物理人教版选修31 3.1 磁现象与磁场同步练习教师用卷

物理人教版选修313
一、单项选择题
1.自然界中的电和磁等现象都是相互联络的，很多物理学家为寻觅它们之间的联络做
出了贡献.最早发现通电导线周围存在磁场的迷信家是()
A. 洛伦兹
B. 安培
C. 法拉第
D. 奥斯特
【答案】D
【解析】解：奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联络的实验.奥斯特由于这个贡献而载入物理史册．
应选：D．
2.关于通电直导线周围磁场的磁感线散布，以下表示图中正确的选项是()
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】解：A、伸开右手，大拇指方向为电流方向，那么四指盘绕方向为逆时针.故A 正确；
B、伸开右手，大拇指方向为电流方向，那么四指盘绕方向为逆时针.而图为顺时针，故B错误；
C、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故C错误；
D、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故D错误；
应选：A
3.如下图，在水平长直导线的正下方，有一只可以自在转
动的小磁针.现给直导线通以由 a向b的恒定电流I，假定
地磁场的影响可疏忽，那么小磁针的N极将()
A. 坚持不动
B. 向下转动
C. 垂直纸面向里转动
D. 垂直纸面向外转动
【答案】C
【解析】解：当通入如下图的电流时，依据右手螺旋定那么可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针运动时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动．
4.沈括在《梦溪笔谈》中记载了〝以磁石磨针锋〞制造指南针的方法，磁针〝常微偏
东，不全南也〞.他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年.关于地磁场，以下说法中正确的选项是()
A. 地磁场只散布在地球的外部
B. 天文南极点的地磁场方向竖直向上
C. 地磁场穿过地球外表的磁通量为零
D. 地球外表各处地磁场的磁感应强度大小相等
【答案】C
【解析】解：A、依据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球外部一定有磁感线，故一定有磁场；故A错误；
B、天文南极是地磁北极左近所以磁感线往上，但二者并不重合，故并不是竖直向上的；故B错误；
C、依据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球外表的磁感线条数一定相等.故地磁场穿过地球外表的磁通量为零；故C正确；
D、地球两极处磁感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小；故D错误；
应选：C．
5.中国宋代迷信家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：〝以磁石磨针锋，那
么能指南，然常微偏东，不全南也.〞进一步研讨说明，地球周围地磁场的磁感线散布表示如图，那么以下说法中不正确的选项是()
A. 天文南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球外部也存在磁场，地磁南极在天文北极左近
C. 地球外表恣意位置的地磁场方向都与空中平行
D. 构成地磁场的缘由能够是带负电的地球自转惹起的
【答案】C
【解析】解：A、天文南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故A正确；
B、地球外部也存在磁场，地磁南极在天文北极左近，故B正确；
C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极左近收回，从北极左近进上天球，组成闭合曲
线，不是地球外表恣意位置的地磁场方向都与空中平行，故C错误；
D、地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定那么判别可知地球是带负电的，故D正确；
此题选错误的，应选：C
6.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于运动的小磁针，
磁针指向如下图，那么( )
A. 螺线管外部磁感线从Q指向P
B. 螺线管外部磁感线从Q指向P
C. 螺线管的P端为N极，a接电源的正极
D. 螺线管的P端为S极，a接电源的负极
【答案】A
【解析】【剖析】
依据小磁针运动时N极指向磁场方向，再依据安培定那么判别电流的方向。

此题是安培定那么的复杂运用，关于小磁针放在通电螺线管外部时，只能依据小磁针的指向来确定磁场方向，不能依据异名相吸来确定磁场方向。

【解答】
由题，小磁针运动时N极指向向左，那么通电螺线管外部磁场方向向左，故A正确，B 错误；
P端为N极，依据安培定那么判别出电流的方向：从b端流进，从a端流出，b接电源的正极，a接电源的负极，故CD错误。

