人教版物理必修3同步练习: 13.1 磁场 磁感线(能力提升)

人教版物理必修3同步练习: 13.1 磁场 磁感线(能力提升)
一、选择题
1．（2023高二上·宝安期末）磁感线垂直磁传感器进入探头的磁敏元件时测量值为负，反之为正，如图所示。磁感线平行于探头截面时测量值为零。当磁传感器平行于条形磁体向右平移，探头从极左侧运动到极右侧的过程中，测量出磁感应强度分布曲线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2023高二上·广东）宋代科学家沈括在梦溪笔谈中记载：以磁石磨针锋，则能指南”。进一步研究表明，地球周围和通电导体周围也存在磁场，如图甲所示。下列关于磁场的说法正确的是（　　）
A．磁感线是客观存在的特殊物质
B．将中国古代的四大发明之一司南置于赤道，据甲图可知，磁勺尾极静止时指向北方
C．图乙中，环形导线的电流较大，若忽略地磁场的影响，小磁针最后静止时极指向为垂直于纸面向外
D．图丙中，小磁针在通电螺线管内部线圈内部，若忽略地磁场的影响，静止时小磁针极指向为向左
3．（高中物理人教版 选修3-1 第三章磁场 单元练习）指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（　　）
A．导线南北放置，通有向北的电流
B．导线南北放置，通有向南的电流
C．导线东西放置，通有向西的电流
D．导线东西放置，通有向东的电流
4．（2022高二上·温州期中）将一段裸铜导线弯成如图所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折位置A与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
5．（2024高二下·雅安开学考）公元1086年宋代科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示，则结合上述材料，下列说法不正确的是（　　）
A．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行的
B．地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近
C．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
D．因受地磁场的影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
6．（2022高二上·慈溪期末）指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（　　）
A．磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用
B．磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
C．磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰
D．磁勺的指向会受到附近铁块的干扰
7．（2021高一下·黄冈期末）我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队就已经装备了指南针，指南针主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在地磁场的作用下能够指南北，辨别方向。关于指南针，下列说法正确的是（　　）
A．指南针只有一个磁极
B．指南针的外壳常用铁质材料制成
C．若无外加磁场的影响，指南针的南极指向地磁的北极
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一根直导线，导线通电时指南针不偏转
8．（2020高二上·珠海期末）电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系，其中磁感线分布正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2023高二下·琼海期末）如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是（　　）
A．线圈向左运动 B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
10．（2022高二上·沭阳期中）如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁上端是N极
B．电磁继电器与发电机工作原理相同
C．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触
D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小
11．（2024高二下·湖北月考） 如图所示，带负电的玻璃圆盘绕沿着东西方向的轴以一定的角速度匀速转动（从东向西看为逆时针方向），在圆盘西侧轴线上的小磁针静止时（　　）
A．N极沿轴线东偏北方向 B．N极沿轴线西偏北方向
C．N极沿轴线东偏南方向 D．N极沿轴线西偏南方向
12．（2024高二上·越秀期末）特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方．不考虑地磁场的影响，则（　　）
A．d点处的磁感应强度方向竖直向上
B．a点处的磁感应强度方向竖直向下
C．a、c两点处的磁感应强度方向相同
D．b处磁感应强度小于d处磁感应强度
13．（2024高三上·相城期末）安培分子环流假说解释了磁现象的电本质，按照安培假设，地球的磁场也是由绕过地心的轴的环形电流引起的，则图中能正确表示安培假设中环流方向的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题
14．（2022高二上·怀化期中）如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
C．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
15．（2022·全国乙卷）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为 面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（　　）
测量序号
1 0 21
2 0
3 21 0
4 0
A．测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为
C．第2次测量时y轴正向指向南方 D．第3次测量时y轴正向指向东方
16．（2020高二上·珠海月考）《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．材料说明地球能产生的磁场，使得磁针指南
B．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
C．材料说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象
17．（2019高二上·应县月考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的北极
18．（2023高二下·大同期末）如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，则下列说法正确的是（　　）
A．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小
B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大
C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大
D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小
19．（2022高二下·厦门期末）2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。某同学采用如图甲所示装置模拟电磁弹射，匝数的线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2与阻值为的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到零，线圈运动的图像如图乙所示。已知线圈质量、每匝周长，不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间摩擦及空气阻力，则线圈（　　）
A．向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出
B．向右匀加速阶段，恒流源输出的电流大小为
C．向右匀减速阶段，通过电阻R的电荷为0.25C
D．向右匀减速阶段，水平外力F随时间t变化的关系为，
20．（2023高二上·万江月考）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、c两点处磁感应强度的方向相同
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
21．（2023高三上·北京市开学考）如图所示，一个不计重力的带电粒子以沿各图的虚线射入场中。图A中，I是两条垂直纸面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；图B中，+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；图C中，Ⅰ是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；图D中，有正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外。其中，带电粒子可能做匀速直线运动的是（　　）
A． B．
C． D．
22．（2023高三上·贵阳期末）如图所示，垂直纸面内的三根相互平行的长直通电导线、和，固定放置在一等边三角形的三个顶点上，它们通有的电流恒定且方向均垂直纸面向外。O为三角形的中点，P为、连线的中点，已知、中电流大小相等。则（　　）
A．O点磁感应强度的大小可能为零 B．P点磁感应强度的大小可能为零
C．O点磁感应强度的方向可能向左 D．P点磁感应强度的方向可能向左
三、非选择题
23．（2021·浦东三模）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”）。
24．（2019·宝山模拟）人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有　 　，通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块　 　，以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。
