第01讲 磁场 磁感线【暑假自学课】2024年新高二物理暑假提升精品讲义（人教版2019）

第01讲 磁场 磁感线 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.知道磁场的概念，.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点. 2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向． 3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量. 4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小． ■知识点一：电和磁的联系　磁场 1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时磁针发生了转动． 实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 3．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质 1.磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的． 2.奥斯特实验(电流的磁效应)：奥斯特实验说明了电流与磁体之间有力的作用。 3.小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向 ■知识点二：磁感线 1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向． 2．磁感线 (1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线． (2)特点 ①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． 3．地磁场及其磁感线 (1)地磁场：地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极． (2)对地磁场的理解：虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，因此，一般我们认为： ①地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角． ②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行． 1.在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． 2.地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而在竖直方向上，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行 3.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 ■知识点三：安培定则 1．直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示． 2．环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向． 3．通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向． 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺 线管 内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极 (1)磁场和电流的方向关系用安培定则来判断。安培定则又叫右手螺旋定则。 (2)拇指和四指的指向关系：拇指的指向是直的，四指是环绕方向。电流的方向用拇指的指向表示，四指的环绕方向就表示电流产生的磁场的磁感线的环绕方向；四指的环绕方向表示环形(或螺线管)电流的方向，拇指的指向就表示环形导线(或螺线管)轴线上磁场的方向。拇指的指向和四指的环绕方向相互垂直。 教材习题01 关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过导线的电场发生的 C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的 D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 解题方法 教材习题02 磁场中某区域的磁感线的如图所示，则（ ） A．a、b两处的磁感应强度大小不等，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＜Bb C．a、b两处磁场方向一定相同 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 解题方法 考向一：电和磁的联系　磁场 【例1】（多选）关于磁场，下列说法中正确的是（　　） A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型 B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的 D．磁感线总是从磁体的N极指向S极 考向二：磁感线 【例2】（2021·浙江·高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（　　） A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场 C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场 D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场 考向三：安培定则 【例3】用安培定则判断电流的磁感线方向，下列各图正确的是（　　） A． B． C． D． 考向四：地磁场 【例4】（多选）中国宋代科学家沈括在《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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的 C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 D．因地磁场影响，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 一、单项选择题 1.奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　） A．磁场的存在 B．地磁场的存在 C．电流周围有磁场 D．地磁场的方向 2.司南是我国著名科技史学家王振铎根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中“司南之杓，投之于地，其柢指南”的记载，考证并复原勺形的指南器具。书中的“柢”指的是司南的长柄，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，其长柄（　　） A．将指向北方 B．将指向东方 C．顶端相当于磁体的S极 D．顶端相当于磁体的N极 3．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极向西偏转，则下列解释正确的是（　　） A．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 B．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 C．可能是小磁针正上方有电子流自西向东水平通过 D．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针 4.电场和磁场看不见摸不着，但是我们可以设法来观察它们。如图甲和图乙把头发碎屑悬浮在蓖麻油里可模拟电场线形状；图丙和图丁在板上均匀地撒一层细铁屑可模拟磁感线形状。下列说法正确的是（    ） A．图甲在中心和边缘分别接高压起电装置的两极，越靠近中心电势越高 B．图乙两平行金属板分别接高压起电装置的两极，它们之间的电场都可以看作匀强电场 C．图丙是竖直通电直导线，如果增大电流，铁屑将排布得更加有序 D．图丁是水平放置的条形磁场，通过图可以知道，磁感线可以不闭合 5.