13.1磁场 磁感线 同步作业-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

13.1磁场 磁感线（同步作业） 核心知识点 一、磁场 1. 分布：磁体、通电导体周围均存在磁场。 2. 性质：对放入其中的磁体、电流有力的作用。 3. 方向：小磁针静止时 N 极的指向，为该点磁场方向。 二、磁感线 1. 定义：为形象描述磁场引入的假想闭合曲线。 2. 特点：疏密表示磁场强弱；切线方向为该点磁场方向；互不相交；磁体外部由 N 极指向 S 极，内部由 S 极指向 N 极。 三、安培定则（右手螺旋定则） 1. 直线电流：右手握导线，拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁感线方向。 2. 环形电流 / 通电螺线管：右手握螺线管，四指沿电流方向，拇指指向内部磁场方向（N 极）。 一、单选题 1．“小磁针”很神奇，它为探究磁现象立下大功，以下说法错误的是（　　） A．如果只受地磁场影响，小磁针静止时总是一端指南一端指北 B．如图甲，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响 C．如图乙，小磁针发生偏转，则证明通电导线周围产生了磁场 D．小磁针是磁体，能吸引羽毛、纸屑等轻小物体 2．如图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，轻质弹簧测力计下悬挂的圆形线圈中通有顺时针方向的电流I0，线圈的正下方固定有一根足够长的直导线a，线圈静止时导线a垂直于线圈平面，现在导线a中通有垂直纸面向外的较大电流，则下列判断正确的是（     ） A．线圈仍静止不动 B．从上往下看，线圈将顺时针转动 C．弹簧测力计示数变大 D．线圈左右摆动 4．下列哪位科学家发现了电流的磁效应（     ） A．奥斯特 B．法拉第 C．韦伯 D．安培 5．下列关于图中的相关判断和描述正确的是（　　） A．甲图中匀强电场中任意两点的电势相等 B．乙图中表示的电场是由等量同种电荷产生的 C．丙图中条形磁铁的磁感线始终从N极出发，到S极终止 D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向不符合物理事实 6．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，以下磁感线分布正确的是（     ） A． B． C． D． 7．某同学绘制了四幅磁场的磁感线分布图，其中可能正确的是（     ） A． B． C． D． 8．物理学的发展，从来都是从对自然现象的观察、规律的总结，逐步延伸到生活与生产的实际应用中。那些看似抽象的物理概念，往往藏着推动技术进步的关键逻辑。下列有关物理概念与实际应用的说法正确的是（　　） A．带电体的电荷量可以是任意值 B．安培首先发现了电流的磁效应 C．处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零 D．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能 二、多选题 9．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极垂直纸面向外 B．乙图中N极垂直纸面向里 C．丙图中N极水平向左（线圈内部） D．丁图中N极指向地理南极 10．两根互相平行的固定长直导线M、N，导线中通有大小相等、方向相反的电流，截面如图所示。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。则（     ） A．a、b两点的磁感应强度方向相反 B．a、b两点的磁感应强度方向相同 C．c、d两点的磁感应强度方向相反 D．c、d两点的磁感应强度方向相同 11．磁场中某区域的磁感线如图所示，、、、、是磁场中的5个点，其中、两点关于直线对称，下列说法正确的是（     ） A．这5个位置中，点的磁场最强 B．点没有磁感线穿过，所以点一定不存在磁场 C．、两点关于直线对称，所以、两点磁场强弱和方向都相同 D．、两点的磁场方向相同 12．指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是（     ） A．指南针可以仅具有一个磁极 B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁性 C．指南针的指向会受到附近磁体的干扰 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 三、解答题 13．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B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A、B的带电情况是怎样的？ 14．如图所示为一条形磁体的磁感线，则该磁体的哪端是N极？小磁针的N极在左端还是右端？图中a、b两点哪点的磁场较强？ 15．半径为、电流为的通电圆环圆心处的磁感应强度为，在圆环下方距圆心为的地方水平放置一根电流为的无限长直导线时，圆环圆心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，直导线电流在导线正下方处的点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？ (2)如果把圆环平移到点，使圆环的圆心与点重合，则圆环电流与直线电流在点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？ 