高中物理 第5章 磁场 第2节 用磁感线描述磁场学业分层测评 鲁科版选修3-1

用磁感线描述磁场

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．关于磁感线和电场线的下列描述中，错误的是( )

A．磁感线和电场线分别是用来形象地描述磁场和电场的强弱和方向的一些假想曲线B．磁感线是闭合的曲线，电场线则是不闭合的，它从正电荷出发，或终止于负电荷，或伸展到无限远

C．磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同

D．仅受电场力作用的点电荷其运动轨迹一定与电场线重合

【解析】磁感线和电场线都是用来描述场的强弱和方向的假想线，磁感线是闭合曲线，电场线是起始于正电荷或无穷远、终止于负电荷或无穷远的非闭合曲线，磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点场的方向相同，所以A、B、C三个选项的描述都正确．仅受电场力作用的点电荷其运动轨迹由电场力方向和初速度方向共同决定，故不一定与电场线重合，所以D选项描述错误．

【答案】D

2．关于磁感线的概念，下列说法不正确的是( )

A．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁场方向

B．磁场中任意两条磁感线都不相交

C．磁感线和电场线一样都是不封闭曲线

D．通过恒定电流的螺线管内部磁场的磁感线都平行于螺线管的轴线方向

【解析】磁感线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致，任意两条磁感线都不相交，磁感线是闭合曲线，而电场线不闭合，故A、B说法正确，C说法不正确．通电螺线管内部的磁感线方向都由S极指向N极且平行于螺线管的轴线，故D说法正确．【答案】C

3．(多选)下列各选项图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是( )

【解析】磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，故A、C图中a点的磁场比b点的磁场强，A、C正确．【答案】AC

4．如图5-2-10所示，为演示电流对磁针作用力的实验，图中所示的小磁针跟它上方的导线平行．当闭合开关时可观察到的现象是( )

【导学号：34660122】

图5-2-10

A．小磁针N极垂直纸面向里偏转

B．小磁针N极垂直纸面向外偏转

C．小磁针N极向上偏转

D．小磁针N极向下偏转

【解析】根据安培定则，小磁针上方的导线下方的磁场方向是垂直纸面向里，所以小磁针N极垂直纸面向里偏转．所以正确答案是A.

【答案】A

5．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )

【解析】根据地磁场的分布情况可知，地球的地理北极在地磁场的南极附近，地球的地理南极在地磁场的北极附近，根据安培定则可判断出环形电流的方向．B正确．【答案】B

6．如图5-2-11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( )

图5-2-11

A．a、b、c的N极都向纸里转

B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转

C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转

D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转

【解析】带负电圆环顺时针转动，形成逆时针方向等效电流，根据安培定则，判断出环内外磁场方向，可知小磁针转动方向．

【答案】B

7．(多选)南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤竖直悬挂一未通电螺线管，如图5-2-12所示．下列说法正确的是( )

【导学号：34660123】

图5-2-12

A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小

B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大

C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大

D．不论螺线管通电情况如何，弹簧秤示数均不变

【解析】一方面，可以将地球等效处理为一个大条形磁铁，地理南极附近相当于磁铁的N极，因而在地理南极附近地磁场方向近似竖直向上，如图所示；另一方面，可利用安培定则确定通电螺线管在其周围产生的磁场方向，再根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的规律判定通电螺线管与地球之间的作用情况．正确选项为A、C.

【答案】AC

8．如图5-2-13所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．

图5-2-13

【解析】根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下

向上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线的方向向左，f中磁感线的方向向右．

【答案】见解析

[能力提升]

9．如图5-2-14所示，一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其圆心的水平轴高速旋转，当它不动时放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态，当橡胶盘从左向右看逆时针高速旋转时，小磁针N极的指向( )

图5-2-14

A．不偏转B．向左偏

C．向右偏D．向纸内偏

【解析】当橡胶盘转起来后，形成了环形电流(电流方向与转动方向相反)，便在盘的周围产生磁场，由安培定则可判定小磁针所在位置处的磁场方向沿轴线向右，故小磁针的N 极将向右偏转．

【答案】C

10.如图5-2-15所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关S断开时，铁片刚好与水银槽中水银接触．当开关S闭合后，铁片会( )

【导学号：34660124】

图5-2-15

A．不动

B．陷入水银面以下

C．向上运动停止在空中

D．不停地上下振动

【解析】当开关S闭合后，弹簧相当于通电螺线管，由于各匝弹簧中通入电流方向相同，相邻两匝弹簧线圈之间为异名磁极，则弹簧各匝之间相互吸引使弹簧缩短，将铁片向上提起；铁片离开水银面后，电路断开，弹簧无磁性，则在铁片的重力作用下，弹簧伸长，铁片与水银面接触又使电路连接通，这个过程循环往复，使铁片不停地上下振动．【答案】D

11．如图5-2-16所示，在甲、乙间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此是否可以判断出甲、乙两处哪是电源，哪是负载？

图5-2-16

【解析】是．小磁针N极向读者偏转，可判断小磁针所在处磁场方向向外，由安培定则知，上面的导线中的电流由乙处流向甲处，由电压表指针的偏转方向可知，电压表中的电流由B流向A，即B端电势高．综上所述，乙处一定是电源，甲处一定是负载．【答案】见解析

12.在图5-2-17所示的装置中，有两个薄铁片(舌簧片)ab和cd，它们的外端固定在一块木板上，里端相互交叠但相隔一段很小的距离，舌簧片连接在一个有灯泡的电路中．如果拿一根条形磁铁平行地靠近舌簧片，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转动，小灯泡就一闪一闪地发光．为什么？

图5-2-17

【解析】当条形磁铁平行地靠近舌簧片，两个舌簧片都被磁化，而且b、c两端是异名磁极，相互吸引而接触，使电路接通，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转

动，当磁铁转到与舌簧片平行时，两舌簧片由于被磁化而相互吸引，电路接通，小灯泡发光；当磁铁转到与舌簧片垂直时，两舌簧片退磁而相互分开，电路断开，小灯泡熄灭．若磁铁不停地转动，则两舌簧片时而被磁化，时而退磁，b、c两端时而相互吸引接触，时而分开，电路时通时断，小灯泡就一闪一闪地发光．

【答案】见解析