学业分层测评(五) 磁性与磁场
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．以下关于地磁场的说法中不正确的是( )
A．地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上的生命的作用
B．地磁场的N极在地理北极附近，但不与北极重合
C．极光现象与地球的磁场有关
D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工作
【解析】 宇宙中射向地球的高能粒子，由于地磁场的作用，大量粒子被偏转，人类和其他生命才得以延续，故A正确．地磁场的N极应在地理南极附近，B错误．极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极，带电粒子与大气相互作用而发出的光，C正确．指南针是利用地磁场对它的作用才实现指“南”的，故D正确．
【答案】 B
2．甲、乙两块条形磁铁异名磁极相互靠近，下列关于乙磁铁北极受力原因的说法正确的是( )
A．甲的南极直接施力给乙的北极
B．甲通过自己的磁场施力给乙的北极
C．甲通过自己的磁场施力给乙的磁场
D．以上说法均不对或不全面
【解析】 磁极之间的作用力实际上是磁极的周围产生的磁场对磁极的作用力，因此B正确．
【答案】 B
3．磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极极性总保持( )
A．相同 B．相反
C．不能确定 D．以上均不对
【解析】 磁悬浮列车要实现磁悬浮，地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极极性总保持相同，A正确．
【答案】 A
4.如图2?1?2所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根是( )
图2?1?2
A．a B．b
C．c D．都有可能
【解析】 由图知，b、c排斥，所以b、c一定有磁性，选A.
【答案】 A
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．磁极周围存在磁场
C．磁极与磁极间的作用不是通过磁场产生的
D．磁场和电场是同一种物质
【解析】 磁极与磁极的相互作用，实质上是磁极在磁场中受到的力，所以选项A、B正确，选项C不正确．磁场和电场性质、本质不同，所以它们不是同一种物质，所以选项D不正确．
【答案】 AB
6．把一条形磁铁从中间切断，则两截磁铁的两个断面间将( )
A．互相吸引 B．互相排斥
C．不发生相互作用 D．无法判断
【解析】 在任何一个磁体上，N极和S极总是成对出现的，切断后的每截磁铁都有N极和S极，而且两截磁铁的N极与S极相对，则互相吸引，故A对．
【答案】 A
7.(多选)如图2?1?3所示，甲、乙两个形状、外表、颜色都相同的铁棒，一根有磁性，一根没有磁性，下列说法正确的是( )
图2?1?3
A．甲能吸住乙，甲有磁性
B．甲能吸住乙，乙有磁性
C．甲吸不住乙，乙有磁性
D．甲吸不住乙，甲有磁性
【解析】 磁体两极磁性强，中间磁性弱，由此作出判断．
【答案】 AC
8．(多选)关于地球的磁场，下列说法正确的是( )
A．在地面上放置一个可自由转动的小磁针，静止时小磁针的南极指向地磁场的南极
B．地磁场的南极在地理北极附近
C．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的
D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的
【解析】 可自由转动的小磁针静止时南极指向地磁场的北极，A错误；地磁场的两极和地理两极是相反的，B正确；依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向与地面平行，C错误；磁偏角是变化的，地磁两极的位置也是变化的，D正确．
【答案】 BD
[能力提升]
9．某人在A地时发现指南针指向偏向东南一些．而在B地时发现指南针又偏向西南一些，是指南针不灵了吗？请解释这种现象．
【答案】 不是．因为在地球上的不同位置，磁偏角不同，所以在不同的位置，指南针指向会有所不同
10．在医院中，有一种仪器可以把病人吞下的金属物品取出．其结构是在一个有伸缩性的塑料管中放入用钢线固定着的活动永久磁铁，当仪器顶部接触金属物品时，医生将钢线从塑料管中缓慢拉出，再把塑料管拉出，就可以把金属物取出．
(1)你能说出这种仪器的原理吗？
(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？
【答案】 (1)利用磁铁能吸引某些金属物品，如铁、钴、镍等 (2)回形针
11．一个没有标明南北极的小磁针，你能想办法判断它的磁极吗？
(1)A同学用一个已知磁性的小磁针，立刻得出了结果．你知道他是怎样得出的吗？
(2)B同学设计了这样一个方案：他将小磁针固定在小塑料盘中，然后放在水中．他的结论也是正确的，你能说出他利用了什么原理吗？
【答案】 (1)A同学利用磁体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．与已知磁极的小磁针的N极相吸引的，一定是未知小磁针的S极，若与已知磁极的小磁针的S极相吸引，一定是未知小磁针的N极．
(2)B同学利用了地磁场的影响，小磁针指地理南极的一端一定是小磁针的S极，指地理北极的一端一定是小磁针的N极．
12．磁带、磁卡、磁盘、磁信用卡等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请你选择你最熟悉的器具，简述它是怎样利用磁体的磁性来工作的．
【答案】 以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(录制头)产生的磁场随声音或影像信号而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过相同的磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致，如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．
PAGE
学业分层测评(六) 磁场的描述与磁通量
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(多选)下图中，实线表示磁场的磁感线．依图分析，磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是( )
【解析】 磁感线分布的疏密，反映磁场的强弱，表示磁感应强度的大小，由此可判定答案为A、C.
