人教版高中物理选修3-1第一学期第三章复习及同步练习

高中物理学习材料
（灿若寒星**整理制作）
2010－2011学年第一学期物理选修3－1第三章复习及同步练习
第一、二、三节
一、学习目标：
1、知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说。

2、知道磁感线的定义，知道条形磁铁、蹄形磁铁等常见磁场磁感线的分布特点，并学会用安培定则判定电流的磁场方向。

二、重点、难点：
重点：磁感线的特点及常见磁场的分布特点。

难点：安培定则的应用及地磁场特点的理解。

三、考点分析：
内容和要求考点细目出题方式
磁现象磁性、磁体、磁化、磁性材料选择、填空题
电流的磁效应电流对小磁针的作用
选择、填空题电流对通电导线的作用
电流和电流间的相互作用
磁场磁场的定义
选择、填空题磁场的基本性质
磁场的产生
地磁场
磁感线磁感线的定义及特点
选择、填空题几种常见磁场磁感线的分布特点
安培定则安培定则的定义及应用方法选择、填空题
安培分子电流假说安培分子电流假说的内容
选择、填空题安培分子电流假说对于有关磁现象
的解释
磁通量磁现象的本质
选择、填空题磁通量的概念及单位
磁通量的计算
知识梳理
几种常见的磁场 磁场
磁通量的概念及计算式
磁现象
磁场的产生及基本特性 磁场的描述
磁场的方向
磁感线
磁感线的特点
磁感线与电场线的区别与联系
四种常见磁体磁场的磁感线分布特点
三种常见电流磁场的磁感线分布特点
应用安培定则的注意事项 地磁场的特点
安培分子电流假说的内容 电流的磁效应
典型例题
知识点1：磁场、磁感线概念的理解：
例1：关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（ ）。

A. 磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是客观存在的特殊物质
B. 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都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
C. 磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极结束
D. 磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 答案：AB
母题迁移：1. 关于磁感线，下列说法中正确的是（ ）。

A. 两条磁感线的空隙处一定不存在磁场 B. 磁感线总是从N
极到S 极
C. 磁感线上任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D. 两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交 答案：C
知识点2、安培定则的理解与运用问题：
例2：如图所示，一束带电离子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸内偏转，则这束带电离子可能是（ ）。

A. 向右飞行的正离子束
B. 向左飞行的正离子束
C. 向右飞行的负离子束
D. 向左飞行的负离子束
答案：BC
母题迁移 2. 如图所示，电子沿y 轴向右移动，则图中x 轴正方向上某点的磁场方向是（ ）。

A. ＋x轴方向
B. －x轴方向
C. ＋z轴方向
D. －z轴方向
答案：C
知识点3：小磁针N极指向的确定：
例3：如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色一端）指示磁场方向正确的是（）。

A. a
B. b
C. c
D. d
答案：C、D
母题迁移 3.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判定电源的正、负极。

答案：c为正极，d为负极
知识点4：地磁场问题：
例4：某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方。

当通电后发现小磁针不动。

稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动了180°后静止不动。

由此可知通电直导线的电流方向是（）。

A. 自东向西
B. 自南向北
C. 自西向东
D. 自北向南
答案：A
变式：
一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转了180°，由此可以断定，这根电缆中电流的方向（）
A. 可能是向北
B. 可能是竖直向下
C. 可能是向南
D. 可能是竖直向上
答案：D
知识点5：磁能量的理解与计算：
例5：如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再作一个z轴，就构成了空间直角坐标系。

匀
强磁场的磁感应强度B ＝0.2T ，方向沿x 轴的正方向，且m 4.0dc ab ==，m 3.0ad ef bc ===，m 3.0cf be ==。

通过面积)abcd (S 1、)befc (S 2、)aefd (S 3的磁通量321ΦΦΦ、、各是多少？
答案：故通过各个面的磁通量分别为：
22211S ,Wb 024.0T 2.0m 12.0B S =Φ=⨯=⋅=Φ·B ＝0，Wb 024.013=Φ=Φ。

同步练习（答题时间：45分钟）
1. 19世纪20年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是（ ）。

A. 由西向东垂直磁子午线
B. 由东向西垂直磁子午线
C. 由南向北沿磁子午线
D. 由赤道向两极沿磁子午线
2. 如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中B 、A 是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N 极转向纸里，S 极转向纸外，则关于B 、A 的带电情况说法中正确的是（ ）。

A. 带同种电荷
B. 带异种电荷
C. B 带正电
D. A 带正电 3. 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）。

A. 磁铁是磁场的唯一来源
B. 磁感线是从磁体的北极出发而到南极终止
C. 自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向通电螺线管磁场的北极
D. 两磁感线空隙处不存在磁场
4. 如图是通电直导线周围磁感线的分布情况示意图，各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，这四个图中，正确的是（ ）。

5. 一根软铁棒在磁场中被磁化，这是因为（ ）。

A. 软铁棒中产生了分子电流
B. 软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C. 软铁棒中分子电流消失
D. 软铁棒中分子电流取向变得大致相同
6. 当接通电源后，小磁针A按如图中所示的方向运动，则（）。

