第16讲:磁场 磁感线【六大考点+六大题型】-2025-2026学年高二上学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版必修第三册)
2025-12-04
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2份
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41页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 1. 磁场 磁感线 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 24.46 MB |
| 发布时间 | 2025-12-04 |
| 更新时间 | 2025-12-05 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55273456.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本高中物理讲义聚焦磁场与磁感线核心知识点,系统梳理磁现象、电流的磁效应,揭示电与磁的联系,进而构建磁场的物质观念,通过磁感线模型描述磁场强弱与方向,归纳直线、环形、螺线管电流的磁场分布规律及地磁场特点,形成完整知识脉络。
该资料题型设计覆盖基础理解到综合应用,结合高考真题与《论衡》司南记载等历史文献,培养科学思维中的模型建构(磁感线)和科学推理(安培定则应用),体现科学态度与责任。课中辅助教师教学,课后通过分层练习帮助学生查漏补缺,强化物理观念。
内容正文:
第16讲:磁场 磁感线
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:磁现象
(1)磁性:磁体吸引铁质物体的性质.
(2)磁极:磁体上磁性最强的区域.
①北极:自由转动的磁体,静止时指北的磁极,又叫N极.
②南极:自由转动的磁体,静止时指南的磁极,又叫S极.
2.电流的磁效应
(1)发现:1820年,丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中,把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方,通电时磁针转动了.
(2)实验意义:电流磁效应的发现,首次揭示了电与磁之间的联系,揭开了人类对电磁现象研究的新纪元.
1.电流、磁体间的相互作用
(1)磁体与磁体间存在相互作用.
(2)通电导线对磁体有作用力,磁体对通电导线也有作用力.
(3)两条通电导线之间也有作用力.
知识点二.磁场
(1)定义:磁体与磁体之间,磁体与通电导线之间,以及通电导线与通电导线之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质.
(2)基本性质:对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用.
知识点三:地磁场
(1)地磁场:地球本身是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近.自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向,这就是指南针的原理.
(2)磁偏角:小磁针的指向与正南方向之间的夹角,
(3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场.
知识点四:磁感线
1.定义:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线.
2.特点:
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱.
(2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向.
知识五.常见永磁体的磁场(见下图)
知识点六:三种常见的电流的磁场
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
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极;外部类似条形磁铁,由N极指向S极
【题型归纳】
题型一:磁现象、磁性的理解
【例1】.(25-26高二上·吉林长春·期中)下列关于磁现象的说法正确的是( )
A.自然界中的磁体总存在着两个磁极
B.磁场中小磁针磁极受力方向就是磁场方向
C.磁场、磁感线都是客观存在的
D.磁感线都是从磁体N极出发终止于磁体S极
【变式1】.(25-26高二上·江苏泰州·月考)指南针是我国古代四大发明之一,早期的指南针又叫司南。东汉学者王充在《论衡》中记载∶“司南之杓,投之于地,其柢指南。”“柢”即勺柄,如图所示。下列说法正确的是( )
A.司南周围不存在磁场,存在磁感线 B.司南静止时,勺柄指向地磁的南极
C.司南勺柄的指向与勺子的磁极有关 D.将勺子换成铜材质的,也会出现相同的现象
【变式2】.(24-25高二上·湖北·阶段练习)某款小型加磁器如图所示,当把螺丝刀放入加磁孔时,能使螺丝刀磁化吸引轻质铁钉,当把螺丝刀放入消磁孔时,螺丝刀会退磁失去磁性。根据安培分子电流假说可知( )
A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B.退磁时螺丝刀内部的分子电流强度会减弱
C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得大致相同
D.螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会增强
题型二:磁感线的理解和应用
【例2】.(25-26高二上·江苏南京·期中)如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图,关于、两点磁场强弱关系,下列说法正确的是( )
A.点强 B.点强 C.、b两点强弱相同 D.无法比较
【变式1】.(25-26高二上·湖北黄冈·月考)关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是( )
A.磁感线上各点的切线方向就是小磁针静止时北极的指向
B.磁场中任意两条磁感线有可能相交
C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线
D.磁感线总是从磁体的极发出终止于磁体的极
【变式2】.(2025·江苏·高考真题)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是( )
A. a点的磁感应强度大于b点 B. b点的磁感应强度大于c点
C. c点的磁感应强度大于a点 D. a、b、c点的磁感应强度一样大
题型三:地磁场
【例3】.(25-26高二上·重庆·期中)东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示,司南指南是因为地球存在地磁场,则下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁南极
C.司南可以用任意金属材料制成
D.“柢”能指南说明“柢”周围客观存在一条条磁感线
【变式1】.(24-25高二上·云南·期末)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,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。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,地磁南极在地理南极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.在赤道位置放置一枚小磁针,小磁针N极指向地理的南极
【变式2】.(2024高二上·山西·学业考试)如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形的东西,放在一个刻着方位的光滑方盘上。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓,投之于地,其柢(即勺柄)指南”的记载。下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极 B.司南之杓可以用铜为材料制作
C.地球的磁场是人为想象出来的 D.柢能够指南是因为受到方盘对它施加了向南的力
题型四:常见的磁体分布
【例4】.(2024高二上·浙江·学业考试)下列常见磁场的磁感线分布图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1】.(2024高二上·江苏淮安·学业考试)物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向.则下列选项中小磁针的指向正确的是( )
A.B.C. D.
