磁现象,磁感线和磁场--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)

磁现象，磁感线和磁场--高中物理模块典型题归纳（含详细答案）
一、单选题
1.有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。

在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等。

若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段M N上各点的磁感应强度的说法中正确的是（）
A.M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C.在线段M N上各点的磁感应强度都不可能为零
D.在线段M N上有两点的磁感应强度为零
2.如右图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的形响，则（）
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N将向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
3.通电螺线管中有如图所示方向的电流，其中各小磁针N极所指方向向左的是()
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
4.一束电子流沿水平方向自东向西运动，在电子流的正上方有一点，由于电子运动产生的磁场在该点的方向是（）
A.竖直向上
B.竖直向下
C.水平向南
D.水平向北
5.下列关于磁场和磁感线的说法中正确的是()
A.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止，所以是不闭合的
B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，是真实存在的
C.磁场和电场一样，也是一种物质
D.磁感线就是细铁屑在磁场周围排列出的曲线
6.以下哪种情况比较正确地反映了奥斯特实验？
A.电流流向由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边
B.电流流向由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边
C.电流流向由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边
D.电流流向由西向东时，其下方的小磁针N极偏向北边
7.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
8.关于电流的磁场，正确的说法是（）
A.直线电流的磁场，只分布在垂直于导线的某一个平面内
B.直线电流的磁感线，是一些同心圆，距离导线越远处磁感线越密
C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相同，在管内无磁场
D.直线电流、环形电流、通电螺线管，它们的磁场方向都可用安培定则来判断
9.下面说法不正确的是（）
A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向
B.磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N 极指向S 极，在磁体内部从S 极指向N 极
C.磁场中任意两条磁感线均不相交
D.通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度一定为零
10.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的形响，则（）
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N将向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
11.两个大小不同的绝缘金属圆环如图叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，下列叙述正确的是（）
A.小圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.小圆环中产生逆时针方向的感应电流
C.小圆环中不产生感应电流
D.小圆环有向左运动的趋势
12.有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则下列说法中正确的是()
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D.两条导线相互排斥
13.如图所示，将小磁针放到通电螺线管的附近，指向如右图则（）
A.a为通电螺线管的N极，b为电源的负极
B.a为通电螺线管的S极，b为电源的负极
C.a为通电螺线管的N极，b为电源的正极
D.a为通电螺线管的S极，b为电源的正极
14.两根固定的相互平行的长直导线L1、L2均水平放置且L1位于L2正上方，现通有大小相等方向相反的电流，竖直截面如图所示，O点为连线中点，OP为连线中垂线。

若不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是（）
A.P点的磁场方向竖直向下
B.O点的磁感应强度为零
C.一电子以速度v0在P点沿PO方向飞入，将做曲线运动
D.一质子以速度v0在P点沿PO方向飞入，将做匀速直线运动
15.根据安培定则，对如图所示的通电直导线周围的磁场说法正确的是（）
A.顺着电流方向看，其磁感线是一系列同心圆
B.顺着电流方向看，其磁感线是一系列抛物线
C.逆着电流方向看，其磁感线是一系列椭圆
D.逆着电流方向看，其磁感线是一系列双曲线
二、多选题
16.为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是
A.若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性
B.若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性
C.若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性
D.若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性
17.如图所示，M,N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。

静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M,N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是()
A.两板间电压的最大值
B.CD板上可能被粒子打中区域的长度
C.粒子在磁场中运动的最长时间
D.能打到N板上的粒子的最大动能为
18.在赤道处沿东西方向水平放置一根长直导线，导线正下方放一小磁针，下列现象可能发生的是（）
A.长直导线通电时，小磁针仍然静止
B.长直导线通电时，小磁针逆时针转动90°
C.长直导线通电时，小磁针顺时针转动90°
D.长直导线通电时，小磁针静止，将长直导线在水平面内稍作转动，小磁针转动近180°
19.关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是()
A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向表示该点的磁场方向
B.磁感线是从磁铁的N极指向S极
C.磁极间的相互作用是通过磁场产生的
D.磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线
20.三根平行共面的通电长导线都通有稳恒电流，要使它们所受的磁场合力都为零，如图，有可能实现的是
A. B. C. D.
三、综合题
21.半径为r ，电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为B ，在圆环下方距圆心a 为L的地方水平放置一根电流为I2的无限长直导线MN时，圆环圆心a处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内如图所示，求：
（1）根据对称性，直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？
（2）如果把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则圆环电流与直线电流在b点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？
答案
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【分析】根据安培定则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项A错B对；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，选项CD错，故选B。

