鲁科版 (2019)必修 第三册第1节 磁场及其描述课时练习

第5章　初识电磁场与电磁波

第1节　磁场及其描述

基础过关练

题组一　对磁场、磁感应强度的理解

1.(2020湖北武汉钢城第四中学高二月考)关于磁场,下列说法正确的是 (　　)

A.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质

B.磁场是客观存在的一种特殊物质形态

C.磁场的存在与否取决于人的思想,想其有则有,想其无则无

D.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致

2.关于磁感应强度,下列说法中正确的是 (　　)

A.根据磁感应强度定义式B=可知,磁感应强度B与F成正比,与IL成反比

B.一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方,它所受到的磁场力一定为零

C.一小段通电直导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零

D.磁场中某处磁感应强度的方向,与通电导线在该处所受磁场力的方向相同

题组二　对磁感线的理解

3.关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是 (　　)

A.磁感线是闭合曲线,而静电场线不是闭合曲线

B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线

C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷

D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向

4.如图所示,表示U形磁铁周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是              (　　)

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb

C.U形磁铁的磁感线起始于U形磁铁的N极,终止于U形磁铁的S极

D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零

5.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于图中a、b两点磁场的描述,正确的是              (　　)

A.a点的磁场方向为图中Ba指向

B.b点的磁场方向为图中Bb指向

C.a点的磁场比b点强

D.a点的磁场比b点弱

题组三　电流的磁场

6.如图所示,水平直导线ab通有向右的电流I,置于导线正下方的小

磁针S极将 (　　)

A.向纸外偏转

B.向纸内偏转

C.在纸面内顺时针转过90°

D.不动

7.如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是              (　　)

A.a、b、c的N极都向纸内转

B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸内转

C.b、c的N极都向纸内转,而a的N极向纸外转

D.b的N极向纸内转,而a、c的N极向纸外转

8.(2020山东博兴第三中学高二月考)下列小磁针方向正确的是(所有小磁针都处于静止状态)              (　　)

9.物理实验都需要有一定的控制条件,奥斯特做电流磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响,关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是              (　　)

A.该实验必须在地球赤道上进行

B.通电直导线应该竖直放置

C.通电直导线应该水平东西方向放置

D.通电直导线应该水平南北方向放置

能力提升练

题组一　对磁感应强度的理解

1.(2019湖北华中师范大学第一附属中学检测,)如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为              (　　)

A.7 T B.1 T

C.5 T D.大于3 T小于4 T

2.(多选)(2020江苏高二月考,)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,下列说法中正确的是              (　　)

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

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.指南针能够指向南北,说明地球具有全球性的磁场

3.(2020河北石家庄第二中学检测,)磁感应强度为矢量,它可以分解为几个分量。

(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大?

(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大?在极地上空地磁场的水平分量是多大?

题组二　电流的磁场及其叠加

4.(2020江苏常州第三中学月考,)在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直于纸面向外。如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中              (　　)

A.a、b两点的磁感应强度相同

B.a点磁感应强度最大

C.c、d两点磁感应强度相同

D.b点的磁感应强度最大

5.(多选)(2020山东济南检测,)如图为一种用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线处a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是              (　　)

A.小磁铁的下端为N极

B.小磁铁的下端为S极

C.电磁铁的上端为N极

D.电磁铁的上端为S极

题组三　磁场的应用

6.(2020山东青岛二中检测,)如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B的大小。

CD段导线长度:4×10-2 m

天平平衡时钩码重力:4×10-5 N

通过导线的电0流:0.5 A

甲

乙

答案全解全析

第5章　初识电磁场与电磁波

第1节　磁场及其描述

基础过关练

1.B　磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质,它与实物粒子不同,磁场看不见、摸不到,但又是客观存在的,通常用人们假想的磁感线来描述,A错误,B正确;磁场的存在是客观的,并非取决于人的思想,C错误;磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针N极在此处的受力方向一致,D错误。

2.B　磁感应强度的定义式是比值定义式,故与其中的物理量没有正、反比关系,选项A错误;由F=BIL知,磁感应强度为零,则磁场力一定为零,选项B正确;当磁场B的方向与通电导线中电流I的方向平行时,通电导线所受磁场力为0,但不能说明磁感应强度为零,选项C错误;F与B的方向是不相同的,是垂直关系,选项D错误。

3.A　磁体周围的磁感线从N极出发回到S极,在内部则是从S极出发回到N极,磁感线是闭合曲线,电场线从正电荷或无限远处出发,终止于无限远处或负电荷,静电场线不是闭合曲线,故A正确,C错误;磁感线和电场线不一定互相平行,故B错误,磁感线和电场线不仅能表示方向,还可以根据分布的疏密反映场的强弱,越密越强,反之越弱,故D错误。

4.B　由题图可知b处的磁感线较密,a处的磁感线较疏,所以Ba<Bb,故A错,B对;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,故C错;在没画磁感线的地方,并不表示没有磁场存在,故D错。

5.C　磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向,题图中a、b两点的磁场方向均是错误的,故A、B错误。磁感线的疏密表示磁场的强弱,a点的磁感线比较密,则a点的磁场比b点强,故C正确,D错误。

6.A　根据安培定则可以确定,通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场,在磁场力的作用下,小磁针S极向纸外偏转,A项正确。

7.B　带负电荷的圆环顺时针转动,形成逆时针方向的等效电流,根据安培定则,判断出圆环内、外磁场方向,可知小磁针转动方向,故选B。

8.B　小磁针静止时N极所指方向即磁感应强度的方向,A中小磁针N极所指方向与磁感线方向相反,A错误;B中根据安培定则,从上向下看可知磁感线为顺时针方向,与小磁针N极所指方向相同,B正确;C中根据安培定则可知环中产生的磁场方向与纸面垂直,而小磁针指向与纸面平行,C错误;根据D中条形磁铁位置可知,磁感线由N极指向S极,小磁针N极所指方向与磁感线方向不符,D错误。

9.D　地磁场的N极在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近,地磁场方向由南指向北,小磁针N极在地磁场的作用下会自动指向北方,因此通电直导线可以水平南北方向放置,这样小磁针在通电直导线周围磁场的作用下指向东西方向,表明电流周围有磁场,通电直导线不一定要放置在地球赤道上,故D正确。

能力提升练

1.C　B== T=5 T,故C正确。

2.ABD　地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,选项A、B正确;由题图可知,不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行,故C错误;指南针能够指向南北,说明地球具有全球性的磁场,地磁场是南北指向的,故D正确。

3.答案　(1)B cos θ　B sin θ　(2)0　0

解析　(1)因磁感应强度的大小为B,与水平方向的夹角为θ,所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为:

B水平=B cos θ;B竖直=B sin θ。

(2)在赤道上空,θ=0,故有B竖直=0;

在极地上空θ=90°,故有B水平=0。

4.D　a、b、c、d四个点的磁场分布见下图:由题图可知,a、b两点处磁感应强度大小不相等,b点处磁感应强度较大,故A、B项错误;由题图可知,c、d两点处磁感应强度大小相等,方向不同,故C错误;a点磁感应强度最小,b点磁感应强度最大,故D正确。

5.AD　由安培定则知电磁铁的上端为S极,下端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的规律可知,小磁铁的下端为N极,上端为S极,B、C错误,A、D正确。

6.答案　2.0×10-3 T

解析　由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式B=得:

B== T=2.0×10-3 T。

所以通电螺线管中的磁感应强度的大小为2.0×10-3 T。