《第一節(jié) 磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)》（同步訓(xùn)練）高中物理必修 第三冊(cè)-粵教版-2024-2025學(xué)年

《第一節(jié)磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)》同步訓(xùn)練(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于磁現(xiàn)象的說法中，正確的是()。A.磁場(chǎng)是假想的，不存在真實(shí)的磁感線B.指南針能指南北是由于地磁場(chǎng)的影響C.磁極之間的相互作用都是通過電場(chǎng)發(fā)生的D.通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向無關(guān)2、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說法，正確的是()。A.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線受到的安培力F成正比B.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線所受安培力F的方向相同C.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小等于通過該點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向的一面積S與放在該點(diǎn)通電導(dǎo)線所受安培力F的比值，即B=F/(I·S)，其中I是導(dǎo)線中的電流，S是導(dǎo)線周圍的面積D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，其單位是特斯拉，用符號(hào)T表示3、在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)，有一根懸吊的導(dǎo)體ab，通以電流，則導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受磁力的方向可以用下列哪個(gè)詩句來描述？A.一帆風(fēng)順B.一往無前C.一落千丈D.一成不變4、兩個(gè)相同的線圈，一個(gè)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一個(gè)處于沒有磁場(chǎng)的空間。從它們各自的傳統(tǒng)磁效應(yīng)（法拉第電磁感應(yīng)定律）上看，下列說法正確的是：A.有磁場(chǎng)的線圈不會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)B.磁場(chǎng)中的線圈產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度大于沒有磁場(chǎng)的線圈C.沒有磁場(chǎng)的線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零D.兩個(gè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小相等5、題干：一個(gè)電流元放置在磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流元所受的磁場(chǎng)力最大，此時(shí)磁場(chǎng)力的方向可以用以下哪種方法確定？A.右手定則B.左手定則C.右手螺旋法則D.左手螺旋法則6、題干：一個(gè)圓形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，下列哪個(gè)物理量不變？A.線圈的磁通量B.線圈的磁能C.線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.線圈的磁矩7、下列物體中，屬于天然磁體的是（）A、鐵棒B、磁鐵礦C、鋁棒D、銅棒二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，以下敘述正確的是：A、磁體周圍的磁場(chǎng)分布是均勻的。B、磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁性物質(zhì)有力的作用。C、磁場(chǎng)的方向可以用從N極指向S極的箭頭來表示。D、所有磁體都有南、北兩個(gè)磁極。2、以下關(guān)于安培定則的應(yīng)用，正確的是：A、根據(jù)安培定則，用手握住通電螺線管，四指指向螺線管中電流的方向，拇指指向螺線管的N極。B、安培定則用來判斷電流元在磁場(chǎng)中所受的力方向。C、安培定則僅適用于通電導(dǎo)體，不適用于無導(dǎo)體電流的情況。D、用右手法則代替安培定則，四指彎曲的方向表示電流方向，拇指指向電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的N極。3、關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，以下說法正確的是（）A、磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都指向該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。B、磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的地方，磁通量一定為零。C、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放入磁場(chǎng)中的電流元的長(zhǎng)度和方向無關(guān)。D、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：一個(gè)條形磁鐵被豎直懸掛，磁鐵的北極朝向東側(cè)。當(dāng)有一個(gè)小鐵釘從磁鐵正上方的頂端沿豎直方向自由下落到磁鐵上端時(shí)，分析磁鐵和鐵釘?shù)南嗷プ饔靡约拌F釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)情況。第二題題目：一輛正在水平軌道上勻速行駛的電纜車，帶有鐵磁性材料?，F(xiàn)有一個(gè)固定在地面上的通電螺線管，其電流方向已知。請(qǐng)回答以下問題：（1）若電纜車保持向右行駛，電流向左流動(dòng)，螺線管的左端為N極，請(qǐng)判斷電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向。（2）如果電流方向突然改為向右流動(dòng)，而電纜車?yán)^續(xù)向右行駛，請(qǐng)回答此時(shí)電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向是否改變。第三題已知一通電直導(dǎo)線，電流方向自左向右。現(xiàn)有一小磁針放置在導(dǎo)線正下方，小磁針靜止時(shí)，其N極指向?qū)Ь€左側(cè)。求：（1）導(dǎo)線中的電流方向；（2）小磁針受到的磁場(chǎng)力方向。第四題某一小磁針靜止時(shí)，其北極指向地理的北方，那么：A.地理北極是該點(diǎn)的地磁北極B.地理北極是該點(diǎn)的地磁南極C.地理南極是該點(diǎn)的地磁北極D.地理南極是該點(diǎn)的地磁南極第五題題目：一長(zhǎng)直導(dǎo)線通有電流I，導(dǎo)線旁邊有一面積為S的平面，該平面與導(dǎo)線垂直。已知導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在平面上的分布不均勻，且在平面中心點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為B0。若將導(dǎo)線的電流方向改變，問：（1）平面中心點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度將如何變化？（2）在平面上的其他位置，磁場(chǎng)強(qiáng)度將如何變化？《第一節(jié)磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)》同步訓(xùn)練及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、下列關(guān)于磁現(xiàn)象的說法中，正確的是()。