13.1磁场 磁感线 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

13.1磁场 磁感线 同步练习
1．首次发现电流的磁效应，揭示电与磁存在联系的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．奥斯特 C．安培 D．洛伦兹
2．关于磁感线下列说法中正确的（　　）
A．磁感线是磁场中的一种物质 B．磁感线是不闭合的
C．磁感线是由磁体发射出来的 D．磁感线是有方向的
3．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。”下列说法正确的是（　　）
A．地球内部不存在磁场
B．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近
4．关于磁场和磁感线的描述，正确的是（　　）
A．磁感线可以形象地描述磁场的方向，但不能描述其强弱
B．磁感线是从磁铁的N极指向S极
C．磁铁间的相互作用是通过磁场发生的
D．磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线
5．中国宋代科学家沈括在公元1086年写的false梦溪笔淡false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如图所示，结合上述材料，下列说法正确的是（　　）
A．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极
B．对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强
C．形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的
D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置
6．如图，直导线中通有向左的电流后，其正下方的小磁针N极将（　　）
A．向上 B．向下 C．垂直纸面向内 D．垂直纸面向外
7．如图所示，通电螺线管轴线上有a、b两点，该通电螺线管在a、b两点产生的磁场方向，下列判断正确的是（　　）
A．a、b两点磁场方向都向左
B．a、b两点磁场方向都向右
C．a点磁场向右，b点磁场方向向左
D．a点磁场向左，b点磁场方向向右
8．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指向Q
9．下列所示各图中，小磁针的指向错误的是（ ）
A． B． C． D．
10．下列各图中，已标出电流I，磁感应强度B的方向。小圆圈“〇”表示的导体的横截面，“⊙”表示感应电流方向垂直纸面向外，“?”表示感应电流方向垂直纸面向里。其中符合安培定则的是（　　）
A．通电直导线 B．通电螺线管
C．通电直导线 D．通电线圈
11．如图所示，带负电的金属环绕轴false′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．false极竖直向上 B．false极竖直向下 C．false极沿轴线向左 D．false极沿轴线向右
12．如图所示，真空中两点电荷false和false以共同的角速度绕轴false匀速转动，false点离false较近，则false点的磁感应强度false的方向为（　　）
A．从false指向false B．磁感强度为零
C．沿false轴向下 D．沿false轴向上
13．如图所示为通电螺线管。false为螺线管外一点，false、false两点在螺线管的垂直平分线上，三点进行比较，则下列说法正确的是（　　）
A．磁感线最密处为false处，最疏处为false处
B．磁感线最密处为false处，最疏处为false处
C．小磁针在false处和false处N极都指向左方
D．小磁针在false处和false处N极都指向右方
14．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、环形导线（垂直纸面）均相距较远。a、b、c、d四个小磁针放置在图示位置，其中b放置在螺旋管内部。当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的小磁针是（　　）
A．a和b B．b和c C．c和d D．b和d
15．通电直导线附近的小磁针如图所示，标出导线中的电流方向。
16．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false极的指向。
17．请判断下列情形中电流的方向。
(1)图（a）中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图（b）中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N的指向如图（c）所示。
18．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流false引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？请简述理由。
19．通电螺线管内部与管口外相比，哪里的磁场比较强？你是根据什么判断的？
参考答案
1．B
【详解】
首次发现电流的磁效应，揭示电与磁存在联系的物理学家是奥斯特，B正确。
故选B。
2．D
【详解】
AC．磁感线是人们为了方便研究磁场，人为假想来的，并不是真实存在的物质，故AC错误；
BD．磁感线在磁体外部是从磁体的N极出发，回到S极，磁体内部从S极回到N极，是一条闭合的有方向的曲线，故B错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
AB．磁感线是闭合曲线，地球外部，磁感线由地理南极（地磁北极）指向地理北极（地磁南极），在地球内部则相反，故地球内部有存在磁场，AB错误；
C．只有在赤道处，磁场方向才与地面平行，在北半球，磁感线斜向下，有与地面平行的分量，也有垂直地面向下的分量，在南半球，磁感线斜向上，有与地面平行的分量，也有垂直地面向上的分量，C错误；
D．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，并不完全重合，存在磁偏角，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．磁感线可以形象地描述磁场的方向，也能描述其强弱，选项A错误；
B．磁感线在磁体的外部是从磁铁的N极到S极，在磁体内部是从S极到N极，组成闭合曲线，选项B错误；
C．磁铁间的相互作用是通过磁场发生的，选项C正确；
D．磁感线不是实际存在，磁场中碎铁屑排列成的曲线是根据小铁屑受磁场力的方向来大致模拟磁感线的形状的，并不是真实的磁感线，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．根据磁极间的相互作用可知，在地面上放置一个小磁针，静止时小磁针的南极指向地磁场的北极，故A错误；
B．地球上赤道附近磁场的方向与地面几乎平行，越往两极磁场的方向与地面之间的夹角越大，所以对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强，故B正确；
C．地球磁场的N极在地球的地理南极附近，由安培定则可知，形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的，故C错误；
D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面水平放置，且导线的方向沿南北方向，故D错误。
故选：B。
6．D
【详解】
由直线电流的安培定则可知，直线电流在小磁针位置的磁场方向是垂直纸面向外，所以小磁针N极将垂直纸面向外，ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
根据右手螺旋定则可知，a、b两点磁场方向都向左。
故选A。
8．B
【详解】
C．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，C错误；
D．在螺线管的内部，磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁场方向由Q指向P， D错误；
AB．根据安培定则可知，在蓄电池外部电流从N流向M，蓄电池N端为正极，A错误B正确。?