【变式2】.(23-24高二上·浙江台州·期中)下列关于图中的相关判断和描述正确的是( )
A.甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的,电场线方向从正电荷到负电荷,再从负电荷回到正电荷形成闭合回路
C.丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
D.丁图中如果忽略地磁场,那么环形导线通电后,其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转
题型五:几种常见的磁场(安培定则)
【例5】.(25-26高二上·上海浦东新·期中)关于电流周围产生的磁场分布,下列图示正确的是( )
A.通电直导线产生的磁场 B.通电直导线产生的磁场
C.环形导线产生的磁场 D.环形导线产生的磁场
【变式1】.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列各图中,已标出电流和磁体所产生磁场的磁感线方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)图中已标出电流及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A.直线电流 B.直线电流
C. D.通电螺线管
题型六:磁场的综合问题
【例6】.(25-26高二上·浙江嘉兴·期中)用安培定则分析下列现象,正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时的位置如图,则通电直导线的电流向上
B.乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D.丁图中,假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的,那么环形电流的方向如图所示
【变式1】.(24-25高二上·广东深圳·期末)中国作为文明古国,其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓,投之于地,其柢(即勺柄)指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体,放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是( )
A.“司南之杓”可以用铜为材料制作 B.“柢”相当于磁体的S极
C.地球的磁场是人为想象出来的 D.“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力
【变式2】.(2025·北京朝阳·一模)如图所示,光滑水平面上的铜球可绕竖直轴、水平轴或水平轴转动。如果铜球表面有明显的图案,可以观察它的转动情况;或者用手触摸它,通过感受力的作用可判断它的转动情况。有人设想:如果铜球表面没有图案且绝对光滑,此时判断转动情况是不容易的。若水平面绝缘,用以下方法一定能够判断光滑铜球是否在转动和转动方向的是( )
A.沿方向滴下一小滴红墨水,观察红墨水落在水平面上的痕迹
B.用另一等大的圆球沿直线撞击铜球,观察两球碰后的运动方向
C.用电子束使铜球带电,测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化
D.把磁铁的磁极沿轴方向放置,观察铜球相对磁铁位置的变化
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·江苏苏州·期中)下列关于磁场的说法中错误的是( )
A.磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的
B.永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的
C.所有的磁场都是由电荷的运动产生的
D.电荷的定向运动能产生磁场
2.(25-26高二上·江苏淮安·月考)如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况,根据所学的磁化知识判断下列说法正确的是( )
A.甲图是磁化后的分子电流取向分布
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同
C.铁棒被磁化后其磁性将一直保持,不再变化
D.铁棒被磁化后可通过加热的方式增强其磁性
3.(25-26高二上·河南南阳·期中)图1所示为两点电荷的电场线分布,图2所示为通电螺线管的磁感线分布,下列说法正确的是( )
A.电场线起始于正电荷止于负电荷,磁感线起始于N极止于S极
B.两图中,电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱
C.图1中两电荷均带正电
D.图2中通电螺线管的左端为N极,右端为S极
4.(2025高二上·海南·学业考试)通电后线圈产生的磁场如图所示,则( )
A.点的磁感应强度小于点 B.点的磁感应强度小于点
C.点的磁感应强度小于点 D.三点的磁感应强度一样大
5.(2025高二下·广东·学业考试)如图是直流电铃的工作原理图。闭合开关,衔铁被吸引而向下运动,敲击铃碗。当有电流通过时,关于该电磁铁的上端极性和内部磁感线方向,判断正确的是( )
A.S极、向下 B.S极、向上 C.N极、向下 D.N极、向上
6.(2025·广东·模拟预测)“探索自然、创建未来”,在我市某校小学科技节中,二年级四班开展的是“电与磁”的体验,具体要求如下图海报所示,作为大哥哥、大姐姐你应该对小朋友做出怎样的最佳建议?闭合开关前( )
A.调整指南针位置,使指南针与其上方导线平行
B.调整指南针位置,使指南针与其上方导线垂直
C.调整导线位置,使导线与其下方指南针垂直
D.调整导线位置,使导线与其下方指南针平行
7.(24-25高二下·宁夏中卫·开学考试)图中已标出电流I及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·安徽合肥·期末)将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上,当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线,并且电流方向自北向南,稳定静止时小磁针的指向可能正确的是(黑色一端代表小磁针的N极)( )
A.B.C.D.
9.(24-25高二上·重庆·期末)宇宙中存在着各种各样的恐怖天体,比如黑洞,中子星,脉冲星,磁星。1979年人类首次发现磁星,磁星被称为宇宙磁王。若某个磁星的磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍,分布与地球类似,下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
A.磁星可能只有N极
B.磁场只存在于磁星外部,而磁星内部不存在磁场
C.由于磁场特别强,所以该磁星表面真实的存在磁感线
D.磁星表面的磁感线不可能相交
10.(24-25高二上·北京海淀·期末)在一条沿水平方向放置的导线下方,放一个可以自由转动的小磁针。实验中观察到,当导线中没有通电流时,小磁针的指向如图所示;当导线中通恒定电流时,小磁针极向纸内转动,则( )
A.导线中的电流方向向右
B.导线中的电流方向向左
C.若将小磁针放置在导线的上方,小磁针肯定不发生转动
D.若将小磁针放置在导线的上方,也能观察到小磁针极向纸内转动
11.(24-25高二上·北京西城·期末)如图,水平桌面上有一个静止的小磁针,在它正上方沿水平方向与小磁针垂直放置一条导线。给导线通以向右的恒定电流时,没有观察到小磁针转动。下列说法正确的是( )
A.导线是沿南北方向放置的
