13.1 磁场 磁感线综合练习（含解析）-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

13.1、磁场磁感线一、选择题（共16题）1．如图，小磁针放在线圈左侧，且两者处于同一平面内。当在线圈中通入顺时针方向的电流后，小磁针极的指向是（）A．垂直纸面向外 B．向上 C．垂直纸面向里 D．向下2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．M、N两点磁感应强度的大小关系：BM>BNB．M、N两点磁感应强度的大小关系：BM<BNC．M、N两点在同一条磁感线上，所以两点的磁场方向相同D．N点磁场方向为M指向N3．关于磁感线的叙述中，正确的是（

）A．磁感线总是从磁体的N极出发，终止于S极B．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线就是该磁场的磁感线C．磁感线是磁场中实际存在的一些曲线D．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱4．如图所示，当大量电子高速由Q沿直线不断运动到P的过程中，小磁针将（）A．不动 B．N极向纸里，S极向纸外旋转C．向上运动 D．N极向纸外，S极向纸里旋转5．如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（）A．物理学家法拉第，小磁针的极垂直转向纸内B．物理学家法拉第，小磁针极垂直转向纸内C．物理学家奥斯特，小磁针静止不动D．物理学家奥斯特，小磁针极垂直转向纸内6．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史的是（

）A．法拉第提出了场的概念，并发现了电流的磁效应B．伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量D．自然界中的电荷只有两种，库仑将它们命名为正电荷和负电荷7．如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A．①③ B．②③C．①④ D．②④8．地球本身是一个巨大的磁体，地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。曾任沭阳县主簿的我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。”将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据上述材料，请判断图中可能正确的是（黑色一端代表小磁针N极）（）A． B．C． D．9．如图，水平放置的螺线管内P点处有一小磁针。忽略地磁场，闭合开关S，当小磁针静止时其N极的指向为（）A．水平向右 B．垂直纸面向里 C．水平向左 D．垂直纸面向外10．关于物理学史，下列说法中不正确的是(

)A．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B．法拉第提出了场的概念，直观地描绘了场的图象C．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律D．安培首先发现电流周围存在磁场11．下列有关物理学史的说法中错误的是（

）A．安培提出了分子电流假说 B．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应C．密立根最早测出了元电荷e的数值 D．库仑最早引入了电场概念12．已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流成正比，与该点到导线的距离成反比．如图所示，a、b、c、d四根长直通电导体棒平行放置，它们的横截面构成一个正方形，O为正方形中心，a、b、d中电流方向垂直纸面向里，c中电流方向垂直纸面向外，电流大小满足：Ia=Ic=Id<Ib，则关于a、b、c、d长直通电导线在O点产生合磁场的方向可能是A．由0点指向aob区域 B．由0点指向boc区域C．由O点指向cod区域 D．由O点指向aod区域13．下列说法正确的是(

)A．电场和磁场都是客观存在，电场线和磁感线也是客观存在B．电场和磁场都具有力的性质，不计重力的电荷在电场和磁场中一定受到力的作用C．电源电动势在数值上等于电路断开时，电源两极间电压D．电流元在磁场中受磁场力为零时，此处磁感应强度也为零14．相互靠近的两条直导线互相垂直，如图所示，两导线中电流I1＞I2，要使A点的磁场增强且方向垂直纸面向里，则应()A．保持I1不变，增强I2B．保持I2不变，增强I1C．I1和I2都增强D．增强I1，减弱I215．《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。”结合上述材料，下列说法正确的是（）A．材料说明地球能产生的磁场，使得磁针指南B．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合C．材料说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象16．如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b（截面可视为点）．a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x．当两细棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止（近似认为b在a处产生的磁感应强度处处相等，且与到b的距离成反比），则下列说法正确的是（

