2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第1节　磁场及其描述

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第5章　初识电磁场与电磁波
第1节　磁场及其描述
基础过关练
题组一　对磁场、磁感应强度的理解
1.(2023山东师大附中期中)关于磁场,下列说法正确的是 (　　)
A.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质
B.磁场是客观存在的一种特殊物质形态
C.磁场的存在与否取决于人的思想,想其有则有,想其无则无
D.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致
2.(2022北京广渠门中学月考)关于磁感应强度,下列说法中正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.根据磁感应强度定义式B=可知,磁感应强度B与F成正比,与IL成反比
B.一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方,它所受到的磁场力一定为零
C.一小段通电直导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
D.磁场中某处磁感应强度的方向,与通电导线在该处所受磁场力的方向相同
题组二　对磁感线的理解
3.关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是 (　　)
A.磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线
B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线
C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷
D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向
4.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于图中a、b两点磁场的描述,正确的是 (　　)
A.a点的磁场方向为图中Ba指向
B.b点的磁场方向为图中Bb指向
C.a点的磁场比b点强
D.a点的磁场比b点弱
题组三　电流的磁场
5.(2023浙江嘉兴一中期中)下列四幅图中,小磁针N极静止时指向正确的是 (　　)
A B
C D
6.物理实验都需要有一定的控制条件,奥斯特做电流磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响,关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是 (　　)
A.该实验必须在地球赤道上进行
B.通电直导线应该竖直放置
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线应该水平南北方向放置能力提升练
题组一　对磁感应强度的理解
1.(2022上海浦东新区期末)将一根长为20 cm 的直导线,垂直于磁场方向放在匀强磁场中的P处,通以0.5 A电流时,它受到的磁场力为1.0 N,现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A.0 B.0.1 T C.1 T D.10 T
2.(2022山东安丘期中)某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的中心轴线上,如图所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角。已知该地地面处地磁场的磁感应强度的水平分量约为3×10-5 T。
(1)请在图上标明螺线管导线的绕向;
(2)可得出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为　　　　(结果保留一位有效数字)。
题组二　电流的磁场及其叠加
3.(2022福建晋江毓英中学模拟)三根平行的长直通电导线,分别通过一
个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直,如图所示。现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B,则下列说法中正确的是 (　　)
A.O点处实际磁感应强度的大小为B
B.O点处实际磁感应强度的大小为B
C.O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°
D.O点处实际磁感应强度的方向沿斜边向下
4.(2022甘肃兰州第二中学期中)有一种磁悬浮地球仪,通电时地球仪会悬浮起来。实际原理如图所示,底座是线圈,地球仪是磁铁,通电时能让地球仪悬浮起来。则下列叙述中正确的是 (　　)
A.地球仪只受重力作用
B.电路中的电源必须是交流电源
C.电路中的b端点须连接直流电源的负极
D.增大线圈中的电流,地球仪悬浮的高度会发生改变
题组三　磁场的应用
5.如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。
CD段导线长度:4×10-2 m
天平平衡时钩码重力:4×10-5 N
通过导线的电流:0.5 A
甲
乙
第5章　初识电磁场与电磁波
第1节　磁场及其描述
基础过关练
1.B 2.B 3.A 4.C 5.C 6.D
1.B　磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质,它与实物粒子不同,磁场看不见、摸不到,但又是客观存在的,通常用人们假想的磁感线来描述,A错误,B正确;磁场的存在是客观的,并非取决于人的思想,C错误;磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针N极在此处的受力方向一致,D错误。
2.B　磁感应强度的定义式是比值定义式,故与其中的物理量没有正、反比关系,选项A错误;由F=BIL知,磁感应强度为零,则磁场力一定为零,选项B正确;当磁场B的方向与通电导线中电流I的方向平行时,通电导线所受磁场力为0,但不能说明磁感应强度为零,选项C错误;F与B的方向是不相同的,是垂直关系,选项D错误。
3.A　磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极出发回到N极,磁感线是闭合曲线,电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷,静电场线不是闭合曲线,故A正确,C错误;磁感线和电场线不一定互相平行,故B错误,磁感线和电场线不仅能表示方向,还可以根据分布的疏密反映场的强弱,越密越强,反之越弱,故D错误。
4.C　磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向,题图中a、b两点的磁场方向均是错误的,故A、B错误。磁感线的疏密表示磁场的强弱,a点的磁感线比较密,则a点的磁场比b点强,故C正确,D错误。
5.C　当通入的电流向上时,根据安培定则可得小磁针处的磁场方向是(从上往下看)逆时针,由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向,所以静止时小磁针的N极应指向偏里侧,同理若电流方向向下,根据安培定则可得静止时小磁针的N极应指向偏外侧,故A错误;通电螺线管中电流的方向从左向右,根据安培定则可知通电螺线管N极垂直纸面向里,所以小磁针的N极应垂直纸面向里,故B错误;通电螺线管中电流的方向从左向右,根据安培定则可知通电螺线管N极在左端,S极在右侧,因此在螺线管内部沿轴向磁场方向水平向左,在螺线管上方磁场方向与螺线管内部磁场的方向相反,即水平向右,所以小磁针N极向右,故C正确;电流方向从右向左,根据安培定则可知马蹄形磁铁的右侧为S极,左侧为N极,所以小磁针静止时N极应指向右侧,故D错误。故选C。
归纳总结　应用安培定则时,对于通电直导线,拇指指向电流的方向,弯曲的四指指向表示磁感线的环绕方向;对于通电圆环或通电螺线管,弯曲的四指指向电流的方向,拇指的指向表示通电圆环中心轴上或螺线管内部的磁感线方向。
6.D　地磁场的N极在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近,地磁场方向由南指向北,小磁针N极在地磁场的作用下会自动指向北方,因此通电直导线可以水平南北方向放置,这样小磁针在通电直导线周围磁场的作用下指向东西方向,表明电流周围有磁场,通电直导线不一定要放置在地球赤道上,故D正确。
能力提升练
1.D 3.B 4.D
1.D　根据磁感应强度的定义式B=,代入数据可得磁感应强度的大小B=10 T,磁感应强度大小与通电导线无关,因此撤走通电导线,P处的磁感应强度仍为10 T。故选D。
2.答案　(1)如图所示　
(2)5×10-5 T
解析　(1)由小磁针静止时N极指向可知导线的绕向如答案图所示。
(2)由题意,可知
B=B地 tan 60°≈5×10-5 T
3.B　由题意可知,三平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向如图
则有B合==B,A错误,B正确;设O点处实际磁感应强度的方向与斜边的夹角为α,则有tan α==2,故C、D错误。故选B。
4.D　地球仪受到重力和通电线圈给它的磁场力,A错误;地球仪受到的磁场力方向保持不变,可知通电线圈产生的磁场方向不变,通电线圈的电流方向不变,故电路中的电源必须是直流电源,B错误;由图乙可知通电线圈产生的磁场方向向上,根据安培定则可知,电路中的b端点须连接直流电源的正极,C错误;增大线圈中的电流,通电线圈产生的磁场变强,地球仪悬浮的高度会发生改变,D正确。故选D。
5.答案　2.0×10-3 T
解析　由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式B=得:
B== T=2.0×10-3 T。
所以通电螺线管中的磁感应强度的大小为2.0×10-3 T。
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