13.1磁场磁感应线同步练习--【新教材】人教版(2019)2024-2025高二物理必修第三册(含解析)

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13.1磁场磁感应线同步练习--【新教材】人教版(2019)2024-2025高二物理必修第三册(含解析)

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13.1磁场 磁感应线同步练习
梳理基础知识:
一、电和磁的联系
1.磁极之间的相互作用:同名磁极相互 ,异名磁极相互 .
2.奥斯特实验:把导线放置在小磁针的 ,通电时磁针发生了转动.
实验意义:奥斯特实验发现了电流的 ,即电流可以产生磁场,首次揭示了 的联系.
二、磁场
1.磁场:磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,是
通过 发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的
2.磁场的方向:物理学规定,在磁场中的某一点,小磁针静止时 所指方向就是该点磁场的方向.
三、磁感线
1.定义:磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,曲线上每一点的 方向都跟这点磁场的方向一致.
2.特点:①在磁体外部,磁感线从 极发出,进入 极;在磁体内部由 极回到 极.
②磁感线的疏密程度表示磁场的 ,磁感线越密的地方磁场越 ;磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致.
③磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.
④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线,并不真实存在.
3.几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示):
四、安培定则
1.直线电流的磁场
安培定则:如图甲所示,用 握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致, 所指的方向就是磁感线环绕的方向.
直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示.
2.环形电流的磁场
安培定则:如图甲所示,让右手 与环形电流的方向一致, 就是环形导线轴线上磁场的方向.
3.通电螺线管的磁场
安培定则:如图所示,用右手握住螺线管,让弯曲的四指与 一致,伸直的拇指所指的方向就是 上磁场的方向.
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱
环形电流
环内磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电螺 线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部磁场类似条形磁体的磁场,方向由N极指向S极
五、地磁场及其磁感线
1.地磁场
地球在地面附近空间产生的磁场,叫作地磁场,如图所示,地球实际上就是一个巨大的磁体,它也有两个磁极,分别是地磁南极和地磁北极.
2.对地磁场的理解
虽然地磁两极与地理两极并不重合,但它们的位置相对来说差别不是很大,因此,一般我们认为:
①地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理北极附近,地球的地理两极和地磁两极不重合,形成了 .
②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极,而竖直方向则南北相反,在南半球垂直地面 ,在北半球垂直地面 .
③在赤道平面上,距离地球表面高度相等的点,磁场的强弱相同,且方向均与地面平行.
例题1.下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁感线一定是直线 B.磁场不是客观存在的
C.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 D.只有磁铁周围才存在磁场
【答案】C
【详解】磁感线的闭合的曲线,磁场是客观存在的,磁极之间的相互作用是通过磁场发生的;磁铁和电流周围都存在磁场。
故选C。
例题2.(24-25高二上·全国)关于磁感线,下列说法中正确的是(  )
A.沿磁感线的方向,磁场逐渐减弱
B.磁铁周围磁感线的形状,与铁屑在它周围排列的形状相同,说明磁场呈线条形状,磁感线是磁场的客观反映
C.磁场中任意两条磁感线均不相交
D.磁感线类似电场线,它总是从磁体的N极出发,到S极终止
【答案】C
【详解】A.磁感线的疏密表示磁场的强弱,沿磁感线的方向,磁场不一定逐渐减弱,故A错误;
B.磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的线,并非磁场的客观反映,故B错误;
C.磁感线的切线方向表示磁场的方向,磁场中任意两条磁感线均不相交,故C正确;
D.磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极;在磁体的内部,磁感线是从磁体的S极出发,回到N极,形成闭合曲线,故D错误。
故选C。
例题3.(21-22高二·全国)如图所示的磁场中,稳定时小磁针位置正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】磁铁外部,磁感线由极指向极,而磁感线的切线方向就是小磁针静止时N极所指方向。
故选A。
