人教版物理必修3同步练习: 13.1 磁场 磁感线(能力提升)
试卷更新日期：2024-04-02 类型：同步测试
一、选择题
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1. 磁感线垂直磁传感器进入探头的磁敏元件时测量值为负，反之为正，如图所示。磁感线平行于探头截面时测量值为零。当磁传感器平行于条形磁体向右平移，探头从极左侧运动到极右侧的过程中，测量出磁感应强度分布曲线正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
2. 宋代科学家沈括在梦溪笔谈中记载：以磁石磨针锋，则能指南”。进一步研究表明，地球周围和通电导体周围也存在磁场，如图甲所示。下列关于磁场的说法正确的是（ ）
A、磁感线是客观存在的特殊物质 B、将中国古代的四大发明之一司南置于赤道，据甲图可知，磁勺尾极静止时指向北方 C、图乙中，环形导线的电流较大，若忽略地磁场的影响，小磁针最后静止时极指向为垂直于纸面向外 D、图丙中，小磁针在通电螺线管内部线圈内部 ， 若忽略地磁场的影响，静止时小磁针极指向为向左3. 指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（ ）
A、导线南北放置，通有向北的电流 B、导线南北放置，通有向南的电流 C、导线东西放置，通有向西的电流 D、导线东西放置，通有向东的电流4. 将一段裸铜导线弯成如图所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折位置A与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A、线框会转动是由于受到电场力的作用 B、电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率 C、如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D、如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动5. 公元1086年宋代科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）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所示，则结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）
A、地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行的 B、地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近 C、结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的 D、因受地磁场的影响，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6. 指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（ ）
A、磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用 B、磁勺的N极位于司南的磁勺尾部 C、磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 D、磁勺的指向会受到附近铁块的干扰7. 我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队就已经装备了指南针，指南针主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在地磁场的作用下能够指南北，辨别方向。关于指南针，下列说法正确的是（ ）
A、指南针只有一个磁极 B、指南针的外壳常用铁质材料制成 C、若无外加磁场的影响，指南针的南极指向地磁的北极 D、在指南针正上方附近沿指针方向放置一根直导线，导线通电时指南针不偏转8. 电流的磁效应揭示了电与磁的关系。下面四幅图中描述磁场方向与电流方向之间的关系，其中磁感线分布正确的是（ ）A、
B、
C、
D、
9. 如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是（ ）
A、线圈向左运动 B、线圈向右运动 C、从上往下看顺时针转动 D、从上往下看逆时针转动10. 如图所示，是智能扶手电梯的原理图，其中R是压敏电阻。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。下列说法正确的是（ ）
A、电磁铁上端是N极 B、电磁继电器与发电机工作原理相同 C、电梯上无乘客时，衔铁与触点2接触 D、电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值减小11. 如图所示，带负电的玻璃圆盘绕沿着东西方向的轴以一定的角速度匀速转动（从东向西看为逆时针方向），在圆盘西侧轴线上的小磁针静止时（ ）
A、N极沿轴线东偏北方向 B、N极沿轴线西偏北方向 C、N极沿轴线东偏南方向 D、N极沿轴线西偏南方向12. 特高压直流输电是国家重点能源工程．如图所示是两根等高、相互平行的水平长直输电导线，分别通有大小相等、方向相同的电流I1和I2 ， a、b、c三点连线与两根导线垂直并共面，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点等距，d点位于b点正上方．不考虑地磁场的影响，则（ ）
A、d点处的磁感应强度方向竖直向上 B、a点处的磁感应强度方向竖直向下 C、a、c两点处的磁感应强度方向相同 D、b处磁感应强度小于d处磁感应强度13. 安培分子环流假说解释了磁现象的电本质，按照安培假设，地球的磁场也是由绕过地心的轴的环形电流引起的，则图中能正确表示安培假设中环流方向的是（ ）A、
B、
C、
D、
二、多项选择题
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14. 如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（ ）
A、图甲中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极 B、图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极 C、图甲中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极 D、图乙是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极15. 安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为 面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（ ）
测量序号
1
0
21
2
0
3
21
0
4
0
A、测量地点位于南半球 B、当地的地磁场大小约为 C、第2次测量时y轴正向指向南方 D、第3次测量时y轴正向指向东方16. 《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。”结合上述材料，下列说法正确的是（ ）A、材料说明地球能产生的磁场，使得磁针指南 B、材料说明地球的地理南北极与地磁南北极并不重合 C、材料说明地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D、“磁石磨针锋”，指的是磁化现象17. 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，地球周围地磁场的分布示意如图.结合上述材料，下列说法正确的是（ ）