16．如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与小磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是什么样子的粒子？ 17．根据图1小磁针的偏转，标出螺线管中的电流方向；根据小磁针静止的状态，标出图2电源的正负极。 18．电流产生的磁场中，某处小磁针静止时N极的指向如图所示。 (1)在图中画出电流的方向，依据是什么？ (2)图甲、乙、丙分别属于哪种磁场？磁场分布特点是什么？ 19．磁场作用力演示仪中的线圈如图所示，在线圈中心处挂上一个可以自由转动的小磁针，使其与线圈在同一平面内静止。当线圈中通以如图所示方向的电流时，小磁针的N极向哪个方向偏转？如果把电流反向呢？ 20．开关闭合前三个小磁针的方向如图所示，确定开关闭合时三个小磁针的转向及最后的指向。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《13.1磁场�磁感线（同步作业）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A C A B D D C AB BD 题号 11 12 答案 AD BC 1．D 【详解】ABC．地磁场方向大致南北，小磁针受地磁场作用静止时极指北极指南，磁体周围存在磁场，条形磁体靠近小磁针时小磁针受磁场力作用发生偏转，通电导线周围存在磁场，图乙中电流产生磁场使小磁针偏转，故ABC正确； D．小磁针是磁体，具有磁性，能吸引铁、钴、镍等磁性材料，但不能吸引羽毛、纸屑等轻小物体，吸引轻小物体是带电体的性质，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 2．A 【详解】AB．通电直导线周围磁场分布由右手螺旋定则可知A正确B错误； CD．磁感线在磁铁外部由N极指向S极，可知C、D均错误。 故选A。 3．C 【详解】ABD．根据安培定则可知，环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里，则圆形线圈相当于N极指向纸面内的小磁针；导线a中通入电流时，由安培定则可判断出，导线a中电流在线圈处产生的磁场向左，因小磁针N极指向磁场方向，故从上向下看时，线圈将逆时针转动，故ABD错误； C．当线圈转过90°时，根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，线圈上半部分受力向上，线圈下半部分受力向下，由于下半部分距离导线a较近，所以下半部分受到的安培力比较大，线圈整体受到向下的安培力，可知弹簧测力计的示数一定增大，故C正确。 故选C。 4．A 【详解】1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电流周围存在磁场，即发现了电流的磁效应。 故选A。 5．B 【详解】A．根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知甲图中匀强电场中任意两点的电势不一定相等，故A错误； B．乙图中表示的电场应是由等量同种点电荷所产生的，故B正确； C．丙图中条形磁铁的外部磁感线从N极出发，到S极终止，内部则从S极出发，到N极终止，从而形成闭合曲线，故C错误； D．根据安培定则结合小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，可知丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．条形磁铁的外部磁感线从N极到S极，故A错误； B．蹄形磁铁的外部磁感线从N极到S极，故B错误； C．根据安培定则，直导线的电流向下，则磁感线的方向（俯视）为顺时针方向，故C错误； D．根据安培定则，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，磁感线如图所示。故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．图中磁感线出现了明显的交叉相交，违反了磁感线不能相交的性质，故A错误； B．图中的磁感线两侧的箭头都指向中间，不符合磁场方向唯一性规律，故B错误； C．图中的磁感线在向右延伸的过程中突然分叉走向完全不同的方向，违反了磁感线是连续闭合曲线的特征，故C错误； D．图中的磁感线是一组同心圆，其上的箭头方向顺时针连续一致。这符合由恒定电流产生的磁场分布特征，磁感线闭合且不相交，方向连续，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍，不能取任意值，故A错误； B．奥斯特首先发现了电流的磁效应，安培的主要贡献为安培力规律、分子电流假说等，故B错误； C．处于静电平衡状态的导体，外电场和导体感应电荷产生的附加电场在内部叠加，合电场强度处处为零，故C正确； D．电动汽车行驶过程中，主要能量转化是电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 9．AB 【详解】A．由右手螺旋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，故A正确； B．由右手螺旋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，故B正确； C．由右手螺旋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，故C错误； D．