13.1 磁场 磁感线 综合训练（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15题）1．某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是（）A．M点的切线方向和该点的磁场方向垂直B．M点的磁场比N点的磁场弱C．M点的磁场比N点的磁场强D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同2．如图所示为奥斯特关于电和磁的关系实验记录，关于奥斯特实验的现象和结论，下列说法正确的是A．实验过程中小磁针偏转是由电磁感应现象引起的B．奥斯特根据小磁针在通电导线周围发生偏转，得出通电导线周围存在磁场C．在静止的磁针上方平行放置一通电导线，小磁针不会发生偏转D．在静止的磁针上方无论如何放置通电导线，小磁针都能够发生偏转3．如图，绝缘的水平面上，两固定的相互平行的长直导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，关于O点磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（）A．大小为0 B．大小不为0C．方向垂直纸面向里 D．方向垂直纸面向外4．关于磁感线，下列说法中正确的是（）A．磁感线是实际存在于磁场中的线B．磁感线是一条条不闭合的曲线C．磁感线有可能出现相交的情况D．磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致5．小李同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，接通电路前小磁针指向是垂直于纸面方向，当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，如图所示，则下列判断正确的是()A．导线A端接电池负极B．小磁针所在位置的磁场方向水平向左C．若小磁针放在电磁铁正下方，则电路接通后小磁针N极会向右偏D．若小磁针放在电磁铁左侧，则电路接通后小磁针N极仍向左偏6．在物理学的发展中，有许多科学家做出了重大贡献，下列说法中错误的是A．第谷通过天文观测发现了行星运动的规律B．密立根通过油滴实验测出了元电荷C．法拉第不仅提出了场的概念，而且利用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场D．安培定则也叫右手螺旋定则7．下列说法中，正确的是A．电场线与磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下C．电场线和磁感线都不是不闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布越密的地方，同一通电导线所受的磁场力也越大8．理论研究表明，无限长通电直导线磁场中某点的磁感应强度可用公式表示，公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离．若两根相距为L的无限长通电直导线垂直x轴平行放置，电流强度均为I，如图所示．能正确反映两导线间的磁感应强度B与x关系的是图中的（规定B的正方向垂直纸面向里）(

)A． B． C． D．9．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．安培 C．法拉第 D．赫兹10．如下图所示，其中正确的是(

