高中物理人教版1第2章磁场第1节磁场磁性材料

人教版物理高二选修2-1第二章第一节磁场磁性材料同步训练一．选择题1．下列仪器或设备，在正常工作时不需要利用磁场的是（）A． 磁电式电流表 B． 磁流体发电机 C． 避雷针 D． 回旋加速器答案：C解析：解答：A、磁电式电流表，通电线圈在磁场中受到安培力作用，故A正确；B、磁流体发电机是运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，故B正确；C、避雷针是及时将云层中的多余电荷中和，没有利用磁场作用，故C错误；D、回旋加速器是利用磁场对带电粒子的洛伦兹力作用，使其偏转，故D正确；本题选择错误的，故选：C．分析：根据题意，结合各种仪器或设备的工作原理，即可求解．2．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是（）A． 奥斯特 B． 爱因斯坦 C． 伽利略 D． 牛顿答案：A解析：解答：当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特．故A正确，BCD错误．故选：A．分析：本实验是1820年丹麦的物理学家奥斯特做的电流磁效应的实验．3．如图，水平放罝的直导线正下方有一只可自由转动的小磁针．当导线中通过自右向左的电流时，小磁针N极的转动情况是（）A． 垂直于纸面向里转 B． 垂直于纸面向外转C． 在纸面内顺时针转 D． 在纸面内逆时计转答案：B解析：解答：当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向外，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向外转动．故选项B正确．故选：B分析：小磁针能体现出磁场的存在，且小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，即为磁感应强度的方向．也可为磁感线在该点的切线方向．而电流周围的磁场由右手螺旋定则来确定磁场方向．4．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，下图分别描述的是条形磁铁．蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布，其中正确的是（）A．B．C．D．答案：D解析：解答：AB，根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，可知，故AB均错误，C、根据安培定则，直导线的电流向下，则磁感线的方向（俯视）顺时针方向，故C错误；D、根据安培定则，环形导线的电流方向与磁感线的方向关系如图所示，故D正确；故选：D．分析：根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，并依据安培定则，从而判定直导线与环形导线的电流方向与磁场方向的关系．5．把小磁针放在环形电流中央，通以图示电流，则小磁针N极指向为（）A． 水平向左 B． 垂直环形电流所在平面向内C． 水平向右 D． 垂直环形电流所在平面向外答案：B解析：解答：如图所示，若通电时，据安培定则得出环形线圈的前面是S极、后面是N极，故其磁感线的方向：环形线圈外面是垂直于纸面向外，环形线圈里面是垂直纸面向里，而小磁针静止时的N极指向与线圈的磁感线的方向是一致的，所以垂直环形电流所在平面向里，故B正确，ACD错误；故选：B．分析：（1）对于磁体的每一条磁感线都是闭合的，即在磁体的外部是从N极指向S极，在磁体内部，磁感线是从磁体的S极指向N极；（2）据安培定则可以判断出此时环形线圈的N极和S极，而后据据小磁针的N极指向和环形线圈磁感线的方向一致即可判断出小磁针的N极指向．6．如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（）A． 小磁针保持不动B． 小磁针的N极将向下转动C． 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D． 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动答案：C解析：解答：如图所示，若通电时，据安培定则不难看出此时圆形线圈的前面是S极，其后面是N极，故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向里，故此时小磁针静止时的N极指向与圆形线圈的磁感线的方向是一致的，由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的，故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直于纸面向里转动，故C正确，ABD错误．故选：C．分析：（1）对于磁体的每一条磁感线都是闭合的，即在磁体的外部是从N极指向S极，在磁体内部，磁感线是从磁体的S极指向N极；（2）据安培定则可以判断出此时圆形线圈的N极和S极，而后据据小磁针磁感线的方向和圆形线圈磁感线的方向一致即可判断出小磁针的N极指向．