25．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 3.1 磁现象与磁场 同步练习）如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S 极，细铁丝会被吸引到磁铁的S 极上 这是因为铁丝　 　 选填：“磁化”或“退磁” 后，上端相当于　 　 选填“N极”“S极” ，与条形磁铁的S 极相吸引，下端相当于　 　 选填“N极”“S极” 两铁丝的下端极性　 　 选填“相同”“相反” ，由于　 　 选填“同名”“异名” 磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远．
26．（2017·东城模拟）我们知道：电流周围有磁场．图1所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k ，其中k为已知常量．
（1）正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图2为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc．求：
a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小；
b．待测电流Ix的大小．
（2）电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场．请你利用上面电流产生磁场的规律，自己构建模型，求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小BA．
27．（地磁场+++++++++++++++++ 22）地球本身是一个大磁体，地球周围存在磁场．地磁场北极（N极）位于地理的　 　附近，小磁针由于受到地磁场的作用，静止时N极指向地理的　 　．
28．（2021·普陀模拟）如图甲，两条无限长导线均通以电流强度大小为I的恒定电流，导线的直线部分和坐标轴趋于重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心，半径相同的一段圆弧。已知直线部分在原点O处不产生磁场，若图甲中O处的磁感应强度大小为B0，则图乙中O处磁感应强度大小为　 　，方向　 　。
29．（2023·黄浦模拟）四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，方向如图所示。正方形对角线的交点为O，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为　 　，方向为　 　。
30．（2023高二上·武汉期末）某物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验。选取水平放置的螺线管轴线上某点为坐标原点O，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，如图所示。他们先将一部智能手机（不计大小）放在O点，打开手机中phyphox软件，开启磁力计功能，测得该处的地磁场磁感应强度为，方向沿y轴正方向；然后移走手机，接通螺线管的电源，将一小磁针放在O点，发现小磁针静止时N极指向与x轴正方向成角的方向。则
（1）电源的左端为　 　极（填“正”或“负”）；
（2）通电螺线管的磁场在O点处的磁感应强度大小为　 　T。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】条形磁铁周围的磁感线分布为
磁传感器平行于条形磁体向右平移过程中，先是磁感线垂直磁传感器离开，测量值为负，但是磁感线条数少，随着右移，磁感线条数多，测量值负值在增大，当磁传感器移到S极时磁感线垂直磁传感器进入，测量值为正并在慢慢增大，之后对称变化，测量出磁感应强度分布曲线如A项所示。
故答案为：A。
【分析】确定条形磁铁周围的磁感线分布情况，根据探测器的运动方向判断磁场在探头处的方向确定测量值的正负。穿过探头的磁感线条数越多，测量值的绝对值越大。
2．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、磁场是一种客观存在的特殊物质，而磁感线不是客观存在的曲线，是为了便于研究磁场而引入的，故A错误；
B、地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，所以赤道出的磁场应指向北方，所以将司南置于赤道，磁勺尾（S极）静止时指向南方，故B错误；
C、根据右手螺旋定则可知环形通电导线内部的磁场方向应垂直指向外，所以小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外，故C正确；
D、根据右手螺旋定则可知，螺线管内部的磁感线应指向右，所以放在通电螺线管内部（线圈内部）的小磁针，静止时N极水平向右，故D错误。
故答案为：C。
【分析】磁感线是为了便于研究磁场而引入的假象线，根据右手定律确定通电导线周围磁场的方向，再根据小磁针最后静止指向N极确定小磁针的指向。
3．【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】A、若导线南北放置，通有向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向西偏转，与图中实线所示位置相反，A不符合题意；
B、导线南北放置，通有向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将向东偏转，可转向图中实线所示位置，B符合题意；
C、导线东西放置，通有向西的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向南偏转，C不符合题意；
D、导线东西放置，通有向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查电流的磁场。题中小磁针静止时北极指示电流在该点产生磁场方向，根据安培定则可判断电流的方向。
4．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；电功率和电功
【解析】【解答】A. 线框会转动是由于受到磁场力的作用，A不符合题意；
B. 电流通过线圈，线圈要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B不符合题意；
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，根据条形磁铁的磁感线分布规律，线圈竖直边处的磁场方向为从外侧指向转轴的，或者说是汇聚的，而线圈竖直边的电流是竖直向下，由左手定则，从上往下看，线圈的竖直边受到的磁场力的方向为逆时针，所以线框做逆时针转动，C符合题意；
D. 如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，与磁铁接触良好的一侧的线圈有电流通过，受到安培力作用，仍然能使线框转动，不是振动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】线圈转动是由于受到磁场力作用，结合电功率的表达式判断电池输出的功率和线框旋转的机械功率，利用条形磁铁的磁感线分布规律进行分析判断。
5．【答案】A
【知识点】地磁场；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故A错误，符合题意；
B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确，不符题意；
C、地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故C正确，不符题意；
D、根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确，不符题意。
故答案为：A。
【分析】地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，地磁南极在地理北极附近。根据磁场方向及粒子运动方向，根据左手定则确定粒子的偏转方向。
6．【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】A. 磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用 ，A正确；
B. 司南的磁勺尾静止时指向南方，南极指南，北极指北，司南的磁勺尾为南极即S极，B错误；
C.磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 ，C正确；
D.铁块磁化具有磁性， 磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 ，D正确；
故答案为：B。
【分析】指南针南极指南，北极指北， 地磁北极在地理南极附近。
7．【答案】C
【知识点】地磁场
【解析】【解答】A．所有的磁铁都有两个磁极，N极和S极，A不符合题意；
B．指南针的外壳不能用铁质材料制成，因为铁质材料被磁化后，对指南针指向有影响，B不符合题意；
C．若无外加磁场的影响，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知指南针的南极指向地磁的北极，C符合题意；
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一根直导线，导线通电时，根据右手螺旋定则，在导线下方产生东西方向的磁场，此时指南针会发生偏转，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】指南针有南北两个磁极，外壳有非磁性金属材料制成；上方放一根通电导线时，周围产生磁场，指南针会发生偏转。
8．【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A.根据安培定则可知，因电流方向向上，导线右侧磁场方向垂直向里，而左侧则是垂直向外，A符合题意；
B.同理，根据安培定则可知，因电流方向从右旋转到左，则螺线管内部磁场方向由左向右，因此左端是S极，右端是N极，B不符合题意；
C.同理，根据安培定则可知，因环形电流向里，则环形导线内部磁场方向从右向左，C不符合题意；
D.因电流竖直向下，依据安培定则可知，磁场方向应该是顺时针方向，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用通电导线的电流方向结合右手螺旋定则可以判别周围磁感线的分布情况。
9．【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】根据右手螺旋定则，通电线圈可以等效为一个右侧是N极，左侧是S极的薄磁铁，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律可知，知线圈向左运动，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A.
