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．如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向都垂直纸面向里，且OA=OB=OC，则O点的磁感应强度的方向是（　　）
A．沿BO方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿OA方向
2．如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，其通过的电流大小相等、方向相反。O点距离两导线的距离相等，线段EF和MN互相垂直平分，则下列说法正确的是（　　）
A．O点的磁感应强度大小为零
B．E点与F点的磁感应强度大小相等、方向相反
C．M点与N点的磁感应强度大小相等、方向相同
D．E点的磁感应强度方向水平向右
3．如图所示，在软铁芯上绕有图示绕法的线圈，在其右端放一小磁针，小磁针的N极（　　）
A．受到向右的磁场力 B．受到向左的磁场力
C．受到向里的磁场力 D．不受磁场力
4．图甲为交流感应电动机的工作原理示意图。完全相同的线圈A、B、C竖直固定，其平面互成120°，且中心重合于O点（图中未画出）。当线圈连接三相交流电源时，其中心产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动。若线圈中通入图乙所示的正弦式交流电，三个线圈在的电流方向如图甲所示，此时线圈A中电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0。已知每个线圈在O点产生磁场的磁感应强度大小与线圈中通入的电流成正比，则此时O点的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．3B0
5．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
6．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
7．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．
8．两足够长直导线均折成直角放置在同一平面内，使与在一条直线上，与在一条直线上（下图还未调整），两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。两根直角导线周围磁场可等效为两条正交长直导线产生的磁场，已知无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M点处的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B C． D．
9．如图所示，a、b、c三点位于通电螺线管中央轴线上，d点位于通电螺线管的外侧，关于这四个点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．a点的磁感应强度最强
B．b点的磁感应强度最弱
C．c点的磁感应强度方向水平向左
D．d点的磁感应强度方向水平向右
10．在物理学发展历程中，一些科学研究成果极大地推动了人类文明的进程。下列叙述中不符合史实的是（　　）
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值
D．奥斯特根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说
11．如图所示，平行于纸面的导线环中通有沿顺时针方向的电流，小磁针最后静止时N极的指向应为（　　）
A．向右 B．向左 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内
12．如图甲把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”，如图乙电池左边为正极右边为负极，把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来．对该装置，下列说法正确的是（　　）
A．从左往右看铜线圈上的电流方向为逆时针
B．线圈受到向右的安培力
C．“小火车”将向右运动
D．铜线圈中由电流产生的磁场方向向左
13．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中水平放置着一根长直通电导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，关于这四个点的磁感应强度B的大小，下列选项正确的是（　　）
A． B． C． D．
14．在一根电流随时间均匀增大的长直导线周围存在（　　）
A．恒定的匀强磁场 B．恒定的非匀强磁场
C．随时间变化的匀强磁场 D．随时间变化的非匀强磁场
15．关于电流周围磁场的磁感线分布情况，符合安培定则的是（　 　）
A．直线电流 B．直线电流
C．直线电流 D．通电螺线管
二、填空题
16．磁感线是______（选填“闭合”或“不闭合”）的曲线，在磁体______部，磁感线从S极到N极，磁感线较______处表示磁场较强。
17．电流的磁效应是___________发现的。
18．磁感线可以形象的表达磁场的分布情况，人们用磁感线的______________大致表达磁场的强弱，用磁感线上某点的___________表示该点的磁场方向。
三、解答题
19．一光滑木杆竖直放在桌面上，上面套有两个磁环X、Y并处于平衡状态，其中环X位于桌面上，两磁环间的距离为，如图所示。若将Y磁环改为Z磁环，平衡时X、Z磁环间的距离为。已知两磁环间的作用力与两磁环间的距离d的4次方成反比，环Z的质量为Y的两倍，则等于多少？
20．如图所示，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向。
21．如下图所示，表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE为此纵截面内5个位置上的小磁针在该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如下图所示的电流时，5个小磁针怎样转动？
22．录音机是怎样记录信号的？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
根据安培定则，因AC两条通电导线在O点的磁场等大反向，则合磁场强度为零，则O点的磁感应强度等于直导线B在该点的磁场，则方向从O指向C。
故选C。
2．C
【详解】