7．如图所示，在长直导线A通电后，小磁针静止在图示位置，则直导线中的电流方向和P点的磁场方向分别为（）A． 垂直纸面向里，向上 B． 垂直纸面向里，向下C． 垂直纸面向外，向上 D． 垂直纸面向外，向下答案：B解析：解答：由题意可知，小磁针N极指向即为磁场方向，根据右手螺旋定则可知，通电导线电流方向垂直纸面向里，那么通电直导线右侧的P点的磁场方向向下，故ACD错误，B正确．故选：B．分析：根据小磁针静止时，N极的指向，即为磁场方向，再利用右手螺旋定则，判断出直导线电流在导线处的磁场方向，从而即可求解．8．如图所示，当闭合开关S后，螺旋管通以恒定电流，不计其他磁场的影响，螺旋管上方A点的磁感应强度方向为（）A． 向右 B． 向左 C． 垂直纸面向里 D． 垂直纸面向外答案：A解析：解答：根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向右端，即螺旋管的左端为N极，右端为S极．磁体外磁场的方向从N极指向S极，所以A点的磁场方向向右，故A正确，BCD错误．故选：A．分析：首先利用螺线管中电流的方向和线圈的绕向，根据安培定则确定判断出螺线管的N、S极；然后利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极，从而可以得到答案．9．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，（B图表示通电环形导线产生的磁场，“⊗”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外）其中正确的是（）A． B． C． D． 答案：B解析：解答：A、根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向右．故A错误．B、从上往下看，线框的电流方向为逆时针方向，根据安培定则知，磁场的方向向上．故B正确．C、直线电流的方向竖直向上，根据安培定则知，直线电流右边的磁场方向（从上向下看）逆时针方向．故C错误．D、由于电流的方向竖直向上，根据安培定则知，磁场方向应该逆时针．故D错误．故选：B．分析：根据安培定则判断电流周围磁场的方向，直导线大拇指指向为电流方向，而环导线四指指向即为电流方向，从而进行判断正误．10．下列四幅图中，小磁针静止时，其指向正确的是（）A． B． C． D． 答案：A解析：解答：首先确定各磁铁的磁感线的分布，注意磁感线由磁铁外部是从N到S，再依据小磁针静止时的指向，即为磁感线的切线方向，则A正确，BCD错误；故选：A．分析：根据小磁针静止时的指向，即为磁场方向，再结合磁感线由磁铁外部是从N到S，而内部则是从S到N，从而即可求解．11．在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四导线中的电流大小关系为i1＜i2＜i3=i4，要使O点磁场增强．则应切断哪一导线中的电源（）A． 切断i1 B． 切断i2 C． 切断i3 D． 切断i4答案：D解析：解答：根据右手螺旋定则来确定通电导线周围磁场的分布，导线1在O点产生的磁场的方向向里，导线2在O点产生的磁场的方向向里，导线3在O点产生的磁场的方向向里，导线4在O点产生的磁场的方向向外．由于i1＜i2＜i3=i4，所以合磁场的方向向里，根据磁场的叠加可知，要使O的磁场增强，应切断I4，则D正确．故选：D分析：根据安培定则判断4根通电导线在1、2、3、4四个区域产生的磁场方向，根据磁场的叠加，判断哪个区域的磁场最强．12．如图所示，三条长直导线通电电流大小相等，方向为：b导线和d导线的电流垂直于纸面向里，c导线中的电流向纸外，a点为b、d的中点，ac垂直于bd，则a点的磁感强度方向为（）A． 沿纸面由a指向b B． 沿纸面由a指向cC． 垂直纸面指向纸外 D． 垂直纸面指向纸里答案：A解析：解答：用右手螺旋定则判断通电直导线在a点上所产生的磁场方向，如图所示：直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反，大小相等．则合磁场为零；而直导线c在a点产生磁场，方向从d指向b，即为沿纸面由a指向b故选：A．分析：用右手定则首先确定三根通电直导线在a点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项．13．两根通电的长直导线平行放置，电流大小分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导线中的电流在这四点产生磁场的磁感应强度一定不为零的是（）A． a、b点 B． b、c点 C． c、d点 D． a、d点答案：C解析：解答：两电流在a点磁感应强度的方向相反，若因I1＜I2且a离I1近，故在a点I1的磁感应强度可能等于I2的磁感应强度．