2025人教版物理重難點-必修三專題13.1 磁場 磁感線（含答案） （人教版2019必修第三冊）

2025人教版物理重難點-必修三專題13.1磁場磁感線（含答案）（人教版2019必修第三冊）專題13.1磁場磁感線【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1電和磁的聯(lián)系】 【題型2磁場】 【題型3磁感線】 【題型4安培定則】 【題型5地磁場】 【題型6聯(lián)系實際問題】 【題型1電和磁的聯(lián)系】【例1】如圖所示，把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．發(fā)現(xiàn)這個實驗現(xiàn)象的物理學(xué)家是()【變式1-1】以下說法中，正確的是（）A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B、電流與電流的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C、磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D、磁場和電場是同一種物質(zhì) 【變式1-2】首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的物理學(xué)家是()A．安培B．法拉第C．奧斯特D．特斯拉【變式1-3】在1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應(yīng)用奧斯特的實驗結(jié)果，解釋這種現(xiàn)象．【題型2磁場】【例2】電工師傅能夠用螺絲刀將狹小空間內(nèi)的小螺絲吸引上來，關(guān)于該現(xiàn)象的解釋正確的是()A．是因為螺絲刀帶電把小螺絲吸引上來的B．是因為螺絲帶電和螺絲刀相互吸引發(fā)生的C．是因為螺絲刀帶有磁性，把小螺絲吸引上來的D．是因為小螺絲帶有磁性，去吸引螺絲刀的【變式2-1】關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學(xué)們提出了很多問題和猜想，有關(guān)月球有無磁場，同學(xué)們提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案：(1)取一小磁針用細(xì)線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場．(2)小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極．你認(rèn)為這個實驗方案中有沒有需要改進(jìn)或改正的地方，如有請改進(jìn)或改正．【變式2-2】如果你看過中央電視臺體育頻道的圍棋講座就會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，但不會掉下來．原來，棋盤和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不會掉落是因為()A．質(zhì)量小，重力可以忽略不計B．受到棋盤對它向上的摩擦力C．棋盤對它的吸引力與重力平衡D．它一方面受到棋盤的吸引，另一方面受到空氣的浮力【變式2-3】如圖所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根可能是()A．a(chǎn) B．bC．c D．都有可能【題型3磁感線】【例3】如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是()A．電流越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場B．螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場C．螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場D．磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場【變式3-1】中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【變式3-2】（多選）關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是（

）A．磁感線的疏密程度反映磁場的強弱B．磁感線是磁場中實際存在的線C．兩條磁感線不可能相交D．磁感線總是不閉合的【變式3-3】磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）A．a(chǎn)處磁場比b處磁場強B．b處磁場和a處磁場強度一樣C．小磁針N極在a處受力比b處受力大D．小磁針N極在a處受力比b處受力小【題型4安培定則】【例4】如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，其磁場互不影響，當(dāng)開關(guān)S閉合后，則小磁針北極N(灰色一端)指示磁場方向正確的是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d【變式4-1】如圖，兩根平行通電長直導(dǎo)線固定，左邊導(dǎo)線中通有垂直紙面向外、大小為I1的恒定電流，兩導(dǎo)線連線(水平)的中點處，一可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時N極指向平行于紙面向下。忽略地磁場的影響。關(guān)于右邊導(dǎo)線中的電流I2，下列判斷正確的是()A.I2＜I1，方向垂直紙面向外B.I2＞I1，方向垂直紙面向外C.I2＜I1，方向垂直紙面向里D.I2＞I1，方向垂直紙面向里【變式4-2】如圖所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環(huán)形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向?！咀兪?-3】如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)【題型5地磁場】【例5】指南針是我國古代四大發(fā)明之一，東漢學(xué)者王充在《論衡》一書中描述的“司南”是人們公認(rèn)的最早的磁性定向工具，關(guān)于指南針能指示南北方向是由于()A．指南針的兩個磁極相互吸引B．指南針的兩個磁極相互排斥C．指南針能吸引鐵、鋁、鎳等物質(zhì)D．地磁場對指南針的作用【變式5-1】如圖所示，假如將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針的N極將()A．指北B．指南C．豎直向上D．豎直向下【變式5-2】物理實驗都需要有一定的控制條件．奧斯特做電流磁效應(yīng)實驗時，應(yīng)排除地磁場對實驗的影響．關(guān)于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是()A．該實驗必須在地球赤道上進(jìn)行B．通電直導(dǎo)線應(yīng)該豎直放置C．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置D．