2024-2025學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)1磁現(xiàn)象磁場(chǎng)練習(xí)含解析教科版選修3-1

PAGE7-磁現(xiàn)象磁場(chǎng)(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述,正確的說(shuō)法是()A.磁感線從磁體的N極動(dòng)身,終止于S極B.磁場(chǎng)的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受磁場(chǎng)作用力的方向C.沿磁感線方向,磁場(chǎng)漸漸減弱D.磁感線是閉合的曲線【解析】選D。磁體外部磁感線由N極指向S極,而內(nèi)部磁感線由S極指向N極;故A錯(cuò)誤;通電導(dǎo)體受力方向與磁場(chǎng)方向相互垂直;故B錯(cuò)誤;磁場(chǎng)的方向不能確定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,只有磁感線的疏密才能說(shuō)明磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,故C錯(cuò)誤;磁感線分布特點(diǎn):在磁體外部磁感線從N極動(dòng)身進(jìn)入S極,在磁體內(nèi)部從S極指向N極,磁感線是閉合的曲線,故D正確。2.下列四幅圖表示的工具或裝置,利用地球磁場(chǎng)工作的是()【解析】選B。磁卡是利用磁條工作,磁性黑板是利用黑板的磁性;電磁起重機(jī)是利用電磁體;只有指南針是利用地磁場(chǎng)工作,磁體的S極指向南方;故B正確;A、C、D錯(cuò)誤。3.把金屬棒一端靠近小磁針的南極或北極時(shí),都看到有吸引現(xiàn)象,可斷定這根金屬棒()A.肯定是磁鐵B.肯定不是磁鐵C.可能是磁鐵,也可能不是磁鐵D.無(wú)法確定【解析】選B。金屬棒的一端靠近磁針的N極,相互吸引,說(shuō)明金屬棒的該端是S極或不具有磁性;金屬棒的該端又靠近磁針的S極還相互吸引,而不是相互排斥,由此可以確定金屬棒肯定是沒(méi)有磁性。4.關(guān)于直線電流的磁感線分布狀況,正確的是()(“?”表示電流從紙內(nèi)流出指向讀者,“×”表示電流流向紙內(nèi)離開(kāi)讀者)【解析】選A。直導(dǎo)線的電流向外,其磁場(chǎng)方向依據(jù)右手螺旋定則,則大拇指指向即為電流方向,那么彎曲的四指即為磁場(chǎng)方向,則為逆時(shí)針?lè)较?且離直導(dǎo)線越近磁場(chǎng)越強(qiáng),則磁感線越密,離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱,則磁感線越疏;故A正確、B、C均錯(cuò)誤,直導(dǎo)線的電流向里,其磁場(chǎng)方向依據(jù)右手螺旋定則,則大拇指指向即為電流方向,那么彎曲的四指即為磁場(chǎng)方向,則為順時(shí)針?lè)较?故D錯(cuò)誤;故選A。5.如圖所示,將可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)小磁針(深色的磁極為N極),置于通電直導(dǎo)線旁邊的四個(gè)位置。當(dāng)小磁針靜止不動(dòng)時(shí),小磁針的指向符合事實(shí)的是()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】選A。伸開(kāi)右手,大拇指指向電流的方向,四指的方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向,故導(dǎo)體四周磁場(chǎng)方向逆時(shí)針(俯視),即小磁針靜止時(shí)N極的指向即為磁場(chǎng)方向,由題目中圖可知,甲正確,乙、丙、丁均錯(cuò)誤;故選A。6.如圖所示,ab、cd是兩根在同一豎直平面內(nèi)的直導(dǎo)線,在兩導(dǎo)線中心懸掛一個(gè)小磁針,靜止時(shí)在同一豎直平面內(nèi)。當(dāng)兩導(dǎo)線中通以大小相等的電流時(shí),小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),則兩導(dǎo)線中的電流方向()A.肯定都是向上B.肯定都是向下C.ab中電流向上,cd中電流向下D.ab中電流向下,cd中電流向上【解析】選C。若兩導(dǎo)線中的電流方向均向上,依據(jù)安培定則推斷可知,小磁針N極靜止不動(dòng),與題意不符。故A錯(cuò)誤。若兩導(dǎo)線中的電流方向均向下,依據(jù)安培定則推斷可知,小磁針N極向紙外面轉(zhuǎn)動(dòng),與題意不符。故B錯(cuò)誤。若ab中電流向上,cd中電流向下,依據(jù)安培定則推斷可知,小磁針N極向紙里面轉(zhuǎn)動(dòng),與題意相符。故C正確。若ab中電流向下,cd中電流向上,依據(jù)安培定則推斷可知,小磁針N極向紙外面轉(zhuǎn)動(dòng),與題意不符。故D錯(cuò)誤。故選C。二、非選擇題(本題共2小題,共24分)7.(12分)如圖所示,甲、乙是直線電流的磁場(chǎng),丙、丁是環(huán)形電流的磁場(chǎng),戊、己是螺線管電流的磁場(chǎng),試在各圖中補(bǔ)畫(huà)出電流方向或磁感線方向?！窘馕觥恳罁?jù)安培定則:甲圖中的電流方向?yàn)椤啊痢?乙圖中電流方向向上;丙圖中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針;丁圖中磁感線方向向下;戊圖中磁感線方向向左;己圖中磁感線方向向右。如圖所示答案:見(jiàn)解析【總結(jié)提升】應(yīng)用安培定則需留意的問(wèn)題(1)幾個(gè)方向的一樣性:磁感線方向、磁場(chǎng)方向和能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向,三者是一樣的。