5.1磁场及其描述（重难点专练）物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 以“概念-描述-定量-应用”为逻辑主线，整合磁现象基础、磁感线分布、磁感应强度定义及磁通量计算四大模块，通过“解题必备+典例精析+举一反三”构建方法体系，强化相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁现象、磁场的基本认识|1典例+3变式|磁体性质/磁场性质/方向规定/电本质辨析|从磁现象表象到磁场本质，建立“磁性-磁场-电本质”认知链| |磁感线与典型磁场分布|1典例+3变式|磁感线特点（闭合/疏密/不相交）/典型磁场分布规律|通过理想模型（磁感线）实现磁场可视化，衔接磁体与电流磁场| |磁感应强度B的定义与矢量特性|1典例+3变式|定义式（F=BIL）适用条件/矢量叠加法则|从定性描述到定量定义，结合矢量合成深化场的性质理解| |磁通量的计算与变化分析|1典例+3变式|Φ=BS⊥计算/三种变化类型（B/S/θ）|基于磁感应强度，构建“场-通量-变化”的应用逻辑|

5.1磁场及其描述（重难点专练） 题型01磁现象、磁场的基本认识 题型02磁感线与几种典型磁场的分布 题型03磁感应强度B的定义与矢量特性 题型04磁通量的计算与变化分析 ▌题型01磁现象、磁场的基本认识 解题必备 1.磁体与磁现象基础 物体能够吸引铁、钴、镍等金属的性质称为磁性，具有磁性的物体叫磁体；磁体上磁性最强的区域为磁极，分为N极(北极)、S极(南极，不存在单独磁单极)。磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2.磁场的概念与基本性质 磁体、电流、运动电荷周围空间存在一种特殊物质，叫做磁场。磁场核心性质：对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷产生磁力作用；磁场是传递磁相互作用的媒介，磁极间无需接触即可产生作用力。 3.磁场的方向规定 在磁场中任意一点，小磁针静止时N极的指向，定义为该点磁场的方向；小磁针S极指向与磁场方向相反。 4.磁现象的电本质 一切磁现象的根源都是电荷的运动：磁体的磁性来源于内部分子环形电流(分子电流假说)；电流的磁场由定向移动的电荷产生。 典例精析 例题1、如图所示，小磁针的指向不正确的是（    ） A．   B．   C．       D．   【答案】C 【详解】A．根据安培定则可知，通电螺线管的左侧相当于条形磁体的N极，而在磁体内部，磁场由S极指向N极，因此当小磁针置于螺线管内部时，小磁针N极将指向通电螺旋管左侧，故A正确，不符合题意； B．地理上的南极为地磁的北极，而地理上的北极为地磁的南极，则地磁线从南极出，北极进，因此小磁针N极与磁场线的方向相同，故B正确，不符合题意； C．通电导线周围产生的磁场为环形磁场，而根据安培定则可知，通电导线右侧磁场方向向下，若将小磁针置于导线右侧，则N极应指向磁场的方向，即竖直向下，故C错误，符合题意； D．蹄型磁体中间磁场方向由N极指向S极，则小磁针N极所指的方向即为磁场的方向，故D正确，不符合题意。 故选C。 举一反三 1．下列关于课本中四幅插图的相关描述，说法错误的是（    ） A．图甲中的录音磁头的工作原理是使磁带上的小磁体被磁化从而记录声音 B．图乙中进行心电图检查时，电极一定要放在人体上的不同位置，以获取不同点之间的电势差，从而获取心脏健康状态有关的信息 C．图丙是一种能自动测定油箱内油面高度的装置，油量表由电流表改装而成，当油箱内油面下降时，P点向上滑动，电流减小，表示油量减小 D．图丁中是静电喷涂示意图，已知工件带正电，涂料微粒带负电，微粒的运动轨迹显示的就是电场线的分布情况 【答案】D 【详解】A．磁头线圈通过电流后会产生磁场，磁带上的小磁体通过磁头产生的磁场作用被磁化从而记录声音，故A正确； B．心电图检查时，电极一定要放在人体上的不同位置，以获取不同点之间的电势差，根据不同点位电势差的变化从而获取心脏健康状态有关的信息，故B正确； C．当油箱内油面下降时，P点向上滑动，滑动变阻器接入电阻变大，根据闭合回路欧姆定律可知电路电流减小，表示油量减小，故C正确； D．由于涂料微粒有初速度，初速度和电场力不一定方向相同，故涂料微粒的运动轨迹不一定沿电场线方向运动，微粒的运动轨迹不能视为电场线的分布，故D错误。 本题选错误项，故选D。 2．下列关于磁场和磁体的说法中正确的是（    ） A．高温可以使磁体的磁性越来越强 B．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁场只存在于“磁星”外部，内部不存在磁场 C．电磁起重机的中心部件是电磁铁，其工作原理主要利用了电流的一种效应，此效应的发现者是奥斯特 D．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，地磁南极在地理南极附近 【答案】C 【详解】A．高温可以使磁体的磁性越来弱，故A错误； B．磁体的内部和外部都存在磁场，故B错误； C．电磁起重机的中心部件是电磁铁，其工作原理主要利用了电流的一种效应，此效应是奥斯特发现的电流的磁效应，故C正确； D．地磁南极在地理北极附近，故D错误。 故选C。 3．（多选）下列各图中，小磁针的指向正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】ABD 【详解】A．