）A．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上B．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为C．电流不变，若使b向上平移，a仍可能在原处保持静止D．电流不变，若使b向下平移，a将不能在原处保持静止二、填空题17．如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，则可以判断电源的_____端为正极，_____端为负极。（均选填“c”或“d”）18．地球是一个大磁体，其周围存在磁场．地磁场的北极在地理_____附近，（填“北极”或“南极”）地磁场的南极在地理_____附近（填“北极”或“南极”）．地球的地理两极与地磁两极并不重合，其间的交角称为地磁偏角．19．如图，右手握住通电直导线，让伸直的拇指方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向。20．历史上对地磁场的形成有这样一种看法：我们居住的地球是一个带电星球，它带的电荷量约为。由于地球自西向东旋转，会形成许多环形电流，如图所示。由此猜想地球带的是________（选填“正”或“负”）电。三、综合题21．将图中的电磁铁连入设计的电路中（请在虚线框内完成电路图），要求：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱（2）使小磁针静止时的指向如图所示。22．如果你在森林里迷路了，而身边有一个指南针，但上面关于南、北极的标记都脱落了，好在还有备有电池的手电筒和一段导线。你有什么办法能确定指针的南、北极?23．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置，三根导线及坐标原点恰好位于边长为a的正方形的四个点上，L1与L2中的电流均为2I，方向均垂直于纸面向外，L3中的电流为I，方向垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度（式中k为常量）。求原点O处的磁感应强度B的大小和方向。24．如图所示是录音磁头的工作原理图。录音时，磁带上一层磁性材料通过磁头的作用被磁化成类似于图中的小磁体，从而记录声音。请根据图中小磁体的极性标出此时磁头线圈中电流的方向。参考答案：1．A【解析】【详解】根据安培定则可知，用右手握住通电线圈，四指为电流方向，大拇指为通电线圈中心轴线磁场方向，可知线圈里面磁场垂直纸面向里，线圈外面磁场垂直纸面向外，故小磁针极的指向是垂直纸面向外，故A正确，BCD错误。故选A。2．B【解析】【详解】AB．由磁感线的疏密可知，磁感线越密，磁感应强度越大，即M点的磁感应强度小于N点的磁感应强度，故A错误，B正确；CD．某点的切线方向就是该点的磁场方向，即M、N两点的磁场方向不相同，N点的磁场方向是该点的切线方向，故CD错误。故选B。3．D【解析】【详解】磁感线在磁体的外部是从磁体的N极到S极；在磁体的内部是从S极到N极，选项A错误；铁屑在磁场中规则排列组成的曲线可模拟磁感线，但为了描述磁场，在实验的基础上，利用建模的方法想象出来的磁感线，磁感线并不客观存在．故BC均错误．磁感线的疏密可以反映磁场的强弱，磁感线越密集则磁场越强，选项D正确；故选D.4．D【解析】【详解】电子不断从Q运动到P，形成由P到Q的电流，产生磁场，根据安培定则判断可以知道，小磁针所在处磁场方向向外，则N极受到向里外的磁场力，S极受到向里的磁场力，所以N极向纸外，S极向纸内旋转。故选D。5．D【解析】【详解】电流的周围存在磁场是奥斯特发现的，这是电流的磁效应，图中电流产生的磁场垂直纸面向里，所以小磁针N极受到向里的磁场力，则小磁针N极垂直转向纸内，故ABC错误，D正确。故选D。6．B【解析】【详解】A．法拉第提出了场的概念，奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；B．伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，选项B正确；C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C错误；D．自然界中的电荷只有两种，富兰克林将它们命名为正电荷和负电荷，选项D错误。故选B。7．C【解析】【详解】①②．通电直导线周围产生的磁场由安培定则，右手握住导线，大拇指指向电流方向，则四指弯曲的方向为磁场方向，故①正确，②错误；③④．场源为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，右手螺旋定则判断出③错误，④正确。故选C。8．C【解析】【详解】因地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，则小磁针静止N极指向地理的北极附近。故选C。9．C【解析】【详解】根据安培定则可知，螺线管内磁场方向水平向左，则当小磁针静止时其N极指向为水平向左。故选C。10．D【解析】【详解】A项：电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故A正确；B项：最早提出场概念的物理学家是法拉第，并直观地描绘了场的图象，故B正确；C项：库仑通过扭秤实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律，故C正确；D项：奥斯特先发现电流周围存在磁场，故D错误．