应选A。

7.在水平放置的润滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如下图.现
有铜、铝和无机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的
A点以某一初速向磁铁滑去.各物块在向磁铁运动的进程中()
A. 都做匀速运动
B. 甲、乙做减速运动
C. 甲、乙做减速运动
D. 乙、丙做匀速运动
【答案】C
【解析】解：依据楞次定律的表现：〝来拒去留〞，所以铜、铝和制成的滑块向磁铁滑去时，滑块中发生的感应电流对磁铁是〝拒〞的作用，即阻碍作用，阻碍滑块的接近，故会减速．
而无机玻璃制成的滑块在接近时，不会发生的感应电流，对磁铁是〝拒〞的作用，不会阻碍向前运动，故不会减速．
应选：C．
二、多项选择题
8.以下所示各图中，小磁针(涂黑的一端为小磁针的N极)的指向正确的选项是
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】【剖析】
用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向分歧，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极；据磁极间的作用规律、结合磁感线的方向剖析判别即可处置；
知道并了解磁极间的作用规律是处置该题的关键；
【解答】
A、由右手定那么，螺线管外部磁场N极向左，小磁针N极与磁场方向相反，故A正确；
B、地球磁场从天文南极指向天文北极，故小磁针的N极向上，故B正确；
C、条形磁铁的磁场由N极指向S极，故中间位置磁场方向向下，故N极向下，故C 错误；
D、U形磁铁的磁场由N极指向S极，小磁针的N极和磁场方向分歧，故D正确；
应选ABD。

9.每时每刻都有少量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改动射线中大少数带电粒子的
运动方向，使它们不能抵达空中，这对地球上的生命有十分重要的意义，以下有关说法正确的选项是( )
A. 在北极竖直向下射向地球的带电粒子不会发作偏转
B. 在赤道竖直向下射向地球的带正电的粒子会向南偏转
C. 在赤道竖直向下射向地球的带负电的粒子会向西偏转
D. 在南极竖直向下射向地球的带电粒子会向北发作偏转
【答案】AC
【解析】【剖析】
依据地球磁场的散布，由左手定那么可以判别粒子的受力的方向，从而可以判别粒子的运动的方向。

此题主要考察左手定那么的运用，掌握好左手定那么即可判别粒子的受力的方向；留意明白负电荷在运用左手定那么时，四指要指向运动的反方向。

【解答】
A.由图可知，在北极竖直向下射向地球的带电粒子由于运动方向沿磁场方向；故不受洛仑兹力，故粒子不会偏转；故A正确；
B.赤道上地球的磁场由南向北，由左手定那么可知，在赤道竖直向下射向地球的带正电的粒子会向东偏转；故B错误；
C.由左手定那么可知，在赤道竖直向下射向地球的带负电的粒子会向西偏转；故C正确；
D.在南极竖直向下射向地球的带电粒子的运动方向沿磁感线方向，故粒子不会发作偏转；故D错误；
应选AC。

10.以下说法中正确的选项是()
A. 磁极与磁极间的相互作用是经过磁场发生的
B. 电流与电流间的相互作用是经过电场发生的
C. 磁极与电流间的相互作用是经过电场和磁场发生的
D. 磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用
【答案】AD
【解析】解：A、磁极与磁极间的相互作用是经过磁场发生的，故A正确；
B、电流与电流间的相互作用是经过电流发生的磁场而发生的，故B错误；
C、磁极与电流间的相互作用是经过磁场发生的，故C错误；
D、磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用，故D正确．
应选：AD．
11.如下图，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的
长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁一直未动)( )
A. 磁铁对桌面的压力减小
B. 磁铁遭到向左的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大
D. 磁铁遭到向右的摩擦力作用
【答案】AD
【解析】【剖析】
先判别电流所在位置的磁场方向，然后依据左手定那么判别安培力方向；再依据牛顿第三定律失掉磁体受力方向，最后对磁体受力剖析，依据平衡条件判别。

此题关键先对电流剖析，失掉其受力方向，再结合牛顿第三定律战争衡条件剖析磁体的受力状况。

【解答】
条形磁铁外部磁场又N指向S，依据左手定那么知，直导线所受的安培力的方向斜向右下方，依据牛顿第三定律知，条形磁铁所受力的方向斜向做上方，可知条形磁铁有向左的运动趋向，所受的摩擦力方向向右，磁铁对桌面的压力减小。