【分析】将通电线圈等效成薄磁铁，再由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律，分析线圈的运动情况。
10．【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A.根据安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的方向，故电磁铁的下端为N极，上端为S极，A不符合题意；
B.电磁继电器工作的原理是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，而发电机工作的原理是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体切割磁感线时，会产生感应电流，B不符合题意；
C.如题图所示，当触点与1接触时，电动机与定值电阻 串联，电动机分担的电压比较小，转速比较慢，而当触点与2接触时，只有电动机接入电路，电动机转动变快，故当有乘客时，衔铁与2接触，没有乘客时，衔铁与1接触，C不符合题意；
D.当有乘客时，衔铁与2接触，此时衔铁被吸下来，说明通过电磁铁的磁性变强，通过电磁铁的电流变大，则说明压敏电阻的阻值变小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用安培定则可以判别电磁铁磁场的方向；电磁继电器工作原理是电生磁，发电机的工作原理是电磁感应现象；当电梯上无乘客时电动机不动所以衔铁与1接触；当有乘客时回路中电流增大则压敏电阻的阻值变小。
11．【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】带负电玻璃圆盘如图所示的旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反，再由右手螺旋定则可以知道磁感线的方向在盘内从东向西。因此小磁针N极向西偏，由于地磁场的存在，所以N极沿轴线西偏北方向。
故答案为：B。
【分析】电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向与电流方向相同。根据题意确定电流方向，再结合右手螺旋定则结合地磁场的特点进行解答。
12．【答案】D
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】根据题意，由安培定则判断出两导线在各点产生的磁场方向，画出侧视图如图所示：
A.由图可知，d点处的磁感应强度方向水平，A不符合题意；
BC.由图可知，a点处的磁感应强度方向竖直向上，c点处的磁感应强度方向竖直向下，a、c两点处的磁感应强度方向相反，BC不符合题意；
D.由于两条导线通有大小相等的电流，则b点的磁感应强度为零，所以b处磁感应强度小于d处磁感应强度，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由安培定则判断出两导线在各点产生的磁场方向，画出侧视图，再进行分析。
13．【答案】C
【知识点】安培分子电流假说
【解析】【解答】地磁场相当于一个条形磁铁的磁场，磁铁的N极在地理南极附近，磁铁的S极在地理北极附近，由安培定则可知，C正确。
故答案为：C。
【分析】地磁场相当于一个条形磁铁的磁场，磁铁的N极在地理南极附近，磁铁的S极在地理北极附近。再根据安培定则判断电流方向。
14．【答案】A,D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】AC．根据图甲中磁感线分布可知，a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极，A符合题意，C不符合题意；
BD．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极，B不符合题意，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】根据磁感线的分布情况得出磁体的NS极。
15．【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】地磁场如图所示
根据表中数据可知z轴场强竖直向下，所以测量点位于北半球，故A错误；
磁感应强度是矢量，根据表格可以算出，故B正确；
根据地磁场图像可知，在北半球，磁场可分解为竖直向下和水平向北，根据图标可知，第2次测量时y轴正向指向南方，故C正确；
第3次测量时，根据题表可知，x轴指向北方，所以y轴正向指向西方，故D错误；
故选BC。
【分析】首先可以画出地磁场的图像，根据图像可以判断测量点的位置，磁通量是矢量，根据矢量合成法则，可以计算测量点的磁感应强度大小，最后可以判断其方向。
16．【答案】A,B,D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】“磁石磨针锋”，指的是磁化现象；针磁化成为一个小磁体，能指南，说明受到磁场的作用，周围没有其他的磁体，只能是地球产生的磁场，说明地球是个巨大的磁体；“指南，然常微偏东，不全南也（不是正南方向）”，说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，存在着磁偏角。材料未能说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行。
故答案为：ABD。
【分析】地球本身产生的磁场使磁针偏转；磁石磨针属于磁化现象；地球的南北极和地磁的南北极并不重合。材料不能说明磁场方向与地面平行。
17．【答案】A,B,D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；
C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地理南极，即地磁北极，故D正确。
【分析】地球表面只有赤道上空其磁场方向与地面是平行的。
18．【答案】A,C
【知识点】安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】若将a接电源正极，b接电源负极，根据右手定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向上的排斥力，磁铁的S极受到向下的吸引力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向上的排斥力大于磁铁S极受到的向下的吸引力，所以弹簧称示数将减小；同理，若将a接电源负极，b接电源正极，螺线管上端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向下的吸引力，磁铁的S极受到向上的排斥力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向下的吸引力大于磁铁S极受到的向上的排斥力，所以弹簧称示数将增大，AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】由右手螺旋定则判断通电后的螺旋管的N、S极，得出磁铁的N、S极受到作用力的方向，再根据螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，分析磁铁整体受到的磁场力方向，确定弹簧秤的示数变化。
19．【答案】A,D
【知识点】安培定则；牛顿第二定律；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．由左手定定则可知向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出，A符合题意；
B．由图乙可知，向右匀加速阶段的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
B不符合题意；
C．向右匀减速时，感应电流
通过电阻R的电荷
结合图乙求得
C不符合题意；
D．向右匀减速阶段，线圈的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
结合图象可得，
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用左手定则及线圈受到的安培力方向可以判别电流的方向；利用图像斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出电流的大小；利用感应电流的大小结合图像面积可以求出电荷量的大小；利用牛顿第二定律可以求出水平外力的表达式。
20．【答案】B,C
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A.根据安培定则可知，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向也是竖直向下，则根据矢量合成，可知O点处的磁感应强度不等于0，A不符合题意；