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置【變式5-3】指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時，其N極指向如圖中虛線(南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時N極指向如圖實線(N極指向北偏東)所示。則以下判斷正確的是()A．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由東向西的電流B．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由西向東的電流C．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通由北向南的電流D．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通由南向北的電流【題型6聯(lián)系實際問題】【例6】磁性水雷是用一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后，就變成了一個浮動的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是（）A、磁體的吸鐵性B、磁極間相互作用的規(guī)律C、電荷作用間的相互作用規(guī)律D、磁場對電流的作用原理【變式6-1】實驗表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現(xiàn)象解釋正確的是()A．硬幣一定是鐵做的，因為磁體能吸引鐵B．硬幣一定是鋁做的，因為磁體能吸引鋁C．磁體的磁性越強，能吸引的物質(zhì)種類越多D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引【變式6-2】一個地質(zhì)工作者在野外進(jìn)行地質(zhì)考察時，發(fā)現(xiàn)在某一山腳附近隨身攜帶的指南針指向發(fā)生異常，他經(jīng)過改換位置，指南針仍然出現(xiàn)異常，由此他斷定該山峰處存在鐵礦藏．你認(rèn)為他是根據(jù)什么下的結(jié)論？【變式6-3】磁帶、磁盤、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，為了保護(hù)這些用具上的信息，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣做？專題13.1磁場磁感線【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1電和磁的聯(lián)系】 【題型2磁場】 【題型3磁感線】 【題型4安培定則】 【題型5地磁場】 【題型6聯(lián)系實際問題】 【題型1電和磁的聯(lián)系】【例1】如圖所示，把一條導(dǎo)線平行地放在磁針的上方附近，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．發(fā)現(xiàn)這個實驗現(xiàn)象的物理學(xué)家是()答案：C解析：牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人，愛因斯坦創(chuàng)立了狹義和廣義相對論，居里夫人在天然放射性的研究領(lǐng)域有杰出的貢獻(xiàn)，奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，正確答案為C.【變式1-1】以下說法中，正確的是（）A、磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B、電流與電流的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C、磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D、磁場和電場是同一種物質(zhì) 答案：A【變式1-2】首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的物理學(xué)家是()A．安培B．法拉第C．奧斯特D．特斯拉答案：C【變式1-3】在1731年，一名英國商人發(fā)現(xiàn)，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應(yīng)用奧斯特的實驗結(jié)果，解釋這種現(xiàn)象．答案：閃電產(chǎn)生的強電流產(chǎn)生磁場會使刀叉磁化．【題型2磁場】【例2】電工師傅能夠用螺絲刀將狹小空間內(nèi)的小螺絲吸引上來，關(guān)于該現(xiàn)象的解釋正確的是()A．是因為螺絲刀帶電把小螺絲吸引上來的B．是因為螺絲帶電和螺絲刀相互吸引發(fā)生的C．是因為螺絲刀帶有磁性，把小螺絲吸引上來的D．是因為小螺絲帶有磁性，去吸引螺絲刀的答案：C解析：電工師傅的螺絲刀有了磁性，當(dāng)靠近小螺絲時會把它吸引過來，C對，A、B、D錯．【變式2-1】關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學(xué)們提出了很多問題和猜想，有關(guān)月球有無磁場，同學(xué)們提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案：(1)取一小磁針用細(xì)線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場．(2)小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極．你認(rèn)為這個實驗方案中有沒有需要改進(jìn)或改正的地方，如有請改進(jìn)或改正．答案：有需改進(jìn)或改正的地方．(1)應(yīng)做多次實驗，觀察小磁針是否總是指向某一個方向．(2)小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的南極【變式2-2】如果你看過中央電視臺體育頻道的圍棋講座就會發(fā)現(xiàn)，棋子在豎直放置的棋盤上可以移動，但不會掉下來．原來，棋盤和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不會掉落是因為()A．質(zhì)量小，重力可以忽略不計B．受到棋盤對它向上的摩擦力C．棋盤對它的吸引力與重力平衡D．它一方面受到棋盤的吸引，另一方面受到空氣的浮力答案：B解析：棋子受力如圖所示，磁性棋子受到棋盤的吸引力而對棋盤產(chǎn)生壓力，棋盤對棋子有向外的彈力．重力使得棋子有向下滑動的趨勢，因此棋子受到棋盤向上的靜摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不會滑下來，由于空氣浮力遠(yuǎn)小于重力，故可以忽略不計．【變式2-3】如圖所示，a、b、c三根鐵棒中有一根沒有磁性，則這一根可能是()A．a(chǎn) B．bC．c D．都有可能答案：A解析：b、c相互排斥，說明都是磁體．【題型3磁感線】【例3】如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是()A．電流越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場B．螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場C．螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場D．磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場解析：選B通電螺線管匝數(shù)越多，管道越長，其內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場，與電流大小無關(guān)，與如何畫磁感線無關(guān)，螺線管直徑越大，其中心磁場會比較弱，不能看作勻強磁場，因此選項A、C、D錯誤，B正確。【變式3-1】中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是()A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用答案C解析地球為一巨大的磁體，地磁場的南、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內(nèi)部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，一定受到地磁場力的作用，故只有C項說法不正確．【變式3-2】（多選）關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是（

）A．磁感線的疏密程度反映磁場的強弱B．磁感線是磁場中實際存在的線C．兩條磁感線不可能相交D．磁感線總是不閉合的【答案】AC【詳解】A．磁感線的疏密程度反映磁場的強弱，磁感線越密的地方磁場越強，故A正確；B．磁感線是磁場中不存在的線，是假設(shè)出來描述磁場的，故B錯誤；C．如果兩條磁感線相交，那么交點的磁場就有兩個方向，不符合實際，所以兩條磁感線不可能相交，故C正確；D．磁感線總是閉合的，故D錯誤。故選AC?！咀兪?-3】磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）A．a(chǎn)處磁場比b處磁場強B．b處磁場和a處磁場強度一樣C．小磁針N極在a處受力比b處受力大D．小磁針N極在a處受力比b處受力小【答案】D【詳解】AB．根據(jù)磁感線越密的地方，磁感應(yīng)強度越大，所以a處的磁感應(yīng)強度小于b處的磁感應(yīng)強度，故AB錯誤；CD．小磁針在磁感應(yīng)強度大的地方受到的力大，所以小磁針N極在a處受力比b處受力小，故C錯誤，D正確。故選D。【題型4安培定則】【例4】如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，其磁場互不影響，當(dāng)開關(guān)S閉合后，則小磁針北極N(灰色一端)指示磁場方向正確的是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d解析：選C根據(jù)安培定則可判斷出電流的磁場方向，再根據(jù)小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向可知C正確?！咀兪?-1】如圖，兩根平行通電長直導(dǎo)線固定，左邊導(dǎo)線中通有垂直紙面向外、大小為I1的恒定電流，兩導(dǎo)線連線(水平)的中點處，一可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時N極指向平行于紙面向下。忽略地磁場的影響。關(guān)于右邊導(dǎo)線中的電流I2，下列判斷正確的是()A.I2＜I1，方向垂直紙面向外B.I2＞I1，方向垂直紙面向外C.I2＜I1，方向垂直紙面向里D.I2＞I1，方向垂直紙面向里答案B解析小磁針靜止時N極指向平行于紙面向下，說明該處的磁場方向向下，因I1在該處產(chǎn)生的磁場方向向上，則I2在該處產(chǎn)生的磁場方向向下，且大于I1在該處產(chǎn)生的磁場，由安培定則可知I2方向垂直紙面向外，且I2＞I1。【變式4-2】如圖所示，甲、乙是直線電流的磁場，丙、丁是環(huán)形電流的磁場，戊、己是通電螺線管的磁場，試在各圖中補畫出電流方向或磁感線方向。答案【變式4-3】如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)解析：選B由于圓環(huán)帶負(fù)電荷，故當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，等效電流的方向為逆時針，由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場方向垂直紙面向內(nèi)，磁場中某點的磁場方向即是放在該點的小磁針靜止時N極的指向，所以b的N極向紙外轉(zhuǎn)，a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)?！绢}型5地磁場】【例5】指南針是我國古代四大發(fā)明之一，東漢學(xué)者王充在《論衡》一書中描述的“司南”是人們公認(rèn)的最早的磁性定向工具，關(guān)于指南針能指示南北方向是由于()A．指南針的兩個磁極相互吸引B．指南針的兩個磁極相互排斥C．指南針能吸引鐵、鋁、鎳等物質(zhì)D．地磁場對指南針的作用答案：D解析：用指南針指示方向，是由于地球本身是一個大磁體，地球的磁場對磁體產(chǎn)生力的作用，地球的南極是地磁的N極，地球的北極是地磁的S極，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故指南針指示南北方向，因此選項D正確，A、B、C錯誤．【變式5-1】如圖所示，假如將一個小磁針放在地球的北極點上，那么小磁針的N極將()A．指北B．指南C．豎直向上D．豎直向下答案：D【變式5-2】物理實驗都需要有一定的控制條件．奧斯特做電流磁效應(yīng)實驗時，應(yīng)排除地磁場對實驗的影響．關(guān)于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是()A．該實驗必須在地球赤道上進(jìn)行B．通電直導(dǎo)線應(yīng)該豎直放置C．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置D．通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置答案：D解析：小磁針靜止時指向南北，說明地磁場的方向為南北方向，當(dāng)導(dǎo)線南北方向放置時，能產(chǎn)生東西方向的磁場，把小磁針放置在該處時，可有明顯的偏轉(zhuǎn)，故選項D正確．【變式5-3】指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時，其N極指向如圖中虛線(南北向)所示，若某一條件下該指南針靜止時N極指向如圖實線(N極指向北偏東)所示。則以下判斷正確的是()A．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由東向西的電流B．可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通由西向東的電流C．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通由北向南的電流D．可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通由南向北的電