由右手螺旋定则可知，通电螺线管左侧为N极，则内部磁感线方向向左，则小磁针的N极指向左，故A选项正确； B．赤道处的磁场方向由南极指向北极，则小磁针的N极指向北，故B选项正确； C．条形磁铁的磁感线在外部从N极出发指向S极，所以小磁针的N极应指向下方，故C选项错误； D．蹄形磁铁磁感线在外部从N极出发指向S极，所以小磁针的N极应指向右方，故D选项正确。 故选ABD。 ▌题型02磁感线与几种典型磁场的分布 解题必备 1.磁感线定义 为形象直观描述磁场，人为画出一系列假想曲线，曲线上每一点切线方向与该点磁场方向一致，这类曲线称为磁感线。磁感线是理想化物理模型，实际不存在。 2.磁感线核心特点 (1)闭合曲线：磁体外部磁感线由N极指向S极，磁体内部磁感线由S极指向N极，形成闭合回路； (2)疏密表示磁场强弱：磁感线越密集，对应区域磁感应强度越大，磁场越强；磁感线稀疏处磁场弱； (3)磁感线永不相交：磁场中任意一点只有唯一磁场方向，两条磁感线相交会出现两个磁场方向，违背定义； (4)磁感线不中断：无单独磁极，磁感线不会出现起点、终点。 3.四类典型磁场磁感线分布 条形磁铁：外部两极磁感线最密集，中间稀疏；内部均匀由S→N；蹄形磁铁：两极开口处磁场最强，磁感线集中在两极之间；直线电流磁场：同心圆磁感线，越靠近导线磁场越强，方向由安培定则(右手螺旋定则)判断；通电螺线管：外部磁感线同条形磁铁，内部为匀强磁场，磁感线平行均匀分布。 典例精析 例题2、磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是（    ） A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b C．磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D．磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同 【答案】B 【详解】A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，并不真实存在，故A错误； B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b，因为磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，故B正确； C．磁条下方A点的磁感应强度大小大于B点的磁感应强度大小，因为A点周围磁感线比较密集，故C错误； D．磁感线上切线方向表示磁场方向，磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向不同，故D错误。 故选B。 举一反三 4．如图所示是条形磁体的磁场分布图，a、b是磁场中的两个点，关于该磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线 B．该条形磁体的右端为S极，左端为N极 C．将一小磁针置于b点，其静止时N极指向右侧 D．由于a点没有磁感线经过，所以a处的磁场比b处弱 【答案】A 【详解】A．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线，不是真实存在的，故A正确； B．由于在磁体的外部，磁感线都是从N极出发，回到S极，所以该条形磁体的右端为N极，左端为S极，故B错误； C．小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，所以将一小磁针置于b点，其静止时N极指向左侧，故C错误； D．磁体周围，越靠近两极的位置其磁感线越密集，磁场越强，所以a处的磁场比b处强，故D错误。 故选A。 5．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 【答案】B 【详解】A．由安培定则可知，小段通电导线的所受安培力的方向与磁场方向垂直，A错误； BC．磁场的强弱用磁感线的疏密程度表示，B正确，C错误； D．磁感线是人为引入用来形象描述磁场的，并不是真实存在的，D错误。 故选B。 6．如图所示，直导线AB、螺线管E、U形磁体D三者相距较远，磁场相互不影响，开关闭合后，小磁针N极（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 【详解】A．小磁针N极的指向为磁感线方向，直导线AB部分，电流从上到下，所以从上往下看，直导线产生的磁场方向应为顺时针方向，所以小磁针a的N极应指向纸面外，A错误； BC．在通电螺线管E部分，由安培定则可知，在内部磁感线从右到左，故右端为螺线管S极，左端为N极，在外部磁感线从N极到S极，所以小磁针b的N极应向右，小磁针c的N极向左，B错误，C正确； D．在U形磁体D部分，由安培定则可知，左端为S极，右端为N极，在外部磁场方向从右端指向左端，所以小磁针d的N极应向左，D错误。 故选C。 ▌题型03磁感应强度B的定义与矢量特性 解题必备 1.磁感应强度物理意义 描述磁场强弱和磁场方向的矢量物理量，符号，国际单位：特斯拉，符号。 2.磁感应强度定义式 将一小段通电导线垂直放置在磁场中，导线受到的安培力与导线电流、导线有效长度乘积的比值，定义为该处磁感应强度：；适用条件：通电导线垂直磁场放置；由磁场本身决定，与大小无关。 3.矢量属性 磁感应强度是矢量，方向为该点磁场方向(小磁针N极静止指向)；矢量叠加遵循平行四边形定则。 4.