第十三章第1节磁场磁感线同步练习-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十三章第1节磁场磁感线同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．安培的分子电流假说，可用来解释（　　）
A．两通电导体间产生相互作用的原因
B．通电线圈产生磁场的原因
C．相邻同向电流相吸的原因
D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
2．关于磁场，下列说法正确的是（
）
A．其基本性质是对处于其中的磁体或电流有力的作用
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．磁场不是客观存在的一种物质形态
D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无
3．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是（　　）
A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方
4．当螺线管导线中通有如图所示的电流时，其右端附近的小磁针保持静止状态，图中a、b是螺线管上相邻的两匝线圈，c、d是小磁针的两端，则（　　）
A．线圈a、b相互吸引，c端为小磁针的N极
B．线圈a、b相互吸引，c端为小磁针的S极
C．线圈a、b相互排斥，c端为小磁针的N极
D．线圈a、b相互排斥，c端为小磁针的S极
5．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．两点处的磁场强弱不同，且处磁场强
B．两点处的磁场强弱不同，且处磁场弱
C．两点处的磁场方向相同
D．处没有磁感线，所以没有磁场
6．如图是我国早期的指南针——司南，是把天然磁石磨成勺子的形状，把它放在水平光滑的“地盘”上，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南.”下列说法正确的是（　　）
A．司南握柄端是磁石的北极
B．司南握柄端指向地磁场的南极
C．地磁场的北极在地理的北极附近
D．司南握柄端指南是由于受到地磁场的作用
7．如图甲所示是我国自行开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图，关于磁悬浮列车，下列说法正确的是（　　）
A．该磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥
B．车厢线圈的上端为极
C．车厢线圈通电后电源上端是正极
D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等
8．如图所示为磁场中某区域的磁感线，则（　　）
A．、两处的磁场的强弱一样，方向相同
B．、两处的磁场的强弱不一样，方向相同
C．、两处的磁场的强弱一样，方向不同
D．、两处的磁场的强弱不一样，方向不同
9．在通电螺线管的外部和内部放四个小磁针，具体位置如图所示，那么小磁针指向不可能的是（　　）
A．a
B．b
C．c
D．d
10．如图所示，描绘匀强磁场的磁感线的图是（
）
A．
B．
C．
D．
11．下列说法错误的是（　　）
A．磁感线是真实存在的线
B．磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的，而磁场是客观存在的
C．用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法
D．磁感线是封闭的曲线，而电场线不是封闭曲线
E.磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的
F.磁感线不相交
G.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱
12．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时（　　）
A．N极竖直向上
B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左
D．N极沿轴线向右
13．如图所示，与通电直导线垂直的平面上放有两枚小磁针。忽略地磁场影响，两小磁针静止时，磁针的指向符合实际的是（　　）
A．
B．
C．
D．
14．如图所示，涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的是（　　）
A．库仑利用图甲实验精确测出了元电荷
e
的值
B．法拉第利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场
C．伽利略根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D．牛顿利用图丁实验，总结出：自由落体运动是匀变速直线运动
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．我们规定：在磁场中的任一点，小磁针的__________极受力的方向，就是这一点的磁场方向。在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点磁场的强弱和方向，磁感线上某点的__________方向。都跟这点的磁场方向相同。