故AD正确，BC错误。

应选AD。

12.如下图，磁单极子会在其周围构成平均辐射磁场.质量
为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时，恰恰能
水平运动在N极正上方H处.与磁单极子N极相距r处
的磁场强度大小为B=k
，其中k为常数.重力减速度为g.
r
那么()
A. 运动时圆环的电流方向为顺时针方向(仰望)
B. 运动时圆环沿其半径方向有扩张的趋向
C. 运动时圆环的电流I=mg(H2+R2)
2πkR2
D. 假定将圆环向上平移一小段距离后由运动释放，下落中减速度先添加后减小
【答案】AC
【解析】解：A、环所在处的磁场的方向向上，那么环发生
的磁场的方向向下，依据安培定那么可知，运动时圆环的电
流方向为顺时针方向(仰望)，故A正确；
B、运动时圆环的电流方向为逆时针方向由左手定那么可知，
环上的各点遭到的安培力的方向向上向里，所以环有收缩的
趋向，故B错误；
C、对环的某一局部停止受力剖析如图：
在水平方向，依据安培力的对称性可知，整个的环在水平方向的合力为0，竖直方向的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以全体遭到的安培力：F=BI⋅2πR
由几何关系：Fcosθ=mg
cosθ=
√H2+R2
由题：B=
√H2+R2
.故C正确；
联立得：I=mg(H2+R2)
2πkR2
D、结合C的受力剖析可知，假定将圆环向上平移一小段距离后环遭到的安培力将减小；由运动释放，重力末尾时大于安培力，所以环减速下落，向下的进程中安培力增大，所以合外力减小，减速度先减小.故D错误．
应选：AC
三、实验题探求题
13.如下图，将两根细铁丝接近条形磁铁的S 极，细铁丝会被吸引到磁铁的
S 极上.这是由于铁丝______ (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
〝相反〞〝相反〞)，由于______ (选填〝同名〞〝异名〞)磁极相互排
挤，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远．
【答案】磁化；N极；S极；相反；同名
【解析】解：铁丝被磁体吸引后，自身也具有了磁性，该进程是磁化的进程；依据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排挤，异名磁极相互吸引.那么可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相反，所以相互排挤而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以构成上端距离较近，下端距离较远的现象．
故答案为：磁化；N极；S极；相反；同名．
铁丝被磁体吸引后，自身也具有了磁性，该进程是磁化的进程，磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排挤，异名磁极相互吸引．
同名磁极和同种电荷都相互排挤，异名磁极和异中电荷相互吸引；留意区分磁极前的修饰词是〝同名和异名〞．
14.演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电传达感器，
DIS等组成)如下图.首先将线圈竖直放置，以竖直方向为
轴转动，屏幕上的电流指针______ (填：〝有〞或〝无〞
)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，
并从东向西移动，电流指针______ (填：〝有〞或〝无〞
)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流
指针______ (填：〝有〞或〝无〞)偏转．
【答案】有；无；无
【解析】解：依据题意，当线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，由于地磁场的作用，那么招致穿过闭合线圈的磁通量发作变化，所以线圈中发生感应电流，那么电流指针会偏转；
当线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，由于地磁场的磁感线是从天文的南极向北极，所以穿过线圈的磁通量没变，那么电流指针不会偏转；当线圈水平放置，使其从东向西移动，由上可知，仍没有磁通质变化，那么电流指针也不会偏转．故答案为：有，无，无
穿过闭合线圈平面的磁通量发作变化时，线圈中会发生感应电流；假定磁通量不变，那么线圈中没有感应电流．
考察线圈中发生感应电流的条件，强调磁通质变化，而不是有磁通量．
15.在赤道上，地磁场可看成是沿南南方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是
0.50×10−4T.假设赤道上有一根沿东西方向的直导线，长为100m，载有从东向西
的电流50A，地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？
【答案】解：地球磁场方向为由南向北，而电流方向为从东向西.那么由左手定那么可得安培力的方向为竖直向下．
安培力的大小为：F=BIL=0.5×10−4×100×50N=0.25N
故答案为：0.25N，方向竖直向下
【解析】通电导线在磁场中，遭到安培力作用.方向由左手定那么来确定，大小由安培力公式求得．
该题考察左手定那么，留意要将其与右手定那么区分开来.在运用安培力公式时，留意通电导线要与磁场垂直．。