【答案】 AC
2．磁场中任意一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中( )
A．受磁场力的方向
B．北极受磁场力的方向
C．南极受磁场力的方向
D．受磁场力作用转动的方向
【解析】 物理学规定磁场中任意一点的磁场方向为小磁针北极所受磁场力的方向，或静止时小磁针北极的指向．
【答案】 B
3．磁场中某处的磁感线如图2?2?4所示，则( )
图2?2?4
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaC．同一线圈在a、b两处放置，在a处的磁通量较大
D．同一线圈在a、b两处放置，在b处的磁通量较大
【解析】 在磁场中，磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，所以b处的磁感应强度大于a处的磁感应强度，而磁通量指的是穿过磁场中某一面积的磁感线条数，Φ＝BScos α，除了B、S的大小之外，还与两者的夹角有关，所以无法确定b处的磁通量与a处的磁通量的大小．
【答案】 B
4．如图2?2?5所示，放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性如何
( )
图2?2?5
A．C棒未被磁化
B．A棒左端为N极
C．B棒左端为S极
D．C棒左端为S极
【解析】 根据条形磁铁周围的磁感线分布，铁棒被磁化后N极指向与该处的磁场方向一致．故选C.
【答案】 C
5.(多选)条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图2?2?6所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是( )
图2?2?6
A．磁铁c端是N极，d端是S极
B．磁铁c端是S极，d端是N极
C．小磁针a端是N极，b端是S极
D．小磁针a端是S极，b端是N极
【解析】 小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向，而条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极，而内部是由S极指向N极，由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁d端是N极，c端是S极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a端是S极，b端是N极．
【答案】 BD
6．一个磁场的磁感线如图2?2?7所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针将( )
图2?2?7
A．顺时针转动
B．向左移动
C．向右移动
D．逆时针转动
【解析】 由磁感线的分布情况可知磁场方向水平向右，而小磁针静止时N极所指方向与磁场方向一致，故小磁针将顺时针转动，A对．
【答案】 A
7．如图2?2?8所示，条形磁铁的外面有一圆环，在条形磁铁从上到下运动穿过圆环的过程中，磁铁外面的圆环的磁通量的变化情况是( )
图2?2?8
A．不变 B．先变大再变小
C．先变小再变大 D．无法判断
【解析】 磁铁靠近圆环的过程中穿过圆环的磁感线条数增多，远离圆环时，穿过圆环的磁感线条数减少，所以磁通量先增大后减小．
【答案】 B
8．将面积为0.5 m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×10－2T的匀强磁场中，线圈平面垂直于磁场方向，如图2?2?9所示，那么穿过这个线圈的磁通量为
( )
图2?2?9
A．1.0×10－2Wb B．1.0 Wb
C．0.5×10－2Wb D．5×10－2Wb
【解析】 Φ＝BS＝2.0×10－2×0.5 Wb＝1.0×10－2Wb.
