13.1 磁场 磁感线 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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13.1 磁场 磁感线 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．做物理实验时都需要某些特定的条件，奥斯特做电流的磁效应实验时，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
2．下列说法正确的是（　　）
A．磁场最基本的性质是只对处于其中的磁体有力的作用
B．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
C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态
D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无
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．关于磁场，下列说法正确的是（　　）
A．磁场是存在于磁体或通电导体周围的一种特殊物质
B．磁场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想化模型
C．磁体周围分布的磁感线就是磁场
D．磁体间的相互作用是通过电流作为媒介发生的
5．中国宋代科学家沈括在《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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线东西放置时实验现象最明显
C．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的
D．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
6．如图，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，下列说法正确的是（　　）

A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
7．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（S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N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N极指向为向左
二、多选题
8．下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（　　）
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线
D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强
9．如图所示，放在通电螺线管内部中间的小磁针，静止时小磁针的N极指向右侧（螺线管的c端），则下列判断正确的是（　　）
A．c为通电螺线管的S极，d为通电螺线管的N极
B．d为通电螺线管的S极，c为通电螺线管的N极
C．a为电源的正极、b为电源的负极
D．a为电源的负极、b为电源的正极
10．下列关于电场线和磁感线的说法中，不正确的是（　　）
A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际不存在的线
B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线
D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大
11．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，地球周围地磁场分布示意图如图，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，地磁南极在地理南极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下
12．如图所示是一个磁悬浮花盆和它的原理图，上方的花盆内有一个强永磁体，底座内有一个线圈，给线圈通电后，花盆就可以悬浮起来。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中通的是交流电
B．图乙中接线柱a接的是电源负极
C．若仅增大线圈中的电流，花盆悬浮得更高
D．若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力增大
13．奥斯特在寻找电和磁的联系时，总是把磁针放在通电导线的延长线上，结果实验均以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时磁针转动了。这个现象虽然没有引起听众的注意，但却是奥斯特盼望已久的。他连续进行了大量研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。如图，是一个水平放置的小磁针，奥斯特做实验时，可以使小磁针逆时针转动（从上向下看）的是（ ）
A．把水平导线沿左右方向放在小磁针的上方，通入向右的电流
B．把水平导线沿左右方向放在小磁针的下方，通入向右的电流
C．把竖直导线放在小磁针的左侧，通入向上的电流
D．把竖直导线放在小磁针的右侧，通入向上的电流
三、实验题
14．奥斯特实验是一个非常著名的实验，首次揭示了电与磁的联系。如图所示，通电直导线正下方有一小磁针。
（1）当直导线不通电流时，小磁针的N极指向地理上的 极附近。（填“南”或“北”）。
（2）为了更好的完成此实验，直导线应该 （填“东西”或“南北”）放置。

（3）当直导线通有如图电流时，小磁针的N极将向哪个方向偏转？
四、解答题
15．如图所示，A为一根通电的长直导线，则
(1)在导线右侧区域磁场的方向和大小是怎样的？
(2)如图乙所示，若在虚线C右侧对称地再放一根与A平行的长直导线B，通以同方向等大电流，则区域磁场的方向和大小怎样变化？
16．根据图1小磁针的偏转，标出螺线管中的电流方向；根据小磁针静止的状态，标出图2电源的正负极。
参考答案
1．D
小磁针静止时指向南北方向，说明地磁场的方向为南北方向，当通电导线水平南北方向放置时，能在其下方产生东西方向的磁场，小磁针有明显的偏转，同时排除了地磁场对实验的影响。
故选D。
2．C
A．磁场的基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用，故A错误；
BC．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，但又确定存在，通常用人们假想的磁感线来描绘，故B错误，C正确；
D．磁场的存在是客观的，存在与否不决定于人的思想，想其有则有，想其无则无，故D错误。
故选C。
3．A
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极回到N极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故A正确；
