名师求索工作室系列
同步课时精练（十九）13.1磁场 磁感线（学生版）
一、单题
1．一根通电直导线水平放置，电流方向如图所示，其正下方A点的磁场方向（ ）
A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
2．下列说法正确的是（ ）
A．条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
B．电场线是真实存在的，任意两电场线不相交
C．通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆
D．电场中某点的电势与放入该处的试探电荷的电量及电性都无关
3．给如图所示直导线ab通电后，发现正下方小磁针的N极向纸内转动。下列说法正确的是（ ）
A．导线下方产生了水平向右的磁场 B．导线下方产生了垂直纸面向外的磁场
C．导线中的电流方向从a到b D．导线中的电流方向从b到a
4．在物理学的发展过程中，许多科学家作出了杰出的贡献，以下说法符合历史事实的是（ ）
A．奥斯特第一个宣布了电流的磁效应，并总结出了用右手螺旋定则判断电流的磁感线方向
B．欧姆通过实验研究发现导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．安培通过实验研究得出了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力的的规律
D．法拉第提出了场的概念，并首先用电场线形象地描述电场
5．关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）
A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱
B．电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的客观存在的曲线
C．磁感线和电场线都是闭合的曲线
D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用是通过电场来发生的
6．如图通有向上电流的直导线为正三棱柱的三条棱，电流大小均为I，EFC为三棱柱的中截面，为该截面三条边的中点，已知直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度与电流大小成正比、与距离成反比，则下列说法正确的是（ ）
A．三点的磁感应强度相同
B．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
C．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
D．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
7．如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）
A．切断i1 B．切断i2 C．切断i3 D．切断i4
二、多选题
8．下列说法正确的有( )
A．元电荷就是指电子和质子
B．法拉第提出场的概念
C．奥斯特发现电流的磁效应
D．元电荷e的数值最早是由密立根用实验测得的
9．1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“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了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响，则（ ）
A．小磁针发生偏转的原因是因为橡胶圆盘无电流
B．小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场
C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极指向左侧
D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极指向右侧
10．下列各图给出了通电导体产生的磁场方向，不正确的有（ ）
A．通电直导线 B．通电直导线
C．通电线圈 D．通电线圈
11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向与水平方向成45°的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上均匀分布a、b、c、d四个点，bd连线与磁感线平行，其中c点的磁感应强度为零。下列说法正确的是（ ）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为，方向与匀强磁场方向相同
C．b点的磁感应强度为，方向水平向右
D．d点的磁感应强度为，方向竖直向下
12．图所示，有两根长直平行细导线a、b，分别通以2A和3A且方向相同的电流，两导线所在平面内有一点P，P点到两导线的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．P点磁场方向垂直于纸面向里
B．移走导线b后，P点的磁感应强度方向发生改变
C．两导线之间的平面内磁感应强度为零的位置在P点左侧
D．若两导线受到的磁场力分别为，则
三、解答题
13．在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向。
14．你日常生活中的哪些器具使用了磁性材料？结合你的生活经验举出两个实例加以说明。
15．直导线（横截面）通电瞬间，小磁针的转动方向如图所示，在图中标出直导线中的电流方向。
16．如图所示，一个课外物理兴趣小组通过实验研究通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律。他们将磁传感器从螺线管外部，沿轴心线逐步向内部移动，绘制出磁感应强度与相对距离关系的图线，改变通电螺线管中的电流，重复实验操作，得到不同电流下A、B两条曲线，如图所示。
（1）由图所示的图像可知，通电螺线管内部的磁感应强度具有什么特点？
（2）比较图线A、B所对应的电流大小关系，并说明理由。名师求索工作室系列
同步课时精练（十九）13.1 磁场 磁感线（解析版）
一、单题
1．一根通电直导线水平放置，电流方向如图所示，其正下方A点的磁场方向（ ）