【答案】 A
[能力提升]
9．如图2?2?10所示，S1与S2分别是半径为r1和r2的同心导体圆环，磁感应强度为B的匀强磁场的方向与环面垂直，范围以S1为边界，则穿过环S1的磁通量为________，穿过环S2的磁通量为________．
图2?2?10
【解析】 有效面积均为S1，Φ1＝Φ2＝Bπr.
【答案】 Bπr Bπr
10．面积为0.5 m2的闭合导线环垂直于匀强磁场放置时，穿过环的磁通量为0.25 Wb，该磁场的磁感应强度为________T．当环面转至与磁场平行时，穿过环的磁通量为________Wb，磁场的磁感应强度为________T.
【解析】 由Φ＝BS得B＝＝ T＝0.5 T，当环面与磁场平行时，没有磁感线穿过环，此时磁通量Φ＝0，而磁感应强度与环放置无关，仍为0.5 T.
【答案】 0.5 0 0.5
11．如图2?2?11所示，匀强磁场中有一个框架平面与磁场垂直放置的矩形线圈面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕中心轴线转过180°的过程中，求该线圈磁通量的变化．
图2?2?11
【解析】 起始状态的磁通量Φ1＝BS.末态的磁通量大小Φ2＝BS，但初态是从正面穿入，末态则从反面穿出．若初态Φ1为负，则Φ2为正．所以ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝BS－(－BS)＝2BS，而不是零．
【答案】 2BS
12．如图2?2?12所示，某一匀强磁场磁感应强度是B，方向沿z轴正向，其中AB＝a，BE＝b，EF＝c，求：
图2?2?12
(1)穿过ABCD表面的磁通量；
(2)穿过CBEF表面的磁通量；
(3)穿过DAEF表面的磁通量.
【解析】 (1)ABCD表面跟磁场方向平行，没有磁感线穿过，所以磁通量为0.
(2)CBEF表面跟磁场垂直，故磁通量Φ＝BS＝Bbc.
(3)穿过DAEF表面的磁感线条数与穿过CBEF表面的相等．
【答案】 (1)0 (2)Bbc (3)Bbc
PAGE
学业分层测评(七) 电生磁的探索及价值 磁的应用及其意义
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．如图2?3?7所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将( )
图2?3?7
A．向纸外偏转
B．向纸内偏转
C．在纸面内顺时针转过90°
D．不动
【解析】 据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向里，S极向外偏转，A项正确．
【答案】 A
2．(多选)以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是( )
A．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边
B．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向南边
C．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边
D．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边
【解析】 电流沿南北方向时，其下方小磁针才沿东西方向，没有电流或电流沿东西方向时其下方小磁针都沿南北方向，由安培定则可判定B、C项正确．
【答案】 BC
3.如图2?3?8所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时，则( )
图2?3?8
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
【解析】 由安培定则可知，螺线管内部的磁感线向里，小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向．
【答案】 A
4．我国古代所用的导航工具罗盘的工作原理是( )
A．同名磁极相斥，异名磁极相吸
B．磁场的方向为小磁针静止时北极的受力方向
C．磁体的磁场磁极处最强
D．磁感线是闭合的曲线
【解析】 地球是个大磁体，并且地理北极与地磁南极基本重合，罗盘相当于小磁针，当罗盘静止时，在地磁场的作用下其N极指北．所以选项B正确．
【答案】 B
5．(多选)下列说法正确的是( )
A．电铃中的电磁铁可以用永磁体代替
B．磁化的过程是一种物质分子变成另外一种物质分子的过程
C．磁化和消磁是物体内部分子电流的取向发生变化
D．磁体及电流的磁性都源于电荷的运动