B.仅将导线向下平移更靠近小磁针,可观察到小磁针转动
C.仅将电流加大,可观察到小磁针转动
D.仅将导线沿平行于小磁针方向放置,可观察到小磁针转动
12.(24-25高二上·广东清远·期末)关于下列四幅图的分析正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从下往上
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向内
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源右侧为正极
D.丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
二、多选题
13.(2025·安徽安庆·模拟预测)奥斯特寻找电和磁的联系时做了大量的实验,引起了同学们的探究热情。图甲中的小磁针a置于通电导线环的中心,图乙中的小磁针b置于通电导线的延长线;图丙、丁中的小磁针c和d置于平行通电导线之间的中线上,且两通电导线的电流大小相等。下列说法正确的是( )
A.甲图中小磁针a最终静止时,N极指向垂直纸面向外
B.乙图中小磁针b最终静止时,N极指向垂直纸面向外
C.丙图中小磁针c最终静止时,N极指向垂直纸面向外
D.丁图中小磁针d最终静止时,N极指向垂直纸面向外
14.(25-26高一上·浙江·开学考试)小明在某次物理社团活动中,用磁体将缝衣针磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上制成“指南针”,多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁北极
B.“指南针”的N极应标注在树叶尖端
C.用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引
D.“指南针”周围存在磁场和磁感线
15.(24-25高二下·云南·月考)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁感线和电场线一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场虽然看不见、摸不着,但是是客观存在的物质
C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的
D.地磁南极在地理南极附近
16.(24-25高一下·河北唐山·期末)将小磁针A、B置于导线环所在的平面内,如图所示。若导线环中电流沿逆时针方向,则小磁针静止时( )
A.小磁针A的N极指向纸面内 B.小磁针A的N极指向纸面外
C.小磁针B的N极指向纸面内 D.小磁针B的N极指向纸面外
17.(24-25高一下·安徽阜阳·期末)1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。他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,将圆盘绕中心轴按照图示方向(自上向下看为顺时针)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,下列说法正确的是( )
A.小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘产生了电场
B.小磁针发生偏转的原因是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方时,极指向下方
D.当小磁针位于圆盘的左方时,极指向上方
18.(24-25高二上·广西玉林·期末)安培认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流,分子电流会形成磁场,使分子相当于一个小磁体(如图甲所示)。地球的磁性也可用此假说解释。以下说法正确的是( )
A.这一假说能够说明磁可以生电
B.这一假说能够说明运动的电荷产生磁场
C.用该假说解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图乙所示
D.用该假说解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图丙所示
19.(24-25高二上·浙江湖州·月考)某充气泵的结构如所示,当电磁铁通入电流时,可吸引或排斥上部的小磁体,从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用,达到充气的目的。电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料,硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性,而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了,为了可以不断充气,下列说法正确的是( )
A.小磁体的下端一定为N极
B.小磁体的下端不一定为S极
C.充气泵电磁铁的铁芯应该用硬磁性材料
D.充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料
20.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)实验小组通过如图所示的实验装置来探究通电直导线的磁现象。小组同学将一段直导线固定在竖直支架上,并调整至水平,在导线正下方放置小磁针,其余电路装置均放在桌面上。下列说法正确的是( )
A.导线可以南北方向放置
B.导线可以东西方向放置
C.正确放置导线,闭合开关后,的极向垂直纸面向里的方向偏转
D.正确放置导线,闭合开关后,的极向垂直纸面向外的方向偏转
21.(24-25高二上·河北保定·阶段练习)以下关于磁场的说法正确的是( )
A.图甲,两导线之间通过磁场发生相互作用
B.图乙,假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的,则电流方向如图
C.环形导线通电方向如图丙所示,小磁针最后静止时极指向为垂直于纸面向外
D.丁图中,放在通电螺线管内部的小磁针,静止时极水平向左
22.(24-25高二上·宁夏吴忠·阶段练习)下列关于磁场的相关知识说法正确的是( )
A.甲图中,通电螺线管内部小磁针静止时N极水平向左
B.乙图中,小磁针正上方的直导线中通有电流时,小磁针的N极会垂直纸面向外转动
C.丙图中,a、b为两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,通过两环的磁通量大小关系为
D.丁图中,同向通电直导线之间的相互作用是通过磁场发生的
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第16讲:磁场 磁感线
【考点梳理】
【知识梳理】
知识点一:磁现象
(1)磁性:磁体吸引铁质物体的性质.
(2)磁极:磁体上磁性最强的区域.
①北极:自由转动的磁体,静止时指北的磁极,又叫N极.
②南极:自由转动的磁体,静止时指南的磁极,又叫S极.
2.电流的磁效应
(1)发现:1820年,丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中,把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方,通电时磁针转动了.
(2)实验意义:电流磁效应的发现,首次揭示了电与磁之间的联系,揭开了人类对电磁现象研究的新纪元.
1.电流、磁体间的相互作用
(1)磁体与磁体间存在相互作用.
(2)通电导线对磁体有作用力,磁体对通电导线也有作用力.
(3)两条通电导线之间也有作用力.
