高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线同步测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线同步测试题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．在物理学的发展过程中，许多物理学家作出了重要贡献。下列叙述正确的是（ ）
A．开普勒发现万有引力定律B．安培最早提出电场的概念
C．库仑最早测得元电荷e的数值D．卡文迪许比较准确的测量并算出引力常量
2．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就，下列有关科学家及其贡献的描述中符合历史事实的是（ ）
A．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，提出了力和惯性的概念；伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度等用于描述运动的基本概念；库仑提出了场的概念，并用电力线和磁力线形象地描述电场和磁场
B．密立根通过实验测量了物体间的引力并确定了引力常量的值，验证了牛顿的万有引力定律
C．在奥斯特发现电流磁效应的实验中，应该将导线沿南北方向、平行于小磁针放置，给导线通电，发现小磁针偏转明显
D．法拉第由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质
3．关于磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是磁场中实际存在的线
B．条形磁铁的磁感线仅存在于磁铁外部
C．地磁场磁感线外部是从地理北极到到地理南极
D．磁感线上某点的切线方向就是该处小磁针静止时N极的指向
4．下列说法正确的是（ ）
A．发现通电导线周围存在磁场的科学家是法拉第
B．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
C．在电阻R＝2 Ω的两端加上6.0 V电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C、
D．只要是体积很小的带电体就能看作点电荷
5．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。发现这个实验现象的物理学家是（ ）
A．牛顿B．法拉第C．奥斯特D．居里夫人
6．如题图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，虚线表示空间中的一个立方体的各条棱，实线L、M、N表示三条无限长直导线，其中通以等大的电流，实线上的箭头方向表示电流方向。已知L导线在D2处产生的磁场磁感应强度大小为B，则立方体顶点B1处的磁感应强度大小为（ ）
A．B．C．D．3B
8．关于物理学史、以下说法正确的是（ ）
A．库仑在前人工作的基础上,通过实验确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
B．伽利略在《自然哲学的数学原理》一书中,详细地研究了抛体运动
C．法拉第根据通电导线附近小磁针会发生转动的现象,揭示了电与磁的联系
D．安培不仅提出了场的概念,而且用电场线直观地描绘了电场
9．冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．磁感线越密的地方磁场越弱
B．软磁条内部a位置应为N极
C．磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D．软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b
10．下列图像中，小磁针静止时的方向正确的是（ ）
A．B．C．D．
11．下列说法中正确的是（ ）
A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
C．磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场
D．放入磁场中的电流元受力方向即该点的磁场方向
12．关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．将小磁针放在某一空间，若小磁针偏离南北方向，说明这个空间存在磁场
B．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的
C．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
D．磁体的磁感线从磁体N极出来，回到磁体S极
二、多选题
13．如图所示，导线框abcd与固定直导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流I，当线框由图示位置向右匀速运动的过程中（ ）
A．线圈中的感应电流方向是abcda
B．线圈中的感应电流方向是dcbad
C．线圈中的感应电流大小不变
D．线圈中的感应电流大小逐渐减小
14．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者， a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A．a、b 两点磁感应强度相同B．a 点磁感应强度最小
C．c、d 两点磁感应强度相同D．b 点磁感应强度最大
15．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有两根彼此靠近且平行的长直导线a和b放在纸面内，导线长度均为L。导线中通有如图所示的相反方向电流，a中电流为I，b中电流为2I，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F2，则（ ）
A．导线a的电流在导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里
B．F2=2F1
C．F2<2F1
D．导线a的电流在导线b处产生的磁感应强度大小为
三、解答题
16．奥斯特发现电流磁效应的实验示意图如图所示。他将导线沿南北方向放置在小磁针的上方时，磁针转动了。请简述磁针能够转动的原因。
17．一光滑木杆竖直放在桌面上，上面套有两个磁环X、Y并处于平衡状态，其中环X位于桌面上，两磁环间的距离为，如图所示。若将Y磁环改为Z磁环，平衡时X、Z磁环间的距离为。已知两磁环间的作用力与两磁环间的距离d的4次方成反比，环Z的质量为Y的两倍，则等于多少？
参考答案
1．D
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，A错误；
B．法拉第最早提出电场的概念，B错误；
C．密立根最早测得元电荷e的数值，C错误；
D．卡文迪许用扭秤实验比较准确的测量并算出引力常量，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
法拉第提出了场的概念，并用电力线和磁力线形象地描述电场和磁场，故A错误；卡文迪许通过实验测量了物体间的引力并确定了引力常量的值，故B错误；在奥斯特发现电流磁效应的实验中，应该将导线沿南北方向、平行于小磁针放置，给导线通电，发现小磁针偏转明显，故C正确；安培由通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，解释了磁现象的电本质，故D错误；故选C.