补充说明 若通电导线平行于磁场放置，导线不受安培力()，但该处磁感应强度不为0；不能认为则。 典例精析 例题3、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，µ是磁导率，在空气中µ为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离∆d，拉力所做的功就等于间隙∆d中磁场的能量。为了近似测得条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁体吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁体拉开一段微小距离∆L，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意知，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，条形磁体与铁片P之间的磁场具有的能量等于拉力F做的功，故有 能量密度为磁场中单位体积所具有的能量，故有 联立可解得 故选D。 举一反三 7．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等，关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度相同 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相反 D．a、d两点处磁感应强度的方向不同 【答案】B 【详解】A．根据安培定则可知，导线中的电流在点产生的磁场方向向下，导线中的电流在点产生的磁场方向也向下，根据磁场叠加原理可知，点的磁感应强度方向向下，不为零，故A错误； B．由对称性可知，点与点到两根导线、的距离分别对应相等，导线和导线在点产生的磁场方向均向下，在点产生的磁场方向均向下，根据磁场叠加原理可知，、两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同，故B正确； C．导线在点产生的磁场方向垂直于Mc连线向右下方，导线在点产生的磁场方向垂直于Nc连线向左下方，两磁场大小相等，根据平行四边形定则进行叠加可知点的合磁场方向向下，同理分析可知点的合磁场方向也向下，由对称性可知、两点处的磁感应强度大小相等、方向相同，故C错误； D．由前面选项的分析可知，点处和点处的磁感应强度方向均向下，方向相同，故D错误。 故选B。 8．反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知为装置中心点，、、、点到点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（　　） A．两线圈间存在相互吸引的安培力 B．O点的磁感应强度为零 C．a、c两点的磁感应强度相同 D．b、d两点的磁感应强度相同 【答案】B 【详解】A．两线圈电流方向相反，则两线圈间存在相互排斥的安培力，故A错误； B．根据安培定则，左侧线圈产生的磁场在O点处的磁感应强度方向向右，右侧线圈产生的磁场在O点处的磁感应强度方向整体向左，由于两线圈内通入的电流大小相等，根据对称性可知，两线圈在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，则O点的磁感应强度为零，故B正确； C．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在a点的磁场方向斜向右下方，在c点的磁场方向斜向右上方，右侧线圈在a点的磁场方向斜向左下方，在c点的磁场方向斜向左上方，根据对称性结合磁场叠加可知，两线圈在a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即a、c两点的磁感应强度不相同，故C错误； D．根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知，左侧线圈在b、d两点的磁场方向均向右，右侧线圈在b、d两点的磁场方向均向左，根据对称性结合磁场叠加可知，b、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反，即b、d两点的磁感应强度不相同，故D错误。 故选B。 9．如图所示，两根通电长直导线垂直于xOy平面固定在M（-a，0）、N（a，0）两点，电流强度大小均为I，方向垂直于xOy平面向里。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为，其中k为常量，r为该点到通电直导线的距离，则P（0，）点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由几何关系知M、N、P位于一边长为2a的等边三角形的三个顶点上，因此每条通电导线在P点产生的磁感应强度大小均为 方向如图所示 则P点的磁感应强度大小为 故选C。 ▌题型04磁通量的计算与变化分析 解题必备 1.磁通量定义 穿过某一平面的磁感线条数，符号，国际单位：韦伯，符号。 2.磁通量计算公式 匀强磁场中，平面垂直磁场放置：；平面法线与磁场夹角为：；为垂直磁场的有效投影面积；磁感线穿入、穿出同一平面时磁通量相互抵消。 3.磁通量变化三种常见情况 (1)磁感应强度变化，面积、夹角不变； (2)平面面积变化，、夹角不变； (3)平面转动，夹角变化，不变。 