【点评】难度中等，对电流周围磁感线的分布要熟悉，能灵活应用右手螺旋定则判断磁感线方向。

2.【答案】C
【解析】【分析】当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时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。

故选：C
【点评】右手螺旋定则也叫安培定则，让大拇指所指向为电流的方向，则四指环绕的方向为磁场方向，当导线是环形时，则四指向为电流的方向。

3.【答案】B
【解析】【分析】小磁针N极所指方向向左，即该点的磁感应强度方向向左，根据右手定则可得丙处的磁场方向水平向右，乙处的磁场方向水平向左，甲处的磁场方向水平向右，丁处的磁场方向水平向右，所以选B。

【点评】需要注意的是磁体内部磁场方向是由S指向N极的。

4.【答案】C
【解析】【分析】电子运动方向自东向西，所以产生的电流方向自西向东，由右手螺旋定则可知产生的磁场在该点的方向是水平向南。

【点评】难度较小,主要考查电流的磁效应,利用右手螺旋定则,注意大拇指指向的是电流的流向,及电子速度的反方向。

5.【答案】C
【解析】【分析】感线在磁体外部是从N极到S极的，而内部是从S极到N极的，为闭合的曲线，A错误，磁感线可以形象的描述磁场的强弱和方向，但是它是人们模拟出来的，不是实际存在的，B错误，磁场和电场都是客观的物质，因为它们具有能，C正确，磁感线是模拟细铁屑在磁场周围的形状，D错误。

【点评】本题是一道很基础性的题目，比较简单，易错的地方是磁感线不是真实存在的，细铁屑在磁场周围的排列曲线也不是磁感线。

6.【答案】B
【解析】【解答】奥斯特实验的内容是在平行直导线下方平行地放置着小磁针，当导线中有电流通过时，小磁针发生偏转。

在该实验中，电流流向由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边。

小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B
【分析】本题考查电流的磁场；实验中若电流沿东西方向时，电流的磁场沿南北方向，不会看到小磁针的偏转，而电流沿南北方向时，电流的磁场沿东西方向，则可看到小磁针的偏转。

然后根据电流方向，由右手螺旋定则得出电流磁场方向，小磁针北极指向该点磁场方向。

7.【答案】B
【解析】【解答】A、若导线南北放置，通有向北的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向西偏转，与图中实线所示位置相反，A不符合题意；
B、导线南北放置，通有向南的电流时，根据安培定则可知，小磁针N极将向东偏转，可转向图中实线所示位置，B符合题意；
C、导线东西放置，通有向西的电流，根据安培定则可知，小磁针N极将向南偏转，C不符合题意；
D、导线东西放置，通有向东的电流，根据安培定则可知，小磁针N极不偏转，D不符合题意；
故答案为：B。

【分析】本题考查电流的磁场。

题中小磁针静止时北极指示电流在该点产生磁场方向，根据安培定则可判断电流的方向。

8.【答案】D
【解析】【分析】直线电流的磁场，分布在垂直导线的所用平面内，A错误，直线电流的磁感线，是一些同心圆，距离导线越远处磁场越弱，磁感线越疏，B错误，通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相同，在管内存在磁场，方向从S极指向N极，C错误，安培定则可以用来判断直线电流、环形电流、通电螺线管产生的磁场，D正确，
故选D
【点评】关键是知道电流产生磁场的判定及影响磁性强弱的影响因素。

9.【答案】D
【解析】【解答】A项：磁感线可形象表示磁场的方向，磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度方向，A不符合题意；
B项：在磁铁的外部，磁感线是从磁体的N极出发指向磁体的S极，在磁铁的内部，磁感线总是从磁体的S极出发指向磁体的N极，B不符合题意；
C项：磁感线不能相交，因为交点处磁感线的切线方向有两个，磁场的方向有两个，而对于给定的磁场，磁场中任意一点磁场是唯一确定的，方向只有一个，所以磁感线不可能相交，C不符合题意；
D项：当磁场与导线平行时，电流不受安培力，所以不能根据安培力为零来判断有没有磁场，D错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】磁感线上某点的切线方向为磁感应强度的方向；磁感应是闭合曲线；通电导线受到的磁场力为0，磁感应强度不一定为0.
10.【答案】C
【解析】【分析】由右手螺旋定则可判断在电流的正下方磁场方向垂直纸面向里，小磁针静止时N极所指方向为磁场方向，故选C。