由于地磁场的北极在地理南极附近，故丁图中N极指向地理北极，故D错误。 故选AB。 10．BD 【详解】AB．根据安培定则可知，M在a点产生的磁场方向竖直向下，在b点产生的磁场方向竖直向下；N在a点产生的磁场方向竖直向下，b点产生的磁场方向竖直向下，根据对称性可知叠加后，a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故A错误，B正确； CD．根据安培定则可知，M 在c点产生的磁场方向垂直于cM 偏右下方，在d点产生的磁场方向垂直dM偏左下方，N在 c点产生的磁场方向垂直于 cN 偏左下方，在 d点产生的磁场方向垂直于 dN 偏右下方，且M、N在c、d两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则，可知c点的磁感应强度方向竖直向下，d点的磁感应强度方向竖直向下，且合场强大小相等，故C错误，D正确。 故选BD。 11．AD 【详解】A．磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，磁感线越密，磁场越强，这5个位置中，点的磁感线最密，故点的磁场最强，A正确； B．磁感线是人为假想的用于描述磁场的曲线，没有磁感线穿过的A点同样存在磁场，B错误； C．、两点关于直线对称，则、两点磁场强弱相同，磁感线的切线方向表示磁场的方向，、两点的切线方向不同，则、两点磁场方向不同，C错误； D．、两点处在同一条直线上，切线方向相同，则磁场方向相同，D正确。 故选AD。 12．BC 【详解】A．磁体总有南、北两个磁极，不能仅具有一个磁极，故A错误； B．指南针静止时受到地磁场的作用，能够指向南北说明地球周围存在磁场，即地球具有磁性，故B正确； C．小磁针的指向由所在处的合磁场方向决定，附近磁体产生的磁场会改变合磁场方向，因此指南针的指向会受到干扰，故C正确； D．直线电流周围的磁场方向沿以导线为轴的同心圆切线方向。导线沿指南针方向且位于指南针正上方时，指南针所在处的电流磁场方向与指南针方向垂直，通电后小磁针会发生偏转，故D错误。 故选BC。 13．由小磁针N极转向纸里知，该处磁场方向向里，由安培定则知，两云尖端之间存在自A向B的电流，则A带正电，B带负电 【详解】略。 14．该磁体的右端为N极；小磁针的N极在左端；b点的磁场较强。 【详解】磁感线的方向在磁体外部为从N极到S极，内部为从S极到N极，故该磁体的右端为N极；由于磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向，同时也是该点处小磁针静止时N极的指向，故小磁针的N极在左端；又因为磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，故图中b点的磁场较强。 15．(1)，方向垂直纸面向外 (2)，方向垂直纸面向外 【详解】（1）圆环电流在圆心处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，加上直导线后，处的磁感应强度为零，说明，直导线在处产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。又因为、两点到直导线的距离相等，因此，直导线在点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。 （2）当把圆环平移到点后，圆环在点产生的磁感应强度为，方向垂直纸面向外；和直导线在点产生的磁感应强度合成后，点的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。 16．带正电的粒子向左运动，或者带负电的粒子向右运动。 【详解】要能使小磁针的N极转向读者，则虚线下方的磁场方向向外，则只需带正电的粒子向左运动，或者带负电的粒子向右运动。 17．， 【详解】小磁针指示螺线管外部磁场方向水平向右，可知螺线管左侧为N极右侧为S极，根据右手螺旋定则可知螺线管中的电流从左边流入右边流出。如图所示 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故螺线管右侧为N极，则由右手螺旋定则可知螺线管中电流由左侧流入，右侧流出。故左侧是电源正极，右侧为电源负极。如图所示 18．(1) (2)图甲是直线电流的磁场，磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆。离导线越近的位置磁场越强，离导线越远的位置磁场越弱。 图乙是环形电流的磁场，类似于条形磁体的磁场。因为磁感线是闭合曲线，环内磁感线条数与环外磁感线条数相等，所以环内磁场强，环外磁场弱。 图丙是通电螺线管的磁场，通电螺线管外部的磁场跟条形磁体的磁场分布情况相同，两端分别为N极和S极，管内磁场方向由S极指向N极。 【详解】（1）电流方向分别如图所示，判断的根据是安培定则。 （2）略。 19．小磁针的N极向纸面内偏转；如果电流反向，小磁针的N极向纸面外偏转 【详解】根据安培定则知线圈中通以图示方向的电流时，线圈内部磁场方向垂直于纸面向里，所以小磁针的N极向纸面内偏转；同理如果电流反向，小磁针的N极向纸面外偏转。 20． 【详解】电路稳定后，根据安培定则可以判断螺线管左端为S极，右端为N极，螺线管内部的磁场方向从S极指向N极，外部磁场方向从N极指向S极，如图所示，故开关闭合时，小磁针1顺时针转动，小磁针3逆时针转动，小磁针2基本不动，最后的指向如图所示。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $