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第二节磁场
一、单选题
1．在如图1所示中，有条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（　　）
A．S、N、S、S B．N、N、S、N C．S、S、N、N D．N、S、N、N
2．如图所示，条形磁体周围的磁场，E、F、P，Q四点中，磁场最强的是（　　）
A．E点 B．F点 C．P点 D．Q点
3．图是我国早期的指南针﹣﹣司南。东汉学者王充在《论衡》中记载为：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。下列说法正确的是（　　）
A．司南的长柄是磁石的南极
B．地磁场的磁感线真实存在
C．地理的两极和地磁场的两极相互重合
D．司南静止时，它的长柄指向地磁南极
4．图中箭头表示磁感应线的方向，则小磁针静止时N极的指向应 (　　)
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
5．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度的表达式：B=，其中r是该点到通电直导线的距离，1为电流强度，k为比例系数(单位为N/A2)，如图a所示.则根据上式可以推断，如图b所示，一个通电圆线圈半径为R，电流强度为I， 其轴线上距圆心O点距离为h的某一点P的磁感应强度B的表达式可能正确的是（　　）.
A．B= B．B=
C．B= D．B=
二、多选题
6．下列是同学们所画的示意图，其中正确的是（　　）
A． 从水中看岸上物体的光路图
B． 物体对斜面压力F的示意图
C． 同名磁极间的磁感线分布情况
D． 家庭电路的部分连接情况
三、填空题
7．如图所示，在一根条形磁铁上面放一块玻璃板，在玻璃板上撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑被条形磁铁　 　，相当于一个个小磁针有规则地排列起来，显示出条形磁铁周围磁场的分布情况。请你写出用一个标有N、S极的小磁针，标记出条形磁铁上方A点处的磁场方向的方法：　 　。
8．在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的　 　极，指向地球磁场的　 　极。（两空均选填“南”或“北”）
9．图中画出了两个磁极间的磁感线，这两个磁极都是　 　（选填“N”或“S”）极，图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向　 　（选填“上” 或“下”）。
10．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所示。地磁场的磁感线　 　（选填“是”或“不是”）真实存在的，地磁场的N极在地理的　 　（选填“南”或“北”）极附近。指南针静止时　 　极所指的方向始终在地理的北极附近。
11．图甲为一个简易电动机，它由一节旧电池、小块钕磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制。图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为　 　（填N或S）极；线框的ab段和cd段的电流方向　 　（填相同或相反），磁场对ab段的作用力垂直于纸面向里，则cd段受到的磁场力垂直于纸面　 　（填向外或向里），线框在转动过程中能的转化是：　 　。
12．我们把小磁针在磁场中的排列情况用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。磁感线是用来描述磁场　 　和　 　的曲线，磁感线不是真实存在的。在用磁感线描述磁场时，磁体外部的磁感线都是从磁体的　 　极出发，回到　 　极的。
四、科普阅读题
13．阅读《超导现象》并回答下面问题。
超导现象
导体的电阻在一定的低温（这个温度叫临界温度）下会突然消失，这种现象被称为零电阻效应，也叫超导现象。人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。导体没有了电阻，电流流过时就不会发生热损耗，可以毫无阻碍地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。
超导材料和超导体技术有着广阔的应用前景。人们利用超导现象制造出超导列车和超导船。由于这些交通工具在悬浮无摩擦状态下运行，可以大大提高它们的速度，降低运行过程中的噪声，并有效减少机械磨损，如图所示为一种超导磁悬浮现象。在磁悬浮列车中就可以使用超导体，在列车行驶的过程中，由于超导体能获得强大的电流，产生的磁性作用很强，列车受到向上的推力会很大，使列车完全脱离路轨而浮在空中。这种磁浮列车的速度能高达500km/h。
超导体的使用可以大大地减小微电子线路中的热噪声，从而极大地提高电子测量仪器的灵敏性。超导材料的零电阻特性可以用来输送电能和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在实用中还面临着许多技术难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料的不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
（1）导体的电阻在一定的　 　下会突然消失，这种现象叫超导现象。
（2）下列应用中，利用超导材料零电阻特性的是（　　）
A．电水壶 B．大型磁体 C．电烤箱 D．电饭煲
（3）某高压输电站向用户输电，已知输电站输出的功率为100kW，输出电压为2000V，输电线的总电阻为8Ω。则输电线中的电流为　 　A；若输电线全部采用超导体材料制成，则每小时可节约　 　kW·h的电能。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】磁现象；磁场
【解析】【解答】根据安培定则判断乙为N极，丙为S极，由于甲和乙相吸，则甲为S极，丁和丙相斥，丁为S极，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据安培定则判断磁极位置，利用磁极间作用规律判断磁极。
2．【答案】C
【知识点】磁感线及其特点
【解析】【解答】解：由图可知，P点处的磁感线最密集，所以P点处磁场最强。
故答案为：C。
【分析】磁感线疏密程度反映了磁场的强弱，磁感线越密集磁场越强，磁感线越稀疏，磁场越弱.
