13.1.1 磁场 磁感线 同步习题-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　第一讲　磁场与磁感线 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十三章 电磁感应与电磁波初步　·　解析版 知识点范围　1．磁现象、磁性和磁极、磁性材料 2．磁感线的概念与特征　3．地磁场及其磁感线分布 4．奥斯特实验与安培定则 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 12 题　基础过关 7 题　能力提升 5 题　满分 100 分　建议用时 45 分钟 一、基础过关题（50分） 本题组共7小题，共50分。第1、2、3题每题6分，第4、5、6、7题每题8分。各题按题中选项或空格作答，多选题漏选不得分。考查磁现象与磁性材料、磁感线的特征、奥斯特实验与安培定则的表述、地磁场的分布。 1．下列说法正确的是（　　） A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的 C．电场线与磁感线都是电场或磁场中实际存在的闭合的线 D．磁场和电场是同一种物质 【答案】A 【详解】A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的，故A正确； B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过磁场产生的，故B错误； C．电场线与磁感线不是电场或磁场中实际存在的线，是为了更直观、形象描述电场、磁场强弱和方向人为画出的线，电场线不闭合，磁感线闭合，故C错误； D．磁场和电场是两种不同物质，故D错误。 故选A。 2．安培定则 (1)直线电流的方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断：用右手握住导线，让______所指的方向与电流方向一致，______所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图所示。 (2)通电螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成。可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断环形电流的磁场方向：让右手与环形电流的方向一致，______所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向，如图所示。 【答案】(1) 伸直的拇指 弯曲的四指 (2)伸直的拇指 【详解】（1）[1][2]直线电流的方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断：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 （2）通电螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成。可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断环形电流的磁场方向：让右手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．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。 4．下列说法正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．电荷间不需要通过接触就能产生力的作用 C．静电场的电场线不能相交，但在磁场较强的情况下两条磁感线可以相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 【答案】B 【详解】A．磁感线的疏密表示磁场强弱，但沿磁感线方向磁场不一定减弱，故A错误； B．电荷间通过电场产生相互作用力（库仑定律），无需直接接触，故B正确； C．电场线和磁感线均不能相交，因为相交点会导致场方向不唯一，故C错误； D．磁感线是闭合曲线（外部从N极到S极，内部从S极到N极），并非总是从N极出发到S极终止；电场线则起于正电荷（或无穷远）、终于负电荷（或无穷远），故D错误。 故选B。 5．关于电场、磁场的理解，下列说法正确的是（　　） A．电场、磁场都看不见、摸不到，所以都不是真实存在的物质 B．电场线是真实存在的，用以形象表示电场的强弱和方向 C．小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向 D．磁感线和静电场的电场线都是不闭合的 【答案】C 【详解】A．电场、磁场都看不见、摸不到，但是真实存在的物质，故A错误； B．电场线不是真实存在的，是为了更形象地描述电场的强弱及方向而人为假想的，故B错误； C．小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，故C正确； D．电场线是不闭合曲线，有起点和终点，而磁感线是一条闭合曲线，故D错误。 故选C。 6．解说围棋比赛时，棋盘竖直放置，棋盘和棋子都是磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上。不计棋子与棋子之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A．棋盘对棋子的弹力是棋子发生弹性形变产生的 B．棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向 C．棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的压力是一对平衡力 D．棋盘对棋子的压力与棋子对棋盘的支持力合力为零 【答案】B 【详解】A．弹力是施力物体发生弹性形变产生的，棋盘对棋子的弹力，施力物体是棋盘，因此该弹力是棋盘发生弹性形变产生的，不是棋子形变产生的，故A错误； B．棋子静止在竖直棋盘上，受力平衡。棋子仅受两个来源的力：地球施加的重力，以及棋盘施加的所有力（磁力、弹力、静摩擦力都由棋盘施加），因此棋盘对棋子的总作用力，一定与棋子的重力等大反向，故B正确； C．平衡力的条件是“作用在同一物体上”，棋盘对棋子的吸引力作用在棋子上，棋子对棋盘的压力作用在棋盘上，二者不作用在同一物体，不是平衡力，故C错误； D．棋盘对棋子的压力与棋子对棋盘的支持力是一对相互作用力，分别作用在两个不同物体上，不能合成求合力，故D错误。 故选B。 7．如图甲所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图乙中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，若大磁体右端为N极，则当挂着的磁体向右移动时，相互吸引力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互排斥力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的。同理若大磁体右端为S极，可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的。 故选CD。 二、能力提升题（50分） 本题组共5小题，共50分。第8题8分，第9、10、11题每题10分，第12题12分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第12题须先由安培定则判断环形电流的磁场方向，再结合地球自转方向逐步推理。 8．下述说法中正确的是（　　） A．点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量就是元电荷 B．根据，可知电场中某点的电场强度与放置在该点的点电荷的电荷量成正比 C．磁感线越密的地方，该处的磁场越强 D．奥斯特通过多次实验发现了电流周围存在磁场，并总结出了描述电流周围磁场的方法 【答案】C 【详解】A．点电荷是理想化模型，忽略形状和大小，但其所带电荷量可以是元电荷的任意整数倍，A错误； B．公式中，是源电荷的电荷量，由源电荷和位置决定，与放置在该点的测试电荷无关，B错误； C．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故C正确。 D．奥斯特于1820年发现电流的磁效应（电流周围存在磁场），但描述电流周围磁场的数学方法（如安培定律等）主要由安培等人后续发展，奥斯特未总结出此类方法，D错误。 故选C。 9．下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（　　） A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 B．图乙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动 C．图丙中放置的通电线圈内部存在图示方向的磁场 D．图丁中两条导线之间不发生相互作用，因为它们之间没有接触 【答案】C 【详解】A．磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极指向N极，故A错误； B．根据安培定则可知，如图直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故B错误； C．根据安培定则可知，图丙中放置的通电线圈内部存在图示方向的磁场，故C正确； D．通电导线周围存在磁场，两条通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的，不需要接触，故D错误。 故选C。 10．一位同学重做奥斯特实验，她找来一枚小磁针，一段较长的直导体棒，两个高度可调的支架，电池，开关，若干导线。她把导体棒通过导线与电池、开关连接，然后将导体棒放在支架上。为了顺利观察到通电瞬间小磁针的转动情况，则下列选项中开关闭合前导体棒的位置合理的是（　　） A．位于小磁针下方且与小磁针平行 B．位于小磁针下方且与小磁针垂直 C．位于小磁针上方且与小磁针平行 D．位于小磁针上方且与小磁针垂直 【答案】AC 【详解】由安培定则可知，直线电流产生的环形磁场所在平面与通电直导线垂直，当未通电的导体棒与小磁针平行时，通电后小磁针的两极受到的磁场力与小磁针垂直且方向相反，容易使小磁针转动。如果未通电时，导体棒与小磁针垂直，通电后小磁针两极受到的磁场力沿小磁针方向，可能不会转动。故AC正确，BD错误。 故选AC。 11．把水平直导线放置在一小磁针的正上方：导线未通电时，导线和小磁针方向如图所示，当导线中通以由南向北方向的电流时，则小磁针静止时N极指向（　　） A．西偏北方向 B．东偏北方向 C．西偏南方向 D．东偏南方向 【答案】A 【详解】导线未通电时，小磁针静止时N极指向北，通以由南向北方向的电流时, 水平直导线放置在小磁针的正上方，则小磁针处电流磁场的方向由东向西，合成后向西偏北。 故选A。 12．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 【答案】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。 