《二、磁场》（同步训练）初中物理九年级全一册-北师大版-2024-2025学年

《二、磁场》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、在磁场中，以下哪个方向是磁感线切线方向？A.磁场线的起点方向B.磁场线的终点方向C.磁场线与磁针北极的夹角方向D.磁场线与磁针南极的夹角方向2、以下哪种物质能够产生磁场？A.静止的电流B.运动的电荷C.静止的电荷D.磁铁3、在下列哪个现象中不能体现磁场的存在？A.指南针能自由转动并指向南北方向B.铁钉靠近磁铁时被吸引C.两块磁铁相互靠近时相互吸引或排斥D.通电导线周围存在磁场4、以下关于磁场线描述正确的是：A.磁场线是真实存在的曲线B.磁场线的方向在任何位置都是相同的C.磁场线的密度表示磁场的强弱D.磁场线不会相交5、在磁体周围，磁性最强的部分是（）A.磁极附近B.磁体内部C.磁体外部远离磁极的位置D.磁体外部靠近磁极的位置6、将小磁针放在磁体附近，小磁针的N极指向了磁体的S极，那么（）A.磁针的N极指向了磁体的N极B.磁针的N极指向了磁体的S极C.磁针的S极指向了磁体的N极D.磁针的S极指向了磁体的S极7、一个放在磁场中的小磁针静止时，其北极指向地理北方，则该地磁场的方向是：A.地理北方B.地理南方C.磁针北极指向的方向D.磁针南极指向的方向8、一个通电直导线放置在水平面上，如果用一根条形磁铁靠近导线，磁铁的南极会：A.向导线靠近B.远离导线C.向导线的一端靠近D.向导线的另一端靠近9、一个通电直导线放在水平桌面上，当电流从左向右流过时，下列关于磁针的指向描述正确的是：A.磁针的N极指向导线下方B.磁针的N极指向导线上方C.磁针的S极指向导线下方D.磁针的S极指向导线上方10、在一个匀强磁场中，一个电子以平行于磁场方向的速度运动，下列说法正确的是：A.电子将做匀速直线运动B.电子将做匀速圆周运动C.电子的轨迹将是一条直线D.电子的轨迹将是一条曲线二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、关于磁场的基本性质，以下说法正确的是（）A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，单位是特斯拉（T）B.磁场对放入其中的磁体有力的作用，这种力称为磁力C.磁感应强度的大小在磁场中各处相同D.磁感应强度的方向在磁场中某一点的方向与该点放入的小磁针北极所指的方向相同2、以下关于电流产生的磁场，下列说法正确的是（）A.当电流通过直导线时，直导线周围的磁场呈同心圆分布B.当电流通过螺线管时，螺线管内部的磁场与条形磁铁的磁场相似C.电流产生的磁场方向可以用安培右手定则判断D.电流产生的磁场强度与电流的大小成正比三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请解释什么是磁场？磁场有哪些基本特性？举例说明磁场在日常生活中的应用。第二题：在实验室里，小明使用条形磁铁和细线制作了一个小磁针，并将其悬挂在水平位置。然后，他观察到小磁针静止时，其N极指向北方。请问：（1）条形磁铁的N极和S极分别指向哪一侧？（2）如果小明将小磁针从水平位置旋转90度，使其N极指向西方，此时小磁针的N极和S极分别指向哪一侧？第三题：请简述磁场的基本性质，并说明磁场对放入其中的磁体产生的力有哪些特点。第四题：一个通电直导线放置在水平面上，电流方向向右。在导线正上方放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向南方。请分析以下说法的正确性，并解释原因：（1）如果将小磁针向右移动，小磁针N极会指向西方。（2）如果将电流方向改为向左，小磁针静止时N极会指向东方。