知识点二.磁场
(1)定义:磁体与磁体之间,磁体与通电导线之间,以及通电导线与通电导线之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质.
(2)基本性质:对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用.
知识点三:地磁场
(1)地磁场:地球本身是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近.自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向,这就是指南针的原理.
(2)磁偏角:小磁针的指向与正南方向之间的夹角,
(3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场.
知识点四:磁感线
1.定义:用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线.
2.特点:
(1)磁感线的疏密表示磁场的强弱.
(2)磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向.
知识五.常见永磁体的磁场(见下图)
知识点六:三种常见的电流的磁场
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
内部磁场比环外强,磁感线越向外越稀疏
通电螺线管
内部为匀强磁场且比外部强,方向由S极指向N极;外部类似条形磁铁,由N极指向S极
【题型归纳】
题型一:磁现象、磁性的理解
【例1】.(25-26高二上·吉林长春·期中)下列关于磁现象的说法正确的是( )
A.自然界中的磁体总存在着两个磁极
B.磁场中小磁针磁极受力方向就是磁场方向
C.磁场、磁感线都是客观存在的
D.磁感线都是从磁体N极出发终止于磁体S极
【答案】A
【详解】A.自然界中的磁体无论是否被分割,均存在N极和S极,未发现单磁极的磁体,故A正确;
B.磁场方向定义为小磁针静止时N极的受力方向,若为S极则受力方向与磁场方向相反,故B错误;
C.磁场是客观存在的,但磁感线是人为假想的曲线,用于描述磁场分布,并非真实存在,故C错误;
D.磁感线在磁体外部从N极到S极,但在内部从S极回到N极,形成闭合曲线,故D错误。
故选A。
【变式1】.(25-26高二上·江苏泰州·月考)指南针是我国古代四大发明之一,早期的指南针又叫司南。东汉学者王充在《论衡》中记载∶“司南之杓,投之于地,其柢指南。”“柢”即勺柄,如图所示。下列说法正确的是( )
A.司南周围不存在磁场,存在磁感线 B.司南静止时,勺柄指向地磁的南极
C.司南勺柄的指向与勺子的磁极有关 D.将勺子换成铜材质的,也会出现相同的现象
【答案】C
【详解】A.磁体周围存在着磁场,但磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,实际中并不存在,故A错误;
B.司南静止时,勺柄指向地理的南极,地磁的北极,故B错误;
C.司南是由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,正是由于磁勺的磁场与地磁场的相互作用,才使得司南的勺口指向地理北极,而勺柄指向地理南极,因而司南勺柄的指向与勺子的磁极有关,故C正确;
D.司南是由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,而铜是非磁性物质,不会出现与磁性相关的现象,故D错误。
故选C。
【变式2】.(24-25高二上·湖北·阶段练习)某款小型加磁器如图所示,当把螺丝刀放入加磁孔时,能使螺丝刀磁化吸引轻质铁钉,当把螺丝刀放入消磁孔时,螺丝刀会退磁失去磁性。根据安培分子电流假说可知( )
A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流
B.退磁时螺丝刀内部的分子电流强度会减弱
C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得大致相同
D.螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会增强
【答案】C
【详解】ABC.安培的分子电流假说,很好的解释了磁现象的电本质,他认为所有物体里面都有分子电流,磁体内部的分子电流的取向趋向一致时对外显示磁性,分子电流的取向杂乱无章时对外不显磁性,故AB错误,C正确;
D.由安培分子电流假说可知,激烈的热运动或震动使分子电流的取向杂乱无章,磁体对外不显磁性,故D错误。
故选C。
题型二:磁感线的理解和应用
【例2】.(25-26高二上·江苏南京·期中)如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图,关于、两点磁场强弱关系,下列说法正确的是( )
A.点强 B.点强 C.、b两点强弱相同 D.无法比较
【答案】A
【详解】磁感线越密集的位置磁场越强,a点磁感线比b点密集,故点的磁场比点强。
故选A。
【变式1】.(25-26高二上·湖北黄冈·月考)关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是( )
A.磁感线上各点的切线方向就是小磁针静止时北极的指向
B.磁场中任意两条磁感线有可能相交
C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是实际存在的磁感线
D.磁感线总是从磁体的极发出终止于磁体的极
【答案】A
【详解】A.据磁感线的物理意义可知:磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向,与小磁针静止时北极的指向相同。故A正确;
B.磁场中任意两条磁感线不可能相交。如相交,则交点处有两个方向,这是不可能的。故B错误;
C.铁屑可模拟磁感线,但磁感线是形象地描述磁场而引入的曲线,是假想的曲线,并不是真实存在的,故C错误;
D.在磁铁的外部,磁感线是从磁体的N极出发指向磁体的极,在磁铁的内部,磁感线总是从磁体的极出发指向磁体的N极。故D错误。
故选A。
【变式2】.(2025·江苏·高考真题)某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列判断正确的是( )
A. a点的磁感应强度大于b点 B. b点的磁感应强度大于c点
C. c点的磁感应强度大于a点 D. a、b、c点的磁感应强度一样大
【答案】B
【详解】磁感线越密集的地方磁感线强度越大,故可知。
故选B。
题型三:地磁场
【例3】.(25-26高二上·重庆·期中)东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”如图所示,司南指南是因为地球存在地磁场,则下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁南极
C.司南可以用任意金属材料制成
D.“柢”能指南说明“柢”周围客观存在一条条磁感线
【答案】A
【详解】A.地磁场在地表的方向由地理南极指向地理北极,磁铁静止时N极指向地理北极,“柢”相当于磁体的S极,A正确;
B.“其柢指南”中“南”指的是地磁北极,故B错误;
C.司南需用可以磁化的材料制成,故C错误;
D.磁感线实际上并不存在,故D错误。
故选A。
【变式1】.(24-25高二上·云南·期末)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,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。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,地磁南极在地理南极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.在赤道位置放置一枚小磁针,小磁针N极指向地理的南极
