人教版（2019） 必修 第三册 13.1 磁场 磁感线同步练习（含解析）

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1　磁场　磁感线
一、单选题
1.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是(　　)
A. 19世纪30年代，库仑认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，并引入电场线的手段进行描述
B. 安培发现了电流的热效应
C. 奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
D. 法拉第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
2.宇宙中存在着各种各样的恐怖天体，比如黑洞，中子星，脉冲星，磁星。1979年人类首次发现磁星，磁星被称为宇宙磁王。若某个磁星的磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，分布与地球类似，下列有关磁星的磁场说法正确的是(　　)
A. 磁星可能只有N极
B. 磁场只存在于磁星外部，而磁星内部不存在磁场
C. 由于磁场特别强，所以该磁星表面真实的存在磁感线
D. 磁星表面的磁感线不可能相交
3.如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况，根据所学的磁化知识判断下面说法正确的是（　　）
A. 图甲是磁化后的分子电流取向分布 B. 图乙是磁化前的分子电流取向分布
C. 铁棒被磁化后通过一定途径可以消除磁性 D. 任何材料的物体都很容易被磁化
4.对磁感线的认识，下列说法正确的是(　　)
A. 磁感线总是从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
B. 磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针S极的受力方向相同
C. 磁感线的疏密程度可以反映磁场的相对强弱
D. 磁感线是磁场中客观存在的线
5.热门玩具磁悬浮陀螺的原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示.若图中电源的电压固定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是(　 )
A. 电路中的电源必须是交流电源
B. 电路中的a端点须连接直流电源的正极
C. 若增加环绕软铁的线圈匝数,可增大玩偶飘浮的最大高度
D. 若将可变电阻的电阻值调大,可增大玩偶飘浮的最大高度
6.为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示．用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是(　　)
A. 蓄电池M端为正极 B. 蓄电池N端为正极
C. 螺线管P端为S极 D. 螺线管内部磁场方向由P端指向Q端
7.下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是(　　)
A. 磁感线是磁场中假想引入的、不闭合的曲线
B. 电流与电流之间的相互作用一定是通过电场发生的
C. 电场线分布越密的地方，同一电荷所受的电场力越大
D. 磁感线分布越密的地方，同一电流元所受的磁场力越大
8.（2023春·江苏·高二学业考试）如图所示，一枚小磁针放在半圆形导线环的环心O处，当导线中通以如图所示方向的电流时，小磁针将(　　)
A. 沿顺时针方向转动 B. 沿逆时针方向转动
C. N极转向纸内，S极转向纸外 D. N极转向纸外，S极转向纸内
9.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xOy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(　　)
A. 测量地点位于南半球 B. 当地的地磁场大小约为50 μT
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
10.如图所示，若通电后，在螺线管正上方小磁针N级向右，则此时螺线管左侧(　　)
A. 产生匀强磁场，直导线受力垂直纸面向里 B. 产生匀强磁场，直导线受力垂直纸面向外
C. 产生非匀强磁场，直导线受力垂直纸面向里D. 产生非匀强磁场，直导线受力垂直纸面向外
11.小华同学在探究磁极间的相互作用时，不小心将条形磁体掉在了地上，当小华把条形磁体拾起来再次进行实验时，发现该条形磁体失去了磁性．则下列说法正确的是(　　)
A. 由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流消失了
B. 由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的趋向变得一致了
C. 由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流的趋向变得杂乱无章了
D. 由安培分子电流假说可知，条形磁体中的分子电流强度减弱了
12.在一台式电子秤上放着一个箱子，在箱子的顶上装有一个电磁铁A，在箱子的底部放着一块铁片B，如图所示。接通电源，在电磁铁A将铁片B加速吸上去的过程中，电子秤的读数将(　　)
A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法断定
13.关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　)
A. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C. 由可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的成反比
D. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
14.如图所示为磁场中的两条磁感线，A、B、C为磁场中的三个点，其中A、C在同一条直线磁感线上，下列关于三点所在处的磁感应强度BA、BB、BC的说法正确的是(　　)
A. BA一定大于BB B. BA可能与BB大小相等
C. BA与BB、BC方向相同 D. BA与BB无法比较大小关系
15.冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示,以下说法正确的是 (　　)