(2)安培定則(右手螺旋定則)應(yīng)用時(shí)留意的幾點(diǎn):①分清“因”和“果”:在判定直線電流的磁場(chǎng)的方向時(shí),大拇指指“緣由”——電流方向,四指指“結(jié)果”——磁場(chǎng)繞向;在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)方向時(shí),四指指“緣由”——電流繞向,大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向,即指N極。②優(yōu)先采納整體法:一個(gè)隨意形態(tài)的閉合電流(如三角形、矩形)的磁場(chǎng),從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場(chǎng)。8.(12分)指出圖中小磁針N極的方向?！窘馕觥緼中:由右手定則可知直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)里,可知小磁針N極向紙內(nèi);B中:由右手定則可知直導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)里,可知小磁針N極向紙內(nèi);C中:由右手螺旋定則可知環(huán)形導(dǎo)線里面的磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)外,可知小磁針N極向紙外;D中:由右手螺旋定則可知螺線管左端為N極,螺線管里面的磁場(chǎng)水平向左,可知小磁針N極水平向左。答案:向紙內(nèi)向紙內(nèi)向紙外水平向左(15分鐘·40分)9.(7分)如圖所示,M、N是相互平行、垂直于紙面放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線,其中通入的電流大小相等、方向相反。紙面內(nèi)的點(diǎn)a到M、N距離相等。關(guān)于a點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,下列說(shuō)法正確的是()A.沿紙面對(duì)上 B.沿紙面對(duì)下C.沿紙面對(duì)左 D.沿紙面對(duì)右【解析】選C。M在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于aM偏左下方,N在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于aN偏左上方,依據(jù)平行四邊形定則,知a處的磁場(chǎng)方向水平向左,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。故選C。10.(7分)(多選)如圖所示,螺線管中通有電流,假如在圖中的a、b、c三個(gè)位置上各放一個(gè)小磁針,其中a在螺線管內(nèi)部,則()A.放在a處的小磁針的N極向左B.放在b處的小磁針的N極向右C.放在c處的小磁針的S極向右D.放在a處的小磁針的N極向右【解析】選B、D。由右手螺旋定則可知,螺線管右端是N極,左端為S極;因螺線管內(nèi)部磁感線是由S極指向N極的,由于小磁針靜止時(shí)N極指向?yàn)榇艌?chǎng)方向。因此小磁針a、b、c的N極都向右,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。【加固訓(xùn)練】講解圍棋賽事時(shí),常常運(yùn)用豎直放置的棋盤,棋子在豎直放置的棋盤上可以移動(dòng),但不會(huì)掉下來(lái)。這種棋盤和棋子都是用磁性材料制成的,棋子不會(huì)掉落是因?yàn)?)A.質(zhì)量小,重力可以忽視不計(jì)B.受到棋盤對(duì)它向上的摩擦力C.棋盤對(duì)它的吸引力與重力平衡D.它一方面受到棋盤的吸引,另一方面還受到空氣的浮力【解析】選B。對(duì)棋子受力分析如圖所示,磁性棋子受到棋盤的吸引力而對(duì)棋盤產(chǎn)生壓力,棋盤對(duì)棋子有向外的彈力。重力使得棋子有向下滑動(dòng)的趨勢(shì),因此棋子受到棋盤對(duì)它向上的靜摩擦力,此力和重力平衡,使得棋子不會(huì)掉落。A錯(cuò),B對(duì)。棋盤對(duì)棋子的吸引力與棋盤對(duì)棋子向外的彈力是一對(duì)平衡力,C錯(cuò)。由于空氣浮力遠(yuǎn)小于重力,故可以忽視不計(jì)。雖受到棋盤的吸引,但關(guān)鍵是棋子受到了向上的靜摩擦力,D錯(cuò)。11.(7分)如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下掛一鐵球,將彈簧測(cè)力計(jì)自左向右漸漸移動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)()A.不變B.漸漸變小C.先變小再變大D.先變大再變小【解析】選C。磁體的不同部位磁性強(qiáng)弱不同,兩端(磁極)磁性最強(qiáng),而中間最弱,因而鐵球在條形磁鐵的N極和S極處受的吸引力最大,在正中間處受到的吸引力最小,所以從左向右移動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)先變小,然后變大,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤;故選C。12.(19分)假如小摯友誤吞了金屬類物品于腹腔內(nèi),如何把它取出來(lái)呢?某同學(xué)在學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)之后,設(shè)計(jì)出了這樣一個(gè)儀器,如圖所示。當(dāng)儀器頂部接觸金屬物品時(shí),將手控環(huán)內(nèi)推,再拉出整條塑料管。(1)你能說(shuō)出這種儀器的原理嗎?(2)假如小摯友不慎吞下的是易拉罐拉環(huán)或一個(gè)回形針,哪種物體可以用這種儀器取出來(lái)?(3)假如把活動(dòng)永磁鐵換成電磁鐵,你認(rèn)為是不是更好用呢?【解析】(1)當(dāng)儀器頂部接觸金屬物品時(shí),將手控環(huán)內(nèi)推,其上的活動(dòng)永磁鐵使固鐵磁化,磁化后吸引鐵磁性金