【答案】A
【详解】A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,而是有一定的夹角,即为磁偏角,故A正确;
B.磁感线是闭合的曲线,由图可推知地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,故B错误;
C.由图可知地磁场的磁感线从南极附近发出,从北极附近进入地球,组成闭合曲线,只有赤道上方附近的地磁场方向与地面平行,故C错误;
D.小磁针N极指向磁感线的方向,在赤道位置放置一枚小磁针,小磁针N极指向地理的北极,故D错误。
故选A。
【变式2】.(2024高二上·山西·学业考试)如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形的东西,放在一个刻着方位的光滑方盘上。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓,投之于地,其柢(即勺柄)指南”的记载。下列说法正确的是( )
A.“柢”相当于磁体的S极 B.司南之杓可以用铜为材料制作
C.地球的磁场是人为想象出来的 D.柢能够指南是因为受到方盘对它施加了向南的力
【答案】A
【详解】A.地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质是一块磁铁,在地磁场的作用下,静止时其勺柄指向南方,即指向地磁的北极,根据地磁场的特点可知,“柢”相当于磁体的S极,故A正确;
B.铜不能被磁化,司南之杓不可以用铜为材料制作,故B错误;
C.地球的磁场是真实存在的,故C错误;
D.柢能够指南是因为受到地磁场的作用力,故D错误。
故选A。
题型四:常见的磁体分布
【例4】.(2024高二上·浙江·学业考试)下列常见磁场的磁感线分布图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.磁感线在磁体外部都是从N极出来进入S极,故A错误;
B.根据安培定则可知,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,从上往下看,磁场方向应沿着顺时针方向,故B错误;
C.安培定则另一种表述:让右手弯曲的四指与环形(或螺线管)电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形(或螺线管)轴线上磁场的方向,磁场方向应该向右,故C错误;
D.若圆环方向为纸面方向,根据C选项分析可知,磁场方向应垂直纸面向外,根据A选项分析可知,小磁针N极应垂直纸面向外,故D正确。
故选D。
【变式1】.(2024高二上·江苏淮安·学业考试)物理学中把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向.则下列选项中小磁针的指向正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】A.根据右手螺旋定则可知,螺线管中的磁场方向向右,则小磁针静止时N极向右,故A错误;
B.地磁场在赤道处的磁场方向由地理南极指向地理北极,则小磁针静止时N极由地理南极指向地理北极,故B正确;
C.根据右手螺旋定则可知,图中直线电流产生的磁场为顺时针方向,则小磁针静止时N极应向下,故C错误;
D.图中U形磁铁在小磁针所在处的磁场方向向右,则小磁针静止时N极向右,故D错误。
故选B。
【变式2】.(23-24高二上·浙江台州·期中)下列关于图中的相关判断和描述正确的是( )
A.甲图中地球赤道表面磁场方向指向南方
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的,电场线方向从正电荷到负电荷,再从负电荷回到正电荷形成闭合回路
C.丙图中条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
D.丁图中如果忽略地磁场,那么环形导线通电后,其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转
【答案】D
【详解】A.甲图中地球赤道表面磁场方向指向北方,故A错误;
B.乙图中表示的电场是由等量异种电荷产生的,电场线方向从正电荷到负电荷,电场线并不会从负电荷回到正电荷形成闭合回路,故B错误;
C.丙图中条形磁铁的磁感线在磁铁外部从N极出发,到S极,从磁铁内部由S极回到N极,故C错误;
D.丁图中如果忽略地磁场,那么环形导线通电后,根据安培定则可知,其轴心磁场方向向外,则其轴心位置小磁针的N极向纸外旋转,故D正确。
故选D。
题型五:几种常见的磁场(安培定则)
【例5】.(25-26高二上·上海浦东新·期中)关于电流周围产生的磁场分布,下列图示正确的是( )
A.通电直导线产生的磁场 B.通电直导线产生的磁场
C.环形导线产生的磁场 D.环形导线产生的磁场
【答案】D
【详解】A.根据通电直导线周围磁场强度分布规律可知,从导线向远处延伸,磁场强度逐渐减弱,表示磁感线的“•”和“×”逐渐稀疏,根据安培定则可知导线左侧磁场强度应垂直纸面向里(“×”),右侧磁场强度应垂直纸面向外(“•”),故A错误;
B.根据安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向,且从导线向远处延伸,磁感线应逐渐稀疏,故B错误;
C.根据安培定则可知环内部磁场方向应垂直纸面向里(“×”),环外侧磁场强度应垂直纸面向外(“•”),故C错误;
D.根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右,且靠近上方磁感线向上弯曲,靠近下方磁感线向下弯曲,故D正确。
故选D。
【变式1】.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)下列各图中,已标出电流和磁体所产生磁场的磁感线方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.根据右手螺旋定则,通电导线产生的磁场方向沿逆时针方向,故A错误;
B.根据右手螺旋定则,左侧通电导线产生的磁场方向沿逆时针方向,右侧通电导线产生的磁场方向沿顺时针方向,故B正确;
C.条形磁体外部的磁感线方向由N极指向S极,故C错误;
D.根据右手螺旋定则,通电螺线管的N极在右侧,螺旋管内部磁场方向水平向右,故D错误。
故选B。
【变式2】.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)图中已标出电流及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A.直线电流 B.直线电流
C. D.通电螺线管
【答案】C
【详解】A.由安培定则可知,向上的电流左侧的磁场应向外,右侧的磁场应向里,故A错误;
B.由安培定则可知,电流向外的直导线周围的磁场分布为逆时针的同心圆,故B错误;
C.由安培定则可知,环形电流的内部磁感线应向左,故C正确;
D.由安培定则可知,通电螺线管的内部磁感线向右,故D错误。
故选C。
题型六:磁场的综合问题
【例6】.(25-26高二上·浙江嘉兴·期中)用安培定则分析下列现象,正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时的位置如图,则通电直导线的电流向上
B.乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向里
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源左侧为正极