C.根据安培定则可知，M处导线在c处产生的磁场方向垂直于Mc斜向右下方，在d出产生的磁场方向垂直Md斜向左下方，N处导线在c处产生的磁场方向垂直于Nc斜向左下方，在d处产生的磁场方向垂直于Nd斜向右下方，由于两导线中电流大小相等，则两导线在c、d两点处的磁感应强度大小均相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的合磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，C符合题意；
D.根据安培定则可知，M处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，N处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，而两导线中电流大小相等，由于两导线中电流大小相等，结合a、b位置的对称性可知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，D不符合题意；
B.根据上述分析可知，a、c两点的磁感应强度方向都是竖直向下，即a、c两点处磁感应强度的方向相同，B符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据安培定则判断出两根导线在o、a、b、c、d五点磁场的方向，再根据平行四边形定则进行合成。
21．【答案】A,C,D
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、两导线的电流方向相反，由右手定则可知，在虚线上的磁场应强度与带电粒子的运动方向在同一直线，带电粒子不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，A正确。
B、两导线的电流方向相同，由右手定则可知，在虚线上的磁场应强度与带电粒子的运动方向在不同一直线，带电粒子受洛伦兹力作用，粒子做变速直线运动，B错误。
C、环形电流所产生的磁场方向与粒子运动方向在同一直线，故不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，C正确。
D、若粒子所带电荷适当，电场力与洛伦兹力等大反向，则粒子可能做匀速直线运动，D正确。
故答案为：ACD
【分析】粒子在磁场中运动与磁场方向平行时不受洛伦兹力作用。
22．【答案】A,C
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】BD．由于 、 中电流大小相等，根据右手螺旋定则可知， 、 在P点的磁感应强度大小相等，方向相反， 在P点的磁感应强度方向水平向右；则P点磁感应强度的大小不为零，方向水平向右，BD不符合题意；
AC．根据右手螺旋定则， 、 与 在O点的磁感应强度方向如图所示
可知 、 在O点的合磁感应强度 方向水平向左，而 在O点的磁感应强度 方向水平向右；当 时，O点磁感应强度的大小为零；当 时，O点磁感应强度方向水平向左；当 时，O点磁感应强度方向水平向右；AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】 、 中电流大小相等，根据右手螺旋定则可知， 、 在P点的磁感应强度大小相等，方向相反。根据平行四边形法则求解合场强大小。
23．【答案】A；弱
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】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”；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。
【分析】利用重力的方向可以判别其合理的重力线；利用重力加速度的大小可以比较重力场的强弱。
24．【答案】生物磁体；磁石
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有生物磁体，通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块磁石，以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。
【分析】鸽子体内存在生物磁体，通过与地磁场发生作用，从而判断方向。
25．【答案】磁化；N极；S极；相同；同名
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】铁丝被磁体吸引后，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程；根据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。则可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相同，所以相互排斥而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以形成上端距离较近，下端距离较远的现象．
【分析】铁丝靠近磁体后会被磁化，并且两磁极间的相互作用规律是同极相斥、异极相吸。
26．【答案】（1）解：a．地磁场磁感应强度的水平分量BC与B0的关系如图所示：
有：B0=BCtanα
b．由题意可知：B0=k
解得：Ix=
答：a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小为BCtanα；b．待测电流Ix的大小为 ；
（2）解：电流强度为I，半径为d的环形电流，可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷以相同的速率v沿半径为d的圆周做同方向定向运动而形成．
在△t时间内通过环上某截面的电荷量为△Q= ×v△t
电流强度为：I= =
环心处的磁感强度大小可以写成：B=k =
而这个磁场可以看作是由Z个电荷量共同产生的，且由对称性可知每个点电荷在环心处产生的磁感应强度相同（均为BA），所以有B=ZBA
点电荷在A点产生的磁场的磁感应强度大小为BA=
答：该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小为
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【分析】（1）根据地磁场磁感应强度的水平分量BC与B0的关系作图分解可得待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小，由题干磁感强度关系式可求待测电流Ix的大小；（2）构建模型：电流强度为I，半径为d的环形电流，可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷以相同的速率v沿半径为d的圆周做同方向定向运动而形成．根据电流定义式求出电流，再由对称性求该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小．
27．【答案】南极；北方
【知识点】地磁场
【解析】【解答】解：由于地磁的北极在地理的南极附近，在磁体的外部磁感线从N极指向S极，故磁感线有个向北的分量，而小磁针静止的时候N极的方向就是磁感线的方向，所以小磁针由于受到地磁场的作用静止时N极指向地理的北方．
故本题的答案为：南极；北方．
【分析】由于地磁的北极在地理的南极附近，在磁体的外部磁感线从N极指向S极，故磁感线有个向北的分量，而小磁针静止的时候N极的方向就是磁感线的方向．
28．【答案】B0；垂直纸面向外
【知识点】安培定则
【解析】【解答】第一、三象限通电导线产生的磁场叠加后抵消，第二、四象限的通电导线产生的磁场根据图甲的叠加结果，在原点处的磁感应强度为B0，结合右手螺旋定则，方向向外。
【分析】利用右手螺旋定则及平行四边形定则可以判别其磁感应强度的大小及方向。
29．【答案】2B；由O指向b
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】由右手定则判断通电导线在O处的磁场方向如图：
四根导线处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，a在O点产生的磁感应强度为B ，所以，方向 由O指向b
【分析】先根据右手定则判断通电导线在O处的磁场方向，然后利用叠加原理求O点的磁感应强度。
30．【答案】（1）正
（2）
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）接通电源后小磁针N极指向合磁场的方向，由平行四边形定则结合通电螺线管附近的磁场分布可知，通电螺线管在轴线上的磁场方向为沿x轴正方向，由安培定则可知，电源的左端为正极；
（2）由磁场叠加可知 ，可得
【分析】（1）小磁针N极指向合磁场的方向，通电螺线管在轴线上的磁场方向为沿x轴正方向.