3．D
【解析】磁感线是为了形象的描述磁场引入的假想的曲线，不是实际存在的，在磁体外部磁感线从N到S，在磁体内部从S到N，形成闭合曲线，AB错误；因为地磁南极在地理北极附近，所以地磁场磁感线外部是从地理难极到到地理北极，C错误；磁感线上某点的切线方向就是该处小磁针静止时N极的指向，D正确．
4．C
【解析】A项：最早发现电生磁的科学家是奥斯特，故A错误；
B项：磁感线在磁铁外部由N极到S极，内部由S极到N极，形成闭合曲线，故B错误；
C项：在R两端加6.0V电压时，电流 ，每秒通过电阻截面的电量是q=It=3×1C=3C，故C正确；
D项：点电荷是个理想化的模型，实际带电体能否看作点电荷不是看带电体的大小，也不是看它的形状，而是要看带电体的大小和形状对相互作用力的影响的大小，如果带电体自身的大小相对于它们之间的距离来说足够小，乃至它们的大小和形状对相互作用力的影响小得可以忽略不计，那么这样的带电体就可以看成点电荷，故D错误。
5．C
【详解】
本实验是1820年丹麦的物理学家奥斯特做的电流磁效应的实验。当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。故C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【详解】
磁感线的疏密表示磁感应强度B的大小，所以从题图中可以看出，从O点沿着Z轴向上的过程中，磁感应强度B先减小到0，再增大，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【详解】
实线L、M、N表示三条无限长直导线，其中通以等大的电流，已知L导线在D2处产生的磁场磁感应强度大小为B，则各导线在立方体顶点B1处的磁感应强度大小均为B，L产生的沿 方向，M产生的沿 方向，N产生的沿 方向，根据矢量合成可知，
故选C。
8．A
【解析】库仑总结出了点电荷间的相互作用规律，即库仑定律，A正确；1638年，伽利略在《自然哲学的数学原理》一书中，运用观察--假设--数学推理的方法，但没有详细研究抛体运动，B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，C错误；法拉第提出场的概念，用电场线直观的描绘了电磁，D错误．
9．D
【详解】
A．磁感线的疏密表示磁感应强度大小，磁感线越密的地方磁感应强度越大，故A错误；
B．磁体外部磁感线从N极指向S极，故a位置应该为S极，故B错误；
C．磁感线和电场线都不是真实存在的，故C错误；
D．磁体内部磁感线由S极指向N极，故软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b，故D正确；
故选D。
10．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。
11．A
【详解】
A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示磁场的方向，疏密表示强弱，故A正确；
B．在磁体外部从N极到S极，内部从S极到N极，是闭合的曲线，故B错误；
C．电流和磁铁都能产生磁场，故C错误；
D．放入磁场中的电流元受安培力方向与磁感应强度方向是相互垂直的，故D错误；
故选A。
12．A
【详解】
A．因为小磁针静止时，指向南北方向，所以如果偏离南北方向，一定有磁场作用，故A正确；
B．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的，故B错误；
C．磁感线不是真实存在的，而是一些假想的线，故C错误；
D．在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故D错误；
故选A。
13．BD
【详解】
AB．由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在线框处的方向为垂直纸面向里，并且离导线越远磁感应强度越小，故当沿图示方向移动线框时，穿过线框平面的磁通量要减小，感应电流的磁场应与原磁场同向，由安培定则得，电流为顺时针dcbad，故A错误，B正确；
CD．离通电导线越远，磁场越弱，由于线框匀速移动，故磁通量的变化率越小，线框中产生的感应电动势越小，线框中的感应电流变小，故C错误，D正确；
故选BD．
【点睛】
本题要知道通电直导线周围的磁场为非匀强磁场，会应用楞次定律和法拉第电磁感应定律结合欧姆定律解题，考查比较全面．
14．BD
【详解】
根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图；根据平行四边形定则，a、b、c、d 各个点的磁场情况如图
A．a、b 两点磁感应强度大小不相等，方向也不一定相同，选项A错误；
B．a 点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小，选项B正确；
C．c 点与 d 点合磁感应强度大小相等，方向不同，选项C错误；
D．b 点电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大，选项D正确。
故选BD。
15．AC
【详解】
A．由安培定则可知，导线a的电流在导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里，选项A正确；
BCD．两个导线间的作用力是相互排斥力，根据牛顿第三定律，等大、反向、共线，大小设为Fab；磁场的磁感应强度为B，则
对左边电流有
F1=BIL+Fab
对右边电流有
F2=2BIL+Fab
两式联立解得
Fab=2F1-F2
则
2F1>F2
则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为
则选项C正确，BD错误。
故选AC。
16．导线沿南北方向放置，根据安培定则，电流产生的磁场方向沿东西方向，地球磁场方向沿南北方向，合磁场偏离南北方向，当导线中的电流等于零时，小磁针在地球磁场的作用下指向南北方向，当导线中的电流不等于零时，小磁针将与合磁场方向共线，发生偏转。
【详解】
导线沿南北方向放置，根据安培定则，电流产生的磁场方向沿东西方向，地球磁场方向沿南北方向，合磁场偏离南北方向，当导线中的电流等于零时，小磁针在地球磁场的作用下指向南北方向，当导线中的电流不等于零时，小磁针将与合磁场方向共线，发生偏转。
17．
【详解】
设Y质量为m，则Z质量为2m，由题可设两磁环间的作用力为
分别对磁环Y和Z受力分析，根据平衡条件可得
对Y环
对Z环
联立解得