人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
3.1
磁现象和磁场（原卷版）
链接高考
某同学在做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通电直导线产生的磁场在小磁针处方向是( )
A.自东向西
B.自南向北
C.自西向东
D.自北向南
(多选)教师在课堂上演示奥斯特实验——电流对小磁针的作用时,同学们发现,南北放置的导线下方的小磁针在导线不通电时,小磁针的N极总指向北方,通电后小磁针偏转;改变电流的方向,小磁针的偏转方向恰好相反,导线中电流增大,小磁针偏转更迅速。关于实验的分析,下列说法正确的是( )
A.只要是导线,周围都有磁场
B.导线只有通电后,周围才能产生磁场
C.电流的磁场具有方向性
D.通电导线周围形成的磁场强弱与电流大小有关
下列说法正确的是( )
A.只有磁铁周围才有磁场
B.电荷的周围除有电场之外还有磁场
C.电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D.磁铁周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
如图所示,将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上,将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上,且同名磁极相对,结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为( )
A.FN=mg
B.FN=2mg
C.FN>2mg
D.mg基础过关
首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培
B.奥斯特
C.库仑
D.麦克斯韦
(多选)关于电场与磁场,以下说法正确的是( )
A.电流周围存在的是电场
B.磁体周围存在磁场
C.磁体与磁体之间通过磁场而相互作用
D.磁体与电流之间一定没有相互作用
(多选)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
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
电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来,关于该现象的解释正确的是( )
A.是因为螺丝刀带电,把小螺丝吸引上来的
B.是因为小螺丝带电,和螺丝刀相互吸引发生的
C.是因为螺丝刀带有磁性,把小螺丝吸引上来的
D.是因为小螺丝带有磁性,去吸引螺丝刀的
(多选)以下说法中正确的是( )
A.磁场看不见、摸不着,所以它并不存在,它是人们为了方便研究问题而假想出来的
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.磁体和通电导体都能产生磁场
D.若小磁针始终指向南北方向,则小磁针附近一定没有磁场
地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁场的方向相对地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。以上关于地磁场的描述正确的是( )
A.①②④
B.②③④
C.①⑤
D.②③
磁铁的磁性变弱，需要充磁。充磁的方式有两种，图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同)
( )
A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极
B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极
C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极
D.a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极
(多选)如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是
( )
A.a处的磁感应强度大小比c处的大
B.b、c两处的磁感应强度大小相等
C.a、c两处的磁感应强度方向相同
D.b处的磁感应强度为零
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。你知道他利用了什么原理吗?
(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?
高考模拟
(多选)如图所示,能自由转动的小磁针水平放置在桌面上。当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时,所能观察到的现象是( )
A.小磁针不动
B.若是正电荷飞过,小磁针会发生偏转
C.若是负电荷飞过,小磁针会发生偏转
D.若是一根通电导线,小磁针会发生偏转
月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的1/6,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,图中的四种情况能够做到的是( )
(多选)关于地球的磁场,下列说法正确的是( )
A.在地面上放置一个小磁针,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
(多选)以下关于地磁场的说法中正确的是( )
A.地磁场是地球的盾牌,起着保护地球上生命的作用
B.地磁场的N极在地理的南极附近,但不与南极重合
C.地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化
D.在行星中,只有地球有磁场
(能力挑战题)小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁体用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体的位置应在( )
A.磁体的重心处
B.磁体的某一磁极处
C.磁体重心的北侧
D.磁体重心的南侧人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
3.1
磁现象和磁场（解析版）
链接高考
某同学在做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通电直导线产生的磁场在小磁针处方向是( )
A.自东向西
B.自南向北
C.自西向东
D.自北向南
【答案】D
【解析】导线通电前小磁针指向南北方向,导线通电后小磁针不动,说明通电直导线产生的磁场方向在小磁针处沿南北方向;稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,说明通电直导线产生的磁场在小磁针处与地磁场方向相反。故选项D正确。
(多选)教师在课堂上演示奥斯特实验——电流对小磁针的作用时,同学们发现,南北放置的导线下方的小磁针在导线不通电时,小磁针的N极总指向北方,通电后小磁针偏转;改变电流的方向,小磁针的偏转方向恰好相反,导线中电流增大,小磁针偏转更迅速。关于实验的分析,下列说法正确的是( )
A.只要是导线,周围都有磁场
B.导线只有通电后,周围才能产生磁场
C.电流的磁场具有方向性
D.通电导线周围形成的磁场强弱与电流大小有关
【答案】BCD
【解析】不通电时导线下方小磁针N极指北,是因为地磁场的S极在地理北极附近,与导线是否通电无关;导线通电后小磁针偏转,改变导线中电流方向,小磁针偏转方向改变,说明电流产生的磁场也具有方向性;电流大,小磁针偏转快,说明电流大,磁场强。
下列说法正确的是( )
A.只有磁铁周围才有磁场
B.电荷的周围除有电场之外还有磁场
C.电流产生磁场说明电和磁是相互联系的
D.磁铁周围的磁场与电流周围的磁场是形式完全不同的磁场
【答案】C
【解析】
磁体和电流周围都存在磁场,而且是同种性质的磁场,静止电荷周围没有磁场,A、B、D错误;电流产生磁场揭示了电与磁之间的相互联系,C正确。
如图所示,将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上,将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上,且同名磁极相对,结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为( )
