13-1磁场-磁感线(2019人教版必修第三册)(解析版)

13.1磁场磁感线课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．（多选）关于磁场和电场，下列说法中正确的是（）A．磁场和电场一样，是同一种物质B．磁场的基本性质是对处在磁场中的磁体或通电导体有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场进行的D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过电场进行的【答案】BC【详解】A．磁场与电场的基本性质不同、产生的原因不同，因此不是同一种物质，A错误；B．磁场的基本性质是对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用，B正确；CD．磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间都是通过磁场相互作用的，C正确，D错误；故选BC。2．关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）A．磁感线是闭合曲线，而电场线不是闭合曲线B．磁感线和电场线都是一些互相平行的直线C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向【答案】A【详解】AC．电场线起始于正电荷（或无穷远），终止于无穷远（或负电荷），即电场线不是闭合曲线，而磁感线在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，构成闭合曲线，A正确，C错误；B．无论是磁感线还是电场线，都是既有直线，也有曲线，B错误；D．磁感线和电场线都分别能表示磁场、电场的强弱和方向，D错误。故选A。3．在磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＞BbB．同一电流元放在a处受力一定比放在b处受力大C．电荷有可能仅在磁场作用下由a沿纸面运动到bD．某正电荷在磁场和其他外力作用下从a到b，磁场对电荷做负功【答案】A【详解】A．磁感线的疏密表示磁场的强弱，故a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＞Bb，故A正确；B．电流元的受力与放置夹角有关，故无法比较电流元的受力情况，故B错误；C．a、b不在磁感线上，若沿直线运动，则速度方向与磁场存在夹角，则一定受洛伦兹力，故不可能沿纸面由a到b点，故C错误；D．磁场对电荷永不做功，故D错误。故选A。【点睛】磁感线的疏密表示磁场的强弱；根据安培力的性质可明确安培力的大小情况；明确电荷在磁场中的受力情况，从而明确运动和做功情况。4．如图为条形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点。下列说法正确的是（）A．a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度B．磁铁的磁感线起始于磁铁的N极，终止于磁铁的S极C．图中的磁感线是真实存在的D．a、b两点的磁感应强度方向相同【答案】A【详解】A．磁感线的疏密反应磁感应强度的大小，b点的磁感线较密，故b点的磁感应强度大于a点，故A正确；B．磁感线闭合不相交，在磁铁外部磁感线从N极指向S极，在磁铁内部，从S极指向N极，故B错误；C．磁感线是为了形象描述磁场分布情况人为引入的，客观不存在，故C错误；D．磁感应强度方向沿磁感线所在位置的切线方向，故a、b两点的磁感应强度方向不相同，故D错误。故选A。5．（多选）地球上之所以存在生命，其原因之一是地球具有地磁场，该磁场可以使从太阳发出的高能带电粒子流射向地球时发生偏转，保护了生命。地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（）A．地球北极相当于条形磁铁的北极 B．地球北极相当于条形磁铁的南极C．两极比赤道的磁场弱 D．赤道比两极的磁场弱【答案】BD【详解】AB．地球相当于一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，所以地球北极相当于条形磁铁的南极，故A错误，B正确；CD．类比条形磁铁可知，地球赤道比两极的磁场弱，故C错误，D正确。故选BD。6．为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是（）A．蓄电池M端为正极B．蓄电池N端为正极C．螺线管P端为S极D．螺线管内部磁场方向由P指向Q【答案】B【详解】C．小磁针的N极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左，即螺线管P端为N极，Q端为S极，C错误；D．在螺线管的内部，磁场方向由S极指向N极，所以螺线管内部磁场方向由Q指向P，D错误；AB．根据安培定则可知，在蓄电池外部电流从N流向M，蓄电池N端为正极，A错误B正确。‍故选B。7．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】通电导线周围的磁场方向，由右手螺旋定则来确定且小磁针静止时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，但需要细心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．根据同名磁极相斥，异名磁极相吸，则小磁针N极向右，故A错误；B．伸开右手，四指环绕方向为电流方向，则大拇指方向为内部磁场方向，再由小磁针静止时，N极即为磁场方向，则小磁针N极应向左，故B错误；C．由安培定则知，用手握住螺线管，使四指所指的方向与电流方向相同，则螺线管的右端为N极，左端为S极，再根据小磁针N极指向即为磁场方向可知，小磁针N极的指向正确，故C正确；D．根据右手螺旋定则可知，通电直导线的磁场方向，右边是垂直纸面向里，则小磁针N极应该垂直纸面向里，故D错误。故选C。8．下列图像中，小磁针静止时的方向正确的是（）A． B． C． D．【答案】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，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。9．下列关于甲、乙两图的描述或判断正确的是（）A．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是实际存在的曲线B．甲图中的电场线和乙图中的磁感线都既不闭合也不相交C．同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大D．很短一段通电导线在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大【答案】C【详解】A.甲图中的电场线和乙图中的磁感线都是不存在的曲线，A错误；B.乙图中的磁感线是闭合曲线，B错误；C.甲图中，a点的电场线比b点密，电场强度比b点大，同一试探电荷在甲图中a处受到的电场力一定比在b处的大，C正确；D.很短一段通电导线垂直放在乙图中a处受到的磁场力一定比在b处的大，不垂直放入磁场中，无法比较，D错误。故选C。10．如图所示，小磁针的N极指向正确的是（）A．a B．b C．c D．d【答案】D【详解】根据右手螺旋定则可知通电螺线管左侧为N极，右侧为S极，磁感线在外部由N极S极，内部由S极指向N极。而静止时小磁针N极指向为磁感线方向，可知小磁针的N极指向正确的只有d。故选D。11．关于电流周围磁场的磁感线分布情况，符合安培定则的是（