A. 小磁针B的N极向纸外转
B. 小磁针B的N极向纸内转
C. 小磁针B不转动
D. 无法判断
7. 弹簧测力计，下挂一条形磁棒，其中条形磁棒N极的一部分位于未通电的螺线管内，如图所示，下列说法正确的是（）。

A. 若将a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数将减小
B. 若将a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数将增大
C. 若将b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数将增大
D. 若将b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数将减小
8. 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（）。

A. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C. 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过
D. 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
9. 两个小磁针因受到某种磁场的作用后相互平行，如图所示，产生这种效果的磁场可能是（）。

A. 某条通电直导线产生的磁场
B. 某通电螺线管产生的磁场，其中一个小磁针在管内，另一个小磁针在管外
C. 某个单匝通电圆形线圈产生的磁场，其中一个小磁针在环内，另一个小磁针在环外
D. 相距很近的异名磁极间产生的磁场
10. 某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动。

由此可知，通电直导线的电流方向是（）。

A. 自东向西
B. 自南向北
C. 自西向东
D. 自北向南
11. 罗兰实验中，罗兰把大量的电荷加在一个橡胶盘上，然后使盘绕中心轴高速转动，如图所示，在盘的附近用一小磁针来检验，结果发现，当带电盘转动时，小磁针发生了偏转，而且改变盘的转动方向时，小磁针的偏转方向也改变。

罗兰实验证明__________。

12. 如图所示，两螺线管通以图示电流，两螺线管将相互_________（填“吸引”或“排斥”），如果将电源反向接上，两螺线管将相互__________（填“吸引”或“排斥”）。

13. 完成下列问题：
（1）已知螺线管内部的小磁针的N极指向如图所示，请在图中画出螺线管上线圈的绕向。

（2）已知电磁铁的两个极性如图所示，请在电磁铁上画出线圈的绕向。

（3）如图所示，a和b是直线电流的磁场，c和d是环形电流的磁场，e和f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

试题答案
1. B ［解析］如图所示，考虑地球的自转方向，利用安培定则可以判定地磁场是由东向西的环形电流产生的，故B项正确。

2. B、D［解析］云层间放电必须发生在异种电荷之间，故B对；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场。

由题意知，从
南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从A流向B的，故可知A带正电，B带负电，所以D 选项正确。

3. C［解析］磁铁周围存在磁场，电流周围也存在磁场，A项错误；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁场的磁感线是北极出发指向南极，内部磁场的磁感线是从南极出发指向北极，B项错误；通电螺线管内部磁场的方向是从南极指向北极，故当小磁针静止在通电螺线管内部时，小磁针N极所指的方向应跟它内部的磁场方向相同，即小磁针N 极指向通电螺线管的北极，C项正确；磁感线是为了形象地描述磁场而设想出来的，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，故两磁感线间的空隙处也存在磁场，D项错误。

4. C［解析］由安培定则知，D图中磁感线方向画错了；磁感线的疏密表示磁场的强弱，故离导线越远，磁感线越稀，故A、B错，只有C正确。

5. D ［解析］软铁棒中的分子电流是一直存在的，并不因为有了外界磁场作用而产生或消失，所以A、C错误。

根据磁化过程的实质，可知B错，D对。

6. A ［解析］根据小磁针A的运动方向，运用安培定则可判断出小磁针B上方导线中的电流方向自右向左，根据它产生的磁场方向可判断小磁针B的转动情况。

7. A、C ［解析］螺线管未通电时，螺线间无相互作用，螺线管通电后，螺线管相当于一条形磁棒，同名磁极相斥，异名磁极相吸，可判断出条形磁棒所受螺线管磁场的磁场力方向，从而确定弹簧测力计示数的增减。

当a接电源正极，b接电源负极时，根据线圈的缠绕方向，由安培定则可知通电螺线管内部磁感线方向自下而上，其上端相当于一个条形磁棒的N极，因同名磁极相互排斥，所以磁棒受通电螺线管的磁场向上的斥力，由磁棒的平衡条件，弹簧测力计示数将减小，选项A正确；同理，当b接电源正极、a接负极时，通电螺线管上端相当于条形磁棒的S 极，异名磁极相互吸引，磁棒受向下的拉力，由磁棒平衡条件，知弹簧测力计示数将增大，C选项正确，故正确答案为A、C。

8. C ［解析］在赤道上空地磁场方向为水平向北，在地磁场的作用下，小磁针只稳定地指北，而指北的这一端为小磁针的N极，当小磁针的N极突然向东偏转，说明小磁针所在空间内突然有一指向东边的磁场对小磁针产生磁力的作用，这一磁场既可是磁体产生的，也可是电流产生的。

9. A、B、C ［解析］沿水平方向垂直纸面向里放置的某条通电直导线符合题意。

另外，当这两个小磁针处于某单匝通电圆形线圈或通电螺线管里边和外边时，根据安培定则可知，亦可以使它们相互平行且N极指向相反。

但相距很近的异名磁极间的磁场为匀强磁场，磁感线相互平行，疏密均匀且方向一致，不可能使两个小磁针相互平行且N极指向相反。

10. A ［解析］用手拨动一下，小磁针可转180°，则说明电流的磁场方向正好与地磁场的方向相反。

11. 电荷的运动产生了磁场
12. 排斥排斥
13. ［解析］（1）如图所示。

（2）如图所示。

（3）如图所示。