13.1 磁场磁感线 同步训练（含详解）-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14题）1．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=2mgC．FN>2mg D．mg<FN<2mg2．下列说法中正确的是A．只有磁铁周围才有磁场B．电荷的周围一定有电场和磁场C．永久磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种不同的磁场D．电流能产生磁场说明电和磁是有联系的3．在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向取磁感线方向其对应错误的是A． B． C． D．4．如图所示，水平放置的直导线通有向右的电流，则直导线正下方P点的磁场方向是（）A．垂直纸面向里B．垂直纸面向外C．平行纸面向左D．平行纸面向右5．相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题．19世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点．英国的迈克尔·法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念．1838年，他用电力线(即电场线)和磁力线(即磁感线)形象地描述电场和磁场，并解释电和磁的各种现象．下列对电场和磁场的认识，正确的是A．法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的B．在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动C．磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的6．一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为（）A．水平向北 B．水平向南 C．竖直向上 D．竖直向下7．物理学中，等效法是指在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、容易的、易处理的问题的一种方法，以下没有运用此方法的是（）A．力的合成B．运动的分解C．认为物体的重力作用在重心上D．用磁感线形象地描述磁场8．如图所示的直线电流磁场的磁感线分布图中，正确的是（）A． B．C． D．9．物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。如图南北方向放置的直导线正下方有一静止的小磁针，当导线通入由南向北的电流时观察到小磁针偏转，则小磁针()A．N极会垂直纸面向里偏转B．N极会沿纸面内向上偏转C．对通电直导线无力的作用D．转动方向与电流方向无关10．物理学对人类文明进步做出了积极的贡献，成为当代人类文化的一个重要组成部分．关于物理学发展过程，下列说法中不正确的是（

）A．自然界的电荷有很多种，英国物理学家卡文迪许把其中两种命名为正电荷和负电荷B．法国物理学家库仑发现电荷间的相互作用力的关系，并测得静电力常量C．法国物理学家安培提出了安培分子电流假说D．丹麦物理学家奥斯特发现电流周围的小磁针发生偏转，发现了电流的周围存在磁场11．六根绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内且磁通量最大的区域是哪一个（

）A．Ⅰ B．ⅡC．Ⅲ D．Ⅳ12．如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有a、b两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外（未画出）。若通电导线在a点产生的磁感应强度大小为，则（）A．a点磁感应强度大小为B．b点磁感应强度大小为C．a、b两点磁感应强度大小不同、但方向相同D．a点磁感应强度方向垂直纸面向里13．如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明()A．小磁针感知到了电流的磁场B．小磁针处磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处磁场方向垂直纸面向外D．若把小磁针移走,该处就没有磁场了14．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（

）A．磁感线和电场线都是一些互相平行的直线B．磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱二、填空题15．如图所示，放在通电螺线管内部中央处的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的a端为_____极（填“正”或“负”），螺线管的c端为_____极．（填“N”或“S”）16．如图，甲、乙两处有一处是电源，另一处是用电器，在中间用小磁针测试，发现P处小磁针N极指向纸外，Q处磁针N极指向纸里，则____处是电源（选填“甲”或“乙”），R2中电方向____（选填“向右”或“向左”）17．某同学利用如图所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后归纳得出初步结论。比较甲、乙两图可知：___________。比较甲、丙两图可知：___________。18．如图所示，甲图中的小磁针上有一直导线通以图中所示方向的电流时，小磁针北极N将向_______（填“纸内”或“纸外”）偏转；乙图中环形导线接上如图所示的直流电源时，环中小磁针的北极N将向_________（填“纸内”或“纸外”）偏转；丙图中通电螺线管旁的小磁针位置如图所示，则电源的左端是_______极．三、综合题19．把小磁针放在磁场中，磁场的磁感线如图所示，说明该磁场的特点，小磁针将怎样转动？它最终停在哪个位置？20．磁的应用非常广泛，不同的人对磁应用的分类也许有不同的方法。请你对磁的应用分类，并每类举一个例子。21．电路没接通时两个小磁针方向如图所示，试确定电路接通后两个磁针的转向及最后的指向。22．直导线（横截面）通电瞬间，小磁针的转动方向如图所示，在图中标出直导线中的电流方向。参考答案：1．B【详解】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，再由牛顿第三定律知，B对C的压力大小也是2mg。故选B。2．D【详解】A、磁铁与通电导线周围存在磁场，故A错误；B、电荷的周围一定有电场，电荷运动时，才会产生磁场，故B错误；C、根据分子电流假说可知，永久磁铁的磁场与电流周围的磁场是同一磁场，故C错误；D、由电流的磁效应与电磁感应现象可知，电与磁有联系，故D正确；3．B【详解】如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线的方向，如果已知小磁针的指向，那么小磁针N极所指的方向就是磁感线的方向。A．根据小磁针静止时N极所指的方向就是磁感线的方向，故A正确；B．通电圆环在轴线上产生了由右向左的磁感线，小磁针静止时N极应该指向左侧，故B错误；C．根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向沿螺旋管轴线向右，故C正确；D．根据右手螺旋定则可知电流产生的磁场方向在圆环内部由内指向外，故D正确。由于本题选择错误的，故选B。4．A【详解】由安培定则知导线下方磁场垂直纸面向里。故选A。5．D【详解】A．电场和磁场均是客观存在的特殊物质；电场线和磁感线是人类为了形象地描述电场和磁场而引入的虚拟的线，实际并不存在，故A错误；B．电荷的运动取决于初速度和力的方向，故电场线不是电荷在电场中的轨迹，只有在点电荷的电场和匀强电场中由静止释放的带正电粒子(只受电场力)，才会沿着电场线运动，故B错误；C．根据左手定则可知，磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向垂直，故C错误；D．根据磁场的性质可知，通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，故D正确；故选D.6．C【详解】赤道处的地磁场方向从南向北，电流方向自西向东，根据左手定则，安培力的方向竖直向上。故选C。7．D【详解】A．在力的合成与分解中某一个力单独作用的效果和几个力共同作用的效果相同，这个力就是那几个力的合力，而这几个力就是那一个力的分力．故使用的研究方法是等效法，A不符合题意；B．在运动的合成与分解中合运动单独效果等于几个分运动共同作用的效果，故体现的研究方法是等效法，B不符合题意；C．重心是物体各部分所受重力的集中点，所以重心只是物体重力的等效作用点．C不符合题意；D．在研究磁现象时，引入“磁感线”的概念，是模型法，D符合题意。故选D。8．A【详解】ABC．根据右手螺旋定则，拇指指电流方向，弯曲的四指指磁场方向，可知磁场方向为逆时针，且靠近电流周围的磁场较大，故BC错误，A正确；D．根据右手螺旋定则，拇指指电流方向，弯曲的四指指磁场方向，可知磁场方向应为顺时针，且靠近电流周围的磁场较大，故D错误。故选A。9．A【详解】AB．若导线通入由南向北的电流时，根据安培定则可知小磁针处的磁场的方向垂直于纸面向里，所以小磁针的N极会向垂直纸面向里偏转。故A正确B错误；C．因为力的作用是相互的，故小磁针对通电直导线也有力的作用，故C错误；D．若导线通入由北向南的电流时，根据安培定则可知小磁针处的磁场的方向垂直于纸面向外，所以小磁针的N极会向垂直纸面向外偏转。故转动方向与电流方向有关。故D错误。故选A。10．A【详解】A．自然界的电荷有很多种，美国物理学家富兰克林把其中两种命名为正电荷和负电荷，选项A错误；B．法国物理学家库仑发现电荷间的相互作用力的关系，并测得静电力常量，选项B正确；C．法国物理学家安培提出了安培分子电流假说，选项C正确；D．丹麦物理学家奥斯特发现电流周围的小磁针发生偏转，发现了电流的周围存在磁场，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.11．A【详解】以点代表磁场指向纸外，叉代表磁场指向纸内，根据安培定则分析可知，各导线在四个区域产生的磁场方向如表所示导线区域Ⅰ区域Ⅱ区域Ⅲ区域Ⅳ1点点点点2叉点点叉3叉叉叉叉4点点点点5叉叉点点6叉叉叉叉根据磁场的叠加可知，指向纸面内的磁场最强的区域是区域I，故A正确。故选A。12．BC【详解】由右手螺旋定则可知，直导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在b点产生的磁场垂直纸面向外，由叠加原理可知，a点磁感应强度大小为方向垂直纸面向外，由于a、b两点相对于导线对称，则b点磁感应强度大小为方向垂直纸面向外，故BC正确，AD错误。故选BC。13．AB【详解】当通入如图所示的电流时，发现小磁针偏转，说明电流周围存在磁场，即小磁针感知到了电流的磁场，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里，把小磁针移走，磁场仍然客观存在。故选AB。14．BD【详解】磁感线和电场线都可以是直线，也可以是曲线，且不一定是平行的，选项A错误；磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线，选项B正确；磁感线是闭合的曲线；电场线起始于正电荷，终止于负电荷或者无穷远，选项C错误；电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱，选项D正确；故选BD.15．

正

S【详解】螺线管内部的磁场方向水平向右，根据安培定则，知螺线管中的电流从左侧流进，右侧流出，实验a端为电源的正极．内部的磁场由S指向N，实验c端为S极或南极。16．

乙

向右【详解】由题意可知，发现P处小磁针N极指向纸外，Q处磁针N极指向纸里，根据右手螺旋定则可知，P处导线的电流方向向左，而Q处的导线电流方向B到A；根据电路知识，电源是提供电能，而用电器消耗电能，则可确定甲处是用电器，而乙处是电源；因此流过R2中电方向向右。17．

通电导体周围有磁场

通电导体周围的磁场方向与电流方向有关【详解】比较甲乙可知，乙图中小磁针没有动，而甲中小磁针发生了偏转，证明通电电流可以产生磁场；比较乙丙可知，两图电流反向后，小磁针的偏转也发生了变化，说明两次产生的磁场方向不同，故能说明磁场方向与电流方向有关。18．

纸内

纸外

正【详解】如图所示，甲图中的小磁针上有一直导线通以图中所示方向的电流时，据安培定则，直线电流在电流下方磁场垂直纸面向里，小磁针北极N将向纸内偏转；乙图中环形导线接上如图所示的直流电源时，据安培定则，环形电流在其环中心处产生的磁场方向垂直纸面向外，环中小磁针的北极N将向纸外偏转；丙图中通电螺线管旁的小磁针位置如图所示，螺线管中磁场方向向右，据安培定则可知电流的方向，据电流方向可知电源的左端是正极．19．小磁针将顺时针转动，最终小磁针的N极将指向左。【详解】小磁针的N极最终要指向磁场的方向