（3）如果将导线放置在水平面以下，小磁针静止时N极会指向南方。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一根长直导线通有电流I，电流方向向上，放置在水平面内。在导线正上方距离为r处，有一个小磁针，小磁针静止时指向北。求：（1）小磁针受到的磁场力的方向；（2）如果将电流方向反转，小磁针静止时指向的方向。第二题：一个电流为0.5安培的直导线，放置在垂直于导线的均匀磁场中，磁感应强度为0.8特斯拉。导线长2米。求：（1）当导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力大小；（2）若导线以1米/秒的速度在磁场中沿与磁场方向垂直的方向运动，导线两端产生的感应电动势大小。五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一束电流方向为水平的直线电流通过一根无限长直导线，请分析该直线电流在导线周围产生的磁场分布情况，并画出磁场线分布图。已知电流大小为I，导线距离为r。第二题：在水平放置的U型导线框中，有垂直于导线框平面的磁场。当导线框沿磁场方向移动时，下列哪个选项是正确的？A.导线框中的感应电流方向不变B.导线框中的感应电流方向会改变C.导线框中的感应电流方向会先改变后不变D.导线框中的感应电流方向始终不变第三题：一束直线电流通过一平面矩形线圈，电流方向和线圈平面垂直。已知电流为2安培，线圈长边长度为0.2米，短边长度为0.1米。若线圈处于垂直于电流方向的均匀磁场中，磁感应强度为0.5特斯拉，求：（1）线圈中产生的最大磁通量；（2）若线圈平面与磁场方向的夹角为30°时，线圈中的磁通量是多少？《二、磁场》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有10小题，每小题3分，共30分）1、在磁场中，以下哪个方向是磁感线切线方向？A.磁场线的起点方向B.磁场线的终点方向C.磁场线与磁针北极的夹角方向D.磁场线与磁针南极的夹角方向答案：C解析：在磁场中，磁感线的切线方向就是磁针北极所指的方向，因为磁针北极会沿着磁场线方向指向磁场中磁力最强的位置。所以，选项C正确。2、以下哪种物质能够产生磁场？A.静止的电流B.运动的电荷C.静止的电荷D.磁铁答案：D解析：磁铁是能够产生磁场的物质，因为它具有磁性。选项A中的静止电流不会产生磁场，磁场是由于电流的流动而产生的。选项B中的运动电荷会产生电场，但不一定产生磁场。选项C中的静止电荷只会产生电场，不会产生磁场。因此，正确答案是D。3、在下列哪个现象中不能体现磁场的存在？A.指南针能自由转动并指向南北方向B.铁钉靠近磁铁时被吸引C.两块磁铁相互靠近时相互吸引或排斥D.通电导线周围存在磁场答案：D解析：选项A中指南针能自由转动并指向南北方向，是因为受到地球磁场的作用，能体现磁场的存在；选项B中铁钉靠近磁铁时被吸引，也能体现磁场的存在；选项C中两块磁铁相互靠近时相互吸引或排斥，同样能体现磁场的存在。而选项D中提到的通电导线周围存在磁场，这是通过奥斯特实验得出的结论，虽然能体现磁场的存在，但题目要求选择不能体现磁场存在的现象，因此正确答案是D。4、以下关于磁场线描述正确的是：A.磁场线是真实存在的曲线B.磁场线的方向在任何位置都是相同的C.磁场线的密度表示磁场的强弱D.磁场线不会相交答案：C、D解析：选项A错误，磁场线是人为假想出来的，并不是真实存在的曲线；选项B错误，磁场线的方向在任何位置都是不同的，比如在磁铁的两极附近，磁场线的方向是垂直于磁铁表面的；选项C正确，磁场线的密度表示磁场的强弱，密度越大，磁场越强；选项D正确，磁场线不会相交，因为如果相交，那么在交点处将有两个不同的磁场方向，这是不可能的。