（2）利用平行四边形法则对磁场进行叠加。
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 13.1 磁场 磁感线(能力提升)
一、选择题
1．（2023高二上·宝安期末）磁感线垂直磁传感器进入探头的磁敏元件时测量值为负，反之为正，如图所示。磁感线平行于探头截面时测量值为零。当磁传感器平行于条形磁体向右平移，探头从极左侧运动到极右侧的过程中，测量出磁感应强度分布曲线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】条形磁铁周围的磁感线分布为
磁传感器平行于条形磁体向右平移过程中，先是磁感线垂直磁传感器离开，测量值为负，但是磁感线条数少，随着右移，磁感线条数多，测量值负值在增大，当磁传感器移到S极时磁感线垂直磁传感器进入，测量值为正并在慢慢增大，之后对称变化，测量出磁感应强度分布曲线如A项所示。
故答案为：A。
【分析】确定条形磁铁周围的磁感线分布情况，根据探测器的运动方向判断磁场在探头处的方向确定测量值的正负。穿过探头的磁感线条数越多，测量值的绝对值越大。
2．（2023高二上·广东）宋代科学家沈括在梦溪笔谈中记载：以磁石磨针锋，则能指南”。进一步研究表明，地球周围和通电导体周围也存在磁场，如图甲所示。下列关于磁场的说法正确的是（　　）
A．磁感线是客观存在的特殊物质
B．将中国古代的四大发明之一司南置于赤道，据甲图可知，磁勺尾极静止时指向北方
C．图乙中，环形导线的电流较大，若忽略地磁场的影响，小磁针最后静止时极指向为垂直于纸面向外
D．图丙中，小磁针在通电螺线管内部线圈内部，若忽略地磁场的影响，静止时小磁针极指向为向左
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、磁场是一种客观存在的特殊物质，而磁感线不是客观存在的曲线，是为了便于研究磁场而引入的，故A错误；
B、地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，所以赤道出的磁场应指向北方，所以将司南置于赤道，磁勺尾（S极）静止时指向南方，故B错误；
C、根据右手螺旋定则可知环形通电导线内部的磁场方向应垂直指向外，所以小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外，故C正确；
D、根据右手螺旋定则可知，螺线管内部的磁感线应指向右，所以放在通电螺线管内部（线圈内部）的小磁针，静止时N极水平向右，故D错误。
故答案为：C。
【分析】磁感线是为了便于研究磁场而引入的假象线，根据右手定律确定通电导线周围磁场的方向，再根据小磁针最后静止指向N极确定小磁针的指向。
3．（高中物理人教版 选修3-1 第三章磁场 单元练习）指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（　　）
A．导线南北放置，通有向北的电流
B．导线南北放置，通有向南的电流
C．导线东西放置，通有向西的电流
D．导线东西放置，通有向东的电流
【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】A、若导线南北放置，通有向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向西偏转，与图中实线所示位置相反，A不符合题意；
B、导线南北放置，通有向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将向东偏转，可转向图中实线所示位置，B符合题意；
C、导线东西放置，通有向西的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向南偏转，C不符合题意；
D、导线东西放置，通有向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查电流的磁场。题中小磁针静止时北极指示电流在该点产生磁场方向，根据安培定则可判断电流的方向。
4．（2022高二上·温州期中）将一段裸铜导线弯成如图所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折位置A与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；电功率和电功
【解析】【解答】A. 线框会转动是由于受到磁场力的作用，A不符合题意；
B. 电流通过线圈，线圈要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B不符合题意；
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，根据条形磁铁的磁感线分布规律，线圈竖直边处的磁场方向为从外侧指向转轴的，或者说是汇聚的，而线圈竖直边的电流是竖直向下，由左手定则，从上往下看，线圈的竖直边受到的磁场力的方向为逆时针，所以线框做逆时针转动，C符合题意；
D. 如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，与磁铁接触良好的一侧的线圈有电流通过，受到安培力作用，仍然能使线框转动，不是振动，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】线圈转动是由于受到磁场力作用，结合电功率的表达式判断电池输出的功率和线框旋转的机械功率，利用条形磁铁的磁感线分布规律进行分析判断。
5．（2024高二下·雅安开学考）公元1086年宋代科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示，则结合上述材料，下列说法不正确的是（　　）
A．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行的
B．地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近
C．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
D．因受地磁场的影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
【答案】A
【知识点】地磁场；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故A错误，符合题意；
B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确，不符题意；
C、地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故C正确，不符题意；
D、根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D正确，不符题意。
故答案为：A。
【分析】地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，地磁南极在地理北极附近。根据磁场方向及粒子运动方向，根据左手定则确定粒子的偏转方向。
6．（2022高二上·慈溪期末）指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（　　）
A．磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用
B．磁勺的N极位于司南的磁勺尾部
C．磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰
D．磁勺的指向会受到附近铁块的干扰
【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】A. 磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用 ，A正确；
B. 司南的磁勺尾静止时指向南方，南极指南，北极指北，司南的磁勺尾为南极即S极，B错误；
C.磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 ，C正确；
D.铁块磁化具有磁性， 磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 ，D正确；
故答案为：B。
【分析】指南针南极指南，北极指北， 地磁北极在地理南极附近。
7．（2021高一下·黄冈期末）我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队就已经装备了指南针，指南针主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在地磁场的作用下能够指南北，辨别方向。关于指南针，下列说法正确的是（　　）
A．指南针只有一个磁极
B．指南针的外壳常用铁质材料制成
C．若无外加磁场的影响，指南针的南极指向地磁的北极
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一根直导线，导线通电时指南针不偏转
【答案】C
【知识点】地磁场
【解析】【解答】A．所有的磁铁都有两个磁极，N极和S极，A不符合题意；
B．指南针的外壳不能用铁质材料制成，因为铁质材料被磁化后，对指南针指向有影响，B不符合题意；
C．若无外加磁场的影响，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知指南针的南极指向地磁的北极，C符合题意；
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一根直导线，导线通电时，根据右手螺旋定则，在导线下方产生东西方向的磁场，此时指南针会发生偏转，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】指南针有南北两个磁极，外壳有非磁性金属材料制成；上方放一根通电导线时，周围产生磁场，指南针会发生偏转。
8．（2020高二上·珠海期末）电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系，其中磁感线分布正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A.根据安培定则可知，因电流方向向上，导线右侧磁场方向垂直向里，而左侧则是垂直向外，A符合题意；
B.同理，根据安培定则可知，因电流方向从右旋转到左，则螺线管内部磁场方向由左向右，因此左端是S极，右端是N极，B不符合题意；
C.同理，根据安培定则可知，因环形电流向里，则环形导线内部磁场方向从右向左，C不符合题意；
D.因电流竖直向下，依据安培定则可知，磁场方向应该是顺时针方向，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用通电导线的电流方向结合右手螺旋定则可以判别周围磁感线的分布情况。
9．（2023高二下·琼海期末）如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是（　　）
A．线圈向左运动 B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
【答案】A
【知识点】安培定则
【解析】【解答】根据右手螺旋定则，通电线圈可以等效为一个右侧是N极，左侧是S极的薄磁铁，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律可知，知线圈向左运动，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A.