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　） A．a、b、c的S极都向纸里转 B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转 C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转 6.以下关于小磁针静止时N极指向描述正确的是（　　） A．甲图中N极垂直纸面向里 B．乙图中N极垂直纸面向外 C．丙图中N极水平向右（线圈内部） D．丁图中N极指向地理南极 7．如图所示，把一小磁针放入水平向左的匀强磁场中，当小磁针静止时，其N极的指向是 A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下 8.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”内部不存在磁场 B．“磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域 C．“磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行 D．“磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交 9．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a指向b。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源都放在导线正下方且呈中间对称，则下列图中的磁场源不可能是（　　） A．蹄形磁铁 B．通电螺线管 C．条形磁铁 D．环形电流 10.如图所示，圆环中通逆时针方向电流，位于圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为（　　） A．水平向右 B．竖直向下 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 11.如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，下列说法正确的是（　　） A．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向 B．地球磁体的N极位于地理的南极，地球磁体的S极与地理的北极重合 C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极 D．从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿逆时针方向 12．如图所示，通有电流I的螺绕环在A处产生的磁场，通有电流的直导线（图中○为其横截面示意图）垂直螺绕环平面并穿过其中心，在A处产生的磁场，若要使A处，则电流的方向和大小分别为（    ） A．垂直纸面向里， B．垂直纸面向里， C．垂直纸面向外， D．垂直纸面向外， 13.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变 B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数减小 C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数不变 D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小 14．（2011全国高考真题）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ） A． B． C． D． 2、 多项选择题 15.（2015全国高考真题）指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是（  ） A．指南针可以仅具有一个磁极 B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 16．当导线中分别通以图示方向的电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是（  ） A．B． C． D． 17．一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是（　　） 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 18．如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B．乙图中，磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的 C．丙图中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的 D．丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 19.地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方 B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极 C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强 D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱 20.1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按图示方向（自上向下看顺时针）高速旋转，发现小磁针发生偏转．忽略地磁场对小磁针的影响，则下列法正确的是（　　） A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了电场 B．小磁针发生偏转说明：因电荷运动形成的电流产生了磁场 C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转 D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第01讲 磁场 磁感线 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练 模块五 小试牛刀过关测 1.知道磁场的概念，.理解磁感线的概念，知道磁感线的特点. 2.理解安培定则，会用安培定则判断电流的磁场方向． 3.理解磁感应强度的概念，知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量. 4.理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小． ■知识点一：电和磁的联系　磁场 1．磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引． 2．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的上方，通电时磁针发生了转动． 实验意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电与磁的联系． 3．磁场：磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，以及通电导体与通电导体之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质 1.磁场的基本性质：对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用，而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的． 2.奥斯特实验(电流的磁效应)：奥斯特实验说明了电流与磁体之间有力的作用。 3.小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向 ■知识点二：磁感线 1．磁场的方向：物理学规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指方向就是该点磁场的方向． 2．