A. 磁感线越密的地方磁场越弱
B. 软磁条内部a位置应为N极
C. 磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D. 软磁条内部a、b之间的磁感线方向由a指向b
16.直流电铃原理如图所示，当电路接通时，蹄形电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使小锤击打铃碗，同时导致电路断开，在弹性片弹力作用下衔铁弹回，电路再次接通，如此反复。关于电铃工作时的说法正确的是(　　)
A. 电铃工作时，电能转化为机械能 B. 小锤击打铃碗时，电磁铁仍有磁性
C. 电磁铁有磁性时，端为S极 D. 若改变电流方向，电铃不能正常工作
17.如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合瞬间，出现的现象是（　　）
A. 螺线管上方是S极，弹簧长度变短 B. 螺线管上方是S极，弹簧长度变长
C. 螺线管上方是N极，弹簧长度变长 D. 螺线管上方是N极，弹簧长度变短
18.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. 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C. 磁体与磁体之间是直接发生作用的 D. 磁场只能由磁体产生，电流不能产生磁场
二、多选题
19.如图所示，处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个小磁针a，在圆环外侧有一小磁针b，a、b与圆环都处于同一竖直面内，当导线中通以图示方向的恒定电流时(不考虑地磁场影响和两小磁针间的作用)，则(　　)
A. 小磁针a的N极向纸里转动 B. 小磁针a的N极向纸外转动
C. 小磁针b的N极向纸里转动 D. 小磁针b的N极向纸外转动
20.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
21.如图所示为通电螺线管的纵向剖面图，“ ”和“⊙”分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时指向正确的是(　　)
A. a B. b C. c D. d
22.磁场中某区域的磁感线分布如图所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，b、e两点所在的磁感线为一直线，其中c、d两点关于该直线对称，下面说法正确的是(　　)
A. 这5个点中，e点磁场最强
B. a点没有磁感线穿过，所以a点磁场一定为零
C. c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁场方向相同
D. b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁场方向相同
23.如图为一种用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线处a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项正确的是(　　)
A. 小磁铁的下端为N极 B. 小磁铁的下端为S极
C. 电磁铁的上端为N极 D. 电磁铁的上端为S极
三、简答题
24.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N极的指向。
25.如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。请回答以下问题：
(1) 当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，则电磁铁的上端为 极，小磁体的下端为 极。
(2) 电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。你认为这种铁芯应该用哪种材料制作
磁场　磁感线
答案与解析
1.【答案】C
【解析】19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，并引入电场线的手段进行描述，故A错误；英国物理学家焦耳发现了电流的热效应，定量地总结了电能和热能之间的转换关系，故B错误；奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了，这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故C正确；为了解释磁体产生磁场，安培提出了分子电流假说，认为在物质的内部存在着一种环形电流—分子电流，分子电流使每一个物质微粒都成为微小磁体，它的两侧相当于两个磁极，故D错误。故选C。
2.【答案】D
【解析】任何磁体都有N、S极；磁感线为假想的闭合曲线，实际不存在，在“磁星”内部仍然存在磁场，ABC错误；磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故D正确；故选D 。
3.【答案】C
【解析】铁棒被磁化前内部各分子电流取向是杂乱的，当铁棒被磁化后内部各分子电流取向相同，故A、B错误；铁棒属于软磁体，磁化后其磁性很容易消失，比如：强震动，故C正确；铁、钴、镍及由它们组成的材料能被磁化，并不是任何材料的物体都容易被磁化，故D错误。
4.【答案】C
【解析】磁感线在磁体的外部是从N极到S极，在磁体内部是从S极到N极，形成闭合曲线，A错误；磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针N极的受力方向相同，B错误；磁感线是人们为了描述磁场而假想出来的，现实中不存在，磁感线越密集，磁场越强，磁感线越稀疏，磁场越弱，C正确，D错误.
5.【答案】C
【解析】玩偶稳定地飘浮起来,且下端为S极,则线圈的上端为S极,根据安培定则可得,电源通的是直流电,且b端为电源的正极,而a端为电源的负极,故A、B错误;增加环绕软铁的线圈匝数,可增大线圈的磁场,导致玩偶飘浮的最大高度,故C正确;若将可变电阻的电阻值调大,则线圈中的电流将减小,导致玩偶飘浮的最大高度减小,故D错误.
6.【答案】B
【解析】小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，故C错误；在螺线管的内部，磁场方向由S极指向N极，即螺线管内部磁场方向由Q端指向P端，故D错误；根据安培定则可知，在蓄电池外部电流从N端流向M端，蓄电池N端为正极，故A错误，B正确.
