13.1.磁场 磁感线同步练习（Word版含解析）

人教版必修第三册 13.1. 磁场 磁感线
一、单选题
1．如图，M、P和N是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，。在M、N两点各有一条长直导线垂直穿过纸面放置，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B0。若仅将M处长直导线移至P处时，O点的磁感应强度大小变为（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，由对称性关系，关于图中a、b两点（分别为各圆的圆心）的磁感应强度的大小关系和a处磁感应强度的方向，下列说法正确的是（　　）
A．，Ba垂直纸面向外 B．，Ba垂直纸面向外
C．，Ba垂直纸面向里 D．，Ba垂直纸面向里
3．如图所示，长直导线中通有竖直向上的恒定电流，矩形金属线框在A处，两者均在同一竖直平面内，将金属线框在平面内平移到B处，A、B两位置关于长直导线对称，则下列判断正确的是（　　）
A．线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里
B．线框从A处平移到B处，磁通量先增大后减小
C．线框从A处平移到B处，磁通量变化量为0
D．若将线框绕长直导线从A处以导线为轴转动到B处，磁通量变化量为0
4．如图所示，在空间直角坐标系中，、、、四点构成的正方形与平面平行，正方形的边长为，且轴，点在轴上，点到轴的距离也为。两根相互绝缘的通电长直导线分别沿轴和轴放置，沿轴正方向的电流为，沿轴正方向的电流为。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度，其中为常量，为导线中的电流，为场中某点到导线的垂直距离。则和两点的磁感应强度大小之比为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的是（　　）
A．库仑利用图甲实验精确测出了静电力常量k的值
B．法拉第利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场
C．牛顿根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D．伽利略利用图丁实验，总结出：自由落体运动是匀变速直线运动
6．原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的极将（　　）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转
C．向下偏转 D．向上偏转
7．如图，在带正电的橡胶圆盘附近悬挂一根小磁针，磁针静止时南北极均在圆盘中心轴延长线上。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针带动悬线偏离竖直方向。下列说法正确的是（　　）
A．悬线偏离的原因是圆盘周围产生了磁场 B．悬线偏离的原因是圆盘周围存在电场
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，悬线偏离方向不变 D．仅改变圆盘的转动方向，悬线偏离方向不变
8．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
9．关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（　　）
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱
C．磁感线总是从N极出发，到S极终止
D．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受到磁场作用力的方向
10．下列关于磁场的说法，正确的是（　　）
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
B．磁体与磁体之间是直接发生作用的
C．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
D．磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
11．一放置在水平桌面上的条形磁铁，其磁感线分布如图所示。P、Q是同一条磁感线上的两点，下列说法正确的是（　　）
A．P、Q两点的磁感应强度相同
B．磁感应线始终由N极到S极
C．P点的磁感应强度方向由P指向Q
D．Q点的磁感应强度方向由Q指向P
12．把螺线管与电源连接，发现小磁针N极向螺线管偏转，静止时所指方向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．螺线管左端接电源正极
B．若将小磁针移到螺线管内部，小磁针N极所指方向不变
C．若将小磁针移到螺线管左端，小磁针N极将转过180°
D．若将小磁针移到螺线管正上方，小磁针N极所指方向不变
13．如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针。现给直导线通以向右的恒定电流，不考虑其它磁场的影响，下列说法正确的是（　　）
A．小磁针保持不动 B．小磁针的N极将向下转动
C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动 D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
14．已知通电圆环中心处磁感应强度大小与电流成正比，与半径成反比。两个载流线圈（小半圆关于虚线ab对称）中的电流相同，关于O1、O2处的磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且
B．O1、O2处均垂直纸面向里，并且
C．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且
D．O1、O2处均垂直纸面向里，并且
15．如图所示，在直角三角形ACD的A点和D点分别固定一电流方向垂直纸面向外和垂直纸面向里的无限长的直导线，其电流大小分别为IA和ID，且IA=4ID，∠DAC=30°，∠ADC=90°。已知通电长直导线在空间某点的磁感应强度大小，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流。将一小磁针放在C点，则小磁针N极指向为（　　）
A．正东方向 B．正北方向 C．东偏北30°方向 D．东偏南30方向
二、填空题
16．如图所示是利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电流由接线柱流入时，电磁铁吸引弹性金属片上的小磁铁向下运动，据此可知，电磁铁的上端为________（填“N”或“S”）极，小磁铁的下端为________（填“N”或“S”）极。
17．根据通电螺线管内部小磁针的指向，标出图中电源的正负极_____．
18．电流的磁效应：______奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系，1820年他发现了电流的______，首次揭示了电和磁的联系。
三、解答题
19．演示实验：将一根与电源、开关相连接的直导线用架子架高，沿南北方向水平放置。将小磁针平行地放在直导线的上方和下方，请观察直导线通、断电时小磁针的偏转情况。观察到什么现象？通过这个现象可以得出什么结论呢？
20．奥斯特在发现电流磁效应的过程中也会受到地磁场的干扰，如何摆放导线和小磁针能够有效看到电流的磁效应？
21．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。
22．如图所示，系在细线下端的回形针受磁铁吸引悬在空中，在回形针的下方用点燃的蜡烛加热回形针。过一段时间可以观察到回形针不再受磁铁吸引，细线回到竖直方向。试解释这一现象。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
