人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线课堂检测

13.1磁场磁感线同步练习高中物理人教版（新课标）必修三

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 如图所示，小磁针N极指向正确的是

A.  B.
C.  D.

2. 磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，下图分别描述的是条形磁铁．蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布，其中正确的是

A.  B.
C.  D.

3. 下列说法正确的是

A. 磁感线总是从磁体的N极指向S极
B. 同向电流相互排斥，反向电流相互吸引
C. 电流的磁场是由电荷的运动产生的
D. 重力不计的带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期随粒子运动半径的增大而增大

4. 指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是

A. 指南针可以仅具有一个磁极
B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C. 指南针的指向不会受到附近铁块的干扰
D. 在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

5. 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

6. 根据所学磁场相关知识，下列符合实际情况的图是

A.  B.
C.  D.

7. 下列对电场和磁场的认识，正确的是   

A. 法拉第提出的磁场和电场以及电场线和磁感线都是客观存在的
B. 处在电场中的电荷一定受到电场力，在磁场中的通电导线一定受到安培力
C. 电场强度为零的地方电势一定为零，电势为零的地方电场强度也为零
D. 通电导线与通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的

8. 电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁位于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁N极远离线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是

A. 从b到a，下极板带正电 B. 从a到b，下极板带正电
C. 从b到a，上极板带正电 D. 从a到b，上极板带正电

9. 如图所示为通电螺线管产生的磁场，关于a、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的是

A. 大小相等，方向相同
B. 大小相等，方向不同
C. 大小不等，方向相同
D. 大小不等，方向不同
 

10. 下列属于静电现象的是

A. 小灯泡发光时会发热
B. 条形磁铁能吸引小铁屑
C. 摩擦过的塑料笔杆能吸引小纸片
D. 通电直导线附近的小磁针会发生偏转

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。如图所示中图像显示的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。A、B各代表一组F、I的数据。在甲、乙、丙三幅图中，正确的是___________________，请说明道理_______________________________________________________________________。

12. 一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处可能存在铁矿藏。你认为他是根据什么得到的结论？
13. 1991年8月新民晚报报道一则消息，“上海雨滴鸽”从内蒙古放飞后，经历20余天，返回上海区鸽巢信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：

信鸽能对地形地貌有极强的记忆力

信鸽能发射和接收某种超声波

信鸽能发射和接收某种次声波

信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向．

那么，信鸽到底靠什么辨别方向呢科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．

科学家的实验支持了上述哪种猜想_____ 

14. 安培力的方向可以用_________填“左手”或“右手”定则来判定，通电螺线管中磁场方向可以用___________填“左手”或“右手螺旋”定则来判定。
15. 丹麦的物理学家________发现了电流的磁效应．用安培定则判定直线电流的磁感线________握住直导线选填“左手”、“右手”，使伸直的大拇指指向________方向选填“电流”、“磁感线”、“运动”，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．

三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

16. 如图所示，根据小磁针静止时的N、S极指向，标出通电螺线管的N、S极和电源正、负极。
    
     

17. 在“用DIS研究通电螺线管磁感应强度”的实验中：
    采用的电源是______．
    单选题用磁传感器测定通电螺线管内的磁感应强度时，当把磁传感器的探测头从螺线管的正中间设为坐标原点逐渐拉出螺线管过程中，测出的图象是下图所示的四个图象中的______．

18. 大致画出图中各电流磁场的磁感线的分布情况：

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】

【分析】
根据磁体周围的磁感线方向是从N极出发回到S极，且磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致来判断。
本题考查了磁感线的方向，以及磁场中小磁针的方向与磁感线的关系。本题也可以根据磁极间相互作用的规律来判断。
【解答】
根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，
A.A图磁针北极指向上，故A正确；
B.B图磁针北极指向右端，故B错误；
C.C图磁针北极指向上端，故C错误；
D.D图磁针北极指向左端，故D错误。
故选A。  

2.【答案】D
 

【解析】

【分析】

根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，并依据安培定则，从而判定直导线与环形导线的电流方向与磁场方向的关系。

考查安培定则的应用，注意与左手定则，及右手定则的区别，同时掌握磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的。

【解答】

根据磁体外部的磁感线从N极到S极，而内部是从S极到N极的，可知，故AB均错误； 
C.根据安培定则，直导线的电流向下，则磁感线的方向俯视顺时针方向，故C错误；
D.根据安培定则，环形导线的电流方向与磁感线的方向关系如图所示，故D正确。
故选D。
 

