13.1 磁场 磁感线 13.2 磁感应强度 磁通量 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

磁场 磁感线及磁感应强度 磁通量 一、单选题 1．一束带电粒子平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针极向纸内偏转，这一束粒子可能是（     ） 向右飞行的正离子束 向左飞行的正离子束 向右飞行的负离子束 向左飞行的负离子束 A． B． C． D． 2．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，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的，假设地球带负电，下列说法正确的是（     ） A．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极 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．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 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 3．如图为地磁场的分布示意图。若认为地磁场来自于地球表面的电荷随着地球自转产生的环形电流，则地球表面电荷的电性及环形电流的方向分别为（　　） A．正电，方向与地球自转方向相反 B．正电，方向与地球自转方向相同 C．负电，方向与地球自转方向相反 D．负电，方向与地球自转方向相同 4．如图所示，一圆形线圈共有10匝，围成的面积为；线圈内有一面积为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．穿过线圈的磁通量大小为 C．穿过线圈的磁通量大小为 D．将线圈从图示位置绕某直径转过180°，穿过线圈的磁通量变化量为0 5．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感应强度，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大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处的磁感应强度的方向不同 6．如图所示，为正方体，两条足够长的通电直导线、分别沿和放置，电流大小相等，方向分别沿和方向。已知通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小为，则中心P点处的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，三个闭合线圈A、B、C放在同一平面内，当线圈A中有电流通过时，穿过闭合线圈A、B、C的磁通量分别为、、，则（     ） A． B． C． D． 8．如图所示，一圆形线圈共有10匝，围成的面积为；线圈内有一面积为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于线圈平面。下列说法正确的是（     ） A．穿过线圈的磁通量大小为 B．穿过线圈的磁通量大小为 C．穿过线圈的磁通量大小为 D．将线圈从图示位置绕某直径转过，穿过线圈的磁通量变化量为0 9．如图所示，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，比较通过两环的磁通量Φa，Φb，则（　　） A．Φa>Φb B．Φa=Φb C．Φa<Φb D．不能确定 二、多选题 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．我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示意图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（    ） A．地球的地理两极与地磁两极重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．在赤道上小磁针的极在静止时指向地理北极附近 12．如图，两根相互垂直的长直通电导线M、N，分别通有竖直向上的电流和水平向右的电流，导线M右侧有与M距离相等的a、b两点，它们关于导线N对称，导线M在a、b点的磁感应强度大小均为，导线N在a、b点的磁感应强度大小均为。已知a、b两点的磁感应强度大小之比为2:3，直线电流在周围空间产生的磁感应强度与距离的关系为（I为导线中的电流，r为周围空间的点到直导线的距离，k为比例系数），则可能为（   ） A．1:5 B．1:3 C．3:1 D．5:1 三、填空题 13．当甲、乙、丙中的导线通以如图所示方向的电流，小磁针静止时，N极垂直纸面向外的是________（填“甲”“乙”或“丙”）；如图丁所示的通电螺线管，通电后形成图示方向的磁场，则电源正极为________（填“A”或“B”），小磁针静止后的左端为________（填“N”或“S”）极。 四、解答题 14．如图所示，有一个100匝的、边长的正方形线圈，线圈放在磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。若将磁场的方向反向或将这个线圈的形状由正方形改成圆形（周长不变），则在这两个过程中穿过线圈的磁通量分别变化了多少？ 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 《磁场 磁感线及磁感应强度 磁通量》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C B C A B B A BD 题号 11 12 答案 BD AD 1．