【点评】难度较小，掌握右手螺旋定则的判断方法，知道小磁针静止时N极所指方向为磁场方向。

11.【答案】B
【解析】【解答】解：ABC、根据右手螺旋定则可知，通电导线瞬间，左、右线圈的磁通量均增大，但小线圈的左边的磁场方向垂直纸面向里，右边的磁场方向垂直向外．导致合磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向是逆时针方向，故B正确，AC错误；
D、根据楞次定律另一种表述，要阻碍穿过小环的磁通量增大，因此有向右运动的趋势，故D错误．
故选：B．
【分析】由通电导线产生磁场，导致线圈中产生感应电流，再根据电流与电流的作用力关系进行判断，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．解决本题的关键掌握同向电流、异向电
流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．同时还考查右手螺旋定则与楞次定律，并理解楞次定律的另一种表述的含义．
12.【答案】B
【解析】【解答】A、B项：根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，A不符合题意，B符合题意；
C项：只有当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度才为零，则知只有O点的磁感应强度为零，C不符合题意；
D项：根据同方向电流相互吸引可知，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】利用右手螺旋定则可以判别导线周围的磁感应强度方向，利用磁感应强度的叠加可以求出各点的磁感应强度的大小，利用同向吸引可以判别两导线之间的作用力。

13.【答案】C
【解析】【解答】小磁针自由静止时，其左端的N极靠近螺线管的左端，根据异名磁极相互吸引，可以确定螺线管的左端为S极，a端为N极．
根据螺线管的右端为N极，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从右端流入，左端流出，因电源内部的电流方向由负极流向正极，所以b端的电源的正极，故C正确，ABD错误．
故选：C．
【分析】根据小磁针的N极指向，利用磁极的作用，即可确定通电螺线管的N与S极，进而利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向，从而可以确定电源的正负极．
14.【答案】D
【解析】【解答】AB、根据安培定则和磁感应强度叠加原理可知处导线、处导线在、
两点产生的磁场方向水平向左，A、B不符合题意；
C、电子以速度在点沿方向飞入，速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，将做匀速直线运动，C不符合题意；
D、质子以速度在点沿方向飞入，速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，将做匀速直线运动，D符合题意。

故答案为：D
【分析】利用右手螺旋定则结合磁感应强度的叠加可以判别P、O两点的场强方向向左；由于粒子的运动方向和磁感应强度方向相同所以粒子不会受到磁场力作用，只会做直线运动。

15.【答案】A
【解析】【分析】根据通电导线周围磁场的分布规律，不管是顺着电流方向看，还是逆着电流方向看，其磁感线都是一系列同心圆，只是方向不同，所以A选项正确
故选A
【点评】容易题，通电导线周围的磁场可以用安培定则判断磁场的方向
二、多选题
16.【答案】A,C
【解析】【解答】若小磁针的一端被推开，根据同名磁极相互排斥，则锯条一定有磁性，A 符合题意；若小磁针的一端被吸引，则锯条可能没有磁性，也可能是异名磁极间的相互吸引，B不符合题意；若小磁针的一端被吸引，则锯条可能没有磁性，也可能是异名磁极间的相互吸引，故则不能确定锯条是否有磁性，C符合题意；若小磁针的一端被推开，根据同名磁极
相互排斥，则能确定锯条一定有磁性，D不符合题意。