3.【答案】C
 

【解析】

【分析】
在磁铁外部磁感线从磁体的N极指向S极，在内部有S极回到N极，形成闭合曲线；同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；电流的磁场是由电荷的运动产生的；根据周期公式分析。
本题考查了磁感线、电流的磁场、磁场对电流的作用等，要求灵活运用所学知识，平行的通电导线间会出现相互吸引或排斥的现象，要明白这种现象的原因是安培力的作用。
【解答】
A.在磁铁外部磁感线从磁体的N极指向S极，在内部有S极回到N极，形成闭合曲线，故A错误；
B.根据安培定则和左手定则可知同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故B错误；
C.电流的磁场是由电荷的运动产生的，故C正确；
D.根据，重力不计的带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期与粒子运动半径无关，故D错误。
故选C。  

4.【答案】B
 

【解析】

【试题解析】

【分析】
指南针又称指北针，主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明由三部曲组成：司南、磁针和罗盘。他们均属于中国的发明。
指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究，也表明古人对如何定向问题的重视。为此，指南针被誉为中国古代四大发明之一。
【解答】
A、不存在单独的磁单极子，指南针也不例外，故A错误；
B、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B正确；
C、指南针的指向会受到附近铁块的干扰，是由于铁块被磁化后干扰了附近的地磁场，故C错误；
D、在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，电流的磁场在指南针位置是东西方向的，故导线通电时指南针偏转，故D错误；
故选：B。

5.【答案】D
 

【解析】

【分析】

根据磁极间的相互作用进行分析，即磁场的方向可以通过放入小磁针的指向进行判断，我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；通电导体和磁体周围都存在着磁场；磁感线是为了形象的描述磁场引入的假象的曲线，磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 
本题考查磁场的一些性质，应明确通电导体和磁体周围都存在磁场，注意磁感线的特点，及磁场方向的确定。

【解答】

A.磁感线是为了形象的描述磁场引入的假象的曲线，不是实际存在的，故A错误； 
B.条形磁铁磁感线分布于磁铁外部与内部，故B错误； 
C.地磁场磁感线外部是从地理南极到到地理北极，故C错误； 
D.磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，也是小磁针在该点时北极的受力方向，故D正确。
故选D。 

6.【答案】C
 

【解析】

【分析】

由右手螺旋定则来确定通电导线周围的磁场方向，且小磁针静止时N极的指向即为磁场方向； 根据电源的正负极，确定电流方向，再利用安培定则判断螺线管的极性，最后根据磁极间的相互作用可判断小磁针的指向是否正确。 
本题的重点是通过安培定则先判断出螺线管的极性，再利用磁极间的相互作用规律来确定小磁针的指向，难度不大，注意同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，在通电螺线管内部不适用。

【解答】

A.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的N极在左侧，故A错误；

B.根据右手螺旋定则知，U形螺线管的左侧是S极，右侧是N极，则小磁针的N极应该指向左侧，故B错误；

C.地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，小磁针的N极指向地球的北极，故C正确；

D.当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是平行纸面向左，所以小磁针静止时N极在左侧，故D错误。

故选C。

7.【答案】D
 

【解析】

【分析】
本题考查电场和磁场的基础知识，难度不大。
【解答】
A.法拉第提出的磁场和电场是客观存在的，而电场线和磁感线实际是不存在的，故A错误；
B.处在电场中的电荷一定受到电场力，在磁场中的通电导线不一定受到安培力，故B错误；
C.电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为零的地方电场强度也不一定为零，故C错误；
D.通电导线与通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的，故D正确。
故选D。  

8.【答案】D
 

【解析】

【分析】根据楞次定律判断线圈中的电流方向，即可电容器的极板带电情况。
解决本题的关键是知道感生线圈相当于电源，则外电路的电流方向是从正极到负极，而内电路则是从负极到正极。同时电容器在充电时电压随着电量增加而增大。

【解答】当磁铁N极向上运动时，向下穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可得，感应磁场方向与原磁场方向相同，即向下，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而上，由于线圈相当于电源，则流过R的电流方向是从a到b，电容器上极板带正电。故D正确。  

9.【答案】D
 

【解析】

【分析】
明确磁感线的性质，知道磁感线的疏密表示磁场的强弱，而磁感线的切线方向表示该点磁场的方向。
本题考查磁感线的基本性质，要注意明确磁感线与电场线基本性质相同，均是为了形象地描述磁场而收入的虚拟线，同时注意它们间的不同之处。
【解答】
根据磁感线的性质可知，ab两点所在位置的磁感线疏密程度不同，故大小不相等，同时两点处磁感线的切线不同，故方向不同，故D正确，ABC错误。
故选D。  