16．某同学用实验研究长直通电导线周围的磁场分布规律时，得到下表所示数据.其中为导线中的电流强度，为测试点到导线的距离，为通过导线产生的磁场在测试点处的磁感应强度.数据表格如下。
5.0
10.0
20.0
0.020
0.040
0.060
0.080
由以上数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为__________.（要求用估算出的比例系数表示），在由数据得出关系式时可以采用保持某一物理量不变，采用作图或从数据上得出另外两个物理量之间的关系，这在物理实验中被称作_________法，是物理学中经常应用的方法之一。
17．把六个小磁针放在通电直导线的四周，按照下列要求回答问题：
(1)如图甲所示，不通电时，小磁针的N极指向哪里_____？
(2)如图乙所示，当接通电路时，小磁针_____（选填“偏转”或“不偏转”）。
(3)如图丙所示，改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向_____（选填“改变”或“不改变”）。这一现象说明了什么_____？
18．判断图（a）、（b）中通电导线周围各磁体所受磁场力的情况_______,______．
三、解答题
19．日常生活中，磁的应用给我们带来方便。例如：在柜门上安装“门吸”能方便地把柜门关紧；把螺丝刀做成磁性刀头，可以像手一样抓住需要安装的铁螺钉，还能把掉在狭缝中的铁螺钉取出来。请你关注自己的生活，看看还有哪些地方如果应用磁性可以带来方便。写出你的创意，并画出你设计的示意图。
20．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两根导线共面。a点在两导线的中间，与两根导线的距离均为r；b点在导线2的右侧且与导线2的距离也为r。现测得a点磁感应强度的大小B，则去掉导线1后，求b点磁感应强度的大小和方向。
21．动手试一试：如图所示，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转.若改用两节或者更多的电池，通电时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线水平放置且与小磁针垂直进行实验，小磁针的偏转又如何？想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针偏转后静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢又意味着什么？
22．标出图中各小磁针的N、S极。
参考答案
1．D
【详解】
AC．两通电导体间产生相互作用是通过磁场发生的，AC错误；
B．通电线圈产生磁场是电流的磁效应，B错误；
D．安培认为，在构成物质的微粒内部，存在着一种环形电流，即分子电流，使每个微粒都成为一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流杂乱无章，对外不显磁性，磁化后，分子电流方向大体相同，磁极方向相同，对外显示出磁性，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
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，A正确；
BCD．磁场虽然看不见摸不着，但是它是客观存在的，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】
把导线沿南北方向放置在处于静止状态的磁针的正上方。通电时磁针发生明显的偏转，是由于南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向。所以C正确；
故选C。
4．B
【详解】
CD．根据电流同向相吸，反向相斥知，线圈a、b相互吸引，C、D错误；
AB．由安培定则知，螺线管右端为N极，根据同名磁极相斥，异名磁极相吸知，c端为小磁针的S极，故A错误，B正确。
故选B。
5．B
【详解】
磁感线的疏密程度表示磁场强弱，切线方向表示磁场方向，可知a处磁场较弱，两处的磁场方向不同，B正确。
故选B。
6．D
【详解】
AD．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质是一块磁铁，在地磁场的作用下，静止时其勺柄指向南方，即指向地磁的北极，根据地磁场的特点可知，握柄端是磁石的南极，A错误，D正确；
BC．地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，故司南握柄端指向南极即地磁场的北极附近，BC错误。
故选D。
7．C
【详解】
ABC．磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是极，由此确定车厢线圈的上端为极，根据安培定则可知，电源上端为正极，A、B错误，C正确；
D．高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
a处附近磁感线比b处附近要稀疏，所以a处磁场比b处磁场弱，根据磁感线方向可知a、b两处磁场方向相同。
故选B。
9．D
【详解】