例题4.(24-25高二上·山东聊城·阶段练习)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了∶“方家(术士)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图如图所示。结合上述材料,下列说法正确的是(  )
A.地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B.因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导线东西放置时实验现象最明显
C.结合地球自转方向,可以判断出地球是带负电的
D.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理南极附近
【答案】C
【详解】A.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,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故A错误;
B.根据安培定则可知,导线的磁场方向与导线电流的方向垂直,可知因地磁场影响,在进行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显,故B错误;
C.地球自转方向自西向东,地球的南极是地磁场的北极,由安培定则判断可知地球是带负电的,故C正确;
D.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,故D错误。
故选C。
A组基础训练题
一、单选题
1.在直导线AB中通一自A向B方向的电流,则电流接通后,悬挂在直导线正上方的小磁针(  )
A.N极向纸里,S极向纸外旋转 B.N极向纸外,S极向纸里旋转
C.在纸面内顺时针旋转 D.在纸面内逆时针旋转
2.如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针,直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的影响,则小磁针( )
A.保持不动 B.N极向下转动
C.N极将垂直于纸面向外转动 D.N极将垂直于纸面向里转动
3.如图所示,当导线中通有电流时,小磁针发生偏转.这个实验说明了
A.通电导线周围存在磁场
B.通电导线周围存在电场
C.电流通过导线时产生焦耳热
D.电流越大,产生的磁场越强
4.如图所示,把一根直导线平行地放置在小磁针上方,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。发现这个实验现象的物理学家是(  )
A.安培 B.奥斯特
C.法拉第 D.爱因斯坦
5.为了形象地描述磁场,人们引人了磁感线。关于磁场和磁感线的描述,下列说法正确的是(  )
A.磁感线不一定是闭合曲线
B.任意两条磁感线都不可能相交,但可能相切
C.磁场和磁感线都不是真实存在的,都可以通过用细铁屑来模拟
D.磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用
6.如图所示,左面是条形磁铁,a、b、c磁铁为轴线上的点,则(  )

A.a、b、c三点中,a点磁感应强度最大
B.a、b、c三点中,b点磁感应强度最大
C.a、b、c三点中,c点磁感应强度最大
D.a、b、c三点的磁感应强度比磁铁内部的磁感应强度大
7.如图是我国早期的指南针——司南,是把天然磁石磨成勺子的形状,把它放在水平光滑的“地盘”上,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南.”下列说法正确的是(  )
A.司南握柄端是磁石的北极
B.司南握柄端指向地磁场的南极
C.地磁场的北极在地理的北极附近
D.司南握柄端指南是由于受到地磁场的作用
8.下列关于磁场的说法中,正确的是(  )
A.磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的
C.磁极与磁极间是直接发生作用的
D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生
9.一束电子流沿水平方向自东向西运动,在电子流的正上方有一点,由于电子运动产生的磁场在该点的方向是( )
A.竖直向上
B.竖直向下
C.水平向南
D.水平向北
10.如图所示,完全相同的甲、乙两个通电圆环同轴平行放置,甲的圆心为O1,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有a、b、c三点,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此时a点的磁感应强度大小为B1,b点的磁感应强度大小为B2。现将甲撤去,则a点的磁感应强度大小为(  )

A.B2- B.B1- C.B1-B2 D.B1
二、多选题
11.下列有关物理方法和创新实验的叙述正确的是(  )
A.库仑发明了扭秤,巧妙而准确地测量出了电荷间的静电力
B.奥斯特发现了电流的磁效应
C.安培开创了科学实验之先河,测出了万有引力常数
D.法拉第发现了电磁感应现象,并制作了世界上第一台发电机
12.司南是中国古代辨别方向用的一种仪器,据近代考古学家猜测,司南是用天然磁铁矿石琢成一个杓形的东西,放在一个光滑的盘上,盘上刻着方位,可以辨别方向,如图所示下列说法正确的是(  )
A.司南可能仅具有一个磁极
B.司南的指向会受到附近铜块的干扰
C.司南能够指向南北,说明地球具有磁场
D.在司南正上方附近沿杓柄方向放置一直导线,导线通电时司南会发生偏转
13.当导线中分别通以图示方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里的是( )