10.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题主要考查生活中的静电现象，分析各现象的形成原因，然后判断各现象的成因是否与静电现象有关，然后答题。
【解答】
灯泡发光时会发热属于电流的热效应，不是静电现象，故 A 错误；
小磁针吸引小铁屑属于磁现象，并不是静电现象，故 B 错误；
塑料摩擦会产生电荷，能吸引小纸片，是静电现象，故 C 正确；
通电直导线附近的小磁针会发生偏转是由于电流产生的磁场对小磁针的作用，属于磁现象，故 D 错误。
故选C。  

11.【答案】乙；通电导线在长度一定，垂直磁场时，所受的安培力与电流成正比，所以图像应该是通过原点的图像。
 

【解析】

【分析】
在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，其安培力，即F与I成正比。由此分析解答。
【解答】
在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为，由于B和L不变，因此F与I的关系图像为过原点的直线，故乙图正确。
故答案为：乙；通电导线在长度一定，垂直磁场时，所受的安培力与电流成正比，所以图像应该是通过原点的图像。  

12.【答案】铁矿石中的磁铁矿具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近可能有铁矿藏。
 

【解析】略
 

13.【答案】
 

【解析】本题主要考查地磁场，解决本题的关键在于对地磁场的正确掌握，及对文章的正确理解。
根据科学家做过的实验发现，缚磁铁的信鸽全部飞散了，缚铜块的信鸽飞回鸽舍，说明信鸽通过自身体内的某种磁性物质借助地磁场辨别方向翅膀下面缚上磁铁使信鸽无法借助地磁场辨别方向．
 

14.【答案】左手；右手螺旋
 

【解析】

【分析】
本题考查左手定则、右手螺旋定则的使用，难度较小，关键是掌握安培力及通电螺旋管的磁场判断方法。
安培力的方向用左手定则来判断；通电螺线管中的磁场方向可以用右手螺旋定则判得。
【解答】
安培力的方向用左手定则来判断；通电螺线管中的磁场方向可以用右手螺旋定则判得。
故答案为：左手；右手螺旋。  

15.【答案】奥斯特；右手；电流。
 

【解析】

【分析】
奥斯特发现了电流的磁效应，而安培提出安培定则，其内容：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
该题考查电流磁效应的发现及安培定则判断磁感线方向的应用。
【解析】
奥斯特发现了电流的磁效应；根据安培定则的内容判定直线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
故答案为：奥斯特；右手；电流。  

16.【答案】解：小磁针处的磁场的方向向右，根据磁场的方向的特点可知，穿过螺线管的磁场的方向向左，所以螺旋管的电流方向向上，可知电源的左侧是正极，右侧是负极。如图。
答：如图。
 

【解析】先根据小磁针的方向，画出通过螺线管的磁场的方向，再利用安培定则判断出电流的方向，最后判断出电源的正负极。
该题考查磁极之间的相互作用以及安培定则，利用右手螺旋定则可以判断出电流产生的磁场，也可以根据磁场的方向判断出产生磁场的电流的方向。
 

17.【答案】稳定电源；B
 

【解析】解：从磁感应强度分布可知，通电螺线管中间区域的磁场磁感应强度不随距离变化，强弱处处相同，是匀强磁场．磁场是由电流产生的，电流越大，产生的磁场越强，即磁感应强度越大，所以电源是恒定电压．
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，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．
磁传感器的探测头从螺线管的正中间设为坐标原点逐渐拉出螺线管过程中，则图象B正确，ACD错误；
故答案为：稳压电源；   ．
从磁感应强度分布图看出，通电螺线管中间区域的磁感应强度随距离不发生变化，是匀强磁场．磁场是由电流产生的，电流越大，产生的磁场越强．
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，分析各图示，找出符合螺线管实际的图象．
本题考查对匀强磁场产生的方式了解程度．通电螺线管产生的磁感应强度与电流是成正比的．
通电螺线管的磁场是由电流产生的，如果螺线管中没有电流，则螺线管内没有磁场；知道螺线管的磁场分布是正确解题的关键，注意磁传感器的探测头从螺线管的正中间逐渐拉出．
 

18.【答案】解：根据安培定则，通电直导线的电流的磁场是以直导线为圆心的一簇同心圆，如图；

根据安培定则逆时针方向的环形电流的磁场在环内的方向向里，如图；

故答案为：如图
 

【解析】运用安培定则，判断电流方向与磁场方向的关系，从而即可求解．
本题的关键在于正确运用安培定则，注意直导线时，大拇指向电流方向，而环形导线时，四指向电流方向．