C 【详解】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，正离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，不符合题意，故①错误；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，正离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针S极向纸内偏转，符合题意，故②正确；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，负离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针S极向纸内偏转，符合题意，故③正确；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，负离子束在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，不符合题意，故④错误。综合可知②③符合题意。 故选C。 2．A 【详解】A．在地球的内部磁感线由地磁的S极指向地磁的N极，故A正确； 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，并不完全重合，存在磁偏角，故B错误； C．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，由于地磁两极和地理两极不重合，存在磁偏角，小磁针指向的是地磁南北方向，并非地理正南北方向，故C错误； D．忽略磁偏角，地球内部磁场从地理北极指向地理南极，根据安培定则，从地理北极向地理南极看，环形电流的方向沿顺时针方向；地球带负电，地球自转方向为自西向东，从地理北极向地理南极看，地球自转是逆时针，等效电流为顺时针方向，故D错误。 故选A。 3．C 【详解】地球表面电荷附着在地球上，其旋转方向与地球自转方向相同，即由西向东。因地磁的N极在北极附近，根据右手定则可以判断环形电流的方向为由东向西，环形电流的方向与地球的自转方向相反。又因为环形电流的方向与电荷运动的方向相反，故该电荷为负电荷。 故选C。 4．B 【详解】ABC．根据磁通量的公式 其中磁场的有效面积，所以穿过线圈的磁通量为，故B正确，AC错误； D．线圈转过180度后，磁通量为 所以磁通量的变化量，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．根据右手螺旋定则，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故A错误； B．M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故B错误； C．M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏右下，在d处产生的磁场方向垂直dM偏左下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏左下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏右下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，方向相同，故C正确； D．由以上分析可知，a、c两点处磁感应强度的方向都竖直向下，方向相同，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】设中点为，中点为 根据题意与安培定则可知，通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小为，方向沿；通电长直导线在正方体中心P产生的磁感应强度大小也为，方向沿 两个导线在P产生的磁场在竖直方向的分量相互抵消，剩余水平分量大小均为且方向相互垂直，则中心P点处的磁感应强度大小为 故选A。 7．B 【详解】根据安培定则可得，线圈A内部的磁场方向垂直纸面向里，A的外部磁场方向垂直纸面向外，而磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿过线圈A的磁通量最大，线圈C的磁通量最小，故有 ，故ACD错误、B正确。 故选B。 8．B 【详解】ABC．根据磁通量的公式 其中磁场的有效面积 所以穿过线圈的磁通量为，故B正确； D．线圈转过180度后，磁通量为， 所以磁通量的变化量，故D错误。 故选B。 9．A 【详解】磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部穿过环面的磁感线方向向下，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，抵消较少，则磁通量较大，所以 故选A。 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．BD 【详解】A．地球的地理两极与地磁两极并不重合，有磁偏角，A错误； B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，B正确； C．地球表面只有在赤道处的地磁场方向与地面平行，其它部分的地磁场都有竖直分量，C错误； D．地理的北极是在地磁的S附近，则在赤道上小磁针的极在静止时指向地理北极附近，D正确。 故选BD。 12．AD 【详解】由安培定则，电流I1在ab两点的磁场方向垂直纸面向里，电流I2在a点的磁场方向向外，在b点的磁场方向向里，则由叠加可知，且 解得或者 故选AD。 13． 乙 B N 【详解】[1]如图所示，甲图中的小磁针上有一直导线通以图中所示方向的电流时，据安培定则，直线电流在电流下方磁场垂直纸面向里，小磁针静止时，N极垂直纸面向里； 乙图中环形导线接上如图所示的直流电源时，据安培定则，环形电流在其环中心处产生的磁场方向垂直纸面向外，小磁针静止时，N极垂直纸面向外； 据安培定则可知，丙图中通电直导线旁的小磁针所在位置处的磁场垂直纸面向里，小磁针静止时N极将垂直纸面向里。 故填：乙。 [2]由丁图可知，通电螺线管右边为S极，据安培定则可知电流的方向，可知电源的左端B是正极。 [3]丁图中通电螺线管旁的小磁针位置的磁场水平向左，则小磁针静止后的左端为N极。 14． 【详解】线圈是正方形时的面积 穿过线圈的磁通量 变为相反方向后，磁通量 磁通量的变化量，即磁通量变化了。 线圈改为圆形，周长不变，其半径 面积 穿过线圈的磁通量 所以磁通量的变化量。 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 $