A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
答案：D
解析：通电直导线周围会产生磁场，磁场是以导线为圆心的一个同心圆，方向可以通过安培定则来判定：大拇指指向电流的方向，右手握住导线，四指弯曲的方向就是磁感线的方向。所以可以得出A点的磁场方向垂直纸面向里，故D正确ABC错误。
2．下列说法正确的是（ ）
A．条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
B．电场线是真实存在的，任意两电场线不相交
C．通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆
D．电场中某点的电势与放入该处的试探电荷的电量及电性都无关
答案：D
解析：A．条形磁铁的磁感线从磁铁外部的N极出发，指向磁铁的S极，从磁铁内部回到N极，故A错误；
B．电场线是人为假设的，不是真实存在的，任意两电场线不相交，故B错误；
C．通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的不均匀分布的同心圆，故C错误；
D．电场中某点的电势与电场本身和零电势位置的选取有关，与放入该处的试探电荷的电量及电性都无关，故D正确。
3．给如图所示直导线ab通电后，发现正下方小磁针的N极向纸内转动。下列说法正确的是（ ）
A．导线下方产生了水平向右的磁场 B．导线下方产生了垂直纸面向外的磁场
C．导线中的电流方向从a到b D．导线中的电流方向从b到a
答案：C
解析：发现正下方小磁针的N极向纸内转动，可知导线下方产生了垂直纸面向里的磁场；根据右手螺旋定则可知，导线中的电流方向从a到b。
4．在物理学的发展过程中，许多科学家作出了杰出的贡献，以下说法符合历史事实的是（ ）
A．奥斯特第一个宣布了电流的磁效应，并总结出了用右手螺旋定则判断电流的磁感线方向
B．欧姆通过实验研究发现导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．安培通过实验研究得出了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力的的规律
D．法拉第提出了场的概念，并首先用电场线形象地描述电场
答案：D
解析：A．奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出了右手螺旋定则，A错误；
B．德国物理学家欧姆做了大量的实验精确的确定了电流与电压、电阻的关系欧姆定律，发现导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，B错误；
C．库伦通过实验研究得出了真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力的规律，C错误；
D．法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场，D正确。
5．关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）
A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱
B．电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向的客观存在的曲线
C．磁感线和电场线都是闭合的曲线
D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用是通过电场来发生的
答案：A
解析：A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱，A正确；
B．电场线和磁感线是为了形象描述电场和磁场而画出来的，不是客观存在的曲线，B错误；
C．磁感线是闭合的曲线，电场线从正电荷出发，到负电荷终止，不是闭合曲线，C错误；
D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，电流之间的相互作用也是通过磁场发生的，D错误。
6．如图通有向上电流的直导线为正三棱柱的三条棱，电流大小均为I，EFC为三棱柱的中截面，为该截面三条边的中点，已知直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度与电流大小成正比、与距离成反比，则下列说法正确的是（ ）
A．三点的磁感应强度相同
B．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
C．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
D．若仅减小中的电流，点的磁感应强度减小
答案：D
解析：A.在三条导线电流相同时，根据安培定则可以判断，三点的磁感应强度均等于其相对的棱中的电流产生的磁场的磁感应强度，大小相同，方向不同，A错误；
BC.若仅减小中的电流，该电流在点产生的磁场磁感应强度减小，合场强会变大，BC错误；
D.若仅减小中的电流，该电流在点产生的磁场磁感应强度减小，中的电流在该处产生的磁场磁感应强度叠加后为0，故点的磁感应强度减小，D正确。
7．如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）
A．切断i1 B．切断i2 C．切断i3 D．切断i4
答案：D
解析：根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4，故D正确，ABC错误。
二、多选题
8．下列说法正确的有( )
A．元电荷就是指电子和质子
B．法拉第提出场的概念
C．奥斯特发现电流的磁效应
D．元电荷e的数值最早是由密立根用实验测得的
答案：BCD
【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解析：A、元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故A错误；
B、英国科学家法拉第提出场的概念，并第一个用电场线描述电场；故B正确.
C、奥斯特发现电流的磁效应，安培提出分子电流假说；故C正确.
D、电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用油滴实验测得的，故D正确.