3．【答案】A
【知识点】磁现象；地磁场
【解析】【解答】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极，A符合题意，D不符合题意；磁感线是人们为了研究磁场的方便而假想出来的，所以磁感线不是真实存在的，B不符合题意；地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，地理南北两极与地磁南北两极并不是完全重合，而是存在着一个夹角，叫磁偏角，C不符合题意，
故答案为：A。
【分析】地球周围也有磁场，指南针利用磁极间的相互作用规律指示南北.
4．【答案】A
【知识点】磁现象；磁感线及其特点
【解析】【分析】要解决此题，需要掌握磁感线的知识．知道磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致．
【解答】由图可知：磁感线的方向是由下向上的；
根据磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致；
故小磁针静止时N极所指的方向也是向上的；
故选A．
【点评】此题考查了磁感线的方向及磁针北极指向的关系．要掌握磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向是一致的．
5．【答案】C
【知识点】磁场
【解析】【解答】根据题意可知，磁感应强度的表达式：，则，故k的单位为T m/A；
A.等式右边单位：，左边单位为T，但当h=0时，B=0，显然不合实际，故A错误；
B.等式右边单位：，左边单位为T，二者不同，故B错误；
C.等式右边单位：，左边单位为T，二者相同，故C正确；
D.等式右边单位：，左边单位为T，二者相同；但当h=0时，B=0，显然不合实际，故D错误；
故选C。
【分析】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合h取最小值进行分析．
6．【答案】A,C
【知识点】光的折射现象及其应用；压力及重力与压力的区别；家庭电路的连接；磁场
【解析】【解答】A.从水中看岸上物体的光路图，光线从空气斜向水中，A符合题意；
B.物体对斜面压力F的示意图，受力物体是斜面，B不符合题意；
C. 同名磁极间的磁感线分布情况，磁场方向从北极出来，C符合题意；
D. 家庭电路的部分连接情况，其中灯泡的开关要连接在火线一侧，D不符合题意。
故答案为：AC.