4.补充要点 磁通量是标量，但存在正负，正负代表磁感线穿过平面的方向；穿过闭合曲面的总磁通量恒为0(磁感线闭合，进、出条数相等)。 典例精析 例题4、（多选）如图，用一个水平放置的小磁针完成奥斯特实验，可以使小磁针逆时针转动（从上向下看）的是（    ） A．把水平导线沿左右方向放在小磁针的上方，通入向右的电流 B．把水平导线沿左右方向放在小磁针的下方，通入向右的电流： C．把竖直导线放在小磁针的左侧，通入向上的电流 D．把竖直导线放在小磁针的右侧，通入向上的电流 【答案】AC 【详解】A．把水平导线沿左右方向放在小磁针的上方，通入向右的电流。根据安培定则，则导线下方的磁场方向垂直纸面向里，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向里，小磁针 N 极将向里转动，即从上向下看为逆时针转动，故A正确； B．把水平导线沿左右方向放在小磁针的下方，通入向右的电流。根据安培定则，则导线上方的磁场方向垂直纸面向外，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向外，小磁针 N 极将向外转动，即从上向下看顺时针转动，故B错误； C．把竖直导线放在小磁针的左侧，通入向上的电流。根据安培定则，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向里，小磁针 N 极将向里转动，即从上向下看为逆时针转动，故C正确； D．把竖直导线放在小磁针的右侧，通入向上的电流。根据安培定则，小磁针所在位置的磁场方向垂直纸面向外，小磁针 N 极将向外转动，即从上向下看顺时针转动，故D错误。 故选AC。 举一反三 10．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是（　　） A．接通电源前，小磁针N极指向地理南极 B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左 C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转 D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转 【答案】D 【详解】A．根据地磁场分布，接通电源前，小磁针N极指向地理北极，故A错误； B．导线左端与电池正极相连，接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从左向右，故B错误； CD．根据安培定则，接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转，故C错误，D正确。 故选D。 11．关于电场和磁场，下列说法正确的是（   ） A．由，电荷在电场中受到的电场力越大，该位置的电场强度越大 B．由，通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大 C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 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】D 【详解】A．电荷在电场中某点受到的电场力越大，可能是由于试探电荷q的电荷量较大，故A错误； B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受的磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，磁感应强度与磁场本身有关，与通电导线所受的磁场力大小及电流元无关，故B错误； C．垂直磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度方向垂直，故C错误； D．根据安培定则可知，通电导线产生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D。 12．（多选）如图所示，在一沿南北方向水平放置的直导线正下方有一小磁针。在导线中通有某一方向电流，小磁针静止时N极指向西偏北方向，由此可推断（   ） A．此时导线中的电流方向为由南向北 B．若导线中通有相反方向的电流，小磁针静止时N极将指向东偏南方向 C．若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时N极仍指向西偏北方向 D．若将导线中的电流增大，小磁针N极将进一步向西偏转 【答案】AD 【详解】A．小磁针处于地磁场和电流磁场中，其指向是合磁场的方向，根据安培定则和平行四边形定则，可判断直导线的电流应是由南向北，故A正确； B．若电流反向，则电流磁场也反向，即向东，那么合磁场方向是东偏北方向，故B错误 C．若将小磁针移到导线上方，则导线上方的电流磁场向东，与向北的磁场合成，合磁场方向是是东偏北，则小磁针静止时N极指向东偏北方向，故C错误； D．若将导线中的电流增大，则向西的电流磁场增大，合磁场方向将向西偏一点，即小磁针N极将进一步向西偏转，故D正确。 故选AD。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1磁场及其描述（重难点专练） 题型01磁现象、磁场的基本认识 题型02磁感线与几种典型磁场的分布 题型03磁感应强度B的定义与矢量特性 题型04磁通量的计算与变化分析 ▌题型01磁现象、磁场的基本认识 解题必备 1.