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.1 磁场 磁感线　第一讲　磁场与磁感线 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十三章 电磁感应与电磁波初步　·　学生版 知识点范围　1．磁现象、磁性和磁极、磁性材料 2．磁感线的概念与特征　3．地磁场及其磁感线分布 4．奥斯特实验与安培定则 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 12 题　基础过关 7 题　能力提升 5 题　满分 100 分　建议用时 45 分钟 一、基础过关题（50分） 本题组共7小题，共50分。第1、2、3题每题6分，第4、5、6、7题每题8分。各题按题中选项或空格作答，多选题漏选不得分。考查磁现象与磁性材料、磁感线的特征、奥斯特实验与安培定则的表述、地磁场的分布。 1．下列说法正确的是（　　） A．磁体与磁体间的相互作用是通过磁场产生的 B．通电导体与通电导体间的相互作用是通过电场产生的 C．电场线与磁感线都是电场或磁场中实际存在的闭合的线 D．磁场和电场是同一种物质 2．安培定则 (1)直线电流的方向跟它产生的磁场的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断：用右手握住导线，让______所指的方向与电流方向一致，______所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图所示。 (2)通电螺线管可以看作许多匝环形电流串联而成。可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断环形电流的磁场方向：让右手与环形电流的方向一致，______所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向，如图所示。 3．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 4．下列说法正确的是（　　） A．沿磁感线的方向，磁场逐渐减弱 B．电荷间不需要通过接触就能产生力的作用 C．静电场的电场线不能相交，但在磁场较强的情况下两条磁感线可以相交 D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止 5．关于电场、磁场的理解，下列说法正确的是（　　） A．电场、磁场都看不见、摸不到，所以都不是真实存在的物质 B．电场线是真实存在的，用以形象表示电场的强弱和方向 C．小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向 D．磁感线和静电场的电场线都是不闭合的 6．解说围棋比赛时，棋盘竖直放置，棋盘和棋子都是磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上。不计棋子与棋子之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A．棋盘对棋子的弹力是棋子发生弹性形变产生的 B．棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向 C．棋盘对棋子的吸引力与棋子对棋盘的压力是一对平衡力 D．棋盘对棋子的压力与棋子对棋盘的支持力合力为零 7．如图甲所示，在水平地面上的磁体上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体下端，沿图示水平虚线从A移动到B。则图乙中能反映弹簧测力计示数F随着位置变化的是（　　） A． B． C． D． 二、能力提升题（50分） 本题组共5小题，共50分。第8题8分，第9、10、11题每题10分，第12题12分。各题按题中选项作答，多选题漏选不得分。第12题须先由安培定则判断环形电流的磁场方向，再结合地球自转方向逐步推理。 8．下述说法中正确的是（　　） A．点电荷是一种理想化模型，其所带电荷量就是元电荷 B．根据，可知电场中某点的电场强度与放置在该点的点电荷的电荷量成正比 C．磁感线越密的地方，该处的磁场越强 D．奥斯特通过多次实验发现了电流周围存在磁场，并总结出了描述电流周围磁场的方法 9．下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（　　） A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 B．图乙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动 C．图丙中放置的通电线圈内部存在图示方向的磁场 D．图丁中两条导线之间不发生相互作用，因为它们之间没有接触 10．一位同学重做奥斯特实验，她找来一枚小磁针，一段较长的直导体棒，两个高度可调的支架，电池，开关，若干导线。她把导体棒通过导线与电池、开关连接，然后将导体棒放在支架上。为了顺利观察到通电瞬间小磁针的转动情况，则下列选项中开关闭合前导体棒的位置合理的是（　　） A．位于小磁针下方且与小磁针平行 B．位于小磁针下方且与小磁针垂直 C．位于小磁针上方且与小磁针平行 D．位于小磁针上方且与小磁针垂直 11．把水平直导线放置在一小磁针的正上方：导线未通电时，导线和小磁针方向如图所示，当导线中通以由南向北方向的电流时，则小磁针静止时N极指向（　　） A．西偏北方向 B．东偏北方向 C．西偏南方向 D．东偏南方向 12．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 学科网（北京）股份有限公司 $