【分析】从水中看岸上物体的光路图，光线从空气斜向水中；斜面受到压力，受力物体是斜面；磁场方向从北极出来；灯泡的开关要连接在火线一侧。
7．【答案】磁化；将小磁针放置在A点处，小磁针静止时N极的指向标记为该点的磁场方向
【知识点】磁现象；磁感线及其特点
【解析】【解答】 在一根条形磁铁上面放一块玻璃板， 在玻璃板上撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃板，铁屑被条形磁铁磁化，在此过程中获得磁性，相当于一个个小磁针有规则地排列起来，显示出条形磁铁周围磁场的分布情况。将小磁针放置在A点处，小磁针静止时N极的指向标记为该点的磁场方向。
【分析】 磁化，是指在受磁场的作用下，由于材料中磁矩排列时取向趋于一致而呈现出一定的磁性的现象； 条形磁铁磁场方向：磁铁外部是N极到S极，内部是S极到N极 。
8．【答案】南；北
【知识点】磁场；地磁场
【解析】【解答】地球周围有磁场。地磁的北极位于地理南极附近；地磁的南极位于地理北极附近。司南是磁体。根据异名磁极相互吸引，司南长柄指向地理南极，长柄应为磁体的南极，地理南极附近是地磁北极。【分析】磁体的南极指向地球的南极；地球磁场的南北极和地理的南北极相反。
9．【答案】N；下
【知识点】磁现象；磁场
【解析】【解答】磁体外部的磁感线方向总是从N极出发回到S极，由图可知，两个磁极都是N极。
磁场中的小磁针的北极方向与所在位置磁感线方向相同，B点磁感线方向向下，故图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向下。
【分析】磁场方向从北极出发回到南极；小磁针的北极指向是磁场的方向。
10．【答案】不是；南；N
【知识点】磁感线及其特点；地磁场
【解析】【解答】（1）地磁场的磁感线是人们为了形象的研究磁场的分布情况及其特点而引入的一些带箭头的曲线，不是真实存在的。
（2）地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近。
（3）指南针静止时南极指南，北极指北，北极所指的方向始终在地理的北极附近。
故答案为：不是；南；北。
【分析】磁感线是人为引入的一组假想曲线，是模拟无数小磁针在磁场中的分布和排列情况而画出的曲线，磁场中并没有客观存在的磁感线；地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。地磁的两极与地理的两极并不重合。放在地面附近的指南针就是因为受到地磁场的作用，所以南极指南，北极指北。
11．【答案】N；相同；向外；电能转化成机械能
【知识点】电功及电功的实质；磁感线及其特点
【解析】【解答】图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，磁铁上端为N极。
已知磁场对线框ab段的作用力垂直于纸面向里，线框的ab段和cd段的电流方向相同，磁场方向不同，线框cd段受到的磁场力垂直于纸而向外。
线框在转动过程中消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，结合电流方向和磁场方向确定安培力的方向。
12．【答案】强弱；方向；N；S
【知识点】磁感线及其特点
【解析】【解答】我们把小磁针在磁场中的排列情况用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。
磁感线不是真实存在的，但磁感线可以用来形象地描述磁场强弱和方向；
物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，所以磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
故答案为：强弱；方向；N； S
【分析】结合磁感线的特点及方向分析解答即可.
13．【答案】（1）低温
（2）B
（3）50；20
【知识点】超导体特点及作用；电功率的计算；焦耳定律的应用；电流的热效应；磁场
【解析】【解答】（1）根据资料第一段可知，导体的电阻在一定的低温下会突然消失，这种现象叫超导现象。
（2）电水壶、电烤箱、电饭煲，都是利用电流通过导体时电阻会发热的原理，故ACD不符合题意；
B．超导体电阻很小，从而能获得强大的电流，产生的磁性作用很强，可以用于大型磁体，故B符合题意。
故选B。
（3）①输电线中的电流为；
②若输电线全部采用超导体材料制成，则每小时可节约的电能为。
【分析】（1）根据资料第一段的内容确定超导现象的定义；
（2）超导体的电阻很小，因此通过导体时电流几乎不发热，据此分析判断；
（3）①根据计算通过输电线的电流；
②根据计算每小时可节约的电能。
（1）导体的电阻在一定的低温下会突然消失，这种现象被称为零电阻效应，也叫超导现象。
（2）超导材料的电阻为零，工作过程中不会产生热量。
ACD．电水壶、电烤箱、电饭煲，工作过程中主要将电能转化为内能，故ACD不符合题意；
B．超导体能获得强大的电流，产生的磁性作用很强，可以用于大型磁体，故B符合题意。
故选B。
（3）[1]由得，输电线中的电流为
[2]若输电线全部采用超导体材料制成，则每小时可节约的电能为
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