【解析】 根据电铃需要用电路的通断控制小锤的运动可知电铃只能用电磁铁，故选项A错误，根据安培分子电流假说可分析判断选项B错误，选项C、D正确．
【答案】 CD
6．下列应用中应该使用硬磁材料的是( )
A．变压器的铁芯 B．磁带录音机的磁带
C．电脑软盘 D．扬声器用的磁铁
【解析】 硬磁材料是指不容易去掉磁性的物质．而变压器铁芯、磁带、软盘需要反复磁化，要用软磁性材料，故只有D正确．
【答案】 D
7．(多选)下列说法中正确的是( )
A．录音带就是利用磁性材料来记录声音信息的
B．现在使用的银行卡可以与强磁体放在一起
C．磁悬浮列车只能借助磁体间的斥力实现悬浮
D．指南针是中国古代四大发明之一
【解析】 录音带是利用磁性材料来记录声音信号的，选项A对．我们使用的各种磁卡不能与强磁体放在一起，否则会使磁卡上磁性材料记录的信息产生错误或丢失，故选项B错．磁悬浮列车既可以通过吸引力来悬浮，也可以利用排斥力来悬浮，故选项C错．指南针是中国古代四大发明之一，选项D对．
【答案】 AD
8．下列物品中必须用到磁性材料的是( )
A．DVD碟片 B．计算机上的磁盘
C．IC电话卡 D．喝水用的搪瓷杯子
【解析】 DVD光盘是塑料做成的，IC电话卡内部是集成电路，喝水用的杯子可以用非磁性材料，故只有B正确．
【答案】 B
[能力提升]
9．(多选)如图2?3?9所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中，正确的是( )
图2?3?9
A．带同种电荷 B．带异种电荷
C．B带正电 D．A带正电
【解析】 云层间的闪电必须发生在异种电荷之间，且放电过程中在放电通道上形成等效电流，由于闪电必须发生在异种电荷之间，故选项A错误，选项B正确．由题意知，放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过，由小磁针N极转向纸里可知，小磁针所在处的磁场方向指向纸里，由于该位置在等效电流上方，故由安培定则可知电流方向由A→B，则A带正电，B带负电，即选项D正确．
【答案】 BD
10．通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图2?3?10所示，则( )
图2?3?10
A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极
B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极
C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极
D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极
【解析】 由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P，由安培定则可判定P端为N极，电流由b流入螺线管，即b接电源正极，a接负极，故B项正确．
【答案】 B
11．在图2?3?11所示的装置中，有两个薄铁片(舌簧片)ab和cd，它们的外端固定在一块木板上，里端相互交叠但相隔一段很小的距离，舌簧片连接在一个有灯泡的电路中．如果拿一根条形磁铁平行地靠近舌簧片，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转动，小灯泡就一闪一闪地发光．为什么？
图2?3?11
【解析】 当条形磁铁平行地靠近舌簧片，两个舌簧片都被磁化，而且b、c两端是异名磁极，相互吸引而接触，使电路接通，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转动，当磁铁转到与舌簧片平行时，两舌簧片由于被磁化而相互吸引，电路接通，小灯泡发光；当磁铁转到与舌簧片垂直时，两舌簧片退磁而相互分开，电路断开，小灯泡熄灭．若磁铁不停地转动，则两舌簧片时而被磁化，时而退磁，b、c两端时而相互吸引接触，时而分开，电路时通时断，小灯泡就一闪一闪地发光．
【答案】 见解析
12．利用电流的磁效应，可以用小磁针和一些导线做成一种简便的灵敏电表(如图2?3?12所示)，用它可以检查电路或电器是否有断路的地方．使用的时候，先转动底板，使磁针静止的方向跟它上方的导线方向平行，然后用两支表笔去接触要检查的电路的两端，从磁针是否偏转就能知道电路中是否有断路的地方．试说明这种电表的原理．
图2?3?12
【解析】 我们知道直线电流产生的磁场的磁感线是一系列以导线上各点为圆心的同心圆，放在导线上面的磁针将受到磁场力的作用，方向与导线垂直．因此，为了检测导线中是否有电流，使用前需要把磁针调整到与导线平行的位置，如果两表笔接触电路时，磁针偏转，说明导线中有电流通过，电路导通；如果两表笔接触电路，磁针不偏转，则电路中存在断路．
【答案】 见解析
PAGE