11．D【解析】【详解】安培提出了分子电流假说，选项A正确；奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，选项B正确；密立根最早测出了元电荷e的数值，选项C正确；法拉第最早引入电场的概念，并提出用电场线表示电场，D错误．此题选择不正确的选项，故选D.12．D【解析】【详解】试题分析：根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比，得出各电流在O点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大约方和向．解：假设Ia=Ic=Id=Ib，则根据矢量的合成法则，可知，b、d两棒产生的磁场为零，则由a、c两棒产生的磁场方向，由右手螺旋定则可知，o指向d；而如今，Ia=Ic=Id＜Ib，则由a、c两棒产生的磁场方向，由右手螺旋定则可知，o指向d；而根据矢量的合成法则可知，b、d两棒产生的磁场方向：o指向a；所以再由矢量合成法则可知，a、b、c、d长直通电导线在O点产生合磁场的方向：由O点指向aod区域，故D正确，ABC错误；故选D点评：考查磁感应强度B的矢量合成法则，会进行B的合成．13．C【解析】【分析】电场与磁场都是客观存在的特殊物质,电场线和磁场线是人们为形象地描述电场和磁场而引入的，不是客观存在的;电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;磁感应强度B描述磁场强弱和方向的物理量，与放入磁场中的电流元无关，由磁场本身决定.【详解】A、电场线和磁场线是人们为形象地描述电场和磁场而引入的，不是客观存在的;故A错误.B、电荷在电场中的电荷一定受到电场力的作用,静止的电荷处于磁场中不受到洛伦兹力;故B错误.C、根据闭合电路欧姆定律得知，电源的电动势等于内外电压之和，当外电路断开时，电源电动势在数值上等于电源两极间电压;故C正确.D、若导线与磁场平行，则磁场力为零；所以安培力为零时，不能说明磁感应强度为零;故D错误.故选C.【点睛】本题综合考查电场与磁场,电场力与洛伦兹力,电动势,磁感应强度等概念,重点在于概念的辨析.14．BD【解析】【分析】由右手螺旋定则确定出电流I1和电流I2在A点产生的磁场方向，由此确定A点的合磁场方向，再根据电流越大，产生的磁场越大进行分析．【详解】电流I1和电流I2在A点产生的磁场方向相反，由于I1>I2，所以A点的合磁感应强度方向垂直纸面向里.为使A点磁场增强，必须使I1的磁场增强或减弱I2的磁场，所以B、D正确.15．ABD【解析】【详解】“磁石磨针锋”，指的是磁化现象；针磁化成为一个小磁体，能指南，说明受到磁场的作用，周围没有其他的磁体，只能是地球产生的磁场，说明地球是个巨大的磁体；“指南，然常微偏东，不全南也（不是正南方向）”，说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，存在着磁偏角。材料未能说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行。故选ABD。16．ACD【解析】【详解】A.通电导体b处于通电导体a的磁场中，由右手螺旋定则可得通电导体b处于竖直向上的磁场中，故A正确;B.当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为45°，则大小，故B错误；C.题意可知，重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，故C正确；D.当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故D错误；故选ACD.【点睛】学会区分左手定则与右手螺旋定则，前者是判定安培力的方向，而后者是电流周围磁场的方向，并学会受力分析，同时掌握力的合成与分解的法则．17．

c

d【解析】【详解】[1][2]小磁针的N极水平向右，知螺线管内部的磁场方向向右，根据右手螺旋定则知，电流在螺线管中的方向从c到d，则c端为电源的正极，d为电源的负极18．

南极

北极【解析】【详解】解：地球是一个大磁体，其周围存在磁场，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，地理的南北极与地磁的南北极并不重合；故答案为南极、北极．【点评】本题应明确：（1）地球是个巨大的磁体，地球的周围存在着磁场，任一点的磁场方向是不变的．（2）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近．但并不是完全重合的．19．磁感线【解析】【详解】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。20．负【解析】【分析】【详解】地球自西向东旋转，形成许多环形电流，使地球的地理北极附近出现地磁南极，地球的地理南极附近出现地磁北极，由安培定则判断可知，环形电流的方向与地球自转方向相反，若该环形电流是地球所带电荷量形成的，则地球带的是负电荷。21．(1)电路能改变电磁铁磁性的强弱，对于确定的电磁铁，铁芯和匝数一定，只能改变电流的大小，在电路在改变电流的大小的器材是