13.1 《磁场 磁感线》 筑基提能同步练习高中物理必修第三册（人教版2019）（含答案）

第第页13.1《磁场磁感线》筑基提能同步练习高中物理必修第三册（人教版2019）一、筑基培根——建立物理观念1．如图所示，小磁针N极指向正确的是（）A． B．C． D．2．北宋《武经总要》记载，让铁鱼的头尾指向南北，先把铁鱼烧红，再将铁鱼放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，后让其在水中漂浮，制成指南鱼（鱼头指南），如图是指南鱼静止时的指向。下列判断正确的是（）A．指南鱼的鱼头应标注“S” B．指南鱼周围存在磁感线C．指南鱼不能吸引小铁针 D．指南鱼的鱼头磁性最弱3．下列关于图中的相关判断和描述正确的是（）A．甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方B．乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，再从负电荷回到正电荷形成闭合回路C．丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止D．丁图中如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转4．下列各图中，已标出电流I及其产生的磁场的磁感应强度B的方向，其中正确的是（）A． B．C． D．5．如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图箭头方向的电流后，则线圈（）A．静止不动 B．向左运动 C．无法确定 D．向右运动6．某磁场的磁感线如图所示，则下列说法正确的是()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7．地球也是个磁体，周围磁感线分布如图所示。地磁的南、北极与地理北、南极并不重合，存在磁偏角。结合上述材料，下列说法正确的是（）A．地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近B．地磁场的磁感线不闭合、不相交C．地球表面各处的地磁场方向与地面平行D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面东西放置时实验现象最明显二、能力发展——科学探究与思维8．如图，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的N极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（）A．向右飞行的正粒子束 B．向左飞行的正粒子束C．向右飞行的负粒子束 D．向左飞行的负粒子束9．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，则下列说法正确的是（）A．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小B．若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大C．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大D．若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小10．如图所示，在绝缘光滑水平面（图中未画出）上有P、Q两个轻质线圈，两线圈均固定。现将开关S闭合，待电路稳定后撤去对线圈Q的固定，使线圈Q可自由滑动，向左移动滑动变阻器R的滑片，该过程中（）A．线圈Q向左滑动 B．线圈Q向右滑动C．灵敏电流表G中有从a到b的电流 D．灵敏电流表G中有从b到a的电流11．关于磁场和磁现象，下列说法正确的是（）A．两根电流方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的B．在地球外部，赤道附近的地磁场强于南北极附近的地磁场C．回旋加速器加速带电粒子时既利用了电场也利用了磁场，粒子最后的速度由加速电压决定D．在磁场中，α粒子和β粒子不一定偏转，γ射线则一定不会偏转12．下列说法中正确的是（）A．安培分子电流假说可以解释电流间的相互作用力B．磁感线和磁场一样也是客观存在的C．一切磁现象都起源于运动的电荷D．根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极三、科学本质——质疑交流与创新13．如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为____A．N极 B．S极（2）通入充气泵的电流方向应该是____A．变化的 B．不变的（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。这种电磁铁的铁芯应该采用____A．软磁性材料 B．硬磁性材料14．小明根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在“重力”场。用假想的线描述重力场，如下图所示，最合理的是：；物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场（选填“强”或“弱”）。15．四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，方向如图所示。正方形对角线的交点为O，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为，方向为。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、该图中小磁针所在位置磁感线方向向上，因此小磁针N极指向上方，A符合题意；B、该图中小磁针所在位置磁感线方向水平向右，因此小磁针N极指向应向右，B不符合题意；C、根据图中所给磁感线方向可知，小磁针N极指向不是正下方，应指向右下方，C不符合题意；D、该图中小磁针所在位置磁感线方向沿磁感线水平向左，因此小磁针N极应指向左则，D不符合题意．故答案为：A．【分析】小磁针的N极方向为磁感线的切线方向，磁铁外部磁感线方向从N指向S极。2．【答案】A【解析】【解答】A、指南鱼的鱼头指向南极，鱼头的磁极应标注“S”，故A正确；

B、磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是客观存在，故B错误；

C、鱼形铁已经被磁化，是个磁体，磁体与磁体可以相互吸引，故C错误；

D、指南鱼是个磁体，类似条形磁铁，两极位置磁性最强，中间最弱，故D错误。

故答案为：A。

【分析】磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，不是客观存在。被磁化的物体能够吸引小铁针。条形磁铁，两极位置磁性最强，中间最弱。3．【答案】D【解析】【解答】A．地球赤道表面磁场方向指向北方，故A错误；

B．电场是由等量异种电荷产生的，电场线方向从正电荷到负电荷，不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路，故B错误；

C．条形磁铁的磁感线在磁铁外部从N极出发到S极，再从磁铁内部由S极回到N极，故C错误；

D．如果忽略地磁场，那么环形导线通电后，根据安培定则可知，其轴心磁场方向向外，则其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转，故D正确。

故答案为：D。

【分析】地球赤道表面磁场方向指向北方；熟悉等量异种电荷电场线分布；熟悉条形磁铁的磁感线分布；根据安培定则判断小磁针的运动方向。4．【答案】C【解析】【解答】A、由右手定则可知导线左侧磁感应强度方向向外，右侧向里，A错误。