【分析】将通电线圈等效成薄磁铁，再由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律，分析线圈的运动情况。
10．（2022高二上·沭阳期中）如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁上端是N极
B．电磁继电器与发电机工作原理相同
C．电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触
D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小
【答案】D
【知识点】安培定则
【解析】【解答】A.根据安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的方向，故电磁铁的下端为N极，上端为S极，A不符合题意；
B.电磁继电器工作的原理是电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，而发电机工作的原理是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体切割磁感线时，会产生感应电流，B不符合题意；
C.如题图所示，当触点与1接触时，电动机与定值电阻 串联，电动机分担的电压比较小，转速比较慢，而当触点与2接触时，只有电动机接入电路，电动机转动变快，故当有乘客时，衔铁与2接触，没有乘客时，衔铁与1接触，C不符合题意；
D.当有乘客时，衔铁与2接触，此时衔铁被吸下来，说明通过电磁铁的磁性变强，通过电磁铁的电流变大，则说明压敏电阻的阻值变小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用安培定则可以判别电磁铁磁场的方向；电磁继电器工作原理是电生磁，发电机的工作原理是电磁感应现象；当电梯上无乘客时电动机不动所以衔铁与1接触；当有乘客时回路中电流增大则压敏电阻的阻值变小。
11．（2024高二下·湖北月考） 如图所示，带负电的玻璃圆盘绕沿着东西方向的轴以一定的角速度匀速转动（从东向西看为逆时针方向），在圆盘西侧轴线上的小磁针静止时（　　）
A．N极沿轴线东偏北方向 B．N极沿轴线西偏北方向
C．N极沿轴线东偏南方向 D．N极沿轴线西偏南方向
【答案】B
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】带负电玻璃圆盘如图所示的旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反，再由右手螺旋定则可以知道磁感线的方向在盘内从东向西。因此小磁针N极向西偏，由于地磁场的存在，所以N极沿轴线西偏北方向。
故答案为：B。
【分析】电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向与电流方向相同。根据题意确定电流方向，再结合右手螺旋定则结合地磁场的特点进行解答。
12．（2024高二上·越秀期末）特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2，a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方．不考虑地磁场的影响，则（　　）
A．d点处的磁感应强度方向竖直向上
B．a点处的磁感应强度方向竖直向下
C．a、c两点处的磁感应强度方向相同
D．b处磁感应强度小于d处磁感应强度
【答案】D
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】根据题意，由安培定则判断出两导线在各点产生的磁场方向，画出侧视图如图所示：
A.由图可知，d点处的磁感应强度方向水平，A不符合题意；
BC.由图可知，a点处的磁感应强度方向竖直向上，c点处的磁感应强度方向竖直向下，a、c两点处的磁感应强度方向相反，BC不符合题意；
D.由于两条导线通有大小相等的电流，则b点的磁感应强度为零，所以b处磁感应强度小于d处磁感应强度，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由安培定则判断出两导线在各点产生的磁场方向，画出侧视图，再进行分析。
13．（2024高三上·相城期末）安培分子环流假说解释了磁现象的电本质，按照安培假设，地球的磁场也是由绕过地心的轴的环形电流引起的，则图中能正确表示安培假设中环流方向的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】安培分子电流假说
【解析】【解答】地磁场相当于一个条形磁铁的磁场，磁铁的N极在地理南极附近，磁铁的S极在地理北极附近，由安培定则可知，C正确。
故答案为：C。
【分析】地磁场相当于一个条形磁铁的磁场，磁铁的N极在地理南极附近，磁铁的S极在地理北极附近。再根据安培定则判断电流方向。
二、多项选择题
14．（2022高二上·怀化期中）如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
C．图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
D．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
【答案】A,D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】AC．根据图甲中磁感线分布可知，a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极，A符合题意，C不符合题意；
BD．图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极，B不符合题意，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】根据磁感线的分布情况得出磁体的NS极。
15．（2022·全国乙卷）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为 面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（　　）
测量序号
1 0 21
2 0
3 21 0
4 0
A．测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为
C．第2次测量时y轴正向指向南方 D．第3次测量时y轴正向指向东方
【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】地磁场如图所示
根据表中数据可知z轴场强竖直向下，所以测量点位于北半球，故A错误；
磁感应强度是矢量，根据表格可以算出，故B正确；
根据地磁场图像可知，在北半球，磁场可分解为竖直向下和水平向北，根据图标可知，第2次测量时y轴正向指向南方，故C正确；
第3次测量时，根据题表可知，x轴指向北方，所以y轴正向指向西方，故D错误；
故选BC。
【分析】首先可以画出地磁场的图像，根据图像可以判断测量点的位置，磁通量是矢量，根据矢量合成法则，可以计算测量点的磁感应强度大小，最后可以判断其方向。
16．（2020高二上·珠海月考）《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．材料说明地球能产生的磁场，使得磁针指南
B．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合
C．材料说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象
【答案】A,B,D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】“磁石磨针锋”，指的是磁化现象；针磁化成为一个小磁体，能指南，说明受到磁场的作用，周围没有其他的磁体，只能是地球产生的磁场，说明地球是个巨大的磁体；“指南，然常微偏东，不全南也（不是正南方向）”，说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，存在着磁偏角。材料未能说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行。
故答案为：ABD。
【分析】地球本身产生的磁场使磁针偏转；磁石磨针属于磁化现象；地球的南北极和地磁的南北极并不重合。材料不能说明磁场方向与地面平行。
17．（2019高二上·应县月考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的北极
【答案】A,B,D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A正确；
B．磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；
C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，曲线的切线为该点磁场的方向，所以不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；
D．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地理南极，即地磁北极，故D正确。
【分析】地球表面只有赤道上空其磁场方向与地面是平行的。