A．由右手螺旋定则知，两电流在O点的磁感应强度方向都向下，所以合磁感应强度不为零，故A错误；
B．由由右手螺旋定则知，两电流在E、F两点产生的磁感应强度如图所示（红色有向线段表示左边电流在各点的磁感强度，蓝色表示右边电流在各点的磁感强度），根据对称性和平行四边形定则可知，两点的合磁感应强度大小相等，方向相同，故B错误；
C．同理，可知两电流在M、N点产生的磁感应强度如图所示，根据对称性可知，两点的合磁感应强度大小相等，方向相同，故C正确；
D．由图，根据对称性和平行四边形定则可知E点的磁感应强度方向竖直向下，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
根据安培定则可知，螺线管的左边产生的磁场水平向右，右边产生的磁场水平向右，且大小相等，故合磁场为零，故小磁针的N极不受磁场力。
故选D。
4．A
【详解】
由题意可知，时刻，线圈B和线圈C的电流为线框A的，则线圈B和线圈C在O点产生的磁场大小为，由右手螺旋定则则可知，线圈A产生的磁场方向垂直线框A平面向右下，线圈B产生的磁场方向垂直线框B平面向左下，线圈C生的磁场方向垂直线框C面向里，如图所示
由磁感应强度的叠加可知O点的磁感应强度
方向与线圈A产生的磁场方向相同，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．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。
6．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。
7．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。
8．C
【详解】
根据安培定则可知，和段电流在M点形成的磁感应强度向里，和段电流在M点形成的磁感应强度也向里，根据题意可知，在M点形成的磁感应强度均为B，由叠加原理可知，M点的磁感应强度为2B，故C正确。
故选C。
9．A
【详解】
A．a点的磁感应强度最强，A正确；
B．d的磁感应强度最弱，B错误；
C．根据安培定则，c点的磁感应强度方向水平向右，d点的磁感应强度方向水平向左，CD错误。
故选A。
10．D
【详解】
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律，故A正确；
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机，故B正确；
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值，故C正确；
D．安培根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。
本题选错误的，故选D。
11．D
【详解】
根据安培定则可知导线环中电流在小磁针处产生的磁场方向为垂直纸面向内，所以小磁针最后静止时N极的指向应为垂直纸面向内，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．由于磁铁也是导体，当把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，电流从左向右流过线圈，从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针，A错误；
BD．从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针，根据安培定则可知，线圈内部的磁场的方向向右，与右侧磁铁的S极相互吸引，与左侧磁铁的S极相互排斥，所以线圈受到的安培力的方向向左，BD错误；
C．线圈受到的安培力的方向向左，根据牛顿第三定律，“小火车”受到的力向右，“小火车”将向右运动，C正确。
故选C。
13．C
【详解】
由安培定则可知，通电导线在a、b、c、d四点产生的磁感应强度方向分别为竖直向下、竖直向上、水平向右、水平向左，由矢量叠加原则可知，磁感应强度a处磁感应强度最小，b处磁感应强度最大， c和d两点磁感应强度大小相等，方向相反。即
故选C。
14．D
【详解】
通电直导线产生的磁场时非匀强磁场，并且磁场与电流的变化相对应，电流随时间均匀增强，磁场随时间也均匀增强，所以在一根电流随时间均匀增大的长直导线周围存在随时间变化的非匀强磁场。
故选D。
15．C
【详解】
A．根据安培定则，直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外，右侧磁场方向应垂直纸面向里，故A错误；
B．根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故B错误；
C．根据安培定则，从上往下看，磁场方向应为逆时针，故C正确；
D．根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向应由左指向右，故D错误。
故选C。
16． 闭合 内 密集
【详解】
[1][2][3]磁感线是闭合的曲线，在磁体外部，磁感线从N极到S极，在磁体内部，磁感线从S极到N极，磁感线较密集处表示磁场较强。
17．奥斯特
【详解】
电流的磁效应是奥斯特发现的。
18． 疏密程度 切线方向
【详解】
[1][2]磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的疏密程度可以反映磁场的强弱；磁感线上切线方向表示该点磁场方向。
19．
【详解】
设Y质量为m，则Z质量为2m，由题可设两磁环间的作用力为
分别对磁环Y和Z受力分析，根据平衡条件可得
对Y环
对Z环
联立解得
20．见解析
【详解】
根据右手螺旋定则，作图如下：
21．A、C两处小磁针N极向右转；B、D、E处小磁针N极向左转，最后如图所示。
利用安培定则判断出通电螺线管周围磁场方向，然后根据小磁针静止时N极所指的方向和磁感线的方向一致，从而判断出小磁针静止时方向。
【详解】
根据安培定则可知通电螺线管N极在左端，因此沿轴向内部磁场方向水平向左，外部磁感线由N极指向S极；小磁针N极的指向与磁场同向，故A小磁针N极向右转动；B小磁针N极向左转动；C小磁针N极向右转动；D中小磁针N极向左转动；E中小磁针N极向左转动。
【点睛】
本题主要考查了通电螺线管周围磁场方向，注意磁感线是闭合曲线，外部从N极到S极，内部从S极到N极。
22．见解析
【详解】
录音时由于强弱变化的电流通过磁头能产生磁场，磁场会在磁带上发生了磁化.从而记录信息．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页