）A．直线电流 B．直线电流C．直线电流 D．通电螺线管【答案】C【详解】A．根据安培定则，直线电流左侧磁场方向应垂直纸面向外，右侧磁场方向应垂直纸面向里，故A错误；B．根据安培定则，磁场方向应为逆时针，故B错误；C．根据安培定则，从上往下看，磁场方向应为逆时针，故C正确；D．根据安培定则，通电螺线管内部磁场方向应由左指向右，故D错误。故选C。12．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【答案】D【详解】AB．电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动的周期根据电流的定义得选项AB错误；CD﹒等效电流的方向与电子的运动方向相反为逆时针，根据安培定则可知，环形电流在核处产生的磁场垂直纸面向外，选项C错误，D正确。故选D。13．如图所示，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。已知重力加速度为g。这时磁环B对底座C的压力FN的大小为（）A．FN=mg B．FN=2mgC．FN>2mg D．mg<FN<2mg【答案】B【详解】以A、B整体为研究对象，由平衡条件可知，C对B的支持力为2mg，再由牛顿第三定律知，B对C的压力大小也是2mg。故选B。培优第二阶——拓展培优练14．（多选）关于电场线和磁感线，下图描绘错误的是（）A． B． C． D．【答案】AB【详解】A．电场线切线方向即为电场的方向，某一点的电场方向不可能有两个，则电场线不可能相交，故A错误，符合题意；B．蹄形磁铁外部磁感线由N极指向S极，图中S极下方磁感线方向错误，故B错误，符合题意；C．地球磁场磁感线在外部由南极指向北极，故C正确，不符合题意；D．根据安培定则可知如图所示磁感线方向正确，故D正确，不符合题意。故选AB。15．（多选）为了判断一个未知正负极的蓄电池的极性，某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，如图所示。用M、N和P、Q分别表示蓄电池和螺线管两极，下列判断正确的是（）A．蓄电池M端为正极 B．蓄电池N端为正极C．螺线管P端为S极 D．螺线管内部磁场方向由Q指向P【答案】BD【详解】A．小磁针的N极立即向螺线管偏转，右手螺旋定则可知蓄电池N端为正极，A错误;B．小磁针的N极立即向螺线管偏转，右手螺旋定则可知蓄电池N端为正极，B正确;C．小磁针的N极立即向螺线管偏转，说明螺线管Q端为S极，C错误;D．螺线管内部磁场方向由Q指向P，D正确;故选BD。16．（多选）通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（）A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极C．螺线管内的磁场方向由P端向Q端D．螺线管内的磁场方向由Q端向P端【答案】BD【详解】CD．根据小磁针N极的指向，可知通电螺线管内部磁场，水平向左，由Q端向P端，故C错误；D正确；AB．根据上一选项分析可知，螺旋管的P端为N极，根据右手螺旋定则可知，螺旋管内部磁场水平向左，a接电源的负极。故A错误；B正确；故选BD。17．（多选）北京某校物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验时，他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示。由于地磁场的作用，小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向。则下列说法正确的是（

）A．电源的左端为正极B．电源的左端为负极C．螺线管在小磁针处产生的磁场方向为沿x轴正方向D．螺线管在小磁针处产生的磁场方向为沿x轴负方向【答案】AC【详解】接通电源后小磁针N极指向合磁场的方向，由平行四边形定则结合通电螺线管附近的磁场分布可知，通电螺线管在轴线上的磁场方向为x轴正方向，由安培定则可知，电源的左端为正极，故AC正确，BD错误。故选AC。18．广州某中学的物理兴趣小组为研究条形磁铁在其轴线上各点产生磁感应强度的大小。他们在实验之前从资料上查得该处地磁场方向水平，大小为B0。接着实验小组将一条形磁铁P固定在水平桌面上。以P的右端点为原点，以中轴线为x轴建立坐标系。将一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，测出小磁针Q与X轴之间的夹角为θ，实验数据描绘出来得到sinθ与x之间的关系曲线如图所示，则下列说法正确的是（）A．P的右端为S极B．x轴方向与地磁场方向平行C．磁铁P在x0处产生的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0【答案】D【详解】AB．当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sinθ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东．当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东；由图可知，开始时N背离O点，所以O点处的磁极是N极；由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直．故AB错误；C．由图可知，x0处,则θ=30°,P在x0处产生的磁感应强度大小故C错误；D．x0处合磁场的磁感应强度大小为故D正确。故选D。19．如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，电磁铁A和秤盘C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳中拉力F的大小为（

）A．F=Mg且大小保持不变 B．Mg＜F＜(M+m)g且大小逐渐变大C．F＞(M+m)g且大小保持不变 D．F＞(M+m)g且大小逐渐变大【答案】D【详解】当电磁铁通电前