B．磁感线或电场线不一定互相平行，故B错误；
C．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，故C错误；
D．磁感线和电场线不仅能表示方向，分布疏密可以反映磁场的强弱，越密越强，反之越弱，故D错误。
故选A。
4．A
AB．根据磁场的定义可知磁场是存在于磁体或电流周围的一种特殊物质，不是理想化模型，故A正确，B错误；
C．磁体的周围存在磁场，而磁感线是为了描绘磁场方便而假想的曲线，故C错误；
D．磁体间的相互作用是通过磁场作为媒介产生的，故D错误。
故选A。
5．C
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；
B．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B错误；
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；
D．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故D错误。
故选C。
6．B
圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，圆环有逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，圆环内部磁场方向向外，，圆环外部磁场方向向里，则b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转。
故选B。
7．C
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。
故选C。
8．CD
A．电场线和磁感线都是假想的，在空间不是实际存在的线。故A错误；
B．电场线和磁感线均不能相交，若相交则在同一位置出现了两个方向，故B错误；
C．磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极。在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极。所以磁感线是闭合的，而电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不相交不闭合，故C正确；
D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强，故D正确；
故选CD。
9．BC
小磁针N极指向右侧，可知螺线管内部磁场方向由左向右，根据安培定则可知c为通电螺线管的N极、a为电源的正极，故选项BC正确，AD错误。
故选BC。
10．BD
A．电场线和磁感线的引入是为了能够容易的理解场这种物质的存在，实际上是不存在的，故A正确；
B．不管是磁感线还是电场线，都不相交，因为某点的磁场或是电场的方向沿着该点磁场线或是电场线的切向方向，若相交，某点的磁场强度或是电场强度的方向就不唯一，故B错误；
C．电场线是一条不闭合曲线，从正电荷出发回到负电荷或指向无穷远处；而磁感线是一条闭合曲线，从N极出发总是要回到S极，且在磁体内部从S极指向N极，故而形成闭合的曲线，故C正确；
D．电场线越密表示电场强度越大，故而同一试探电荷在电场线越密的地方所受的电场力越大；磁感线越密集的地方磁感应强度越大，但磁场力不仅与磁感应强度的大小有关，还与带电粒子在磁场中运动的速度大小，以及速度方向与磁场方向的夹角有关，若带电粒子在磁场中处于静止状态则所受磁场力为零，若速度方向与磁感线平行所受磁场力同样为零，故D错误。
本题选择不正确选项，故选BD。
11．AD
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故A正确；
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误；
C．只有赤道上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；
D．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下，故D正确。
故选AD。
12．BC
A．磁悬浮花盆根据同名磁极相互排斥的原理工作，为使磁悬浮花盆一直受到向上的磁力，线圈中通的是直流电，故A错误；
B．磁悬浮花盆和线圈的作用力为斥力，螺线管上端为端，根据安培定则，可知图乙中接线柱a接的是电源负极，故B正确；
C．若仅增大线圈中的电流，螺线管产生的磁场增大，花盆悬浮得更高，故C正确；
D．悬浮稳定后的花盆静止，受到的磁力与花盆重力二力平衡，则若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的花盆受到的磁力不变，故D错误。
故选BC。
13．AC
A．把水平导线沿左右方向放在小磁针的上方，通入向右的电流，根据右手螺旋定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场向里，则小磁针N极受到的磁场力向里，S极受到的磁场力向外，从上向下看小磁针逆时针转动，故A正确；
B．把水平导线沿左右方向放在小磁针的下方，通入向右的电流，根据右手螺旋定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场向外，则小磁针N极受到的磁场力向外，S极受到的磁场力向里，从上向下看小磁针顺时针转动，故B错误；
C．把竖直导线放在小磁针的左侧，通入向上的电流，根据右手螺旋定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场向里，则小磁针N极受到的磁场力向里，S极受到的磁场力向外，所以从上向下看小磁针逆时针转动，故C正确；
D．把竖直导线放在小磁针的右侧，通入向上的电流，根据右手螺旋定则可知，电流在小磁针所在处产生的磁场向外，则小磁针N极受到的磁场力向外，S极受到的磁场力向里，所以从上向下看小磁针顺时针转动，故D错误。
故选AC。
14． 北 南北 垂直纸面向里偏转
（1）[1] 地磁场的南极在地理北极附近。因此当直导线不通电流时，小磁针的N极指向地理上的北极附近。
（2）[2] 为了更好的完成此实验，直导线应该南北放置。这样小磁针的偏转角度比较大，实验现象更加明显。
（3）[3] 由安培定则，当直导线通有如图电流时，小磁针的N极将向垂直纸面向里偏转。
15．(1)见解析
(2)见解析
（1）根据安培定则可知，区域的磁场方向为垂直纸面向里，离导线越远的地方磁场越弱。
（2）当再放置导线B时，区域的磁场为A、B导线电流单独存在时产生的磁场的矢量和，遵循矢量合成的平行四边形定则。根据安培定则可知，B导线在区域产生的磁场方向为垂直纸面向外，在同一点，A导线的磁场强，因此，区域的磁场方向仍为垂直纸面向里，大小比放导线B前小了，离导线A越远，磁场越弱。
16．见解析
小磁针指示螺线管外部磁场方向水平向右，可知螺线管左侧为N极右侧为S极，根据右手螺旋定则可知螺线管中的电流从左边流入右边流出。如图所示
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故螺线管右侧为N极，则由右手螺旋定则可知螺线管中电流由左侧流入，右侧流出。故左侧是电源正极，右侧为电源负极。如图所示
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