右手握住螺线管，四指弯曲方向为电流的绕行方向，大拇指指向表示螺线管内部磁场的方向，所以螺旋管内部磁场方向为从右向左，外部从左向右，故小磁针a、b、c的N极水平向左，d的N极水平向左。故d是不可能的，符合题意。
故选D。
10．A
【详解】
描绘匀强磁场的磁感线是平行等距的，则BCD图都不满足条件。
故选A。
11．A
【详解】
A．磁感线实际不存在，A错误；
B．磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的，而磁场是客观存在的，B正确；
C．用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法，C正确；
D．磁感线是封闭的曲线，而电场线不是封闭曲线，D正确；
E．磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。E正确；
F．磁感线不相交，F正确；
G．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，G正确。
故错误的选A。
12．C
【详解】
金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反，由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极，因此小磁针最后静止时N极沿轴线向左，故C正确，ABD错误。
故选C。
13．D
【详解】
直导线中电流方向向上，根据安培定则可知，直导线周围的磁场方向为俯视逆时针方向，而小磁针的N极指磁场方向，可知图D中小磁场的指向正确。
故选D。
14．C
【详解】
A．库仑利用图甲实验精确测出了静电常数，发现了库仑定律，没有测出元电荷
e
的值，选项A错误；
B．奥斯特利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场，选项B错误；
C．伽利略根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，选项C正确；
D．伽利略利用图丁实验，总结出自由落体运动是匀变速直线运动，选项D错误。
故选C。
15．N
切线
【详解】
我们规定：在磁场中的任一点，小磁针的N极受力的方向，就是这一点的磁场方向。在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点磁场的强弱和方向，磁感线上某点的切线方向。都跟这点的磁场方向相同
[1]
N
[2]
切线
16．
控制变量
【详解】
[1]采用控制变量法研究：
在电流相同的情况下，分析数据得出磁感应强度B与距离r近似成反比，即
在距离相同的情况下，分析数据得出磁感应强度B与电流近似成正比，即
B∝I
综上
即
k为比例系数．
取一组数据代入，r=0.020m，I=10.0A，B=10.32×10-5T，求出
k=2.064×10-7Tm/A
把其他数据类似代入，分别求得k的数据，然后求k的平均值，可得k的平均值约为
k=2×10-7Tm/A
所以磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为
[2]在由数据得出关系式时可以采用保持某一物理量不变，采用作图或从数据上得出另外两个物理量之间的关系，这在物理实验中被称作控制变量法，是物理学中经常应用的方法之一。
17．指向北
偏转
改变
电流方向改变，磁场方向也改变
【详解】
（1）[1]
不通电时，小磁针静止时受地磁场的作用，小磁针的N极指向北。
（2）[2]
如图乙所示，当接通电路时，通电直导线的四周会产生磁场，则小磁针会受到直线导线周围磁场的磁力的作用而发生偏转。
（3）[3]
如图丙所示，改变直导线中的电流方向，则直导线周围的磁场方向发生变化，小磁针的偏转方向则会发生改变。
[4]这一现象说明，直导线周围的磁场跟电流的方向有关系，电流方向改变，磁场方向也改变。
18．N向里S向外
N向上S向下
【详解】
[1]根据安培右手定则可知在导线下方处的磁场为垂直纸面向里，所以磁体受力方向为N向里S向外。
[2]根据安培右手定则可知在导线框内部的磁场竖直向上，所以磁体受力方向为N向上S向下。
19．见解析
【详解】
黑板擦可做成带磁性的，用完后直接吸在黑板上不掉下来；手提包上的磁性扣可把皮包紧贴在一起。
20．0.5B
b点磁场方向垂直纸面向外
【详解】
根据右手螺旋定则可知两导线在a点形成磁场方向相同，由于两导线电流大小相等，a点与两导线的距离也相等，故单根导线在a点形成磁感应强度大小为0.5B，由于a与b与导线2距离相等，故撤掉导线1后，b点磁感应强度大小为0.5B，根据安培定则可知b点磁场方向垂直纸面向外。
21．见解析
【详解】
若改用两节或者更多的电池，通电时，小磁针偏转变快；把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转变慢；如果把导线水平放置且与小磁针垂直进行实验，小磁针不偏转；小磁针偏转意味着所在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场；小磁针偏转后静止时的指向与所在处磁场的方向有关，即磁场是有方向的；小磁针偏转的快慢意味着所在处磁场的强弱不同，即磁场是有强弱之分的。
22．如下图所示。
【详解】
根据直线电流磁场方向的判断（右手螺旋定则），可知形电流周围磁感线为顺时针方向，即小磁针N极方向。根据通电螺线管磁场方向的判断（右手螺旋定则），可知小磁针处于从左侧N极指向右侧S极的磁感线作用中。