磁体与磁现象基础 物体能够吸引铁、钴、镍等金属的性质称为磁性，具有磁性的物体叫磁体；磁体上磁性最强的区域为磁极，分为N极(北极)、S极(南极，不存在单独磁单极)。磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2.磁场的概念与基本性质 磁体、电流、运动电荷周围空间存在一种特殊物质，叫做磁场。磁场核心性质：对放入其中的磁体、通电导线、运动电荷产生磁力作用；磁场是传递磁相互作用的媒介，磁极间无需接触即可产生作用力。 3.磁场的方向规定 在磁场中任意一点，小磁针静止时N极的指向，定义为该点磁场的方向；小磁针S极指向与磁场方向相反。 4.磁现象的电本质 一切磁现象的根源都是电荷的运动：磁体的磁性来源于内部分子环形电流(分子电流假说)；电流的磁场由定向移动的电荷产生。 典例精析 例题1、如图所示，小磁针的指向不正确的是（    ） A．   B．   C．       D．   举一反三 1．下列关于课本中四幅插图的相关描述，说法错误的是（    ） A．图甲中的录音磁头的工作原理是使磁带上的小磁体被磁化从而记录声音 B．图乙中进行心电图检查时，电极一定要放在人体上的不同位置，以获取不同点之间的电势差，从而获取心脏健康状态有关的信息 C．图丙是一种能自动测定油箱内油面高度的装置，油量表由电流表改装而成，当油箱内油面下降时，P点向上滑动，电流减小，表示油量减小 D．图丁中是静电喷涂示意图，已知工件带正电，涂料微粒带负电，微粒的运动轨迹显示的就是电场线的分布情况 2．下列关于磁场和磁体的说法中正确的是（    ） A．高温可以使磁体的磁性越来越强 B．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁场只存在于“磁星”外部，内部不存在磁场 C．电磁起重机的中心部件是电磁铁，其工作原理主要利用了电流的一种效应，此效应的发现者是奥斯特 D．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，地磁南极在地理南极附近 3．（多选）下列各图中，小磁针的指向正确的是（　　） A． B． C． D． ▌题型02磁感线与几种典型磁场的分布 解题必备 1.磁感线定义 为形象直观描述磁场，人为画出一系列假想曲线，曲线上每一点切线方向与该点磁场方向一致，这类曲线称为磁感线。磁感线是理想化物理模型，实际不存在。 2.磁感线核心特点 (1)闭合曲线：磁体外部磁感线由N极指向S极，磁体内部磁感线由S极指向N极，形成闭合回路； (2)疏密表示磁场强弱：磁感线越密集，对应区域磁感应强度越大，磁场越强；磁感线稀疏处磁场弱； (3)磁感线永不相交：磁场中任意一点只有唯一磁场方向，两条磁感线相交会出现两个磁场方向，违背定义； (4)磁感线不中断：无单独磁极，磁感线不会出现起点、终点。 3.四类典型磁场磁感线分布 条形磁铁：外部两极磁感线最密集，中间稀疏；内部均匀由S→N；蹄形磁铁：两极开口处磁场最强，磁感线集中在两极之间；直线电流磁场：同心圆磁感线，越靠近导线磁场越强，方向由安培定则(右手螺旋定则)判断；通电螺线管：外部磁感线同条形磁铁，内部为匀强磁场，磁感线平行均匀分布。 典例精析 例题2、磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是（    ） A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在 B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b C．磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D．磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同 举一反三 4．如图所示是条形磁体的磁场分布图，a、b是磁场中的两个点，关于该磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线 B．该条形磁体的右端为S极，左端为N极 C．将一小磁针置于b点，其静止时N极指向右侧 D．由于a点没有磁感线经过，所以a处的磁场比b处弱 5．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（　　） A．磁场的方向就是放在该点的一小段通电直导线电流的方向 B．在磁场强的地方磁感线较密 C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，可以通过实验来模拟 6．如图所示，直导线AB、螺线管E、U形磁体D三者相距较远，磁场相互不影响，开关闭合后，小磁针N极（黑色一端）指示磁场方向正确的是（　　） A．a B．b C．c D．d ▌题型03磁感应强度B的定义与矢量特性 解题必备 1.磁感应强度物理意义 描述磁场强弱和磁场方向的矢量物理量，符号，国际单位：特斯拉，符号。 2.磁感应强度定义式 将一小段通电导线垂直放置在磁场中，导线受到的安培力与导线电流、导线有效长度乘积的比值，定义为该处磁感应强度：；适用条件：通电导线垂直磁场放置；由磁场本身决定，与大小无关。 3.矢量属性 磁感应强度是矢量，方向为该点磁场方向(小磁针N极静止指向)；矢量叠加遵循平行四边形定则。 4.