故选B。
9．C
【详解】
A．由安培定则可知，螺线管右侧为S极，左侧为N极，则处在螺线管内部小磁针的N极应向左，故A正确；
B．由地磁场从地球的南极指向北极，结合小磁针静止时N极指向为磁场的方向，因此赤道处小磁针N极指向地球的北极，故B正确；
C．根据安培定则判断直导线周围磁场，则小磁针处的磁场方向竖直向下，应该是N极向下，故C错误；
D．U形磁铁，小磁针处的磁场向N极指向S极，则小磁针N极向右，故D正确；
故选C。
10．D
【详解】
由安培定则可判断
A．图中通电直导线的磁场应逆时针方向，A错误；
B．图中通电螺线管内部的磁场应向右，B错误；
C．图中通电直导线右侧磁场应向内，左侧磁场应向外，C错误；
D．图中环形电流中心轴线处磁场竖直向上，D正确。
故选D。
11．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false极，右端false极，因此小磁针最后静止时false极沿轴线向左。
故选C。
12．D
【详解】
点电荷的定向移动，形成电流，根据正电荷的定向移动方向即为电流的方向，由右手螺旋定则可知，正电荷在P点的磁场方向为：O′→O，而负电荷在P点的磁场方向为：O→O′，由于false点离false较近，则正电荷在P点的磁场更大，根据矢量叠加原理，则合磁场的方向为O′→O，即沿OO′轴向上。
故选D。
13．C
【分析】
电流周围的磁场由右手螺旋定则来确定磁场方向。通电螺线管外部的磁感线是从false极向false极，而内部则是从false极到false极的，从而确定小磁针的方向，再结合磁感线的疏密来确定磁场的强弱。
【详解】
AB.由磁感线的疏密分布可知，磁感线最密的是false处，最疏的是false处，故AB错误；
CD.电流由左侧流入，根据安培定则可知，通电螺线管左端相当于磁场false极，右端相当于磁场false极，因外部的磁感线是从false极向false极，而内部则是从false极到false极的，因此小磁针在false处和false处false极都指向左方，故C正确，D错误。
故选C。
14．B
【详解】
小磁针N极的指向就是该处的磁场的方向，根据右手螺旋定则，螺线管内部磁场向左，外部向右，因此小磁针a的N极应指向右侧，小磁针b的N极应指向左侧；在蹄形铁芯中心位置，磁场方向向左，因此小磁针c的N极应指向左侧；在环形导线中轴线上，磁场方向向右，因此小磁针d的N极应指向右侧。
故选B。
15．向下
【详解】
由题知：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。
由图根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向是顺时针方向的，因为小磁针静止时，北极的指向为磁场方向，则直导线中电流方向向下。
16．指向纸外
【详解】
安培定则：用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的N极。
若线圈通以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的S极，纸外是通电线圈的N极。
通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极，小磁针在通电线圈的内部，小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针N极垂直指向纸外。
17．(1) 从右向左；(2)逆时针方向； (3)从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向
【详解】
(1)根据右手螺旋定则，将右手握住通电直导线，四根手指指向磁感线的环绕方向（从左向右看，磁场逆时针方向），则大拇指方向即为电流方向，电流向左；
(2)根据右手螺旋定则，大拇指方向是为磁场方向（垂直于纸面向外），则四根手指环绕方向即为电流方向，故电流为逆时针方向；
(3)因为小磁针N指向电源右端，所以螺线管右端为S极，根据右手螺旋定则判断，将右手握住螺线管，大拇指方向指向螺线管N极方向，则四根手指环绕方向即为电流方向，故电源右端为正极，左端为负极，从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向。
18．B
【详解】
地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方（最下边）；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。故B正确。
19．内部的磁场比较强
【详解】
通电螺线管内部与管口外相比，内部的磁场比较强，因内部磁感线较管口密集。