A. B. C. D.
14.安培的分子电流假说可以用来解释下列哪些磁现象(  )
A.磁体在高温时失去磁性 B.磁铁经过敲击后磁性会减弱
C.铁磁类物质放入磁场后具有磁性 D.通电导线周围存在磁场
三、实验题
15.带铁芯的线圈看不清导线的绕向,为了了解导线的绕向,给你提供以下器材:小磁针(已知北极)、一节干电池、限流电阻、电键、导线若干。
(1)完成如图所示的方框中的实验示意图 ;
(2)将下面的步骤,按操作顺序排好(用字母表示) 。
A.根据螺线管的南北极,判断电流流向
B.闭合电键,小磁针发生偏转
C.根据电流流向,判断导线绕向
D.根据小磁针的偏转判断通电螺线管的南北极
16.如图所示,在“用研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中,M、N是通电螺线管轴线上的两点,且这两点到螺线管中心的距离相等.用磁传感器测量轴线上M、N之间各点的磁感应强度B的大小,并将磁传感器顶端与M点的距离记作x。
(1)如果实验操作正确,得到的图象应为下图中的( )
A. B.
C. D.
(2)请写出通电螺线管中轴线上各点磁感应强度大小随x变化的大致特点:
(3)如果实验中原闭合的螺线管突然断路,此刻螺线管内部的磁感应强度( )
A.一定为零 B.可能为零 C.保持不变 D.先变大,后变小
四、解答题
17.通过学习磁场和磁感线,某同学总结了如下几个结论。试判断这些说法是否正确,并简述理由。
(1)磁感线是铁屑组成的。
(2)磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线。
(3)磁场是看不见摸不着的,但是可以借助小磁针感知它的存在。
(4)地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到地球北极附近。
18.如图所示,、是两根在同一竖直平面内的长直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,小磁针与两根直导线静止在同一竖直平面内。当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极垂直于纸面向外转动,则导线中电流方向如何?导线中电流方向如何?若导线中电流方向是,如何才能使小磁针N极仍然垂直于纸面向外转动?
19.开关闭合前三个小磁针的方向如图所示,确定开关闭合时三个小磁针的转向及最后的指向。
20.如图所示,质量为m的一枚大头针用细线系住,被磁铁吸引保持静止,此时线与竖直方向的夹角为θ,问
(1)能否求得此时细线的拉力?
(2)现用燃烧的火柴给大头针加热,会有何变化?请说明原因。
B能力提升训练题
一、单选题
1.如下图所示,当开关S闭合后,小磁针指向不变的是(  )
A. B.
C. D.
2.如图所示,地球是一个磁体,相当于一个大条形磁铁,为了解释地球的磁性,安培在19世纪用分子电流假说进行了说明,认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的,下列说法正确的是(  )

A.用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向,看到它的磁极一般指向地理的正南北方向
B.地球磁体的N极位于地理的南极,地球磁体的S极与地理的北极重合
C.在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极
D.从地理北极向地理南极看,环形电流的方向沿逆时针方向
3.关于电流周围的磁感线分布情况,图中正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系,其中磁感线分布正确的是( )
A. B. C. D.
5.a、b、c是竖直平面内等腰直角三角形的三个顶点,边水平,d是中垂线上的一点且在a点下方,且,在b、c、d三点分别固定三根垂直于三角形所在平面的通电直导线,b、c处导线中的电流大小为I,d处导线中的电流大小为,方向如图所示。已知通电直导线在周围产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比,与到导线的距离成反比,a点的磁感应强度为0,则d导线电流的方向及到a的距离(  )
A.垂直于纸面向里,距离为 B.垂直于纸面向里,距离为
C.垂直于纸面向外,距离为 D.垂直于纸面向外,距离为
6.沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,结合材料,下列说法不正确的是(  )
A.“磁石磨针锋”,指的是磁化现象
B.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
C.材料说明地球的地理南北极与地磁南北极井不重合
D.在做奥斯特实验时,通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显
7.如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是(  )
A.a、b、c的S极都向纸里转
B.b的S极向纸外转,而a、c的S极向纸里转
C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转
D.b的S极向纸里转,而a、c的S极向纸外转
8.关于图所示的磁场,下列说法中正确的是(  )
A.磁场方向与小磁针静止时南极指向一致
B.若知道磁感应强度与线圈的面积,则可求出穿过这个面积的磁通量
C.、两点在同一磁感线上位置不同,但它们的强弱相同
D.磁感线不能相交
二、多选题
9.如图所示,小磁针的指向正确的是(  )
