13.1.磁场磁感线-同步练习（Word版含答案）

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．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
3．英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念，并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是（　　）
A．电荷和电荷、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过电场发生的
B．电荷和电荷、磁体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场发生的
C．电场线和电场线、磁感线和磁感线都不可能相交
D．通过实验可以发现电场线和磁感线是客观存在的
4．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
5．如图，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，设螺线管的M端为x=0处。磁传感器调零后，测量通电螺线管轴线x上各点的磁感应强度B并绘出B-x图，则最符合实际的B-x图线是（　　）
A． B．
C． D．
6．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．
7．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列描述中符合物理学史实的是（　　）
A．安培经过多年的潜心钻研，发现了电流的磁效应
B．法拉第提出场的观点，并用来解释电荷间相互作用的产生
C．奥斯特受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
D．库仑在前人工作的基础上，发现了正电荷和负电荷，并总结出了库仑定律
8．下列关于科学家对物理学的发展做出的贡献，符合历史事实的是（　　）
A．德国物理学家欧姆创造性地在电场中引入了电场线
B．法国物理学家安培发现了分子电流假说
C．法国物理学家库仑提出了电流的磁效应现象
D．英国物理学家法拉第通过实验得到了焦耳定律
9．一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
10．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
11．两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．
12．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
13．一根通电直导线垂直纸面放在磁感应强度方向向右、大小为1T的匀强磁场中，如图所示为截面图，以导线为中心（图中的空心小圆圈），R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的磁感应强度为0，则下列说法正确的是（　　）
A．通电直导线在c点产生的磁场方向向右 B．a点的磁感应强度为2T，方向向右
C．b点的磁感应强度为2T，方向向右 D．d点的磁感应强度为0
14．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
15．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　）
A．“磁星”内部不存在磁场
B．“磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域
C．“磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行
D．“磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
二、填空题
16．小明根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在“重力”场。用假想的线描述重力场，如下图所示，最合理的是：_____；物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场_____（选填“强”或“弱”）。
17．如图所示，甲、乙之间用两根导线连成一直流回路，电路接通时图中磁针N极向纸外偏转，将电压表正负接线柱分别接A、B两点，电压表正常工作.由此可以判定电源在中_______.（选填“甲”或“乙”）
18．历史上对地磁场的形成有这样一种看法：我们居住的地球是一个带电星球，它带的电荷量约为。由于地球自西向东旋转，会形成许多环形电流，如图所示。由此猜想地球带的是________（选填“正”或“负”）电。
三、解答题
19．如图，自然界中有电场、磁场、重力场等多种场，这些场有什么共同点呢
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．如图，当导线环中沿逆时针方向通过电流时，说出小磁针最后静止时极的指向。
22．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？
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．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。
3．C
【详解】
A．电荷和电荷之间是通过电场发生相互作用，而通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，A错误；
B．电荷和电荷之间是通过电场发生相互作用，磁体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，B错误；
C．电场线和电场线不可能相交，磁感线和磁感线也不可能相交，C正确；
D．磁感线和电场线都是人们假想的曲线，实际上电场线和磁感线都是不存在的，D错误。
故选C。
4．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。
5．C
【详解】
由于通电螺线管内部的磁场时匀强磁场，磁感应强度处处相同，由于内部磁感线比管口密，磁感应强度B较大，ABD错误，C正确。
故选C。
6．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。
7．B
【详解】
A．奥斯特经过多年的潜心钻研，发现了电流的磁效应，故A错误；
B．法拉第提出场的观点，并用来解释电荷间相互作用的产生，故B正确；
C．安培受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，故C错误；
D．库仑在前人工作的基础上，总结出了库仑定律，但正电荷和负电荷并不是他发现的，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．法拉第创造性地在电场中引入了电场线，A错误；
B．法国物理学家安培发现了分子电流假说，B正确；
C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，C错误；
D．焦耳通过实验得到了焦耳定律，D错误。
故选B。
9．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。
10．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。
11．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。
12．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。
13．B
【详解】
A．已知c点的磁感应强度为0，则通电直导线在c点产生的磁场与匀强磁场的磁感应强度大小相同方向相反，即方向向左，故A错误；
B．根据安培定则可知，通电直导线在a点产生的磁场方向向右大小为1T，根据矢量叠加可知，a点的磁感应强度为2T，方向向右，故B正确；
C．根据安培定则可知，通电直导线在b点产生的磁场方向向下，大小为1T，故b点的磁感应强度方向不可能向右，故C错误；
D．根据安培定则可知，通电直导线在d点产生的磁场方向向上，大小为1T，根据矢量叠加可知，d点的磁感应强度为，故D错误。
故选B。
14．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。
15．B
【详解】
A．因为磁感线不中断，所以“磁星”内部也存在磁场，A错误；
B．如图所示，通过直线AB的平面将磁星的表面等分为左右两部分，左表面和右表面的磁通量均等于零，B正确；
C． “磁星”表面磁场极处，磁场方向与星体表面一定不平行，C错误；
D．如果两条磁感线相交，那么交点处的磁场就有两个方向，与实际不相符，所以“磁星”附近磁感线非常密集，磁感线也不可能相交，D错误。
故选B。
16． A 弱
考查场物质。
【详解】
[1]．在磁场中，小磁针受力方向为磁感线的切线方向； 而重力的方向竖直向下，基本上指向地心的方向，类比可知，图A最有可能是“重力场”；
[2]．由题知，如果用同一物体受到重力的大小来表示“重力”场的强弱，即重力越大，重力场越强，因同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，说明同一物体在地球上的重力较大，即月球附近的“重力”比地球附近的“重力”场场弱。
17．乙
【详解】
[1] 图中的磁针在电路接通时N极向读者偏转．说明电流的方向为逆时针方向；将电压表正负接线柱分别接在A、B两点，则A点的电势高；电源的电流从正极流出，从负极流入，所以电源应在乙图中。
18．负
【详解】
地球自西向东旋转，形成许多环形电流，使地球的地理北极附近出现地磁南极，地球的地理南极附近出现地磁北极，由安培定则判断可知，环形电流的方向与地球自转方向相反，若该环形电流是地球所带电荷量形成的，则地球带的是负电荷。
19．见解析
【详解】
这些场都看不见、摸不着，不是由实物粒子组成，但都是客观存在的物质，都对放入其中的物体有力的作用。
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．指向纸外
【详解】
安培定则：用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的N极。
若线圈通以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的S极，纸外是通电线圈的N极。
通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极，小磁针在通电线圈的内部，小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针N极垂直指向纸外。
22．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。
答案第1页，共2页
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