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、在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的北极18. 如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，则下列说法正确的是（ ）
A、若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将减小 B、若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤的示数将增大 C、若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将增大 D、若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤的示数将减小19. 2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。某同学采用如图甲所示装置模拟电磁弹射，匝数的线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2与阻值为的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到零，线圈运动的图像如图乙所示。已知线圈质量、每匝周长 ， 不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间摩擦及空气阻力，则线圈（ ）
A、向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出 B、向右匀加速阶段，恒流源输出的电流大小为 C、向右匀减速阶段，通过电阻R的电荷为0.25C D、向右匀减速阶段，水平外力F随时间t变化的关系为 ，20. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）
A、O点处的磁感应强度为零 B、a、c两点处磁感应强度的方向相同 C、c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D、a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反21. 如图所示，一个不计重力的带电粒子以沿各图的虚线射入场中。图A中，I是两条垂直纸面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；图B中，+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；图C中，Ⅰ是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；图D中，有正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外。其中，带电粒子可能做匀速直线运动的是（ ）A、
B、
C、
D、
22. 如图所示，垂直纸面内的三根相互平行的长直通电导线、和 ， 固定放置在一等边三角形的三个顶点上，它们通有的电流恒定且方向均垂直纸面向外。O为三角形的中点，P为、连线的中点，已知、中电流大小相等。则（ ）
A、O点磁感应强度的大小可能为零 B、P点磁感应强度的大小可能为零 C、O点磁感应强度的方向可能向左 D、P点磁感应强度的方向可能向左三、非选择题
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23. 小明根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在“重力”场。用假想的线描述重力场，如下图所示，最合理的是：；物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场（选填“强”或“弱”）。
24. 人们知道鸽子有很强的返巢能力，有人猜想鸽子体内可能有 ， 通过地磁场对它的作用来辨认方向。为了证实这个假设，在鸽子翅膀下系上一小块 ， 以扰乱鸽子对地磁场的“感觉”，结果鸽子不能飞回家了。由此，猜想得到了证实。25. 如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S 极，细铁丝会被吸引到磁铁的S 极上 这是因为铁丝 选填：“磁化”或“退磁” 后，上端相当于 选填“N极”“S极” ，与条形磁铁的S 极相吸引，下端相当于 选填“N极”“S极” 两铁丝的下端极性 选填“相同”“相反” ，由于 选填“同名”“异名” 磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远．
26.我们知道：电流周围有磁场．图1所示为环形电流周围磁场的分布情况．根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k ，其中k为已知常量．
(1)、正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流．图2为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分度盘）．线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内．给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角．已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc ． 求：
a．待测电流在圆心O处产生的磁感应强度B0的大小；
b．待测电流Ix的大小．
(2)、电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场．如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场．请你利用上面电流产生磁场的规律，自己构建模型，求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小BA ．
27. 地球本身是一个大磁体，地球周围存在磁场．地磁场北极（N极）位于地理的附近，小磁针由于受到地磁场的作用，静止时N极指向地理的 ．28. 如图甲，两条无限长导线均通以电流强度大小为I的恒定电流，导线的直线部分和坐标轴趋于重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心，半径相同的一段圆弧。已知直线部分在原点O处不产生磁场，若图甲中O处的磁感应强度大小为B0 ， 则图乙中O处磁感应强度大小为 ， 方向。
29. 四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于正方形abcd的四个顶点，导线中都通有大小相同的电流，方向如图所示。正方形对角线的交点为O，通电导线a在O点产生的磁感应强度为B，四根通电导线在O点产生磁场的磁感应强度大小为 ， 方向为。
30. 某物理兴趣小组做研究螺线管附近磁感应强度的实验。选取水平放置的螺线管轴线上某点为坐标原点O，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，如图所示。他们先将一部智能手机（不计大小）放在O点，打开手机中phyphox软件，开启磁力计功能，测得该处的地磁场磁感应强度为 ， 方向沿y轴正方向；然后移走手机，接通螺线管的电源，将一小磁针放在O点，发现小磁针静止时N极指向与x轴正方向成角的方向。则
(1)、电源的左端为极（填“正”或“负”）；(2)、通电螺线管的磁场在O点处的磁感应强度大小为T。