O点的磁感应强度大小为B0，每根导线在O点产生的磁感强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，两根导线在O点形成的磁场方向成60°角，则O点合磁感强度大小为
故选B。
2．A
【详解】
设大圆和小圆在圆心处的磁场分别为B大、B小，根据安培定则和叠加原理得
Ba方向垂直纸面向外
Bb方向垂直纸面向里
所以，Ba方向垂直纸面向外。
故选A。
3．D
【详解】
A．根据安培定则，线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，A错误；
B．如下图所示，线框在位置3时的磁通量等于零，所以线框从A处平移到B处，磁通量增大、减小、零、增大、减小，B错误；
C．线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，线框在B处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里，所以线框从A处平移到B处，磁通量变化量不等于0，C错误；
D．若将线框绕长直导线从A处以导线为轴转动到B处，磁感线始终从一个方向穿过线框，所以磁通量变化量为0，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
根据右手螺旋定则可知沿轴正方向的电流在点激发的磁场沿轴负方向，大小为
沿轴正方向的电流在点激发的磁场与的连线垂直，大小为
所以点的磁感应强度大小为
同理可得点的磁感应强度大小为
所以和两点的磁感应强度大小之比为
BCD错误，A正确。
故选A。
5．D
【详解】
A．库仑利用图甲实验发现了库仑定律，但是由于当时电量的单位（库仑）并没有得到定义，他并没有能够测出静电力常量的数值，故A错误；
B．奥斯特利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C．伽利略根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，C错误；
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
带负电的粒子水平从左向右飞过，电流方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所处位置的磁感应强度的方向垂直纸面向里，所以小磁针的极将向内偏转。
故选A。
7．A
【详解】
AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，故A正确，B错误；
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，圆盘的转动方向不变，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，小磁针的偏转方向发生变化，故C错误；
D．仅改变圆盘的转动方向，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，故D错误。
故选A。
8．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。
9．B
【详解】
A．沿磁感线方向，磁场不一定逐渐减弱，选项A错误；
B．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，选项B正确；
C．磁感线是闭合的，在磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极，组成闭合曲线，选项C错误；
D．通电导体在磁场中某点受到磁场作用力的方向与磁场方向垂直，选项D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质，选项A正确；
B．磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的，选项B错误；
C．磁场是客观存在的物质，不是为了解释磁极间相互作用而人为规定的，选项C错误；
D．磁体和电流都能产生磁场，选项D错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．磁感线的疏密表示磁场强弱，Q处磁感线比P处密，故Q点的磁感应强度大于P点的磁感应强度，故A错误；
B．条形磁铁外部的磁感线由N极出发回到S极，条形磁铁内部的磁感线由S极到N极，故B错误；
CD．条形磁铁外部的磁感线由N极出发回到S极，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向，故P点和Q点磁场方向都是由Q指向P，故C错误，D正确；
故选D。
12．B
【详解】
A．小磁针静止时N极指向为其所在处的磁场方向，由图知螺线管电流在螺线管中轴线上的磁场方向是向左的，由右手螺旋定则可知螺线管中电流方向是逆时针方向（左视），则螺线管右端接电源正极，故A错误；
B．螺线管内部沿中轴线方向磁场向左，所以将小磁针移到螺线管内部，小磁针N极所指方向不变，故B正确；
C．若将小磁针移到螺线管左端，仍处于向左的磁场中，小磁针N极指向不变，故C错误；
D．螺线管正上方磁场向右，若将若将小磁针移到螺线管正上方，小磁针N极指向向右，故D错误。
故选B。
13．C
【详解】
根据安培定则可知，直导线下面的磁场方向垂直纸面向里，可知小磁针的N极将垂直于纸面向里转动。
故选C。
14．A
【详解】
设大圆在O点的磁感应强度大小为B大，小圆在O点的磁感应强度大小为B小，根据叠加原理和安培定则
O1磁感应强度方向向外
O2磁感应强度方向向里
所以
综上所述，A正确，BCD错误。
故选A。
15．A
【详解】
设C、D间的距离为r，A点处的通电长直导线、D点处的通电长直导线在C点产生磁场的磁感应强度大小分别为
又
解得
如图所示，C处合磁感应强度方向沿DC方向，故小磁针N极指向正东方向，A正确。
故选A。
16．
【详解】
[1][2]根据安培定则，电磁铁上端为N极，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，小磁铁的下端为S极。
17．
【详解】
[1]小磁针的N极水平向左，可知螺线管内部的磁场方向向左，根据右手螺旋定则知，电流在螺线管中的方向从下到上，则电源右端为电源的正极，左端为电源的负极。如下图所示：
18． 丹麦物理学家 磁效应
【详解】
[1][2]电流的磁效应：丹麦物理学家奥斯特相信，就像电和热、电和光之间存在联系一样，电和磁之间也应该存在着联系，1820年他发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系。
19．见解析
【详解】
观察到通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针又回到原来的位置，通电后导线周围的小磁针发生偏转，说明通电后导线周围的空间对小磁针产生力的作用，由此我们可以得出：通电导线和磁体一样，周围存在着磁场。
20．见解析
【详解】
通电导线的长直导线周围，会有磁场产生，其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直，故把通电导线与磁针平行放置，能够有效看到电流的磁效应，由于地磁的原因，小磁针没加外磁场时式指向南北的；加上南北方向导线的电流，根据右手螺旋定则，其磁场方向式东西方向，小磁针指向会立刻改变东西方向，这样变化比较明显。
21．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
22．这是因为回形针被磁化时，其内部分子电流的取向变得大致相同，而激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，使回形针失去磁性
【详解】
这是因为回形针被磁化时，其内部分子电流的取向变得大致相同，而激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，使回形针失去磁性。
答案第1页，共2页
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