、超导材料降低到一定温度处于超导态时，其电阻几乎为零，其内部磁感应强度为零，因此超导材料要温度下降到转变温度及以下时，才具有零电阻特性和抗磁性，A错误；
B、用超导材料制作输电线，处于超导态时可以把电能几乎无损耗地输送给用户，因此超导材料非常适合用来制作输电导线，B错误；
C、图中小磁体离开浅盘表面悬浮在空中不动时，处于平衡状态，由牛顿第一定律可知，小磁体所受合力为零，C正确；
D、图中小磁体离开浅盘表面悬浮在空中不动时，处于平衡状态，小磁体所受合力为零而已，重力G=mg，小磁针质量和此处重力加速度没变，因此所受重力没有变化，D错误；
故选C．
【点评】本题是考查超导材料的信息给予题，解题关键是从给出的信息结合所学物理规律进行解答即可．
11．B
【解析】
【详解】
A．磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极．故A错误．
B．磁感线的疏密表示磁场的强弱；其每一点的切线方向表示磁场方向；故B正确；
C．电流在磁场中受力方向与磁场方向相互垂直；故C错误；
D．磁感线方向表示磁场方向，但不能描述大小；只有磁感线的疏密才能描述强弱；故D错误；
故选B．
12．D
【解析】
【详解】
根据右手定则，每根通电导线在中心O点产生磁场的磁感应强度的方向如图所示，由平行四边形定则可知
方向沿y轴正方向，D正确，ABC错误。
故选D。
13．C
【解析】
【详解】
试题分析：奥斯特实验揭示了通电导线周围存在磁场，故选C.
考点：物理学史
【名师点睛】此题考查学生对物理学史的了解；对课本上涉及到的物理学家的名字及其对物理学发展的伟大贡献应该做到了解；不仅如此，还要学习物理学家为科学发展献身的伟大的精神；物理学史的考查历来是考试的热点.
14．C
【解析】
【详解】
如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况
磁感线的疏密表示磁场的强弱，所以沿Z轴正方向磁感应强度B的大小是先变小后变大。由于题目中问的是磁感应强度B的大小，C正确，ABD错误。
故选C。
15．D
【解析】
【详解】
A．P、Q两点的磁场方向为该处磁感线的切线方向，即两处磁场方向不同，故P、Q两点的磁感应强度不同，选项A错误；
B．根据左手定则，直导线左侧所受安培力垂直纸面向里，而右侧所受安培力垂直纸面向外，选项B错误；
C．在通电时，线圈的电流方向一致，线圈之间相互吸引，断开电源之后，弹性的线圈就要恢复原状，即螺线管要弹开，选项C错误；
D．在螺线管内部，近乎是匀强磁场，带电粒子沿着轴线射入，不受洛伦兹力，做匀速直线运动，选项D正确。
故选D。
16．A
【解析】
【详解】
ABC．由图可知，阴极射线由负极射向正极往上偏转，由左手定则可判断，螺线管上方的磁场由N指向M，则螺线管内部轴线方向的磁场由M指向N，由安培定则可判断出，M接电源正极，N接负极，故A正确，BC错误；
D. M接电源负极，N接正极时，根据左手定则和安培定则可判断出，阴极射线管水平旋转180°，故D错误。
故选A。
17．D
【解析】
【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。
18．B
【解析】
【详解】
若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，螺线管中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈a的磁通量向下变大，根据楞次定律可知圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，并且线圈a有收缩的趋势和远离螺线管的趋势，此时线圈a对水平桌面的压力将增大，故ACD错误，B正确。
故选B。
19．CD
【解析】
【详解】
试题分析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流．当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同．即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小．即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
解：A、奥斯特最早发现了电流的磁效应；故A错误；
B、根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同．故B错误．
C、静止电荷之间的相互作用是通过电场发生的；故C正确；
D、磁极之间、电流之间的相互作用都是通过磁场发生的；故D正确；
故选CD．
【点评】本题要注意：感应电流的方向由磁场方向及切割磁感线的导线的运动方向决定，导线的运动方向不变，改变磁场方向，或磁场方向不变，改变导线的运动方向，则感应电流方向变化．
20．BCD
【解析】
【详解】
A．这是奥斯特的发现的实验，小磁针开始时南北指向，根据安培定则判断可知要使小磁针向东西方向转动，电流是南北指向，A错误；
B．这是法拉第最初发现电磁感应现象的实验装置。软铁环上绕有M、N两个线圈。开关S闭合的瞬间，线圈M中产生磁场，铁芯磁化后，产生了顺时针磁场，根据楞次定律判断得知线圈N中磁场方向逆时针方向，故线圈中电流与图示方向相反，B正确；
C．此图是阴极射线管，电子在飞过左侧挡板后形成一个向右运动的扁平电子束，如用蹄形磁铁加一个垂直向里的磁场，根据左手定则，电子束向下偏转，C正确；
D．地球可以看做一个巨大的“拱形桥”，当车速大到一定程度时，地面对车的支持力是零，这时驾驶员处于完全失重状态，其与座椅之间的压力也是零，D正确。
故选BCD。
21．BD
【解析】
【详解】
A．根据安培定则可知环形电流在小磁针处产生磁场的方向为垂直纸面向外，所以小磁针N极应指向垂直纸面向外，故A错误；
B．地磁S极在地球北极附近，所以地球北极上空的小磁针N极应指向地球北极，故B正确；
C．图中小磁针应沿竖直方向，且N极向下，故C错误；
D．根据安培定则可知通电直导线在小磁针处产生磁场的方向为竖直向下，所以小磁针沿竖直方向且N极向下，故D正确。
故选BD。
22．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，在高温时，分子电流的排布重新变得杂乱无章，故对外不显磁性，故A正确；
B．磁铁经过敲击后，分子电流的排布重新变得杂乱无章，部分分子电流产生的磁场相互抵消，故磁性减弱，故B正确；
C．铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，对外显现磁性，故C正确；
D．通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故D错误。
故选ABC。
23．ABD
【解析】
【分析】
小磁针静止时N极所指的方向即为磁感线的方向，根据安培定则（或右手螺旋定则）判断磁感线的方向，进而判断小磁针的方向。
【详解】
A．由右手螺旋定则可知，螺线管右侧为极，左侧为极，则处在螺线管内部小磁针的极应向左，故A正确；
B．地磁场在外部从地球的南极附近指向北极附近，结合小磁针静止时极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针极指向地球的北极，故B正确；
C．根据安培定则，垂直纸面向里的直流导线产生的磁感线是顺时针方向，所以N极应该指向竖直向下，故C错误；
D．形磁铁，小磁针处的磁场向极指向极，则小磁针极向右，故D正确。
【点睛】
本题考查安培定则（或右手螺旋定则）的应用，要注意明确小磁针静止时极指向为该点磁感应强度的方向。
24．BC
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了这一观点，A错误；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷e的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，B正确；
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像，C正确；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，D错误。
故选BC。
25．ABD
【解析】
【详解】
磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的。
故选ABD。
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