D.丁图中,假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的,那么环形电流的方向如图所示
【答案】D
【详解】A.甲图中小磁针静止时位置如图,磁场为顺时针方向,根据安培定则可知,通电直导线的电流向下,故A错误;
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,根据安培定则可知,磁场垂直纸面向外,小磁针静止时N 极垂直纸面向外,故B错误;
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,右侧为S极,左侧为N极,根据安培定则可知,则电源左侧为负极,故C错误;
D.地理北极附近是地磁南极,根据安培定则可知,安培假设绕地轴的环形电流与图示相同,故D正确。
故选D。
【变式1】.(24-25高二上·广东深圳·期末)中国作为文明古国,其四大发明——造纸术、印刷术、火药、指南针影响深远。东汉时期思想家王充在《论衡》一书中有关于“司南之杓,投之于地,其柢(即勺柄)指南”的记载。如图所示的司南是用天然磁铁矿石琢成的一个勺形物体,放在一个刻着方位的光滑方盘上。下列说法正确的是( )
A.“司南之杓”可以用铜为材料制作
B.“柢”相当于磁体的S极
C.地球的磁场是人为想象出来的
D.“柢”能够指南是因为方盘对它施加了向南的力
【答案】B
【详解】A.铜不能被磁化,“司南之杓”不可以用铜为材料制作,故A错误;
B.地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质是一块磁铁,在地磁场的作用下,静止时其勺柄指向南方,即指向地磁的北极,根据地磁场的特点可知,“柢”相当于磁体的S极,故正确;
C.地球的磁场是真实存在的,故C错误;
D.柢能够指南是因为受到地磁场的作用力,故D错误。
故选B。
【变式2】.(2025·北京朝阳·一模)如图所示,光滑水平面上的铜球可绕竖直轴、水平轴或水平轴转动。如果铜球表面有明显的图案,可以观察它的转动情况;或者用手触摸它,通过感受力的作用可判断它的转动情况。有人设想:如果铜球表面没有图案且绝对光滑,此时判断转动情况是不容易的。若水平面绝缘,用以下方法一定能够判断光滑铜球是否在转动和转动方向的是( )
A.沿方向滴下一小滴红墨水,观察红墨水落在水平面上的痕迹
B.用另一等大的圆球沿直线撞击铜球,观察两球碰后的运动方向
C.用电子束使铜球带电,测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化
D.把磁铁的磁极沿轴方向放置,观察铜球相对磁铁位置的变化
【答案】C
【详解】A.若方向滴下一小滴红墨水,若铜球转动,红墨水在接触铜球瞬间会因摩擦力(此处假设存在微小摩擦力)获得与铜球接触点相同的线速度。但由于铜球表面绝对光滑,红墨水与铜球之间不存在摩擦力,红墨水不会因铜球转动而获得额外的速度,其落在水平面上的痕迹仅取决于滴下时的初始状态,无法反映铜球是否转动以及转动方向,故A错误;
B.用另一等大的圆球沿直线撞击铜球,两球碰撞后运动方向的变化取决于碰撞过程中的动量守恒、能量守恒等因素以及碰撞的具体情况(如碰撞是否为弹性碰撞等),而与铜球原本是否转动并无直接关联,不能通过观察两球碰后的运动方向来判断铜球是否转动和转动方向,故B错误;
C.当用电子束使铜球带电后,若铜球转动,带电的铜球会形成环形电流(因为电荷随铜球一起转动)。根据安培定则,环形电流会在周围空间产生磁场,则在轴上某点的磁感应强度就会发生变化。通过测量球带电前后轴上某点的磁感应强度的变化,就能够判断铜球是否转动;同时,根据磁场方向与电流方向的关系(安培定则),还可以进一步判断转动方向,故C正确;
D.把磁铁的磁极沿轴方向放置,铜球本身是金属,但它不是磁性材料,即使铜球转动,在没有其他因素(如铜球带电形成电流等)的情况下,铜球与磁铁之间也不会产生明显的与转动相关的相互作用,无法通过观察铜球相对磁铁位置的变化来判断铜球是否转动和转动方向,故D错误。
故选C。
【高分达标】
一、单选题
1.(25-26高二上·江苏苏州·期中)下列关于磁场的说法中错误的是( )
A.磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由电荷的运动产生的
B.永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的
C.所有的磁场都是由电荷的运动产生的
D.电荷的定向运动能产生磁场
【答案】C
【详解】A.磁铁的磁场和电流的磁场均由电荷运动产生(如分子电流假说),故A正确;
B.永磁体的磁场由原子内部电子的运动(分子电流)产生,故B正确;
C.根据麦克斯韦理论,变化的电场也能产生磁场,并非所有磁场均由电荷运动产生,故C错误;
D.电荷定向移动时形成电流,电流周围存在磁场,所以电荷定向移动时会产生磁场,故D正确。
本题选错误的说法,故选C。
2.(25-26高二上·江苏淮安·月考)如图是铁棒被磁化前、后内部各分子电流取向分布情况,根据所学的磁化知识判断下列说法正确的是( )
A.甲图是磁化后的分子电流取向分布
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同
C.铁棒被磁化后其磁性将一直保持,不再变化
D.铁棒被磁化后可通过加热的方式增强其磁性
【答案】B
【详解】A.甲图中分子电流的排列杂乱无章,可知甲图是磁化前的分子电流取向分布,A错误;
B.乙图反映磁化后的分子电流取向变得大致相同,B正确;
C.铁棒磁化后如果受撞击或受热后,分子电流重新变得杂乱无章,磁性消除,故C错误;
D.铁棒被磁化后,加热后磁性会减弱,D错误。
故选B。
3.(25-26高二上·河南南阳·期中)图1所示为两点电荷的电场线分布,图2所示为通电螺线管的磁感线分布,下列说法正确的是( )
A.电场线起始于正电荷止于负电荷,磁感线起始于N极止于S极
B.两图中,电场线、磁感线的疏密程度均代表场的强弱
C.图1中两电荷均带正电
D.图2中通电螺线管的左端为N极,右端为S极
【答案】B
【详解】A.磁感线是闭合曲线,而电场线是从正电荷出发指向无穷远或负电荷,或从无穷远指向负电荷,不是闭合曲线,故A错误;
B.磁感线和电场线是为了形象地描述磁场和电场引入的,磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,电场线的疏密表示电场强度的大小,故B正确;
C.由电场分布可知,图1中左侧电荷为负电荷,右侧电荷为正电荷,故C错误;
D.根据磁场分布可知,图2中通电螺线管的左端为S极,右端为N极,故D错误。
故选B。
4.(2025高二上·海南·学业考试)通电后线圈产生的磁场如图所示,则( )
A.点的磁感应强度小于点 B.点的磁感应强度小于点
C.点的磁感应强度小于点 D.三点的磁感应强度一样大
【答案】C
【详解】磁感线越密的地方,磁感应强度越大,有
故选C。
5.(2025高二下·广东·学业考试)如图是直流电铃的工作原理图。闭合开关,衔铁被吸引而向下运动,敲击铃碗。当有电流通过时,关于该电磁铁的上端极性和内部磁感线方向,判断正确的是( )
A.S极、向下 B.S极、向上 C.N极、向下 D.N极、向上
【答案】D
【详解】当有电流通过时,由题图根据右手螺旋定则可知,该电磁铁的上端极性为N极,下端极性为S极,则内部磁感线方向向上。
故选D。
6.(2025·广东·模拟预测)“探索自然、创建未来”,在我市某校小学科技节中,二年级四班开展的是“电与磁”的体验,具体要求如下图海报所示,作为大哥哥、大姐姐你应该对小朋友做出怎样的最佳建议?闭合开关前( )
A.调整指南针位置,使指南针与其上方导线平行
B.调整指南针位置,使指南针与其上方导线垂直
C.调整导线位置,使导线与其下方指南针垂直
D.调整导线位置,使导线与其下方指南针平行
【答案】D