18．（2023高二下·大同期末）如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，则下列说法正确的是（　　）
A．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小
B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大
C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大
D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小
【答案】A,C
【知识点】安培定则；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】若将a接电源正极，b接电源负极，根据右手定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向上的排斥力，磁铁的S极受到向下的吸引力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向上的排斥力大于磁铁S极受到的向下的吸引力，所以弹簧称示数将减小；同理，若将a接电源负极，b接电源正极，螺线管上端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向下的吸引力，磁铁的S极受到向上的排斥力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向下的吸引力大于磁铁S极受到的向上的排斥力，所以弹簧称示数将增大，AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】由右手螺旋定则判断通电后的螺旋管的N、S极，得出磁铁的N、S极受到作用力的方向，再根据螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，分析磁铁整体受到的磁场力方向，确定弹簧秤的示数变化。
19．（2022高二下·厦门期末）2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。某同学采用如图甲所示装置模拟电磁弹射，匝数的线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2与阻值为的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到零，线圈运动的图像如图乙所示。已知线圈质量、每匝周长，不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间摩擦及空气阻力，则线圈（　　）
A．向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出
B．向右匀加速阶段，恒流源输出的电流大小为
C．向右匀减速阶段，通过电阻R的电荷为0.25C
D．向右匀减速阶段，水平外力F随时间t变化的关系为，
【答案】A,D
【知识点】安培定则；牛顿第二定律；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．由左手定定则可知向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出，A符合题意；
B．由图乙可知，向右匀加速阶段的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
B不符合题意；
C．向右匀减速时，感应电流
通过电阻R的电荷
结合图乙求得
C不符合题意；
D．向右匀减速阶段，线圈的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
结合图象可得，
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】利用左手定则及线圈受到的安培力方向可以判别电流的方向；利用图像斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出电流的大小；利用感应电流的大小结合图像面积可以求出电荷量的大小；利用牛顿第二定律可以求出水平外力的表达式。
20．（2023高二上·万江月考）如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、c两点处磁感应强度的方向相同
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
【答案】B,C
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A.根据安培定则可知，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向也是竖直向下，则根据矢量合成，可知O点处的磁感应强度不等于0，A不符合题意；
C.根据安培定则可知，M处导线在c处产生的磁场方向垂直于Mc斜向右下方，在d出产生的磁场方向垂直Md斜向左下方，N处导线在c处产生的磁场方向垂直于Nc斜向左下方，在d处产生的磁场方向垂直于Nd斜向右下方，由于两导线中电流大小相等，则两导线在c、d两点处的磁感应强度大小均相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的合磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，C符合题意；
D.根据安培定则可知，M处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，N处导线在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向也是竖直向下，而两导线中电流大小相等，由于两导线中电流大小相等，结合a、b位置的对称性可知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，D不符合题意；
B.根据上述分析可知，a、c两点的磁感应强度方向都是竖直向下，即a、c两点处磁感应强度的方向相同，B符合题意。
故答案为：BC。
【分析】根据安培定则判断出两根导线在o、a、b、c、d五点磁场的方向，再根据平行四边形定则进行合成。
21．（2023高三上·北京市开学考）如图所示，一个不计重力的带电粒子以沿各图的虚线射入场中。图A中，I是两条垂直纸面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；图B中，+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；图C中，Ⅰ是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；图D中，有正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外。其中，带电粒子可能做匀速直线运动的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A,C,D
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】A、两导线的电流方向相反，由右手定则可知，在虚线上的磁场应强度与带电粒子的运动方向在同一直线，带电粒子不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，A正确。
B、两导线的电流方向相同，由右手定则可知，在虚线上的磁场应强度与带电粒子的运动方向在不同一直线，带电粒子受洛伦兹力作用，粒子做变速直线运动，B错误。
C、环形电流所产生的磁场方向与粒子运动方向在同一直线，故不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，C正确。
D、若粒子所带电荷适当，电场力与洛伦兹力等大反向，则粒子可能做匀速直线运动，D正确。
故答案为：ACD
【分析】粒子在磁场中运动与磁场方向平行时不受洛伦兹力作用。
22．（2023高三上·贵阳期末）如图所示，垂直纸面内的三根相互平行的长直通电导线、和，固定放置在一等边三角形的三个顶点上，它们通有的电流恒定且方向均垂直纸面向外。O为三角形的中点，P为、连线的中点，已知、中电流大小相等。则（　　）
A．O点磁感应强度的大小可能为零 B．P点磁感应强度的大小可能为零
C．O点磁感应强度的方向可能向左 D．P点磁感应强度的方向可能向左
【答案】A,C
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】BD．由于 、 中电流大小相等，根据右手螺旋定则可知， 、 在P点的磁感应强度大小相等，方向相反， 在P点的磁感应强度方向水平向右；则P点磁感应强度的大小不为零，方向水平向右，BD不符合题意；
AC．根据右手螺旋定则， 、 与 在O点的磁感应强度方向如图所示
可知 、 在O点的合磁感应强度 方向水平向左，而 在O点的磁感应强度 方向水平向右；当 时，O点磁感应强度的大小为零；当 时，O点磁感应强度方向水平向左；当 时，O点磁感应强度方向水平向右；AC符合题意。
故答案为：AC。
【分析】 、 中电流大小相等，根据右手螺旋定则可知， 、 在P点的磁感应强度大小相等，方向相反。根据平行四边形法则求解合场强大小。
三、非选择题
23．（2021·浦东三模）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”）。
【答案】A；弱
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】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”；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。
【分析】利用重力的方向可以判别其合理的重力线；利用重力加速度的大小可以比较重力场的强弱。
24．（2019·宝山模拟）人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有　 　，通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块　 　，以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。
【答案】生物磁体；磁石
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有生物磁体，通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块磁石，以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。
【分析】鸽子体内存在生物磁体，通过与地磁场发生作用，从而判断方向。
25．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 3.1 磁现象与磁场 同步练习）如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S 极，细铁丝会被吸引到磁铁的S 极上 这是因为铁丝　 　 选填：“磁化”或“退磁” 后，上端相当于　 　 选填“N极”“S极” ，与条形磁铁的S 极相吸引，下端相当于　 　 选填“N极”“S极” 两铁丝的下端极性　 　 选填“相同”“相反” ，由于　 　 选填“同名”“异名” 磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远．
【答案】磁化；N极；S极；相同；同名
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】铁丝被磁体吸引后，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程；根据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。则可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相同，所以相互排斥而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以形成上端距离较近，下端距离较远的现象．
【分析】铁丝靠近磁体后会被磁化，并且两磁极间的相互作用规律是同极相斥、异极相吸。
26．（2017·东城模拟）我们知道：电流周围有磁场．图1所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k ，其中k为已知常量．
（1）正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图2为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc．求：
a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小；
b．待测电流Ix的大小．
（2）电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场．请你利用上面电流产生磁场的规律，自己构建模型，求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小BA．
【答案】（1）解：a．地磁场磁感应强度的水平分量BC与B0的关系如图所示：
有：B0=BCtanα
b．由题意可知：B0=k
解得：Ix=
答：a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小为BCtanα；b．待测电流Ix的大小为 ；
（2）解：电流强度为I，半径为d的环形电流，可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷以相同的速率v沿半径为d的圆周做同方向定向运动而形成．
在△t时间内通过环上某截面的电荷量为△Q= ×v△t
电流强度为：I= =
环心处的磁感强度大小可以写成：B=k =
而这个磁场可以看作是由Z个电荷量共同产生的，且由对称性可知每个点电荷在环心处产生的磁感应强度相同（均为BA），所以有B=ZBA
点电荷在A点产生的磁场的磁感应强度大小为BA=
答：该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小为
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【分析】（1）根据地磁场磁感应强度的水平分量BC与B0的关系作图分解可得待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小，由题干磁感强度关系式可求待测电流Ix的大小；（2）构建模型：电流强度为I，半径为d的环形电流，可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷以相同的速率v沿半径为d的圆周做同方向定向运动而形成．根据电流定义式求出电流，再由对称性求该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小．
27．（地磁场+++++++++++++++++ 22）地球本身是一个大磁体，地球周围存在磁场．地磁场北极（N极）位于地理的　 　附近，小磁针由于受到地磁场的作用，静止时N极指向地理的　 　．
【答案】南极；北方
【知识点】地磁场
【解析】【解答】解：由于地磁的北极在地理的南极附近，在磁体的外部磁感线从N极指向S极，故磁感线有个向北的分量，而小磁针静止的时候N极的方向就是磁感线的方向，所以小磁针由于受到地磁场的作用静止时N极指向地理的北方．
故本题的答案为：南极；北方．
【分析】由于地磁的北极在地理的南极附近，在磁体的外部磁感线从N极指向S极，故磁感线有个向北的分量，而小磁针静止的时候N极的方向就是磁感线的方向．
28．（2021·普陀模拟）如图甲，两条无限长导线均通以电流强度大小为I的恒定电流，导线的直线部分和坐标轴趋于重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心，半径相同的一段圆弧。已知直线部分在原点O处不产生磁场，若图甲中O处的磁感应强度大小为B0，则图乙中O处磁感应强度大小为　 　，方向　 　。
【答案】B0；垂直纸面向外
【知识点】安培定则
【解析】【解答】第一、三象限通电导线产生的磁场叠加后抵消，第二、四象限的通电导线产生的磁场根据图甲的叠加结果，在原点处的磁感应强度为B0，结合右手螺旋定则，方向向外。
【分析】利用右手螺旋定则及平行四边形定则可以判别其磁感应强度的大小及方向。
29．（2023·黄浦模拟）四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，方向如图所示。正方形对角线的交点为O，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为　 　，方向为　 　。
【答案】2B；由O指向b
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】由右手定则判断通电导线在O处的磁场方向如图：
四根导线处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，a在O点产生的磁感应强度为B ，所以，方向 由O指向b
【分析】先根据右手定则判断通电导线在O处的磁场方向，然后利用叠加原理求O点的磁感应强度。
30．（2023高二上·武汉期末）某物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验。选取水平放置的螺线管轴线上某点为坐标原点O，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，如图所示。他们先将一部智能手机（不计大小）放在O点，打开手机中phyphox软件，开启磁力计功能，测得该处的地磁场磁感应强度为，方向沿y轴正方向；然后移走手机，接通螺线管的电源，将一小磁针放在O点，发现小磁针静止时N极指向与x轴正方向成角的方向。则
（1）电源的左端为　 　极（填“正”或“负”）；
（2）通电螺线管的磁场在O点处的磁感应强度大小为　 　T。
【答案】（1）正
（2）
【知识点】通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】（1）接通电源后小磁针N极指向合磁场的方向，由平行四边形定则结合通电螺线管附近的磁场分布可知，通电螺线管在轴线上的磁场方向为沿x轴正方向，由安培定则可知，电源的左端为正极；
（2）由磁场叠加可知 ，可得
【分析】（1）小磁针N极指向合磁场的方向，通电螺线管在轴线上的磁场方向为沿x轴正方向.
（2）利用平行四边形法则对磁场进行叠加。
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