A. B.
C. D.
10.小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁,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。则此时(  )
A.漆包线A端接电池负极 B.铁钉内磁场方向向右
C.铁钉左端为电磁铁的N极 D.漆包线内电流由B流向A
11.如图所示,A、B、D三点均在通电螺线管的轴线上,A点在通电螺线管外部,B点恰好为螺线管的正中心,D点在通电螺线管内部,C点在螺线管的外部且位于B点正上方,下列说法正确的是(  )
A.A、B、D三点的磁场方向相同
B.螺线管的右侧相当于条形磁铁的N极
C.在C点放置的小磁针静止后,小磁针的N极指向右侧
D.B点的磁感应强度大于D点的磁感应强度
三、实验题
12.某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小磁针放在—个水平放置的螺线管的中心轴线上,如图所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角。已知该地地面处地磁场的磁感应强度的水平分量约为。
(1)在图上标明螺线管导线的绕向;
(2)可得出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为 (结果保留一位有效数字)。
四、解答题
13.如图所示,A为一根通电的长直导线,则
(1)在导线右侧区域磁场的方向和大小是怎样的?
(2)如图乙所示,若在虚线C右侧对称地再放一根与A平行的长直导线B,通以同方向等大电流,则区域磁场的方向和大小怎样变化?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
梳理基础知识答案:
一、电和磁的联系
1.磁极之间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
2.奥斯特实验:把导线放置在小磁针的上方,通电时磁针发生了转动.
实验意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系.
二、磁场
1.磁场:磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质
2.磁场的方向:物理学规定,在磁场中的某一点,小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向.
三、磁感线
1.定义:磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线,曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致.
2.特点:①在磁体外部,磁感线从N极发出,进入S极;在磁体内部由S极回到N极.
②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密的地方磁场越强;磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致.
③磁感线闭合而不相交,不相切,也不中断.
④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线,并不真实存在.
3.几种特殊磁体外部的磁感线分布(如图所示):
四、安培定则
1.直线电流的磁场
安培定则:如图甲所示,用右手握住导线,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.
直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示.
2.环形电流的磁场
安培定则:如图甲所示,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场的方向.
3.通电螺线管的磁场
安培定则:如图所示,用右手握住螺线管,让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向.
安培定则 立体图 横截面图 纵截面图
直线电流
以导线上任意点为圆心的多组同心圆,越向外越稀疏,磁场越弱
环形电流
环内磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电螺 线管
内部磁场为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极,外部磁场类似条形磁体的磁场,方向由N极指向S极
五、地磁场及其磁感线
1.地磁场
地球在地面附近空间产生的磁场,叫作地磁场,如图所示,地球实际上就是一个巨大的磁体,它也有两个磁极,分别是地磁南极和地磁北极.
2.对地磁场的理解
虽然地磁两极与地理两极并不重合,但它们的位置相对来说差别不是很大,因此,一般我们认为:
①地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理北极附近,地球的地理两极和地磁两极不重合,形成了磁偏角.
②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极,而竖直方向则南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.
③在赤道平面上,距离地球表面高度相等的点,磁场的强弱相同,且方向均与地面平行.
A组基础训练题答案
1.B
【详解】根据右手定则判断小磁针附近的磁场方向为垂直纸面向外,再根据小磁针的N极指向磁场方向,可知悬挂在直导线正上方的小磁针N极向纸外,S极向纸里旋转。故ACD错误;B正确。
故选B。
2.D
【详解】当通入向右的恒定电流时,根据右手螺旋定则可得小磁针位置处的磁场方向是垂直纸面向里,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极将垂直纸面向里偏转。
故选D。
3.A
【详解】当导线中通有电流时,小磁针发生偏转,这个实验说明了通电导线周围存在磁场,故选A.