【详解】地磁场是南北方向的,实验时会对实验结果造成干扰,为方便操作且使实验现象明显,闭合开关前应先放置小磁针,由安培定则可知,通电导线产生的磁场与导线方向垂直,实验需要平行于小磁针放置导线。
故选D。
7.(24-25高二下·宁夏中卫·开学考试)图中已标出电流I及电流所产生的磁场方向,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据右手螺旋定则可知,图A中磁场方向应该是逆时针方向;图B中磁场在导线右侧向里,左侧向外;图C中螺线管中的磁感线应该向右;图D中环形电流的磁场方向正确。
故选D。
8.(24-25高二上·安徽合肥·期末)将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上,当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线,并且电流方向自北向南,稳定静止时小磁针的指向可能正确的是(黑色一端代表小磁针的N极)( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】地磁场方向由南向北,故只在地磁场作用下,小磁针的N极指向北极,当直导线中通以方向由北向南的电流时,在直导线下方会产生由西向东的磁场,则小磁针的N极将由北向东偏转。
故选A。
9.(24-25高二上·重庆·期末)宇宙中存在着各种各样的恐怖天体,比如黑洞,中子星,脉冲星,磁星。1979年人类首次发现磁星,磁星被称为宇宙磁王。若某个磁星的磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍,分布与地球类似,下列有关磁星的磁场说法正确的是( )
A.磁星可能只有N极
B.磁场只存在于磁星外部,而磁星内部不存在磁场
C.由于磁场特别强,所以该磁星表面真实的存在磁感线
D.磁星表面的磁感线不可能相交
【答案】D
【详解】AB.任何磁体都有N、S极;磁感线为假想的闭合曲线,实际不存在,在“磁星”内部仍然存在磁场,故ABC错误;
D.磁场中某点不能有两个磁场方向,故而磁感线不能相交,故D正确;
故选D 。
10.(24-25高二上·北京海淀·期末)在一条沿水平方向放置的导线下方,放一个可以自由转动的小磁针。实验中观察到,当导线中没有通电流时,小磁针的指向如图所示;当导线中通恒定电流时,小磁针极向纸内转动,则( )
A.导线中的电流方向向右
B.导线中的电流方向向左
C.若将小磁针放置在导线的上方,小磁针肯定不发生转动
D.若将小磁针放置在导线的上方,也能观察到小磁针极向纸内转动
【答案】A
【详解】AB.小磁针极的偏转方向表示磁场的方向,将小磁针放在导线的下方,根据安培定则,可以判断出导线中的电流方向向右,A正确,B错误;
CD.根据安培定则可知,导线下方和导线上方磁场方向相反,所以若将小磁针放置在导线的上方,小磁针极会向纸外转动,CD错误。
故选A。
11.(24-25高二上·北京西城·期末)如图,水平桌面上有一个静止的小磁针,在它正上方沿水平方向与小磁针垂直放置一条导线。给导线通以向右的恒定电流时,没有观察到小磁针转动。下列说法正确的是( )
A.导线是沿南北方向放置的
B.仅将导线向下平移更靠近小磁针,可观察到小磁针转动
C.仅将电流加大,可观察到小磁针转动
D.仅将导线沿平行于小磁针方向放置,可观察到小磁针转动
【答案】D
【详解】A.水平桌面上有一个静止的小磁针,说明小磁针是南北放置的,在它正上方沿水平方向与小磁针垂直放置一条导线,则导线是东西放置的,给A错误;
B.根据安培定则可以判断,导线产生磁场沿南北方向,故小磁针不会转动,仅将导线向下平移更靠近小磁针,产生磁场方向不变,仍不会转动,故B错误;
C.同理仅将电流加大,产生磁场方向不变,仍不会转动,故C错误;
D.仅将导线沿平行于小磁针方向放置,此时导线产生东西方向的磁场,在磁场的作用下,可观察到小磁针转动,故D正确。
故选D。
12.(24-25高二上·广东清远·期末)关于下列四幅图的分析正确的是( )
A.甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从下往上
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向内
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源右侧为正极
D.丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
【答案】C
【详解】A.甲图中小磁针静止时位置如图,磁场为顺时针方向,根据安培定则可知,通电直导线的电流方向从上往下,故A错误;
B.乙图中金属圆环通以逆时针电流时,根据安培定则可知,磁场垂直纸面向外,小磁针静止时N 极垂直纸面向外,故B错误;
C.丙图中小磁针静止时的位置如图所示,通电螺线管的左侧为N极,右侧为S极,根据安培定则可知,则电源右侧为正极,故C正确;
D.丁图中地球磁体的N极位于地理南极附近,故D错误。
故选C。
二、多选题
13.(2025·安徽安庆·模拟预测)奥斯特寻找电和磁的联系时做了大量的实验,引起了同学们的探究热情。图甲中的小磁针a置于通电导线环的中心,图乙中的小磁针b置于通电导线的延长线;图丙、丁中的小磁针c和d置于平行通电导线之间的中线上,且两通电导线的电流大小相等。下列说法正确的是( )
A.甲图中小磁针a最终静止时,N极指向垂直纸面向外
B.乙图中小磁针b最终静止时,N极指向垂直纸面向外
C.丙图中小磁针c最终静止时,N极指向垂直纸面向外
D.丁图中小磁针d最终静止时,N极指向垂直纸面向外
【答案】AC
【详解】A.根据右手螺旋定则,甲图线圈内产生的磁场垂直于纸面向外,故小磁针a最终静止时,N极指向磁场方向向外,故A正确;
B.由于通电导线在其延长线上无磁场,故小磁针b不会动,故B错误;
C.通电导线产生磁场方向可由右手螺旋定则判断可知,通电导线在小磁针c处产生的磁场垂直于纸面向外,故小磁针c最终静止时,N极指向磁场方向向外,故C正确;
D.通电导线产生磁场方向可由右手螺旋定则判断可知,两导线在小磁针d处产生的磁场等大反向抵消为0,故小磁针d不动,故D错误。
故选 AC。
14.(25-26高一上·浙江·开学考试)小明在某次物理社团活动中,用磁体将缝衣针磁化后,放在水中漂浮的一片树叶上制成“指南针”,多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方。下列说法正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁北极
B.“指南针”的N极应标注在树叶尖端
C.用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引
D.“指南针”周围存在磁场和磁感线
【答案】AC
【详解】A.地磁的北极在地理南极附近,地磁的南极在地理北极附近,树叶的尖端总是指向南方,即树叶尖端指向地磁北极,故A正确;
B.地磁场相对于一条形磁体,在地球外部,磁感线由地磁北极,即地理南极指向地磁南极,即地理北极,结合上述,树叶的尖端总是指向南方,即树叶的尖端总是指向地磁北极,可知,“指南针”的S极应标注在树叶尖端,故B错误;
C.结合上述可知,树叶尖端一侧为缝衣针的S极,则用磁体的N极靠近树叶尖端会相互吸引,故C正确;
D.题中“指南针”指被磁体磁化后的缝衣针,缝衣针自身就是一小磁体,可知,“指南针”周围存在磁场,由于磁感线是为了形象描述看不见、摸不着的磁场而人为假想的线,实际上不存在,即不能够认为“指南针”周围存在磁感线,故D错误。
故选AC。
15.(24-25高二下·云南·月考)下列关于磁场的说法正确的是( )
A.磁感线和电场线一样,是客观存在的特殊物质
B.磁场虽然看不见、摸不着,但是是客观存在的物质
C.磁体与磁体之间是通过磁场发生作用的