磁感线 (1)定义：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点磁场的方向一致，这样的曲线就叫作磁感线． (2)特点 ①在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极． ②磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． ③磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断． ④磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的线，并不真实存在． 3．地磁场及其磁感线 (1)地磁场：地球在地面附近空间产生的磁场，叫作地磁场，如图所示，地球实际上就是一个巨大的磁体，它也有两个磁极，分别是地磁南极和地磁北极． (2)对地磁场的理解：虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大，因此，一般我们认为： ①地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近，地球的地理两极和地磁两极不重合，形成了磁偏角． ②地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而竖直方向则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下． ③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行． 1.在磁体外部，磁感线从N极发出，进入S极；在磁体内部由S极回到N极；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向与过该点的磁感线的切线方向一致． 2.地磁场在水平方向总是从地磁南极指向北极，而在竖直方向上，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；在赤道平面上，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向均与地面平行 3.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向 ■知识点三：安培定则 1．直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示． 2．环形电流的磁场 安培定则：如图甲所示，让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向． 3．通电螺线管的磁场 安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与螺线管电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺线管轴线上磁场的方向． 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 直线电流 以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱 环形电流 环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏 通电螺 线管 内部磁场为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部磁场类似条形磁体的磁场，方向由N极指向S极 (1)磁场和电流的方向关系用安培定则来判断。安培定则又叫右手螺旋定则。 (2)拇指和四指的指向关系：拇指的指向是直的，四指是环绕方向。电流的方向用拇指的指向表示，四指的环绕方向就表示电流产生的磁场的磁感线的环绕方向；四指的环绕方向表示环形(或螺线管)电流的方向，拇指的指向就表示环形导线(或螺线管)轴线上磁场的方向。拇指的指向和四指的环绕方向相互垂直。 教材习题01 关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过导线的电场发生的 C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的 D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 解题方法 A．甲图中，电流会产生磁场，那么电流对小磁针力的作用是通过电流产生的磁场发生的，故A错误； B．乙图中，磁体对通电导线的力，即为安培力，是通过磁体的磁场发生的，故B错误； CD．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的，并不是电场，故C正确，D错误。 故选C。 【答案】C 教材习题02 磁场中某区域的磁感线的如图所示，则（ ） A．a、b两处的磁感应强度大小不等，Ba＞Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，且Ba＜Bb C．a、b两处磁场方向一定相同 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 解题方法 AB、由磁感线的疏密可知Ba＜Bb，故A错误，B正确； C、某点的切线方向就是该点的磁场方向，故C错误； D、磁感线是假想的，不实际存在，a处没有磁感线，磁感应强度也不为零，故D错误 【答案】B 考向一：电和磁的联系　磁场 【例1】（多选）关于磁场，下列说法中正确的是（　　） A．磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型 B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的 D．磁感线总是从磁体的N极指向S极 【答案】 BC 【解析】A．磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质，它与实物粒子不同，磁场是看不见、摸不到，但又确实是客观存在的，通常用人们假想的磁感线来描述，故A错误； B．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，故B正确； C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的，故C正确； D．在磁体的外部，磁感线总是从N极指向S极，在磁体的内部则是从S极指向N极，故D错误。 故选BC。 考向二：磁感线 【例2】（2021·浙江·高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（　　） A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场 C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场 D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场 【答案】B 【解析】根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。 故选B。 考向三：安培定则 【例3】用安培定则判断电流的磁感线方向，下列各图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】AB．用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流方向，那么四指的指向（握住）就是磁感线B的环绕方向，故A正确，B错误； CD．用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，即磁感线的方向，故CD错误。 故选A。 考向四：地磁场 【例4】（多选）中国宋代科学家沈括在《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图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近 B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的 C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 D．因地磁场影响，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 【答案】BD 【解析】A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近；故A错误； B．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故B正确； C．磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误； D．根据安培定则可知，导线的磁场方向与导线电流的方向垂直，可知因地磁场影响，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，故D正确。 故选BD。 一、单项选择题 1.奥斯特实验是科学历史上的经典实验，它的价值在于直接证实了（　　） A．磁场的存在 B．地磁场的存在 C．电流周围有磁场 D．地磁场的方向 【答案】C 【解析】奥斯特实验直接证实了电流周围有磁场，从而使得电流正下方的小磁针发生了偏转。 故选C。 2.司南是我国著名科技史学家王振铎根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中“司南之杓，投之于地，其柢指南”的记载，考证并复原勺形的指南器具。书中的“柢”指的是司南的长柄，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，其长柄（　　） A．将指向北方 B．将指向东方 C．顶端相当于磁体的S极 D．顶端相当于磁体的N极 【答案】C 【解析】依题意，可知这就是传统上的指南针，“柢”指的是司南的长柄，所以当司南静止时，长柄指的方向即为正南方向，勺口指的方向就是正北方向，所以顶端相当于磁体的S极。 故选C。 3．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极向西偏转，则下列解释正确的是（　　） A．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 B．可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 C．可能是小磁针正上方有电子流自西向东水平通过 D．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针 【答案】A 【解析】AB．若小磁针正上方有电子流自北向南水平通过，等效电流方向即为自南向北，所以小磁针的N极向西偏转，同理可知，若是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过，小磁针的N极向东偏转，A正确，B错误； C．若是小磁针正上方有电子流自西向东水平通过，等效电流方向即为自东向西，在小磁针处产生的磁场向南，小磁针N极可能反向，但不可能向西偏转，C错误； D．若小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向西偏转，但这只是一种使小磁针N极偏转的原因，也有可能是电流引起的，D错误。 故选A。 4.电场和磁场看不见摸不着，但是我们可以设法来观察它们。如图甲和图乙把头发碎屑悬浮在蓖麻油里可模拟电场线形状；图丙和图丁在板上均匀地撒一层细铁屑可模拟磁感线形状。下列说法正确的是（    ） A．图甲在中心和边缘分别接高压起电装置的两极，越靠近中心电势越高 B．图乙两平行金属板分别接高压起电装置的两极，它们之间的电场都可以看作匀强电场 C．图丙是竖直通电直导线，如果增大电流，铁屑将排布得更加有序 D．图丁是水平放置的条形磁场，通过图可以知道，磁感线可以不闭合 【答案】C 【解析】A．图甲中，起电装置从正极向负极电势逐渐降低，故A错误； B．图乙中，平行板的边缘处电场为非匀强电场，故B错误； C．图丙中，竖直通电直导线周围呈环形磁场，且磁感应强度随电流的增大而增大，故C正确： D．图丁中，磁感线始终是闭合的，条形磁体内部的磁感线从S极指向N极，故D错误。 故选C。 5.如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　） A．a、b、c的S极都向纸里转 B．b的S极向纸外转，而a、c的S极向纸里转 C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转 D．b的S极向纸里转，而a、c的S极向纸外转 【答案】D 【解析】圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动，S极向纸外转， b处小磁针的N极向纸外转动，S极向纸里转。 故选D。 6.以下关于小磁针静止时N极指向描述正确的是（　　） A．甲图中N极垂直纸面向里 B．乙图中N极垂直纸面向外 C．丙图中N极水平向右（线圈内部） D．丁图中N极指向地理南极 【答案】C 【解析】A．由右手定则可知甲图中小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向外，即N极垂直纸面向外，A错误； B．由右手定则可知乙图中小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向里，即N极垂直纸面向里，B错误； C．由右手定则可知丙图中小磁针所在位置的磁场方向水平向右，即N极水平向右，C正确； D．由于地磁场的北极在地里南极附近，故丁图中N极指向地理北极，D错误。 故选C。 7．如图所示，把一小磁针放入水平向左的匀强磁场中，当小磁针静止时，其N极的指向是 A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下 【答案】B 【解析】小磁针被放入方向水平向左的磁场中，小磁针N极受到水平向左的磁场力的作用，小磁针S极受到水平向右的磁场力，所以N极要转向磁场方向，而S极转向磁场方向反方向．因此小磁针静止时N极的指向是向左，故ACD错误，B正确． 8.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　） A．“磁星”内部不存在磁场 B．“磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域 C．“磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行 D．“磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交 【答案】B 【解析】A．因为磁感线不中断，所以“磁星”内部也存在磁场，A错误； B．如图所示，通过直线AB的平面将磁星的表面等分为左右两部分，左表面和右表面的磁通量均等于零，B正确； C． “磁星”表面磁场极处，磁场方向与星体表面一定不平行，C错误； D．如果两条磁感线相交，那么交点处的磁场就有两个方向，与实际不相符，所以“磁星”附近磁感线非常密集，磁感线也不可能相交，D错误。 故选B。 9．把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a指向b。虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，磁场源都放在导线正下方且呈中间对称，则下列图中的磁场源不可能是（　　） A．蹄形磁铁 B．通电螺线管 C．条形磁铁 D．环形电流 【答案】D 【解析】图A和图C的永久性磁铁均可以形成如图所示的磁场；图B中通电螺线管的磁场与图C中条形磁铁的磁场相似，也可形成如图所示的磁场；图D中环形电流的磁场是垂直纸面方向的，不能形成图示中的磁场。 故选D。 10.如图所示，圆环中通逆时针方向电流，位于圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为（　　） A．水平向右 B．竖直向下 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外 【答案】D 【解析】由安培定则可知，环形电流内部的磁场方向为垂直纸面向外，则圆环圆心处的小磁针静止时N极指向为垂直纸面向外。故ABC错误，D正确。 故选：D。 11.如图所示，地球是一个磁体，相当于一个大条形磁铁，为了解释地球的磁性，安培在19世纪用分子电流假说进行了说明，认为地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，下列说法正确的是（　　） A．用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的正南北方向 B．地球磁体的N极位于地理的南极，地球磁体的S极与地理的北极重合 C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极 D．从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿逆时针方向 【答案】C 【解析】A．地磁场的南北极并不与地理的南北极重合，存在一定的偏角，所以用一个能自由转动的小磁针观察地磁场的方向，看到它的磁极一般指向地理的南北方向附近，不是正南北方向，故A错误； B．