7.【答案】C
【解析】磁感线是磁场中假想引入的、闭合的曲线，选项A错误；电流与电流之间的相互作用一定是通过磁场发生的，选项B错误；电场线分布越密的地方场强大，同一电荷所受的电场力越大，选项C正确；磁感线分布越密的地方磁场强，但是同一电流元所受的磁场力不一定越大，还与电流元的放置情况有关，选项D错误。故选C。
8.【答案】C
【解析】由安培定则知,，环形电流内部磁场方向垂直纸面向里，故N极转向纸内，C选项正确。
9.【答案】BC
【解析】表格中的Bz数据都是负的，表明Bz方向竖直向下，则测量地点位于北半球，A错误；当地的磁感应强度为两个方向磁感应强度的矢量和，大小约为50 μT，B正确；当地的磁感应强度的水平分量指向北方，第2次测量时By为负值，表明此次测量时y轴正向指向南方，C正确；第3次测量时Bx为正值，表明此次测量时x轴正向指向北方，此时y轴正向指向西方，D错误。
10.【答案】D
【解析】小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，所以螺线管左端为N极，根据左手定则可知通电直导线所受的力为垂直纸面向外。故选D。
11.【答案】C
【解析】由安培分子电流假说可知，原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的排布重新变得杂乱无章，分子电流仍然存在且强度不变，但分子电流产生的磁场相互抵消，这样物体的磁性就会减弱或失去磁性，C正确．
12.【答案】C
【解析】电磁铁A将铁片B加速吸上去的过程中，由于a在增大，所以电子秤的读数增大。故选C。
13.【答案】B
【解析】沿磁感线方向，磁场不一定减弱，如匀强磁场，故A错误；小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故B正确；，是磁感应强度的定义式，某处磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入该处的通电导线所受磁场力F、无关，故C错误；一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是电流方向与磁场平行，故D错误；
故选B。
14.【答案】A
【解析】磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，故由图可知，故A正确，BD错误；A、C在同一条直线磁感线上，磁感应强度的方向为磁感线的切线方向，且磁感线为直线，故与同向，BB的方向与二者不同，故C错误。故选A。
15.【答案】D
【解析】磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强,故A错误;软磁条外部磁感线从N极指向S极,故a位置应该为S极,故B错误;磁感线和电场线都不是真实存在的,故C错误;软磁条内部磁感线由S极指向N极,故软磁条内部a、b之间的磁感线方向由a指向b,故D正确.
16.【答案】A
【解析】电铃工作时，在磁力作用下，弹性片形变，产生弹性势能，则电能转化为机械能，故A正确；小锤击打铃碗时，电路断开，电磁铁没有磁性，故B错误；电磁铁有磁性时，根据安培定则，端为N极，故C错误；若改变电流方向，电磁铁仍会吸引衔铁，电铃能正常工作，故D错误。故选A。
17.【答案】D
【解析】根据电路的接法，可知电流从螺线管下边流入，从上端流出，根据右手螺旋定则可知螺线管的上端为N极，A、B错误；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知磁铁受到斥力，弹簧长度会变短，C错误，D正确。
18.【答案】A
【解析】磁场和电场都是客观存在的特殊物质，不是人为规定的，A正确，B错误；磁体与磁体之间是以磁场为介质发生相互作用的，C错误；电流也能产生磁场，D错误.
19.【答案】AD
【解析】根据右手螺旋定则知，环形电流内部的磁场方向向里，外部的磁场方向向外，则小磁针a的N极向纸里转动，小磁针b的N极向纸外转动．故A、D正确，B、C错误．
20.【答案】BC
【解析】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；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；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；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。
21.【答案】AD
【解析】由题图，根据安培定则可知螺线管左端为N极，右端为S极，根据通电螺线管周围磁感线分布情况作出部分磁感线如图所示，由此可知四个小磁针静止时指向正确的是a、d，故A、D正确。
22.【答案】AD
【解析】从磁感线分布情况看，e点的磁感线分布最密集，磁场最强，A正确；a点磁感线相对其他点比较稀疏，故a点磁场较弱，但并不是零，B错误；c、d两点的磁感线的切线方向表示c、d两点的磁场方向，所以c、d两点的磁场方向并不相同，C错误；b、e两点的磁感线在同一直线上，所以b、e两点的磁场方向相同，故D正确.
23.【答案】AD
【解析】由安培定则可知电磁铁的上端为S极，下端为N极，根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律可知，小磁铁的下端为N极，B、C错误，A、D正确.
24.【答案】小磁针静止时 N 极的指向是垂直纸面向外，即指向读者。
【解析】小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，所以螺线管左端为N极，根据左手定则可知通电螺线管N 极的指向是垂直纸面向外，即指向读者。
25.【答案】(1)S N (2)用软磁性材料
【解析】(1) 当电流从电磁铁的接线柱A流入时，发现吸引小磁体向下运动，则电磁铁的上端为 S极，小磁体的下端为N极。
(2) 电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。这种铁芯应该用用软磁性材料制作。
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