)A． B．C． D．11．下列图像中，小磁针静止时的方向正确的是（）A． B． C． D．12．如图所示，纸面内半径为r、圆心在O点的圆，其外切正三角形ABC的边BC与圆相切于M点。三根平行长直通电导线分别在A、B、C三点垂直纸面固定，电流的大小均为I。已知通有电流I的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小（其中k常量），则M点的磁感应强度为（）A．，方向垂直纸面向里 B．，方向由M指向BC．，方向垂直纸面向里 D．，方向方向由M指向B13．如图所示，通电直导线和闭合矩形线圈abcd在同一平面内，现让矩形线圈绕cd轴转动180°到虚线框位置，则（）A．转动过程中穿过线圈平面的磁通量先变小后变大B．初、末两个状态穿过线圈的磁通量一样C．如果直接将线圈平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量与绕cd转动时一样D．如果让线圈以通电导线为轴转动，穿过线圈平面的磁通量大小不变14．下列说法正确的是A．电场线越密集的地方电场越强，磁感线越密集的地方磁场也越强B．磁场和电场一样，也是一种物质C．静电场中的电场线是不闭合的，磁感线也是不闭合的D．电场线某点的切线方向表示该点电场方向，磁感线某点的切线方向也表示该点的磁场方向15．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”，进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图．结合上述材料，下列说法中正确的是（）A．地理南、北极与地磁场的南、北极不完全重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．指南针能够指向南北，说明地球具有全球性的磁场二、填空题16．1820年,丹麦物理学家____________发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的内在联系,这一发现启发了许多物理学家的逆向思考：既然电能生磁,那么磁也能生电。17．如图所示，E、F分别表示蓄电池的两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端，则分析可知F为蓄电池__________（选填“正极”或“负极”），螺线管内的磁场方向__________（选填“由Q指向P”或“由P指向Q”）．18．安培定则（1）直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与______方向一致，弯曲的四指所指的方向就是______环绕的方向，如图甲。（2）环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与______的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上______的方向，如图乙。（3）通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟______方向一致，拇指所指的方向就是螺线管______磁感线的方向，或拇指指向螺线管的______极，如图丙。19．在图所示的情况中，电源的端为___________极（填“正”或“负”），在通电螺线管中的点放一小磁针，它的北极受力方向为___________（填“向左”或“向右”）。三、综合题20．查阅资料，了解明代伟大的航海家郑和利用罗盘导航，访问了亚非哪些国家。21．通电直导线附近的小磁针如图所示，请标出导线中的电流方向。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。23．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?参考答案：1．C【详解】A．M点的切线方向和该点的磁场方向相同，选项A错误；BC．磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，选项B错误，C正确；D．磁感线的切线方向是磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，选项D错误。故选C。2．B【详解】试题分析：奥斯特根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应，小磁针的偏转是由于磁场引起的，不是由电磁感应现象引起的，故A错误，B正确；赤道处的磁场方向从南向北，电流方向沿东西方向，根据安培定则，电流的磁场方向也是沿南北方向，所以小磁针不会发生偏转，故CD错误．3．A【详解】根据安培定则可知，左侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向里，右侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向外，由于导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，则O点磁感应强度为0。故选A。4．D【详解】磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故A错误．在磁体的内部，磁感线从磁体的S出发回到N极；而外部则是从磁体的N极出发回到S极，构成闭合曲线，故B错误；若两条磁感线可以相交，则交点处就可以做出两个磁感线的方向，即该点磁场方向就会有两个，这与理论相矛盾，因此磁感线不能相交，故C错误．磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致；故D正确；故选D．5．B【详解】AB．当接通电路后，放在其上方的小磁针N极立即转向左侧，所以小磁针处的磁场的方向向左，通电螺线管产生的磁场的方向向右，铁钉右端为电磁铁的N极。所以螺旋管外侧的电流的方向向下，即漆包线内电流由A流向B，导线A端接电池正极，故A错误，B正确；CD．根据安培定则可知，若小磁针放在电磁铁正下方，该处的磁场方向同样向左，则电路接通后小磁针N极会向左偏，若小磁针放在电磁铁左侧，则电路接通后小磁针N极向右偏，故CD错误。故选B。6．A【详解】开普勒根据第谷通过天文观测数据的研究发现了行星运动的规律，选项A错误；密立根通过油滴实验测出了元电荷，选项B正确；法拉第不仅提出了场的概念，而且利用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场，选项C正确；安培定则也叫右手螺旋定则，选项D正确；此题选择错误的选项，故选A.7．B【详解】A、磁感线和电场线都是人们为形象描述场而假想的，并不是实际存在的故A错误；B、根据地球的磁场的特点可知，地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下故B正确；C、磁感线是闭合的曲线，而静电场的电场线是从正电荷无限远出发终止于无限远负电荷的不闭合的曲线，故C错误．D、电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布越密的地方，同一通电导线所受的磁场力不一定越大，还与导线与磁场的方向之间的关系有关，故D错误．故选B8．A【详解】根据安培定则可知，左侧通电直导线在两通电直导线间的磁场方向垂直纸面向里，右侧通电直导线在两通电直导线间的磁场方向垂直纸面向外，又由于两导线中电流大小相等，，因此在两根导线中间位置合磁场为零，从中点向两边合磁场越来越强，左边的合磁场垂直纸面向里，为正值，右边的合磁场垂直纸面向外，为负值．故A正确．故选A。9．A【详解】首先观察到电流磁效应现象的物理学家是奥斯特；A．奥斯特，与结论相符，选项A正确；B．安培，与结论不相符，选项B错误；C．法拉第，与结论不相符，选项C错误；D．赫兹，与结论不相符，选项D错误；故选A.10．A【详解】试题分析：小磁针N极的指向就是该处磁场的方向，由图可知A正确故选A11．C【详解】A．根据磁极间的相互作用规律可知，A项中小磁针N极方向不可能水平向右，故A错误；B．根据右手螺旋定则可知，环形导线在中心轴线上产生的磁场方向垂直纸面向外，小磁针N极应该指向纸外，故B错误；C．C项中直导线产生的磁场的磁感线应该是顺时针方向从上向下看，与小磁针的N极指向相同，故C正确；D．D项中螺线管内部的磁感线向左，小磁针的N极应该指向左边，故D错误。故选C。12．D【详解】由几何关系，B、C两点与M点的距离相等，B、C两点的电流分别在M点产生的磁感应强度大小相等，由安培定则，B、C两点的电流分别在M点产生的磁场方向是竖直向上和竖直向下，B、C两点的电流在M点的合磁感应强度的大小为0由几何关系，C点与M点的距离为A点的电流在M点产生的磁感应强度的大小为由安培定则，A点的电流在M点方向由M指向B，则M点的磁感应强度为，方向方向由M指向B。故选D。13．AD【详解】AB．根据通电直导线周围的磁感线分布可知，如果让矩形线圈绕cd轴转动到虚线框位置，则穿过线圈的磁通量先减小到零，后反向增大，也就是说初、末两个状态穿过线圈的磁通量大小相等，但是方向相反，B错误，A正确；C．直接将线圈平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量与绕cd转动时大小一样，但是方向相反，C错误；D．根据通电直导线周围的磁感线分布可知，如果让线圈以通电导线为轴转动，穿过线圈平面的磁通量大小不变，D正确。故选AD。14．ABD【详解】电场线与磁感线的疏密均表示场的强弱，电场线越密的地方，电场强度越强，磁感线越密的地方磁场越强，故A正确；电场和磁场一样，都是一种客观存在的物质，电荷的周围存在电场，电流或磁体的周围存在磁场，故B正确；静电场中的电场线不是闭合的，而磁感线是闭合的曲线，故C错误；电场线某点的切线方向表示该点电场方向，磁感线某点的切线方向也表示该点的磁场方向，故D正确；故选ABD.15．ABD【详解】A．地理南、北极与地磁场的南、北极不完全重合，选项A正确；B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，选项B正确；C．由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；D．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，地磁场是南北指向的，故D正确。故选ABD。16．奥斯特【详解】丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的内在联系,这一发现启发了许多物理学家的逆向思考：既然电能生磁,那么磁也能生电。17．

正极

Q指向P【详解】小磁针N极偏向螺线管Q端，则螺线管的P端为N极，根据安培定则可知，F为蓄电正极，螺线管内的磁场方向由Q指向P．18．

电流

磁感线

环形电流

磁感线

电流

内部

N【详解】（1）直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图甲。（2）环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图乙。（3）通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图丙。19．

正

向左【详解】从小磁针南北极的方向可知，螺线管的右端相当于条形磁铁的极，螺线管的左端相当于条形磁铁的极，根据右手螺旋定则可以判断出电源的端为正极；在条形磁铁内部，磁感线由南极指向