A.FN=mg
B.FN=2mg
C.FN>2mg
D.mg【答案】B
【解析】以A、B整体为研究对象,由平衡条件可知,C对B的支持力为2mg,再由牛顿第三定律,B对C的压力大小也是2mg,B项正确。
基础过关
首先发现电流磁效应的科学家是( )
A.安培
B.奥斯特
C.库仑
D.麦克斯韦
【答案】B
【解析】在1820年奥斯特发现南北放置的导线通电后,其下方与导线平行的小磁针发生偏转,之前,安培、库仑等人都认为磁与电完全是两回事,故选B。
(多选)关于电场与磁场,以下说法正确的是( )
A.电流周围存在的是电场
B.磁体周围存在磁场
C.磁体与磁体之间通过磁场而相互作用
D.磁体与电流之间一定没有相互作用
【答案】BC
【解析】电流能产生磁场,在电流的周围有磁场存在,不论是磁体和磁体之间还是电流与电流之间、磁体与电流之间,都有相互作用的磁场力,磁场是一种特殊物质,它的基本性质是对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用。故本题的正确选项为B、C。
(多选)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用
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
【答案】AC
【解析】磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用。
电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来,关于该现象的解释正确的是( )
A.是因为螺丝刀带电,把小螺丝吸引上来的
B.是因为小螺丝带电,和螺丝刀相互吸引发生的
C.是因为螺丝刀带有磁性,把小螺丝吸引上来的
D.是因为小螺丝带有磁性,去吸引螺丝刀的
【答案】C
【解析】用带有磁性的螺丝刀可将狭小空间内的小螺丝吸引上来。
(多选)以下说法中正确的是( )
A.磁场看不见、摸不着,所以它并不存在,它是人们为了方便研究问题而假想出来的
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.磁体和通电导体都能产生磁场
D.若小磁针始终指向南北方向,则小磁针附近一定没有磁场
【答案】BC
【解析】磁场是一种“场”物质,它和我们常见的由分子、原子组成的物质不同。它是以一种“场”的形式存在的,故选项A错误。由磁极间相互作用的基本规律及电流的磁效应,可知选项B、C正确。即使小磁针附近有磁场,小磁针仍可能始终指向南北方向,选项D错误。
地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁场的方向相对地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。以上关于地磁场的描述正确的是( )
A.①②④
B.②③④
C.①⑤
D.②③
【答案】D
【解析】地面上的小磁针静止时,小磁针的南极应指向地磁场的北极;地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近;地磁场的方向只有在赤道附近和地面平行,在北半球斜向下,在南半球斜向上。
磁铁的磁性变弱，需要充磁。充磁的方式有两种，图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同)
( )
A.a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极
B.a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极
C.a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极
D.a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极
【答案】B
【解析】甲图中，因磁铁在螺线管的内部，应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极，右端是S极)，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；乙图中，同理可知，右端是螺线管N极，左端是S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，B选项正确。
(多选)如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是
( )
A.a处的磁感应强度大小比c处的大
B.b、c两处的磁感应强度大小相等
C.a、c两处的磁感应强度方向相同
D.b处的磁感应强度为零
【答案】AD
【解析】对于通电直导线产生的磁场，根据其产生磁场的特点及安培定则，可知两导线在b处产生的磁场等大反向，合磁感应强度为零，B错误，D正确；两导线在a、c处产生的磁感应强度都是同向叠加的，但方向相反，C错误；由于a离导线近，a处的磁感应强度比c处的大，A正确。
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。你知道他利用了什么原理吗?
(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】见解析
【解析】(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。
(2)B同学利用了地磁场的影响,地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理的北极附近。小磁针静止时指地理南极的一端一定是小磁针的S极。
高考模拟
(多选)如图所示,能自由转动的小磁针水平放置在桌面上。当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时,所能观察到的现象是( )
A.小磁针不动
B.若是正电荷飞过,小磁针会发生偏转
C.若是负电荷飞过,小磁针会发生偏转
D.若是一根通电导线,小磁针会发生偏转
【答案】BCD
【解析】电流是由电荷运动产生的,当电荷在小磁针上方定向运动时也会形成电流,从而形成磁场,使小磁针发生偏转,故B、C、D均正确。
月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的1/6,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,图中的四种情况能够做到的是( )
【答案】D
【解析】既然月球表面没有磁场,那么在月球上就不能用指南针定向,所以A不符合题意;月球表面周围没有空气,所以无法使用电风扇吹风,而声音的传播需要介质,所以B、C不符合题意,只有选项D符合题意。
(多选)关于地球的磁场,下列说法正确的是( )
A.在地面上放置一个小磁针,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
【答案】BD
【解析】小磁针S极指南是因为地磁场的N极在地理南极附近,A错误。地磁场的南极在地理的北极附近,B正确。依据地磁场的空间分布,只有赤道上的磁场方向和地面平行,C错误。地球的磁偏角在地球上的不同地点是不同的,D正确。故选B、D。
(多选)以下关于地磁场的说法中正确的是( )
A.地磁场是地球的盾牌,起着保护地球上生命的作用
B.地磁场的N极在地理的南极附近,但不与南极重合
C.地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢变化
D.在行星中,只有地球有磁场
【答案】ABC
【解析】宇宙中射向地球的高能粒子流如果不受阻碍地射到地球上,会杀死地球上的生命体,正是由于地磁场的保护,使大量的粒子被偏转,人类和其他生命才得以延续,故A项正确。地磁场的N极在地理的南极附近,但不与南极重合,有地磁偏角,B项正确。地磁场的N、S极的位置会缓慢移动,故C项正确。在行星中,并不是只有地球有磁场,故D项错误。
(能力挑战题)小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁体用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体的位置应在( )
A.磁体的重心处
B.磁体的某一磁极处
C.磁体重心的北侧
D.磁体重心的南侧
【答案】C
【解析】北半球的磁场方向向北并偏下,如果悬线系在重心处,磁铁N极向北指并向下偏,磁铁S极向南指并向上偏,为使磁铁水平,悬线应系在磁体重心的北侧,故C正确。