补充说明 若通电导线平行于磁场放置，导线不受安培力()，但该处磁感应强度不为0；不能认为则。 典例精析 例题3、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，µ是磁导率，在空气中µ为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离∆d，拉力所做的功就等于间隙∆d中磁场的能量。为了近似测得条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁体吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁体拉开一段微小距离∆L，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁体磁极端面附近的磁感应强度B为（　　） A． B． C． D． 举一反三 7．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流，a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等，关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（     ） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度相同 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相反 D．a、d两点处磁感应强度的方向不同 8．反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置，结构如图所示。一对完全相同的圆形线圈，共轴放置。已知为装置中心点，、、、点到点距离相等，直线与线圈轴线重合，直线与轴线垂直。现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流，则（　　） A．两线圈间存在相互吸引的安培力 B．O点的磁感应强度为零 C．a、c两点的磁感应强度相同 D．b、d两点的磁感应强度相同 9．如图所示，两根通电长直导线垂直于xOy平面固定在M（-a，0）、N（a，0）两点，电流强度大小均为I，方向垂直于xOy平面向里。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为，其中k为常量，r为该点到通电直导线的距离，则P（0，）点的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． ▌题型04磁通量的计算与变化分析 解题必备 1.磁通量定义 穿过某一平面的磁感线条数，符号，国际单位：韦伯，符号。 2.磁通量计算公式 匀强磁场中，平面垂直磁场放置：；平面法线与磁场夹角为：；为垂直磁场的有效投影面积；磁感线穿入、穿出同一平面时磁通量相互抵消。 3.磁通量变化三种常见情况 (1)磁感应强度变化，面积、夹角不变； (2)平面面积变化，、夹角不变； (3)平面转动，夹角变化，不变。 4.补充要点 磁通量是标量，但存在正负，正负代表磁感线穿过平面的方向；穿过闭合曲面的总磁通量恒为0(磁感线闭合，进、出条数相等)。 典例精析 例题4、（多选）如图，用一个水平放置的小磁针完成奥斯特实验，可以使小磁针逆时针转动（从上向下看）的是（    ） A．把水平导线沿左右方向放在小磁针的上方，通入向右的电流 B．把水平导线沿左右方向放在小磁针的下方，通入向右的电流： C．把竖直导线放在小磁针的左侧，通入向上的电流 D．把竖直导线放在小磁针的右侧，通入向上的电流 举一反三 10．奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应，一个可自由转动的小磁针放在金属导线正下方，导线两端与一电池相连，接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。下列说法正确的是（　　） A．接通电源前，小磁针N极指向地理南极 B．接通电源瞬间，小磁针上方导线的电流方向从右向左 C．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向外转 D．接通电源瞬间，小磁针N极垂直纸面向里转 11．关于电场和磁场，下列说法正确的是（   ） A．由，电荷在电场中受到的电场力越大，该位置的电场强度越大 B．由，通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置的磁感应强度越大 C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 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 12．（多选）如图所示，在一沿南北方向水平放置的直导线正下方有一小磁针。在导线中通有某一方向电流，小磁针静止时N极指向西偏北方向，由此可推断（   ） A．此时导线中的电流方向为由南向北 B．若导线中通有相反方向的电流，小磁针静止时N极将指向东偏南方向 C．若将小磁针放置到导线正上方，小磁针静止时N极仍指向西偏北方向 D．若将导线中的电流增大，小磁针N极将进一步向西偏转 2/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $