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．如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线平行且水平地放置于真空中，两导线间的距离为，两导线中电流为，电流方向垂直于纸面向里。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，为磁场中某点到导线的垂直距离。空间中有一点到两导线的距离都是，则点的磁感应强度为（　　）
A．，水平向左 B．，竖直向上
C．，水平向右 D．，竖直向下
2．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
3．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是（　　）
A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线
B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交
C．同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大
D．很短一段通电导线在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大
4．判断下列关于磁感线的说法，正确的是（　　）
A．磁感线是真实存在的 B．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线
C．磁感线是一种物理模型，并不真实存在 D．磁感线自N极起，终止于S极
5．如图所示，在地球赤道表面，一沿南北方向水平放置的直导线正下方有一小磁针。直导线中通有由南向北的电流，小磁针静止时N极指向北偏西30°方向，则电流在小磁针处产生的磁场与地磁场的磁感应强度的比值为（ ）
A． B． C． D．
6．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
7．一根软铁棒被磁化是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
8．如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的正上方，当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）
A．伽利略 B．法拉第
C．奥斯特 D．牛顿
9．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．
10．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
11．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
12．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）
A．密立根测定了静电力常量 B．元电荷、点电荷都是理想化模型
C．安培首先发现了电流的磁效应 D．法拉第最早提出了“场”的概念
13．下列关于磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
C．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
14．如图所示，纸面内半径为r、圆心在O点的圆，其外切正三角形ABC的边BC与圆相切于M点。三根平行长直通电导线分别在A、B、C三点垂直纸面固定，电流的大小均为I。已知通有电流I的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小（其中k常量），则M点的磁感应强度为（　　）
A．，方向垂直纸面向里 B．，方向由M指向B
C．，方向垂直纸面向里 D．，方向方向由M指向B
15．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
二、填空题
16．如图所示，当合上开关S时，小磁针N极立即向螺线管偏转，则电源A端为_____极．
17．标出图中电源的正负极_______．
18．如图，一个可以自由转动的小磁针静止于通电螺线管内，小磁针的C端是小磁针的_______极.
三、解答题
19．通电直导线附近的小磁针如图所示，请标出导线中的电流方向。
20．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置，三根导线及坐标原点恰好位于边长为a的正方形的四个点上，L1与L2中的电流均为2I，方向均垂直于纸面向外，L3中的电流为I，方向垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度（式中k为常量）。求原点O处的磁感应强度B的大小和方向。
21．电路没接通时两个小磁针方向如图所示，试确定电路接通后两个磁针的转向及最后的指向。
22．如图所示，A为橡胶圆盘，其盘面竖直B为紧贴A的毛皮，在靠近盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置。当沿图中箭头的方向转动把手C时，小磁针将发生什么现象？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
设导线1在C点产生的磁感应强度为，导线2在C点产生的磁感应强度为，合磁感应强度为B，如图所示，由几何关系可知
由几何关系可得
解得
方向水平向右，故C正确，ABD错误。
故选C。
2．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。
3．C
【详解】
A. 甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是不存在的曲线，A错误；
B. 乙图中的磁感线是闭合曲线，B错误；
C. 甲图中，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大，C正确；
D. 很短一段通电导线垂直放在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大，不垂直放入磁场中，无法比较，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故A错误；
B．实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线实际是不存在的，是看不到的，故B错误；
C．磁感线是为了便于研究，人们假想出来的，是一种物理模型，不是真实存在的，故C正确；
D．在磁体的内部，磁感线从磁体的S出发回到N极；而外部则是从磁体的N极出发回到S极，构成闭合曲线，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
导线没有通电流前，小磁针静止时N极指向北方，直导线中通有由南向北的电流，电流在小磁针处产生的磁场向西，则电流在小磁针处产生的磁场与地磁场磁感应强度的比值为
故选B。
6．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。
7．D
【详解】
根据安培的分子电流假说，一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
故选D。
8．C
【详解】
当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。
故选C。
9．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。
10．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。
11．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。
12．D
【详解】
A．密立根测定了元电荷的值，库伦测定了静电力常量，选项A错误；
B．点电荷是理想化模型，元电荷不是理想模型，选项B错误；
C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，选项C错误；
D．法拉第最早提出了“场”的概念，选项D正确。
故选D。
13．A
【详解】
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向，选项A正确；
B．磁感线是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方仍存在磁场，选项B错误；
C．磁感线在磁体的外部从磁铁的N极到S极，内部从S极到N极，组成闭合的曲线，选项C错误；
D．磁感线的疏密反映磁场的强弱，则沿磁感线的方向磁场不一定逐渐减弱，选项D错误。
故选A。
14．D
【详解】
由几何关系，B、C两点与M点的距离相等，B、C两点的电流分别在M点产生的磁感应强度大小相等，由安培定则，B、C两点的电流分别在M点产生的磁场方向是竖直向上和竖直向下，B、C两点的电流在M点的合磁感应强度的大小为0
由几何关系，C点与M点的距离为
A点的电流在M点产生的磁感应强度的大小为
由安培定则，A点的电流在M点方向由M指向B，则M点的磁感应强度为，方向方向由M指向B。
故选D。
15．A
【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。
16．正极
【详解】
小磁针N极立即向螺线管偏转，可知螺线管内磁场向左，根据右手螺旋定则可判断出螺线管电流方向，所以A为正极
17．
【详解】
[1]因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故螺线管右侧为S极，左侧为N极；则由安培定则可知螺线管中电流由右侧流入，左侧流出；故右侧是电源正极，左侧为电源负极，故答案如图：
18．S
【详解】
[1]电流从正极出发，流回负极，结合右手定则可判断，右侧为N极，螺线管内部磁场由S极指向N极，所以小磁针所在位置磁场向右，故C端为S极。
19．沿导线向上
【详解】
由题知：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。由图根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向正视是逆时针方向的，因为小磁针静止时，N极的指向为磁场方向，则直导线中电流方向向上。如图所示
20．；方向沿x轴负方向
【详解】
根据安培定则，画出三根导线分别在O点的磁场方向，如图所示，设L1在O点产生的磁感应强度大小为B1，则有
方向沿x轴负方向
设L2在O点产生的磁感应强度大小为B2，则有
方向与x轴负方向成45°角
设L3在O点产生的磁感应强度大小为B3，则有
方向沿y轴正方向
先将B2正交分解，则沿x轴负方向的分量的大小
沿y轴负方向的分量的大小
故x轴方向的合磁感应强度大小
方向沿x轴负方向
y轴方向的合磁感应强度大小
故最终的合磁感应强度大小
方向沿x轴负方向。
21．小磁针1逆时针转动，N极水平向左；小磁针2顺时针转动，N极水平向右
【详解】
接通电路后，螺线管的磁场为：内部从左指向右，外部从右指向左，故小磁针1逆时针转动，小磁针2顺时针转动。
22．见解析
【详解】
当转动把手时，A盘边缘处与毛皮摩擦而带有负电荷，随盘做圆周运动形成一个环形电流，电流方向与盘转动方向相反。因为电流周围产生磁场，故对小磁针有力的作用，根据安培定则可知，环形电流的磁场方向沿垂直圆盘平面的中心轴的方向向外，所以小磁针的N极将发生偏转，即小磁针的N极沿垂直盘面的轴向外背离圆盘，S极沿垂直盘面的轴向里指向圆盘。
答案第1页，共2页
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