故答案为：AC
【分析】本题根据磁极间的相互作用判断。

若小磁针的一端被吸引，则锯条可能没有磁性，也可能是异名磁极间的相互吸引；若小磁针的一端被推开，根据同名磁极相互排斥，则锯条一定有磁性。

17.【答案】A,C,D
【解析】【解答】据题，M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以其轨迹圆心在C点，CH=QC=L，故轨迹半径R1=L
又由牛顿第二定律得
粒子在MN间加速时，有
所以联立得，选项A正确；
打在QC间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半周期．粒子运动的周期为
所以最长时间，选项C正确；设轨迹与CD板相切于K点，半径为R2，在△AKC中：
可得,即KC长等于, 所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度，，选项B错误；能达到N板上的粒子最大
半径为R2，根据，最大动能为：，选项D正确；故选ACD．
【分析】带电粒子在匀强磁场中的运动；本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，画出粒子的运动轨迹后，由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键，要掌握住半径公式、周期公式；当注意当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时，这是粒子能达到的最下边的边缘，对应的到达N板上的粒子的动能最大。

18.【答案】A,D
【解析】【解答】解：由于地球磁场的作用，小磁针静止时N极指向地球的北极，如果通电导线是南北方向放置的，则不论电流方向指向南还是指向北，小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向，即磁针转动的角度接近90°．
如果通电导线是东西方向放置，通以由东向西的电流，通电导线在其下方产生的磁场方向向南，与地球磁场的方向相反，则小磁针被用手轻轻拨动一下，北极静止时N极由指向北方
变为指向南边，转动近180°；
如果通以由西向东的电流，通电导线在其下方产生的磁场方向向北，与地球磁场的方向相同，则小磁针指向不变，
由上分析可知，故AD正确，BC错误．
故选：AD．
【分析】知道通电导体周围存在着磁场，地磁场的方向．磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力作用．磁场方向跟电流方向有关，电流方向改变，磁场方向改变．掌握奥斯特实验表明的问题，并且掌握电流磁场大小和方向的影响因素，注意安培定则的应用．19.【答案】A,C
【解析】【解答】磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都与小磁针放在该点静止时北极所指的方向，A符合题意；对于磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极，但对于磁体的内部，磁感线是从S极出发，回到N极，B不符合题意；磁场是客观存在的，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的，C符合题意；磁感线是人们假想出来的用于描述磁场的一些有方向的曲线，并不是放在磁场中的细铁屑连成的曲线，D不符合题意；
故答案为：AC。

【分析】磁感线的密集程度表示磁感应强度大小，磁感线的切线方向表示磁场方向，从S 极出发回到N极。

20.【答案】B,D
【解析】【解答】B、D两个选项中每根导线都处于另外两根不同方向通电导线所产生的磁场中，根据右手螺旋定则可知它们产生的磁感强度的矢量和可能为零，受的安培力可能为零；A中的导线都处于方向相同的磁场中，每根导线的受力都不为零；C中最右边的导线受的安培力不为零．
故答案为：BD.
【分析】根据右手螺旋定则可知电流产生磁场磁感应强度方向，导线所在处磁感强度等于另外两根导线产生磁场的磁感应强度的矢量和，当某处磁感强度的矢量和可能为零时，则电流在受的安培力就可能为零。

三、综合题
21.【答案】（1）由题意可知，电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度大小为B ，根据右手螺旋定则可知，其方向垂直纸面向外，
当水平放置电流为I2的无限长直导线MN时，圆环圆心a处的磁感应强度变为零，根据矢量合成法则可知，长直导线在a处的磁应强度大小是B ，且方向垂直纸面向里，那么由对称性，则直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是B ，由右手螺旋定则可知，其方向垂直纸面向外.
（2）当把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则两通电导线在b处产生磁场方向相同，根据矢量合成法则，则其大小为2B ，方向垂直纸面向外；
【解析】【解答】（1）由题意可知，电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度大小为B ，根据右手螺旋定则可知，其方向垂直纸面向外，
当水平放置电流为I2的无限长直导线MN时，圆环圆心a处的磁感应强度变为零，根据矢量合成法则可知，长直导线在a处的磁应强度大小是B ，且方向垂直纸面向里，那么由对称性，则直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是B ，由右手螺旋定则可知，其方向垂直纸面向外，（2）当把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则两通电导线在b处产生磁场方向相同，根据矢量合成法则，则其大小为2B ，方向垂直纸面向外；
答：（1）直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是B ，方向垂直纸面向外；（2）如果把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则圆环电流与直线电流在b点产生的合磁场的磁感应强度大小是2B ，方向垂直纸面向外．
【分析】根据右手螺旋定则确定通电导线在某处的磁场方向，再结合矢量合成法则，即可求解．。