因此正确答案是C、D。5、在磁体周围，磁性最强的部分是（）A.磁极附近B.磁体内部C.磁体外部远离磁极的位置D.磁体外部靠近磁极的位置答案：A解析：磁体周围磁性最强的部分是磁极附近，因为磁极是磁力的来源，磁极附近的磁场线最为密集，磁性也最强。6、将小磁针放在磁体附近，小磁针的N极指向了磁体的S极，那么（）A.磁针的N极指向了磁体的N极B.磁针的N极指向了磁体的S极C.磁针的S极指向了磁体的N极D.磁针的S极指向了磁体的S极答案：C解析：根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。所以小磁针的N极指向磁体的S极，说明磁针的S极指向了磁体的N极。7、一个放在磁场中的小磁针静止时，其北极指向地理北方，则该地磁场的方向是：A.地理北方B.地理南方C.磁针北极指向的方向D.磁针南极指向的方向答案：C解析：地磁场中，小磁针的北极会指向地磁场的南极，因此磁针静止时北极指向地理北方，说明该地磁场在该点的方向是磁针北极指向的方向。8、一个通电直导线放置在水平面上，如果用一根条形磁铁靠近导线，磁铁的南极会：A.向导线靠近B.远离导线C.向导线的一端靠近D.向导线的另一端靠近答案：D解析：根据安培定则，电流的方向和磁场的方向是相互垂直的。当通电直导线中有电流通过时，会产生磁场。如果条形磁铁的南极靠近导线，根据磁铁同极相斥、异极相吸的原理，磁铁的南极会向导线的另一端靠近，因为导线在该端产生的是与磁铁南极相吸的磁场。9、一个通电直导线放在水平桌面上，当电流从左向右流过时，下列关于磁针的指向描述正确的是：A.磁针的N极指向导线下方B.磁针的N极指向导线上方C.磁针的S极指向导线下方D.磁针的S极指向导线上方答案：A解析：根据安培定则，右手握住通电直导线，大拇指指向电流方向（从左向右），四指的弯曲方向即为磁场方向，因此磁针的N极会指向导线下方。其他选项描述均不符合安培定则。10、在一个匀强磁场中，一个电子以平行于磁场方向的速度运动，下列说法正确的是：A.电子将做匀速直线运动B.电子将做匀速圆周运动C.电子的轨迹将是一条直线D.电子的轨迹将是一条曲线答案：A解析：由于电子的速度方向与磁场方向平行，根据洛伦兹力公式，电子不受磁场力的作用。因此，电子将保持原来的运动状态，做匀速直线运动。选项B、C、D均不正确。二、多项选择题（本大题有2小题，每小题3分，共6分）1、关于磁场的基本性质，以下说法正确的是（）A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，单位是特斯拉（T）B.磁场对放入其中的磁体有力的作用，这种力称为磁力C.磁感应强度的大小在磁场中各处相同D.磁感应强度的方向在磁场中某一点的方向与该点放入的小磁针北极所指的方向相同答案：ABD解析：磁感应强度（B）确实是描述磁场强弱的物理量，单位是特斯拉（T），所以选项A正确。磁场对放入其中的磁体有力的作用，这种力称为磁力，选项B正确。磁感应强度的大小在磁场中各处是不同的，它取决于磁场源和距离，因此选项C错误。磁感应强度的方向在磁场中某一点的方向与该点放入的小磁针北极所指的方向相同，选项D正确。因此，正确答案是ABD。2、以下关于电流产生的磁场，下列说法正确的是（）A.当电流通过直导线时，直导线周围的磁场呈同心圆分布B.当电流通过螺线管时，螺线管内部的磁场与条形磁铁的磁场相似C.电流产生的磁场方向可以用安培右手定则判断D.电流产生的磁场强度与电流的大小成正比答案：ABCD解析：选项A正确，当电流通过直导线时，根据右手螺旋定则，磁场线呈同心圆分布。选项B正确，螺线管内部的磁场分布与条形磁铁的磁场相似，因为螺线管中的电流分布类似于条形磁铁中的分子电流。选项C正确，安培右手定则可以用来判断电流产生的磁场方向。