B、根据右手定则可知电流垂直纸面向外时，磁感应强度方向为逆时针方向，B错误。

C、根据右手定则可知线圈产生的磁场方向为向上，C正确。

D、根据右手定则可知通电螺线管的右侧为N极，左侧为S极，D错误。

故答案为：C

【分析】根据右手定则判断通电直导线和通电环形导线所产生的磁场方向。5．【答案】D【解析】【解答】根据右手螺旋定则，环形电流可以等效成条形磁铁，环形电流左侧相当于条形磁铁的N极，右侧相当于条形磁铁的S极，由同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引知，线圈将向右运动，D正确，ABC错误。

故答案为：D。

【分析】本题考查环形电流产生的磁场，将环形电流等效成条形磁铁，由同性相斥异性相吸判断线圈的运动。6．【答案】C【解析】【解答】AD．磁感线上某点切线方向即为该点磁场方向，由图可知，M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，故AD错误；

BC．根据磁感线的疏密程度表示磁场强弱可知，磁感线越密处磁场越强，由图可知，M点的磁场比N点的磁场强，故B错误，C正确。

故选C。

【分析】磁感线上某点切线方向即为该点磁场方向；磁感线的疏密程度表示磁场强弱可知，磁感线越密处磁场越强。7．【答案】A【解析】【解答】A、地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近，故A正确；

B、地磁场的磁感线是闭合的曲线、不相交，故B错误；

C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面各处的地磁场方向都与地面平行，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，通电导线相对水平地面南北放置时实验现象最明显，故D错误；

故答案为：A。

【分析】地磁场的磁感线是闭合的曲线、不相交，地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近。8．【答案】A,D【解析】【解答】小磁针静止时N极所指的方向为小磁针所在处的磁场方向，根据题意知，磁针的N极向纸内偏转，说明小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向里，由右手螺旋定则知，小磁针上面的等效电流方向水平水平向右，所以，可能是一束带正电的离子由左向右沿水平方向平行飞过磁针上方，也有可能是一束带负电的离子由右向左沿水平方向平行飞过磁针上方，AD正确，BC错误。

故答案为：AD

【分析】本题考查直线电流产生的磁场特点，带电粒子束定向直线移动，相当于直线电流，小磁针处于直线电流下方，通过磁针的偏转情况判断磁针所在位置的磁场方向，结合右手螺旋定则知直线电流的方向水平向右，从而得出粒子束可能是向右飞行的正粒子束，也可能是向左飞行的负粒子束。9．【答案】A,C【解析】【解答】若将a接电源正极，b接电源负极，根据右手定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向上的排斥力，磁铁的S极受到向下的吸引力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向上的排斥力大于磁铁S极受到的向下的吸引力，所以弹簧称示数将减小；同理，若将a接电源负极，b接电源正极，螺线管上端为S极，处于螺旋管内部的磁铁的N极受到向下的吸引力，磁铁的S极受到向上的排斥力，但是螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，所以磁铁N极受到的向下的吸引力大于磁铁S极受到的向上的排斥力，所以弹簧称示数将增大，AC符合题意，BD不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】由右手螺旋定则判断通电后的螺旋管的N、S极，得出磁铁的N、S极受到作用力的方向，再根据螺旋管内部的磁感应强度大于螺旋管外部的磁感应强度，分析磁铁整体受到的磁场力方向，确定弹簧秤的示数变化。10．【答案】B,C【解析】【解答】AB．当滑片向左滑动时，导致接入电路中的电阻减小，则流过线圈P的电流增大，线圈P产生的磁场增大，所以穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量增大，线圈Q将向右运动，A不符合题意，B符合题意；CD．根据安培定则，线圈P产生的磁场的方向向右，滑片向左滑动时，则向右穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可得灵敏电流表G中有从a到b的电流，C符合题意，D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】当滑动变阻器的滑片向左滑动时，利用电路的动态分析以及冷西定律和磁通量的表达式判断线圈Q的运动方向；结合安培定则以及楞次定律得出电流表中的电流方向。11．【答案】A,D【解析】【解答】A．两根电流方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的，A符合题意；B．地磁场的地磁两极在地理两极附近，可知在地球外部，赤道附近的地磁场弱于南北极附近的地磁场，B不符合题意；C．回旋加速器加速带电粒子时既利用了电场也利用了磁场，当粒子在磁场中运动半径等于D形盒半径时，粒子具有最大速度，则有qvm联立解得v可知粒子最后的速度不是由加速电压决定，C不符合题意；D．在磁场中，如果α粒子和β粒子的运动方向与磁场方向平行，则α粒子和β粒子不受洛伦兹力，不发生偏转，γ射线不带电，所以在磁场中一定不会偏转，D符合题意。故答案为：AD。

【分析】两根电流方向相同的长直导线相互吸引是通过磁场实现的。回旋加速器加速带电粒子最后的速度不是由加速电压决定。12．【答案】C,D【解析】【解答】A．安培分子电流假说可以解释磁现象的本质，A不符合题意；B．磁场是客观存在的，磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，B不符合题意；C．根据安培的分子电流假说，一切磁现象都起源于运动的电荷，C符合题意；D．根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极，D符合题意。故答案为：CD。

【分析】安培分子电流假说是用来解释磁现象的。磁感线是人们为了描述磁场而假想的。根据安培分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体被磁化，两端形成磁极，并且一切磁现象都起源于运动的电荷。13．【答案】（1）B（2）A（3）A【解析】【解答】（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，根据安培定则，小磁铁的上端为S极。

故答案为：B。

（2）小磁铁磁场方向一定，通过电磁铁的电流方向不同，电磁铁的磁场方向不同，弹性金属片带动连杆向上运动，橡皮碗体积不断变化