4.B
【详解】奥斯特发现电流的磁效应,把一根直导线平行地南北方向放置在小磁针上方,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。B正确。
故选B。
5.D
【详解】A.由于自然界中不存在单独的磁极,所以磁感线一定是闭合曲线,故A错误;
B.磁场中某点的磁场方向是唯一的,且磁场方向沿磁感线或磁感线切线的方向,所以任意两条磁感线都不可能相交,也不可能相切,故B错误;
C.磁感线是为了使研究磁场更加直观而引入的假想的线,实际并不存在,可以通过用细铁屑来模拟,但磁场是实际存在的,故C错误;
D.磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用,故D正确。
故选D。
6.A
【详解】ABC.因a、b、c 三点离磁极越来越远,则磁感应强度依次减小,即,则 A正确,BC错误;
D.根据磁感线的分布可知,所有的磁感线都通过条形磁铁内部,故a、b、c三点的磁感应强度比磁铁内部的磁感应强度小,故选项D错误.
故选A。
点睛:考查磁场的基本知识,明确离磁极越近磁感应强度越大,知道磁感线的分布情况.
7.D
【详解】AD.地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质是一块磁铁,在地磁场的作用下,静止时其勺柄指向南方,即指向地磁的北极,根据地磁场的特点可知,握柄端是磁石的南极,A错误,D正确;
BC.地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近,故司南握柄端指向南极即地磁场的北极附近,BC错误。
故选D。
8.A
【详解】磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质,故A正确;磁场是传递磁极间相互作用的物质,是实际存在的,故B错误;磁极与磁极间是通过磁场发生作用的,故C错误;磁场是磁体及电流周围产生的;即使没有相互作用,磁场仍然存在,故D错误.所以A正确,BCD错误.
9.C
【详解】电子运动方向自东向西,所以产生的电流方向自西向东,由右手螺旋定则可知产生的磁场在该点的方向是水平向南。
故选C。
10.B
【详解】
甲乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,而b点的磁感应强度大小为B2,因此两环在b点产生的磁感应强度均为。甲环在a点和b点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,故甲环在a点产生的磁感应强度为,而a点的磁感应强度大小为B1,因此乙环在a点产生的磁感应强度为,因此撤去甲环后,a点的磁感应强度大小为。
故选B。
11.ABD
【详解】A.库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究,A正确;
B.奥斯特发现了电流的磁效应,B正确;
C.卡文迪许测出了万有引力常数,C错误;
D.法拉第发现了电磁感应现象,并制作了世界上第一台发电机,D正确。
故选ABD。
12.CD
【详解】A.磁极总是成对出现的,故司南不可能仅具有一个磁极,A错误;
B.铜不是磁性材料,故司南的指向不会受到附近铜块的干扰,B错误;
C.司南能够指向南北,说明地球具有磁场,C正确;
D.在司南正上方附近沿杓柄方向放置一直导线,因直导线下方的磁场与导线(杓柄)垂直,故导线通电时司南会发生偏转,D正确。
故选CD。
13.AB
【详解】AB.已知通电直导线中电流的方向,根据右手螺旋定则,可知A、B选项的图中小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时N极垂直纸面向里,A、B正确;
C.环形导线的电流方向如题图所示,根据右手螺旋定则,可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时N极垂直纸面向外,C错误;
D.根据右手螺旋定则,结合电流的方向,可知通电螺线管内部的磁场方向由右向左,则小磁针静止时N极指向左,D错误.