选项D正确，根据比奥-萨伐尔定律，电流产生的磁场强度与电流的大小成正比。因此，正确答案是ABCD。三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请解释什么是磁场？磁场有哪些基本特性？举例说明磁场在日常生活中的应用。答案：磁场是一种看不见的物理场，它存在于电流周围和磁体周围。磁场的基本特性如下：磁场对放入其中的磁体有力的作用；磁场对放入其中的运动电荷有力的作用；磁场是有方向的，可以用小磁针的指向表示；磁场的强弱可以用磁感应强度表示。磁场在日常生活中的应用举例：磁悬浮列车：利用磁场的同性相斥、异性相吸原理，实现列车在轨道上悬浮运行；磁卡、信用卡：利用磁场感应原理，实现数据的读取和写入；磁盘：利用磁场记录信息，实现数据的存储和读取；磁疗：利用磁场对人体产生生物效应，达到治疗疾病的目的。解析：本题要求考生理解磁场的概念，掌握磁场的基本特性和应用。磁场是一种看不见的物理场，它存在于电流周围和磁体周围。磁场对放入其中的磁体有力的作用，对放入其中的运动电荷也有力的作用。磁场是有方向的，可以用小磁针的指向表示，其强弱可以用磁感应强度表示。磁场在日常生活中的应用非常广泛，如磁悬浮列车、磁卡、磁盘和磁疗等。第二题：在实验室里，小明使用条形磁铁和细线制作了一个小磁针，并将其悬挂在水平位置。然后，他观察到小磁针静止时，其N极指向北方。请问：（1）条形磁铁的N极和S极分别指向哪一侧？（2）如果小明将小磁针从水平位置旋转90度，使其N极指向西方，此时小磁针的N极和S极分别指向哪一侧？答案：（1）条形磁铁的N极指向小磁针的N极，S极指向小磁针的S极。也就是说，条形磁铁的N极指向北方，S极指向南方。（2）当小磁针的N极指向西方时，根据磁极间相互作用的规律，小磁针的N极仍然指向西方，而S极则指向东方。解析：本题考查了磁铁的基本性质和磁针在磁场中的指向规律。根据磁铁的性质，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。因此，当小磁针静止时，其N极指向北方，那么条形磁铁的N极也指向北方。同理，小磁针的S极指向南方。当小磁针旋转90度，N极指向西方时，根据磁极间的作用规律，S极将指向东方。这是因为在任何磁场中，磁针的N极总是指向磁场的南极，而S极指向北极。第三题：请简述磁场的基本性质，并说明磁场对放入其中的磁体产生的力有哪些特点。答案：磁场的基本性质包括：磁场存在的方式：磁场是一种看不见的物质，但它可以通过对放入其中的磁体产生力的作用来体现其存在。磁场的方向：磁场有方向，可以用小磁针的北极所指方向来表示。磁场的强度：磁场对放入其中的磁体产生的力的大小可以表示磁场的强度。磁场对放入其中的磁体产生的力有以下特点：磁力是矢量：磁力有大小和方向，其方向遵循右手定则。磁力作用于磁体的两端：磁力作用在磁体的北极和南极上，北极和南极之间的磁力表现为吸引力，而异极之间的磁力表现为排斥力。磁力与磁体相对运动有关：当磁体在磁场中运动时，磁力会随着运动方向和速度的变化而变化。磁力的大小与磁场强度和磁体的磁矩有关：磁力的大小与磁场强度成正比，与磁体的磁矩也成正比。解析：磁场的基本性质是磁场理论的基础，理解这些性质对于深入探讨磁场的应用和磁现象的原理至关重要。磁力是磁场对磁体产生的力，其特点反映了磁场的特性和磁体在磁场中的行为。这些特点在电磁学中有着广泛的应用，如电动机、发电机等设备的设计和原理分析。第四题：一个通电直导线放置在水平面上，电流方向向右。在导线正上方放置一个小磁针，小磁针静止时N极指向南方。请分析以下说法的正确性，并解释原因：（1）如果将小磁针向右移动，小磁针N极会指向西方。（2）如果将电流方向改为向左，小磁针静止时N极会指向东方。（3）如果将导线放置在水平面以下，小磁针静止时N极会指向南方。答案：（1）错误。