第19讲 磁场 磁感线-2023-2024学年高二物理专题突破(人教版2019必修第三册)

第19讲：磁场 磁感线 【考点梳理】考点一：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．考点二．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．考点三：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．考点四：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．考点五．常见永磁体的磁场(见下图)考点六：三种常见的电流的磁场【题型归纳】题型一：磁现象、磁性的理解1．（2022秋·广东佛山·高二校考期中）如图是铁棒被磁化前、后内部各磁畴取向分布情况，根据所学的磁化知识判断下面说法正确的是（　　）A．甲图是磁化后的磁畴取向分布 B．乙图是磁化前的磁畴取向分布C．铁棒被磁化后通过一定途径可以消除磁性 D．任何材料的物体都很容易被磁化2．（2022秋·高二校考课时练习）关于铁块和磁体之间作用力的理解正确的是（　　）A．仅磁体能对铁块产生作用力 B．仅铁块能对磁体产生作用力C．两者相互接触时才有作用力 D．两者没接触时也有作用力3．（2022秋·云南昆明·高二校考期末）一根钢条靠近磁针的磁极，磁针被吸引过来，则（　　）A．钢条一定具有磁性 B．钢条一定没有磁性C．钢条可能有磁性，也可能没有磁性 D．条件不足，无法判断题型二：磁感线的理解和应用4．（2023春·北京海淀·高二清华附中校考期中）有关磁感线的下列叙述，其中正确的是（　　）A．匀强磁场的磁感线是均匀分布的平行直线B．磁铁的磁感线起于N极，终于S极C．直线电流的磁感线是一簇闭合的同心圆，而通电螺线管的磁感线则是一簇不闭合的曲线D．当在同一空间中存在两个磁场时，磁感线在该空间中某一点可能相交5．（2022秋·江苏扬州·高二统考阶段练习）宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　）A．“磁星"周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示B．距“磁星”很远处磁感线中断C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场D．“磁星”表面的磁场非常强，故磁感线非常密集，磁感线可能相切6．（2023春·广东·高二统考学业考试）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）A．磁场和磁感线都是真实存在的B．磁感线越密的地方，磁场越强C．沿磁感线方向，磁场一定逐渐减弱题型三：地磁场7．（2023秋·江苏扬州·高二统考开学考试）地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而保护地球。下列说法中正确的是（　　）  A．地磁场的磁感线从地理南极出发终止于地理北极B．图中A处没有磁感线，说明该处不存在磁场C．南北极处磁场非常强，故磁感线非常密集，可以相切D．地球周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示8．（2023秋·广东深圳·高二统考期末）沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合材料，下列说法不正确的是（　　） A．“磁石磨针锋”，指的是磁化现象B．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行C．材料说明地球的地理南北极与地磁南北极井不重合D．在做奥斯特实验时，通电导线南北放置比东西放置实验现象更为明显题型四：：磁场和电场的异同点9．（2023秋·上海闵行·高二校考期末）关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（　　）A．运动的带电粒子在电场、磁场中的受力方向均和场线在一直线上B．带电粒子顺着电场线的方向运动，其电势能一定减小C．带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中，其速度大小不会改变D．电场线和磁感线均不相交且均为不封闭曲线10．（2021秋·上海徐汇·高二上海中学校考期末）关于电场线和磁感线的共同点，下列说法错误的是（　　）A．电场线和磁感线的方向都表明了电场或磁场的方向B．电场线和磁感线的疏密程度都反映了电场或磁场的大小C．电场线和磁感线都是人们假想的曲线D．电场线和磁感线都不闭合11．（2023秋·福建宁德·高二校考期末）下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（　　）A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方，同一试探电荷所受的磁场力也越大12．（2023春·湖南衡阳·高二校考期中）1820年，丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现：在与伏打电池连接的线旁边放一个磁针，磁针马上就发生偏转。法国物理学家安德烈-玛丽-安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律，根据安培定律，下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中正确的是（    ）A．B． C． D．题型五：几种常见的磁场（安培定则）13．（2023秋·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考开学考试）下列各图给出了通电导体产生的磁场方向，正确的是（　　）A．通电直导线   B．通电直导线  C．通电线圈   D．通电线圈  14．（2023春·陕西铜川·高二校考期中）如图所示，在一个竖直放置的金属圆环的圆心处放一个小磁针，发现小磁针N极指向纸外，则以下就法中正确的是（　　）  A．圆环中一定有顺时针方向的电流B．圆环中一定有逆时针方向的电流C．圆环中可能没有电流D．只要圆环中有电流，指针所指方向就一定会变化15．（2023秋·辽宁丹东·高二凤城市第一中学校考阶段练习）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．指南针的指向不会受到附近磁铁的干扰C．可根据指南针的S极指向地理北极来辨别方向D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会偏转【双基达标】一、单选题16．（2023秋·高二课时练习）以下说法中正确的是（　　）A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C．磁极与磁极间是直接发生作用的D．磁场和电场是同一种物质17．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高二校联考开学考试）如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的正上方，当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）  A．法拉第 B．奥斯特 C．伽利略 D．麦克斯韦18．（2023春·新疆喀什·高二校考阶段练习）下列关于通电导线产生的磁场描述正确的是（　　）A．   B．  C．   D．  19．（2023秋·福建宁德·高二统考期末）关于电流周围的磁感线分布情况，下图正确的是（　　）A．   B．  C．   D．  20．（2023秋·云南红河·高二开远市第一中学校校考）指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（    ）  A．磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用 B．磁勺的N极位于司南的磁勺尾部C．磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰 D．磁勺的指向会受到附近铁块的干扰21．（2023春·安徽阜阳·高二田家炳实验中学校考阶段练习）如图所示，平行固定放置的两足够长的直导线通入大小相等方向相反的电流，A、B、C三点与相邻导线的间距相等且三点与两导线共面，以下有关A、B、C三点的磁感应强度的表述正确的是（    ）  A．