地球磁体的N极位于地理的南极附近，地球磁体的S极在地理的北极附近，并不重合，故B错误； C．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极，故C正确； D．根据安培定则可知，从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向，故D错误。 故选：C。 12．如图所示，通有电流I的螺绕环在A处产生的磁场，通有电流的直导线（图中○为其横截面示意图）垂直螺绕环平面并穿过其中心，在A处产生的磁场，若要使A处，则电流的方向和大小分别为（    ） A．垂直纸面向里， B．垂直纸面向里， C．垂直纸面向外， D．垂直纸面向外， 【答案】D 【解析】根据安培定则，螺线管在A处的磁场方向竖直向下，若要使A处 则通有电流的直导线的在A处的磁场方向竖直向上，再根据安培定则可知，电流方向是垂直纸面向外的；通有电流I的螺绕环在A处产生的磁场 通有电流的直导线在A处产生的磁场 解得 故选D。 13.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数不变 B．若a接电源正极，b接负极，弹簧测力计示数减小 C．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数不变 D．若b接电源正极，a接负极，弹簧测力计示数减小 【答案】B 【解析】AB．当螺线管将a接电源正极，b接负极时，线圈中产生磁场，由右手螺旋定则判断得知，螺线管内部磁场方向向上，对磁铁产生向上的斥力，所以弹簧秤示数减小，故A错误，B正确； CD．当螺线管将a接电源负极，b接正极时，线圈中产生磁场，由右手螺旋定则判断得知，螺线管内部磁场方向向下，对磁铁产生向下的引力，所以弹簧秤示数增大，故CD错误。 故选：B。 14．（2011全国高考真题）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。 故选B。 2、 多项选择题 15.（2015全国高考真题）指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是（  ） A．指南针可以仅具有一个磁极 B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场 C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转 【答案】BC 【解析】A．指南针不可以仅具有一个磁极，故A错误； B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故B正确； C．当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故C正确； D．根据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转，故D错误。 故选BC。 16．当导线中分别通以图示方向的电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是（  ） A．B． C． D． 【答案】AB 【解析】AB．已知通电直导线中电流的方向，根据右手螺旋定则，可知A、B选项的图中小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，A、B正确； C．环形导线的电流方向如题图所示，根据右手螺旋定则，可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极垂直纸面向外，C错误； D．根据右手螺旋定则，结合电流的方向，可知通电螺线管内部的磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左，D错误. 17．一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是（　　） 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 【解析】A．向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，正离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，不符合题意，故A错误； B．向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，符合题意，故B正确； C．向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，符合题意，故C正确； D．向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向里，S极转向外，不符合题意，故D错误。 故选BC。 18．如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　）    A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的 B．乙图中，磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的 C．丙图中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的 D．丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的 【答案】BC 【解析】A．题图甲中，电流对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的，故A错误； B．题图乙中，磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的，故B正确； CD．题图丙中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的，故C正确，D错误。 故选BC。 19.地磁场使得从太阳射出的高能带电粒子流（通常叫太阳风）发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”.关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向南方 B．在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极 C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强 D．地磁场对直射赤道高能粒子流的减速作用比对直射南北极高能粒子流的减速作用弱 【答案】BC 【解析】A．根据地理的南极是地磁的北极，在佛山，自由悬挂的小磁针N极会指向北方，所以A错误； B．根据地理的南极是地磁的北极，则在地球内部，磁场方向大致由地理北极指向地理南极，所以B正确； C．地磁场对直射赤道高能粒子流的偏转作用比对直射南北极高能粒子流的偏转作用强，因为在赤道位置粒子流的方向与磁场方向垂直，在两极方向平行，垂直时作用力最大，平行时磁场力为0，所以C正确； D．地磁场对直射赤道高能粒子流的作用是偏转作用，不是减速作用，所以D错误； 故选BC。 20.1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，将圆盘绕中心轴按图示方向（自上向下看顺时针）高速旋转，发现小磁针发生偏转．忽略地磁场对小磁针的影响，则下列法正确的是（　　） A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了电场 B．小磁针发生偏转说明：因电荷运动形成的电流产生了磁场 C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转 D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转 【答案】 BCD 【解析】AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，故A错误，B正确； C．若小磁针处于圆盘的左上方时，圆盘带负电，根据右手定则可知，产生的磁场方向向上，则小磁针的N极向左偏，故C正确； D．若小磁针处于圆盘的左下方时，圆盘带负电，根据右手定则可知，产生的磁场方向向上，因下方为S极，则小磁针的N极向右偏，故D正确。 故选BCD。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$