则a点可能为0；则电流在b点的磁感应强度的方向相反，若I1＞I2，而I2离b点近，则可以大小相等，故b点磁感应强度可为0；两电流在c点d点的B的方向不相反，故c、d两点的磁感应强度不可能为0，故C正确，ABD错误．故选：C．分析：由安培定则确定两电流在图示各点所产生的磁场方向，若方向相反，磁感应强度可能为0，否则不可．14．如图所示，将小磁针放到通电螺线管的附近，指向如右图则（）A． a为通电螺线管的N极，b为电源的负极B． a为通电螺线管的S极，b为电源的负极C． a为通电螺线管的N极，b为电源的正极D． a为通电螺线管的S极，b为电源的正极答案：C解析：解答：小磁针自由静止时，其左端的N极靠近螺线管的左端，根据异名磁极相互吸引，可以确定螺线管的左端为S极，a端为N极．根据螺线管的右端为N极，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从右端流入，左端流出，因电源内部的电流方向由负极流向正极，所以b端的电源的正极，故C正确，ABD错误．故选：C．分析：根据小磁针的N极指向，利用磁极的作用，即可确定通电螺线管的N与S极，进而利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向，从而可以确定电源的正负极．15．一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能是（）A． 向右飞行的正离子束 B． 向左飞行的负离子束C． 向右飞行的电子束 D． 向左飞行的电子束答案：C解析：解答：A、向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故A正确．B、向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向内，则N极转向里，S极转向外，故B正确．C、向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向里，S极转向外，故C错误．D、向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故D正确；本题选择错误的，故选：C．分析：小磁针N极受力方向与磁场方向相同．电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反．根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选项．二．填空题16．丹麦的物理学家发现了电流的磁效应．用安培定则判定直线电流的磁感线方握住直导线（选填“左手”、“右手”），使伸直的大拇指指向方向（选填“电流”、“磁感线”、“运动”）．答案：奥斯特|磁感线解析：解答：奥斯特发现了电流的磁效应，根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．故答案为：奥斯特，磁感线．分析：奥斯特发现了电流的磁效应，而安培提出安培定则，其内容：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．17．根据实际需要选择磁性材料：永磁铁要有很强的剩磁，所以要用磁性材料制造；电磁铁需要通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用磁性材料制造．（选填“软”或“硬”）答案：硬|软解析：解答：永磁体要有很强的剩磁，所以要用硬磁性材料制造．电磁铁要在通电时有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造．故答案为：硬；软分析：软铁磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料．而钢铁等物质在磁化后，磁性能够保持，称为硬磁性材料．18．如图所示为奥斯特实验所用装置，开关闭合前将小磁针置于水平桌面上，其上方附近的导线应与桌面平行且沿（选填“东西”、“南北”）方向放置，这是由于考虑到的影响；开关闭合后，小磁针偏转了一定角度，说明；如果将小磁针置于导线正上方附近，开关闭合后小磁针发生偏转（选填“会”、“不会”）．答案：南北|地磁场|电流周围有磁场|会解析：解答：由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，而当电流的方向与磁场的方向平行时通电导线才不受磁场的安培力，故在进行奥斯特实验时通电直导线可以水平南北方向放置，而不必非要在赤道上进行，但不能东西放置和竖直放置，小磁针偏转说明电流周围存在磁场，根据右手螺旋定则，知通电直导线下方的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针N极向外偏转，S极向里偏转．故答案为：南北；地磁场；电流周围有磁场；会．分析：由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，而只有当电流的方向与磁场的方向平行时通电导线才不受磁场的安培力．