高二物理舉一反三系列（人教版必修第三冊）專題13.1 磁場 磁感線（教師版）

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聯系實際問題】 【題型1電和磁的聯系】【例1】如圖所示，把一條導線平行地放在磁針的上方附近，當導線中有電流通過時，磁針會發(fā)生偏轉．發(fā)現這個實驗現象的物理學家是()答案：C解析：牛頓是經典力學的奠基人，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域有杰出的貢獻，奧斯特首先發(fā)現了電流的磁效應，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生的B、電流與電流的相互作用是通過電場產生的C、磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產生的D、磁場和電場是同一種物質 答案：A【變式1-2】首先發(fā)現通電導線周圍存在磁場的物理學家是()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，雷電過后，他的一箱新刀叉竟顯示出磁性．請應用奧斯特的實驗結果，解釋這種現象．答案：閃電產生的強電流產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的小螺絲吸引上來，關于該現象的解釋正確的是()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，當靠近小螺絲時會把它吸引過來，C對，A、B、D錯．【變式2-1】關于月球上的物理現象和規(guī)律，同學們提出了很多問題和猜想，有關月球有無磁場，同學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．你認為這個實驗方案中有沒有需要改進或改正的地方，如有請改進或改正．答案：有需改進或改正的地方．(1)應做多次實驗，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，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 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，內部的磁場越接近勻強磁場B．螺線管越長，內部的磁場越接近勻強磁場C．螺線管直徑越大，內部的磁場越接近勻強磁場D．磁感線畫得越密，內部的磁場越接近勻強磁場解析：選B通電螺線管匝數越多，管道越長，其內部的磁場越接近勻強磁場，與電流大小無關，與如何畫磁感線無關，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．”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖結合上述材料，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．根據磁感線越密的地方，磁感應強度越大，所以a處的磁感應強度小于b處的磁感應強度，故AB錯誤；CD．小磁針在磁感應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?！绢}型4安培定則】【例4】如圖所示，直導線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠，其磁場互不影響，當開關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 B．bC．c D．d解析：選C根據安培定則可判斷出電流的磁場方向，再根據小磁針靜止時N極所指的方向為磁場的方向可知C正確。【變式4-1】如圖，兩根平行通電長直導線固定，左邊導線中通有垂直紙面向外、大小為I1的恒定電流，兩導線連線(水平)的中點處，一可自由轉動的小磁針靜止時N極指向平行于紙面向下。忽略地磁場的影響。關于右邊導線中的電流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在該處產生的磁場方向向上，則I2在該處產生的磁場方向向下，且大于I1在該處產生的磁場，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)上帶有大量的負電荷，當圓環(huán)沿順時針方向轉動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉動，以下說法正確的是()A．a、b、c的N極都向紙里轉B．b的N極向紙外轉，而a、c的N極向紙里轉C．b、c的N極都向紙里轉，而a的N極向紙外轉D．b的N極向紙里轉，而a、c的N極向紙外轉解析：選B由于圓環(huán)帶負電荷，故當圓環(huán)沿順時針方向轉動時，等效電流的方向為逆時針，由安培定則可判斷環(huán)內磁場方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場方向垂直紙面向內，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，a、c的N極向紙里轉?！绢}型5地磁場】【例5】指南針是我國古代四大發(fā)明之一，東漢學者王充在《論衡》一書中描述的“司南”是人們公認的最早的磁性定向工具，關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實驗時，應排除地磁場對實驗的影響．關于奧斯特的實驗，下列說法中正確的是()A．該實驗必須在地球赤道上進行B．通電直導線應該豎直放置C．通電直導線應該水平東西方向放置D．通電直導線應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，當導線南北方向放置時，能產生東西方向的磁場，把小磁針放置在該處時，可有明顯的偏轉，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線南北放置，通由南向北的電流解析：選C若指南針靜止時N極指向北偏東方向，則有一指向東的磁場，由安培定則知，可能在指南針上面有一導線南北放置，通有由北向南的電流，故C正確?！绢}型6聯系實際問題】【例6】磁性水雷是用一個可以繞軸轉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，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據是（）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答案：B【變式6-1】實驗表明：磁體能吸引一元硬幣，對這種現象解釋正確的是()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，能吸引的物質種類越多D．硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案：D解析：一元硬幣為鋼芯鍍鎳，鋼和鎳都是磁性材料，放在磁體的磁場中能夠被磁化獲得磁性，因而能夠被磁體吸引．【變式6-2】一個地質工作者在野外進行地質考察時，發(fā)現在某一山腳附近隨身攜帶的指南針指向發(fā)生異常，他經過改換位置，指南針仍然出現異常，由此他斷定該山峰處存在鐵礦藏．你認為他是根據什么下的結論？答案：鐵礦石中的磁鐵礦(主要成分Fe3O4)具有磁性，而該山附近指南針指向異常，說明磁場發(fā)生了異常，這