D.地磁南极在地理南极附近
【答案】BC
【详解】A.磁感线是人为假想用来形象描述磁场分布的曲线,并非客观存在的物质,故A错误;
B.磁场虽不可见,但作为物质的一种形式,具有能量和动量,是客观存在的,故B正确;
C.磁体间的相互作用通过磁场传递,而非直接接触,故C正确;
D.地磁南极实际位于地理北极附近,故D错误。
故选BC。
16.(24-25高一下·河北唐山·期末)将小磁针A、B置于导线环所在的平面内,如图所示。若导线环中电流沿逆时针方向,则小磁针静止时( )
A.小磁针A的N极指向纸面内 B.小磁针A的N极指向纸面外
C.小磁针B的N极指向纸面内 D.小磁针B的N极指向纸面外
【答案】BC
【详解】若导线环中电流沿逆时针方向,由安培定则可知导线环中磁场的方向指向纸面外,导线环外磁场的方向指向纸面内;小磁针静止时N极指向磁场的方向,所以小磁针A的N极指向纸面外,小磁针B的N极指向纸面内。
故选BC。
17.(24-25高一下·安徽阜阳·期末)1876年物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。他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,将圆盘绕中心轴按照图示方向(自上向下看为顺时针)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,下列说法正确的是( )
A.小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘产生了电场
B.小磁针发生偏转的原因是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方时,极指向下方
D.当小磁针位于圆盘的左方时,极指向上方
【答案】BC
【详解】AB.小磁针发生偏转的原因是电荷运动形成的电流产生了磁场,A错误,B正确;
CD.将圆盘绕中心轴按照图示方向(自上向下看为顺时针)高速旋转,产生逆时针方向的电流,根据安培定则,圆盘中心轴线上的磁感线的方向竖直向上,圆盘左方磁感线的方向竖直向下。当小磁针位于圆盘的左方时,极指向下方,C正确,D错误。
故选BC。
18.(24-25高二上·广西玉林·期末)安培认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流,分子电流会形成磁场,使分子相当于一个小磁体(如图甲所示)。地球的磁性也可用此假说解释。以下说法正确的是( )
A.这一假说能够说明磁可以生电
B.这一假说能够说明运动的电荷产生磁场
C.用该假说解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图乙所示
D.用该假说解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图丙所示
【答案】BD
【详解】AB.这一假说能够说明磁现象产生的电本质,即磁场都是由运动的电荷产生的,故B正确,A错误;
CD.地理的南北极与地磁场的南北极对调,故地磁场北极在地理南极附近,由右手螺旋定则可知,引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视)的,故D正确,C错误。
故选BD。
19.(24-25高二上·浙江湖州·月考)某充气泵的结构如所示,当电磁铁通入电流时,可吸引或排斥上部的小磁体,从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用,达到充气的目的。电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料,硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性,而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了,为了可以不断充气,下列说法正确的是( )
A.小磁体的下端一定为N极
B.小磁体的下端不一定为S极
C.充气泵电磁铁的铁芯应该用硬磁性材料
D.充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料
【答案】BD
【详解】AB.由于电磁铁通入的电流方向不确定,所以小磁体下端为N极还是S极无法判断,A错误B正确;
CD.充气泵要不断充气,小磁体应不断地被吸引,排斥,再吸引,故应用软磁性材料,C错误,D正确。
故选BD。
20.(24-25高二上·辽宁沈阳·阶段练习)实验小组通过如图所示的实验装置来探究通电直导线的磁现象。小组同学将一段直导线固定在竖直支架上,并调整至水平,在导线正下方放置小磁针,其余电路装置均放在桌面上。下列说法正确的是( )
A.导线可以南北方向放置
B.导线可以东西方向放置
C.正确放置导线,闭合开关后,的极向垂直纸面向里的方向偏转
D.正确放置导线,闭合开关后,的极向垂直纸面向外的方向偏转
【答案】AD
【详解】AB.为避免地磁场的影响,应将ab导线沿南北方向放置,故A正确,B错误;
CD.闭合开关后,电流由a流向b,根据右手螺旋定则可知导线下方的磁场垂直纸面向外,故P的N极应向垂直纸面向外的方向偏转,故C错误,D正确。
故选AD。
21.(24-25高二上·河北保定·阶段练习)以下关于磁场的说法正确的是( )
A.图甲,两导线之间通过磁场发生相互作用
B.图乙,假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的,则电流方向如图
C.环形导线通电方向如图丙所示,小磁针最后静止时极指向为垂直于纸面向外
D.丁图中,放在通电螺线管内部的小磁针,静止时极水平向左
【答案】AC
【详解】A.图甲,两导线之间通过磁场发生相互作用,A正确;
B.地磁场在南极在地理的北极附近、北极在地理的南极附近,地球是自西向东转,根据安培环流假设,如果地磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起,则电流方向与如图所示的电流方向相反,B错误;
C.由安培定则可知环形导线内部磁场方向垂直纸面向外,小磁针静止时N极的指向与磁场方向相同,垂直纸面向外,C正确;
D.由安培定则可知丁图中,螺线管内部磁场方向水平向右,放在通电螺线管内部的小磁针静止时N极的指向与磁场方向相同,故静止时极水平向右,D错误。
故选AC。
22.(24-25高二上·宁夏吴忠·阶段练习)下列关于磁场的相关知识说法正确的是( )
A.甲图中,通电螺线管内部小磁针静止时N极水平向左
B.乙图中,小磁针正上方的直导线中通有电流时,小磁针的N极会垂直纸面向外转动
C.丙图中,a、b为两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,通过两环的磁通量大小关系为
D.丁图中,同向通电直导线之间的相互作用是通过磁场发生的
【答案】CD
【详解】A.当螺线管中通有题图甲所示的电流时,根据右手螺旋定则可知,小磁针处产生磁场的方向向右,所以小磁针静止时N极水平向右,故A错误;
B.当导线中通有题图乙所示的电流时,导线在小磁针处产生垂直纸面向里的磁场,所以小磁针的N极将会垂直纸面向内转动,故B错误;
C.根据磁感线的分布情况可知,磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上,外部磁感线方向向下,由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分,a的面积小,抵消较小,则a磁通量较大,故C正确;
D.两条通电导线会产生磁场,导线之间的相互作用是通过磁场产生的,故D正确。
故选CD。
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