当将小磁针向右移动时，由于导线产生的磁场方向不变，小磁针的N极仍然会指向南方。（2）错误。如果电流方向改为向左，根据右手螺旋定则，导线周围的磁场方向会反向，因此小磁针静止时N极会指向北方，而不是东方。（3）正确。将导线放置在水平面以下时，由于磁场方向不变，小磁针静止时N极仍然会指向南方。解析：根据右手螺旋定则，当电流方向向右时，导线周围的磁场方向为：小磁针N极指向南方。因此，无论小磁针向右移动、电流方向改变还是导线位置改变，只要磁场方向不变，小磁针N极的指向也不会改变。四、计算题（本大题有2小题，每小题7分，共14分）第一题：一根长直导线通有电流I，电流方向向上，放置在水平面内。在导线正上方距离为r处，有一个小磁针，小磁针静止时指向北。求：（1）小磁针受到的磁场力的方向；（2）如果将电流方向反转，小磁针静止时指向的方向。答案：（1）小磁针受到的磁场力的方向是向左，因为根据右手螺旋定则，当电流方向向上时，磁场在小磁针正上方的水平面内是向左的，因此小磁针受到的磁场力使其左端指向北，右端指向南。（2）如果将电流方向反转，小磁针静止时指向的方向是向右。因为电流方向反转后，磁场在小磁针正上方的水平面内是向右的，小磁针的左端将指向南，右端指向北。解析：（1）根据安培定则（右手螺旋定则），右手握住直导线，让拇指指向电流的方向，则四指的弯曲方向即为磁场的环绕方向。由于电流方向向上，小磁针受到的磁场力方向与磁场方向一致，因此小磁针受到的磁场力方向是向左。（2）当电流方向反转时，磁场方向也随之反转，因此小磁针受到的磁场力方向也会反转，使得小磁针指向的方向与之前相反，即向右。第二题：一个电流为0.5安培的直导线，放置在垂直于导线的均匀磁场中，磁感应强度为0.8特斯拉。导线长2米。求：（1）当导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力大小；（2）若导线以1米/秒的速度在磁场中沿与磁场方向垂直的方向运动，导线两端产生的感应电动势大小。答案：（1）导线所受的安培力大小为F=其中，B=0.8特斯拉，I=计算得：F=（2）导线两端产生的感应电动势大小为E=其中，B=0.8特斯拉，v=计算得：E=解析：（1）根据安培力公式F=（2）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E与磁感应强度B、导线速度v和导线长度L的乘积成正比。在本题中，导线以垂直于磁场方向的速度运动，因此产生了感应电动势。感应电动势的大小可以通过上述公式计算得出。五、综合题（本大题有3小题，每小题10分，共30分）第一题：一束电流方向为水平的直线电流通过一根无限长直导线，请分析该直线电流在导线周围产生的磁场分布情况，并画出磁场线分布图。已知电流大小为I，导线距离为r。答案：根据右手螺旋定则，直线电流在导线周围的磁场方向垂直于导线，且以导线为中心，形成一系列同心圆。在导线的右侧，磁场方向为逆时针；在导线的左侧，磁场方向为顺时针。磁场强度的大小与电流大小I和距离r有关，其关系为B=μ0*I/(2πr)，其中μ0为真空磁导率。解析：根据右手螺旋定则，我们可以判断出直线电流在导线周围的磁场分布情况。该定则指出，将右手握成拳头，让拇指指向电流方向，四指所指的方向即为磁场方向。磁场强度的大小与电流大小I和距离r有关，根据公式B=μ0*I/(2πr)可以计算出磁场强度。在导线附近，磁场强度较大；随着距离的增加，磁场强度逐渐减小。因此，磁场线分布图应呈现一系列同心圆，且圆的半径逐渐增大。第二题：在水平放置的U型导线框中，有垂直于导线框平面的磁场。当导线框沿磁场方向移动时，下列哪个选项是正确的？A.导线框中的感应电流方向不变B.导线框中的感应电流方向会改变C.导线框中的感应电流方向会先改变后不变D.导线框中