B点磁感应强度的最小B．A、B两点的磁感应强度相同C．B、C两点的磁感应强度相同D．A、C两点的磁感应强度相同22．（2023秋·江苏泰州·高二统考期末）某兴趣小组用铁钉与漆包线绕制成电磁铁，通电后其正上方的小磁针的N极立即转向右侧，如图所示，则此时（    ）A．导线A端接电源正极B．铁钉内磁场方向向右C．铁钉左端为电磁铁的N极D．小磁针所在位置的磁场方向水平向左23．（2023春·浙江温州·高二校联考期中）如图甲，磁悬浮地球仪通电时，地球仪会悬浮起来。其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，下列选项正确的是（　　）A．地球仪只受重力作用B．电路中的电源必须是直流电源C．电路中的a端点必须连接直流电源的正极D．要增加地球仪飘浮的最大高度，只要减少环绕软铁的线圈匝数24．（2023秋·江苏盐城·高二江苏省响水中学校考阶段练习）如图所示，在一圆形线圈AB平面内有一可自由旋转的小磁针，当电流通过线圈时，磁针将发生偏转。对于小磁针的偏转情况，以下的判断正确的是（　　）A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向纸面外B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针N极将指向纸面外C．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向纸面外D．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向【高分突破】一、单选题25．（2022秋·广东河源·高二河源市河源中学校联考阶段练习）如图，两根互相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为的中点，c、d位于的中垂线上，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点处的磁感应强度方向向上B．b、d两点处磁感应强度的方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反D．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同26．（2023秋·山西太原·高二统考期末）在“重走科学大师之路，探究科技奥秘”活动中，一科学爱好组在水平桌面上放置了一小磁针，小磁针静止时，其位置如图（俯视）中虚线所示。若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则小磁针转向图中实线所示位置。下列判断可能正确的是（　　）A．导线南北放置，通有向南的电流 B．导线南北放置，通有向北的电流西C．导线东西放置，通有向西的电流 D．导线东西放置，通有向东的电流27．（2023秋·河南南阳·高二统考期末）1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”。罗兰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，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转。下列说法正确的是（    ）A．仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变B．使小磁针发生转动的原因是地磁场发生了变化C．使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变28．（2023秋·陕西宝鸡·高二统考期末）如图所示，在线圈中心处放置个小磁针，且与线圈在同一平面内，当线圈中通以图示方向的电流（逆时针方向）时（　　）A．小磁针N极垂直纸面向里转 B．小磁针N极垂直纸面向外转C．小磁针N极在纸面内向上转动 D．小磁针N极在纸面内向下转动二、多选题29．（2023秋·高二课时练习）如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是（　　）  A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导体的力的作用是通过磁体的磁场发生的C．丙图中，电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中，电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的30．（2023秋·高二课时练习）如图所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧A处和环上方B处分别放一个小磁针，平衡后小磁针北极的指向是（　　）A．A处指向左 B．A处指向右C．B处指向左 D．B处指向右31．（2023秋·高二课时练习）下列说法正确的是（　　）A．小磁针放在一根通电直导线附近，小磁针没有转动，说明电流没有磁效应B．两根通电直导线相互垂直放置，解除固定后都发生转动，说明了电流的磁效应C．奥斯特发现的电流磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的D．以上说法均错误32．（2023秋·安徽黄山·高二统考期末）如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端，在其正上方有一金属圆环。当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端。下列说法正确的是（　　）  A．螺线管P端为“S”极B．F为蓄电池的“正”极C．若在螺线管内部放置小磁针，其N极指向螺线管P端D．金属圆环在纸面内向P靠近，其磁通量增大33．（2023春·浙江杭州·高二校联考期中）如图甲是一个磁悬浮地球仪，原理如图乙所示。上方的地球仪内有一个永磁体，底座内有一个线圈，线圈通上直流电，地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（　　）  A．将地球仪上下位置翻转，仍能继续保持悬浮B．图中线圈的端须连接直流电源的负极C．若增加线圈的匝数，稳定后地球仪受到的磁力增大D．若增大线圈中的电流，稳定后地球仪受到的磁力不变34．（2023秋·新疆昌吉·高二校考期末）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，下列说法错误的是（　　）A．O点处的磁感应强度为0B．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35．（2023秋·上海奉贤·高二校考期末）下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中符合右手螺旋定则的是（　　）A． B．C． D．36．（2022秋·湖北荆州·高二统考期末）已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为（其中为比例系数，为直导线的电流强度，为离直导线的距离），如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线、、，均处于静止状态。已知导线、、中电流大小分别为、、，导线、的间距大于导线、的间距。下列说法中正确的是（　　）A．B．C．导线、中电流的方向相同D．导线、、中电流的方向都相同37．（2022秋·高二校考）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家（术士）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．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近B．结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的C．地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行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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