9．1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“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了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转，忽略地磁场对小磁针的影响，则（ ）
A．小磁针发生偏转的原因是因为橡胶圆盘无电流
B．小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场
C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极指向左侧
D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极指向右侧
答案：BCD
解析：A．圆盘中电荷的定向移动，形成了电流，A错误；
B．根据题意可以知道，磁针受到磁场力的作用，原因是因为电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，即说明了电荷的运动会产生磁场，B正确；
C．圆盘带负电，根据安培定则可以知道，产生的磁场方向向上，故等效磁场上方为N极，故左上方小磁针的N极将向左侧偏转，C正确；
D．若小磁针处于圆盘的左下方时，因圆盘下方为S极，则小磁针的N极向右偏，D正确。
10．下列各图给出了通电导体产生的磁场方向，不正确的有（ ）
A．通电直导线 B．通电直导线
C．通电线圈 D．通电线圈
答案：ABD
解析：A．由右手螺旋定则，可判断通电直导线的磁场方向为逆时针方向。故A错误，与题意相符；
B．同理，可判断通电直导线左侧磁感线垂直纸面向外，右侧磁感线垂直纸面向里。故B错误，与题意相符；
C．同理，可判断通电线圈中轴线上的磁感线方向为竖直向上。故C正确，与题意不符；
D．同理，可判断通电线圈的内部磁感线方向从左向右。故D错误，与题意相符。
11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向与水平方向成45°的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上均匀分布a、b、c、d四个点，bd连线与磁感线平行，其中c点的磁感应强度为零。下列说法正确的是（ ）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度为，方向与匀强磁场方向相同
C．b点的磁感应强度为，方向水平向右
D．d点的磁感应强度为，方向竖直向下
答案：AC
解析：A．由于c点的磁感应强度为零，则通电直导线在c点产生磁场的磁感应强度与原磁场的磁感应强度大小相等方向相反，圆周上的任一点电流磁场的磁感应强度大小都是B，再由安培定则可判定直导线电流方向垂直纸面向里，故A正确；
B．由安培定则可知a点电流磁场方向与原磁场方向相同，则
故B错误；
CD．由安培定则可知b、d两点电流磁场方向与原磁场方向垂直，由平行四边形定则可求得b、d两点的磁感应强度大小
b点磁场方向水平向右，d点磁场方向竖直向上，故C正确；D错误。
12．图所示，有两根长直平行细导线a、b，分别通以2A和3A且方向相同的电流，两导线所在平面内有一点P，P点到两导线的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．P点磁场方向垂直于纸面向里
B．移走导线b后，P点的磁感应强度方向发生改变
C．两导线之间的平面内磁感应强度为零的位置在P点左侧
D．若两导线受到的磁场力分别为，则
答案：BC
解析：A．根据右手螺旋定则可知，导线a在P点的磁感应强度方向垂直纸面向里，导线b在P点的磁感应强度方向垂直纸面向外，由于b导线电流大，相同距离磁感应强度较大，所以合磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误；
B．移走导线b后，只剩导线a，因此P点的磁感应强度方向发生改变，故B正确；
C．由于b导线电流大，相同距离磁感应强度较大，因此两导线之间的平面内磁感应强度为零的位置在P点左侧，故C正确；
D．两导线受到的磁场力为相互作用力，等大反向，故D错误。
三、解答题
13．在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向。
答案：见解析；
解析：（1）中小磁针N极向右，则通电螺线管的左端应为S极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕向如下图所示；
（2）中左端是N极，则绕向如图；
14．你日常生活中的哪些器具使用了磁性材料？结合你的生活经验举出两个实例加以说明。
答案：银行卡、信用卡
解析：（1）电器维修工人使用的螺丝刀具有磁性，可以将手触摸不到的金属元件吸出来；
（2）各种银行卡、信用卡都是利用磁性材料记录信息．持卡人可刷卡进行购物消费。
15．直导线（横截面）通电瞬间，小磁针的转动方向如图所示，在图中标出直导线中的电流方向。
答案：
解析：小磁针的N极向下运动，说明磁场的方向向下，由安培定则可知，直导线电流的方向垂直于纸面向，如图
16．如图所示，一个课外物理兴趣小组通过实验研究通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律。他们将磁传感器从螺线管外部，沿轴心线逐步向内部移动，绘制出磁感应强度与相对距离关系的图线，改变通电螺线管中的电流，重复实验操作，得到不同电流下A、B两条曲线，如图所示。
（1）由图所示的图像可知，通电螺线管内部的磁感应强度具有什么特点？
（2）比较图线A、B所对应的电流大小关系，并说明理由。
答案：见解析
解析：（1）由图知通电螺线管中沿轴线上各点磁感应强度分布的特点为：通电螺线管边缘两侧轴线上各点的磁感应强度随d的增大先增大后减小；通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度大小基本相等，则通电螺线管管内中部磁场近似为匀强磁场。
（2）由无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度
B = k
可知导线到这一点的距离一定，电流越大产生的磁感应强度越大，由于该物理兴趣小组研究的是通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律，则可将通电螺线管看作无数根通电导线组成，而导线到中心轴线上某一点的距离可视为一定，则由图可看出A在通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度比B的大，则说明A所对应的电流大于B所对应的电流。