14.ABC
【详解】A.磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的,在高温时,分子电流的排布重新变得杂乱无章,故对外不显磁性,故A正确;
B.磁铁经过敲击后,分子电流的排布重新变得杂乱无章,部分分子电流产生的磁场相互抵消,故磁性减弱,故B正确;
C.铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的,对外显现磁性,故C正确;
D.通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的,即产生磁场的不是分子电流,故D错误。
故选ABC。
15. 见解析图 BDAC
【详解】(1)[1]实验示意图;
(2)[2]根据实验电路安排实验步骤为BDAC。
16. B 内部磁感应强度大,两边小 A
【详解】(1)[1]从外部逐渐靠近螺线管两端时,磁场逐渐增强,在螺线管内部,磁场基本上是匀强磁场,磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度,螺线管的磁场关于中点对称,由图示可知,图象B正确
故选B;
(2)[2]由图象B可知,螺线管的磁场特点是:轴线上各点的磁感应强度随x先增大后减小,通电螺线管中轴线上中心两侧对称点的磁感应强度大小基本相等,通电螺线管中轴线上中间有一段各点磁感应强度大小基本不变;
(3)[3]如果实验中原闭合的螺线管突然断路,螺线管中电流为零,螺线管内部没有磁场,磁感应强度为零
故选A。
17.(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析;(4)见解析
【详解】(1)不正确,磁感线是不存在的,磁感线是铁屑组成的说法错误。
(2)不正确,磁感线是不存在的,是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线。
(3)正确,磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在。
(4)正确,地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近。
18.见解析
【详解】根据安培定则,可知导线中电流方向是,导线中电流方向是时小磁针所在位置的合磁场方向为垂直于纸面向外,可以使小磁针N极垂直于纸面向外转动。若导线中电流方向是,由安培定则可知导线中电流在小磁针处的磁场方向为垂直于纸面向里,只有当导线中通过方向电流且大于导线中电流才能使小磁针处的合磁场方向垂直于纸面向外,小磁针N极仍然垂直于纸面向外转动。
19.见解析
【详解】电路稳定后,根据安培定则可以判断螺线管左端为S极,右端为N极,螺线管内部的磁场方向从S极指向N极,外部磁场方向从N极指向S极,如图所示,故开关闭合时,小磁针1顺时针转动,小磁针3逆时针转动,小磁针2基本不动,最后的指向如图所示。
20.(1)无法求得;(2)大头针的磁性会减弱甚至消失,磁铁对它的吸引力减小甚至消失,理由见解析
【详解】(1)大头针静止时受重力、细线的拉力和磁铁的吸引力而处于平衡状态,但由于磁铁的吸引力大小和方向不能确定,故无法求得细线的拉力
(2)当用火柴给大头针加热时,会发现夹角θ变小甚至减小到零,原因是磁铁吸引大头针时,大头针被磁化了具有磁性,当给它加热时,大头针的磁性会减弱甚至消失,磁铁对它的吸引力减小甚至消失。
B组能力提升训练题
1.D
【详解】A.开关S闭合后,根据安培定则可知,小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向外,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故A错误;
B.开关S闭合后,根据安培定则可知,左侧小磁针所在位置的磁场方向竖直向下,下方小磁针所在位置的磁场方向向里,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故B错误;
C.开关S闭合后,根据安培定则可知,小磁针所在位置的磁场方向垂直于纸面向里,小磁针指向在磁场力作用下将发生变化,故C错误;
D.开关S闭合后,根据安培定则,结合蹄型磁体的磁场分布特征可知,小磁针所在位置的磁场方向水平向左,磁场方向与小磁场指向相同,可知,小磁针指向不会发生变化,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向,看到它的磁极一般指向地理的南北方向附近,不是正南北方向,故A错误;
B.地球磁体的N极位于地理的南极附近,地球磁体的S极在地理的北极附近,并不重合,故B错误;
C.在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极,故C正确;
