高中物理人教版 (2019)必修 第三册1 磁场 磁感线精品复习练习题

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02
思维导图
电和磁的联系
磁场
磁感线
几种特殊磁体外部的磁感线分布
地磁场及其磁感线
03
知识梳理
课前研读课本，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．
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．
04
题型精讲
【题型一】电和磁的联系及磁场的性质
【典型例题1】以下说法中，正确的是（ ）
A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的
C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D、磁场和电场是同一种物质
【典型例题2】如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为( )
A．质量小，重力可以忽略不计
B．受到棋盘对它向上的摩擦力
C．棋盘对它的吸引力与重力平衡
D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力
【对点训练1】在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．
【对点训练2】电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是( )
A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的
B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的
C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的
D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的
【题型二】磁感线及安培定则
【典型例题3】宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险强度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（ ）
A．“磁星”表面磁场太过强大，故在磁星表面会出现以实物形式存在的磁感线
B．“磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交
C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D．“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
【典型例题4】如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(灰色一端)指示磁场方向正确的是( )
A．a B．b C．c D．d
【对点训练3】如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是( )
A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
【对点训练4】如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线(水平)的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极指向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是( )
A.I2＜I1，方向垂直纸面向外
B.I2＞I1，方向垂直纸面向外
C.I2＜I1，方向垂直纸面向里
D.I2＞I1，方向垂直纸面向里
【题型三】电磁场问题及联系实际问题
【典型例题5】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结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
【典型例题6】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存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？
【对点训练5】物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( )
A．该实验必须在地球赤道上进行
B．通电直导线应该竖直放置
C．通电直导线应该水平东西方向放置
D．通电直导线应该水平南北方向放置
【对点训练6】磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后，就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是（ ）
A、磁体的吸铁性
B、磁极间相互作用的规律
C、电荷作用间的相互作用规律
D、磁场对电流的作用原理
0501
强化训练
【基础强化】
1．磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？
2.关于磁场的说法正确的是( )
A．通电导线在磁场中受到的安培力越大，该位置的磁感应强度越大
B．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
C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
3.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( )
4.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是( )
A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．特斯拉
5.关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：
(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．
(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．
你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正．
6.（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（ ）
A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱
B．磁感线是磁场中实际存在的线
C．两条磁感线不可能相交
D．磁感线总是不闭合的
【素养提升】
7.磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
A．a处磁场比b处磁场强
B．b处磁场和a处磁场强度一样
C．小磁针N极在a处受力比b处受力大
D．小磁针N极在a处受力比b处受力小
8．如图所示，甲、乙是直线电流的磁场，丙、丁是环形电流的磁场，戊、己是通电螺线管的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。
9.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N极都向纸里转
B．b的N极向纸外转，而a、c的N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N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
10．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于( )
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
11．如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将( )
A．指北
B．指南
C．竖直向上
D．竖直向下
12.指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图中虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极指向北偏东)所示。则以下判断正确的是( )
A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由东向西的电流
B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通由西向东的电流
C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由北向南的电流
D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通由南向北的电流
13.实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是( )
A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁
B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝
C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多
D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引
14.一小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示。下列分析正确的是( )
A.S极指向该点磁场方向B.N极指向该点磁场方向
C.该磁场是匀强磁场D.a点的磁场方向水平向右
【能力培优】
15.如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的负离子束
C.向右飞行的电子束D.向左飞行的电子束
16．电子绕氢原子核顺时针高速旋转，如图所示，角速度为，下列说法正确的是（ ）
A．由于只有一个电子定向运动，不能形成电流
B．虽然只有一个电子定向运动，能形成大小为恒定电流
C．在原子核处存在方向垂直纸面向里的磁场
D．在原子核处存在方向垂直纸面向外的磁场
17.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
18.为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）
A．B．
C．D．
19.如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是( )
A．a B．b
C．c D．都有可能
20.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变
B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数减小
C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数不变
D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小
课程标准
物理素养
3.3.1 能列举磁现象在生活生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。
3.3.2 通过实验，认识磁场。
物理观念：了解磁现象，了解电和磁的联系，了解电流磁效应的发现过程。知道磁场的基本特性。知道磁感线，知道几种常见磁场的磁场磁感线的空间分布情况。了解安培分子电流假说。
科学思维：归纳实验现象，理解磁场的概念。将电场与磁场进行类比。会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
科学探究：通过实验加深磁感线分布的认识。
科学态度与责任：体会奥斯特发现的重要意义，体会探索自然界奥秘的艰难与克服困难带来的成就感。体会如何使用形象化的手段描述物理现象。
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
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