小磁针静止时，N极所指的方向为磁场的方向，根据右手螺旋定则判断出通电直导线下方的磁场方向，从而确定小磁针的偏转方向．19．是世界上最早研究磁现象的国家．并制成了指向仪器，它是用天然磁石磨制成的，静止时其指向南方．指南针是我国之一，其最早记载于北宋学者的《梦溪笔谈》．答案：中国|司南|勺子|勺柄|四大发明|沈括解析：解答：中国是世界上最早研究磁现象的国家．并制成了指向仪器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，静止时其勺柄指向南方．指南针是我国四大发明之一，其最早记载于北宋学者沈括的《梦溪笔谈》．故答案为：中国，司南；勺子，勺柄，四大发明，沈括分析：（1）中国是世界上最早研究磁现象的国家；（2）司南是用天然磁石磨制成的；（3）指南针是我国四大发明之一，其最早记载于北宋学者沈括．20．通电螺线管的极性跟螺线管中的方向有关，它们之间的关系可以用定则来判定．内容是：用手握住螺线管，让弯向螺线管中电流的方向，则所指的那端就是螺线管的N极．答案：电流|安培|右|四指|大拇指解析：解答：通电螺线管的极性跟螺线管中的电流方向有关，它们关系可由右手螺旋定则，即安培定则来判定；根据安培定则内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，故答案为：电流，安培，右，四指，大拇指．分析：根据安培定则内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，即可求解．21．通电螺线管右端的小磁针，静止时N极的指向如图所示，则电源的a端为极（选填“正”或“负”），螺线管的c端为极（选填“N”或“S”）答案：正|S解析：解答：小磁针N极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管c端为N极；则由右手螺旋定则可得电流由a端流入螺线管再回到b端，故电源a端为电源的正极．故答案为：正，S分析：由小磁针的指向可知电磁铁磁场的方向，由磁感线的特点可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电源的正负极三．解答题22．在下列各图中画出导线中电流方向或通电导线周围磁感线的方向，其中（a）、（b）为平面图，（c）、（d）为立体图答案：解析：解答： 解：利用右手螺旋定则，已知电流的方向可判定磁场方向，也可以通过磁场方向来确定电流的方向；图a，已知磁场方向为逆时针方向，则电流垂直纸面向外；图b，已知磁场方向，则有电流方向，顺时针方向；图c，已知电流方向，竖直向上，则磁场方向逆时针方向（俯视）；根据螺线管中电流方向，再结合螺线管的N、S极，利用右手螺旋定则可以确定螺线管的绕向，如图所示：答：如上图所示．分析： 右手螺旋定则又称为安培定则，内容为：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．先由电源的正负极确定电流的方向，再结合通电螺线管的右端为N极，左端为S极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕法．23．如图1所示，在直导线上方放一小磁针．当导线中通入电流时，发现小磁针的S极转向读者，请画出导线中电流的方向．如图2所示，通电导线由于受到磁场力而向左运动，画出条形磁铁的N、S极．答案：解析：解答：（1）从图中可以看出，发现小磁针的S极转向读者，则小磁针的北极向里偏转，那么，此通电导线上方的磁感线方向垂直纸面向里，即此通电螺线管的N极在纸的里面，根据安培定则，用右手握住螺旋管，让大拇指指向里面，四指的指向就是导线中的电流方向，是水平向左的．（2）通电导线由于受到磁场力而向左运动，根据左手定则，则有通过导线的磁场方向向上，因此磁铁下端是S极，上端是N极．答：如图所示；分析：（1）通电导线周围存在磁场，其磁场方向可以根据安培定则来判断，用四指的方向代表电流的方向，那么大拇指所指的一端为通电螺线管的N极．磁场中的小磁针静止时，北极所指的方向与该点磁感线的方向一致．（2）根据通电导线受到安培力，结合左手定则，即可求解．24．在图中，分别给出了其中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向，请画出对应的磁感线（标上方向）或电流方向．答案：解析：解答： 根据安培定则，各图中电流方向和磁感线方向判定如图所示．答：如图．分析：结合磁场方向，判断出甲图和图乙中导线中电流的方向．运用安培定则，结合电流方向，判断出丙图与丁图中磁场的方向．通电直导线的磁场可以由安培定则进行判断：用右手握住直导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲的方向即为磁场的方向；根据安培定则，即右手螺旋定则，可知，大拇指指向即为内部磁场方向，而环绕四指指向即为电流的方向．25．半径为r，电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为B，在圆环下方距圆心