D.从地理北极向地理南极看,环形电流的方向沿顺时针方向,故D错误。
故选C。
3.A
【详解】A.根据安培定则可以判断,A图中环形电流内部的磁感线方向为垂直纸面向里,故A正确;
B.根据安培定则可以判断,B图中直线电流周围的磁感线方向应为顺时针方向,故B错误;
C.根据安培定则可以判断,C图中螺线管的左端为N极,磁感线方向向右,故C错误;
D.根据安培定则可以判断,D图中直线电流周围的磁感线方向应为逆时针方向(俯视),故D错误。
故选A。
4.A
【详解】A.根据安培定则可知,电流方向向上,导线右侧磁场方向垂直纸面向里,左侧则是垂直纸面向外,故A正确;
B.根据安培定则可知,螺线管内部磁场方向由左向右,故左端是S极,右端是N极,故B错误;
C.根据安培定则可知,环形导线内部磁场方向从右向左,故C错误;
D.根据安培定则可知,电流方向向下,磁场方向应该是顺时针方向,故D错误。
故选A。
5.D
【详解】b在a处产生磁感应强度大小为
方向沿着ac指向c,c在a处产生的磁感应强度大小也为
沿着ba由b指向a。二者在该处磁感应强度的合矢量水平向右,大小为
若使a磁感应强度为0,d导线在此处的磁感应强度应该水平向左,根据右手定则,d导线处的电流方向应该向外,设距离大小为r
解得
故选D。
6.B
【详解】A.磁石磨针锋,针磁化成为一个小磁体,是磁化现象,A正确,不符合题意;
B.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,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,B错误,符合题意;
C.微偏东,不全南也,指的是地磁场存在磁偏角,即地球的地理南北极与地磁南北极井不重合,C正确,不符合题意;
D.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,D正确,不符合题意。
故选B。
7.D
【详解】圆环带有负电荷,圆环顺时针转动时,产生的等效电流方向沿逆时针方向;由安培定则可知,a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里,b处磁场方向垂直于纸面向外,则a、c处的小磁针的N极向纸里转动,S极向纸外转, b处小磁针的N极向纸外转动,S极向纸里转。
故选D。
8.D
【详解】A.磁场方向与小磁针静止时北极指向一致,故A错误;
B.根据
可知,还需要知道磁感应强度与线圈平面的夹角,故B错误;
C.磁感线疏密表示磁感应强度大小,故两点磁感应强度大小不同,故C错误;
D.任意一点的磁感应强度方向都是唯一确定的,磁感线切线方向表示磁感应强度方向,因此磁感线不能相交,故D正确。
故选D。
9.ABD
【详解】A.根据安培定则可知通电螺线管内磁场方向从右向左,小磁针N极指向为磁场方向,A选项正确;
B.地磁场磁感线从地理南极指向地理北极,因此小磁针N极指向地理北极,B选项正确;
C.根据安培定则可知通电直导线磁场方向为顺时针方向,小磁针所处位置磁场方向垂直导线向下,因此N极指向下,C选项错误;
D.U形磁铁磁场方向从N极指向S极,小磁针N极指向与磁场方向相同,因此D正确。
故选ABD。
10.ABD
【详解】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,通电螺线管内部产生的磁场的方向向右,铁钉右端为电磁铁的N极,所以漆包线内电流由B流向A,漆包线B端接电池正极,ABD正确,C错误。
故选ABD。
11.AC
【详解】B.根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,故B错误;
C.根据条形磁体的磁感线分布可知C点的磁感应强度方向水平向右,则在C点放置的小磁针静止后,小磁针的N极指向右侧,故C正确;
AD.根据通电螺线管的磁场特点,内部为匀强磁场且最强,则B点的磁感应强度等于D点的磁感应强度,管外为非匀强磁场,根据条形磁体的磁感线分布可知A、B、D三点的磁场方向相同且方向都是向左,故A正确,D错误。
故选AC。
12.(1)
(2)
【详解】(1)由小磁针静止时N极指向可知导线的绕向如答案图所示
(2)由题意,可知
13.(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)根据安培定则可知,区域的磁场方向为垂直纸面向里,离导线越远的地方磁场越弱。
(2)当再放置导线B时,区域的磁场为A、B导线电流单独存在时产生的磁场的矢量和,遵循矢量合成的平行四边形定则。根据安培定则可知,B导线在区域产生的磁场方向为垂直纸面向外,在同一点,A导线的磁场强,因此,区域的磁场方向仍为垂直纸面向里,大小比放导线B前小了,离导线A越远,磁场越弱。
答案第1页,共2页
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