A.磁場(chǎng)是假想的，不存在真實(shí)的磁感線B.指南針能指南北是由于地磁場(chǎng)的影響C.磁極之間的相互作用都是通過電場(chǎng)發(fā)生的D.通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向無關(guān)答案：B解析：磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)場(chǎng)，其存在可以通過對(duì)放入其中的小磁針的作用力來驗(yàn)證；指南針能夠指南北是由于受到地磁場(chǎng)的影響；磁極之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，但磁場(chǎng)的方向確實(shí)是與電流方向相關(guān)的，符合右手螺旋定則。2、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說法，正確的是()。A.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線受到的安培力F成正比B.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線所受安培力F的方向相同C.在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小等于通過該點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向的一面積S與放在該點(diǎn)通電導(dǎo)線所受安培力F的比值，即B=F/(I·S)，其中I是導(dǎo)線中的電流，S是導(dǎo)線周圍的面積D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，其單位是特斯拉，用符號(hào)T表示答案：D解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與通電導(dǎo)線受到的安培力F、導(dǎo)線中的電流I及導(dǎo)線所圍成的面積S無關(guān)，是一個(gè)標(biāo)量，其大小反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；B的方向與通過該點(diǎn)的磁感線的方向垂直且指向類似渦旋的方向。3、在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)，有一根懸吊的導(dǎo)體ab，通以電流，則導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受磁力的方向可以用下列哪個(gè)詩句來描述？A.一帆風(fēng)順B.一往無前C.一落千丈D.一成不變答案：B解析：根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)中的導(dǎo)體ab受到的磁力方向與磁場(chǎng)方向和電流方向均垂直。所以，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)體ab將受到一個(gè)垂直于電流和磁場(chǎng)方向的磁力，類似于直接向前或向后的習(xí)語。因此，最合適的描述是“一往無前”，選B。4、兩個(gè)相同的線圈，一個(gè)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，另一個(gè)處于沒有磁場(chǎng)的空間。從它們各自的傳統(tǒng)磁效應(yīng)（法拉第電磁感應(yīng)定律）上看，下列說法正確的是：A.有磁場(chǎng)的線圈不會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)B.磁場(chǎng)中的線圈產(chǎn)生的電磁感應(yīng)強(qiáng)度大于沒有磁場(chǎng)的線圈C.沒有磁場(chǎng)的線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為零D.兩個(gè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小相等答案：C解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合回路中的電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈由于外部磁場(chǎng)不變，因此磁通量也不變，所以不會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)；而在沒有磁場(chǎng)的空間中的線圈，受其內(nèi)部電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，可以產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。因此，選項(xiàng)C是正確的。選項(xiàng)B和D都忽略了磁場(chǎng)的不同對(duì)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的影響。5、題干：一個(gè)電流元放置在磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流元所受的磁場(chǎng)力最大，此時(shí)磁場(chǎng)力的方向可以用以下哪種方法確定？A.右手定則B.左手定則C.右手螺旋法則D.左手螺旋法則答案：A解析：根據(jù)安培力定律，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流元所受的磁場(chǎng)力最大，且磁場(chǎng)力的方向可以通過右手定則確定。右手定則是指：用右手握住導(dǎo)線，讓拇指指向電流方向，四指指向磁場(chǎng)方向，則手掌所指方向即為磁場(chǎng)力的方向。6、題干：一個(gè)圓形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，下列哪個(gè)物理量不變？A.線圈的磁通量B.線圈的磁能C.線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.線圈的磁矩答案：A解析：當(dāng)圓形線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，線圈內(nèi)各點(diǎn)的磁通量不變。磁通量是指磁場(chǎng)通過線圈的磁力線的總數(shù)，與線圈的面積和磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。在這個(gè)情況下，線圈面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)度也不變，因此磁通量不變。而磁能、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁矩會(huì)隨線圈與磁場(chǎng)方向的相對(duì)角度變化而變化。7、下列物體中，屬于天然磁體的是（）A、鐵棒B、磁鐵礦C、鋁棒D、銅棒答案：B解析：天然磁體是指自然界中天然形成的具有磁性的物體，而鐵棒、鋁棒和銅棒都需要經(jīng)過人工磁化才能產(chǎn)生磁性，因此選項(xiàng)A、C、D不符合題意。磁鐵礦是一種含磁性礦物的巖石，天然具有磁性，因此選項(xiàng)B是正確答案。磁鐵礦經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間地質(zhì)作用形成，天然具有磁性，可以被稱為天然磁體。二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，以下敘述正確的是：A、磁體周圍的磁場(chǎng)分布是均勻的。B、磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁性物質(zhì)有力的作用。C、磁場(chǎng)的方向可以用從N極指向S極的箭頭來表示。D、所有磁體都有南、北兩個(gè)磁極。答案：B、C、D解析：選項(xiàng)A是不正確的，因?yàn)榇朋w周圍的磁場(chǎng)分布是不均勻的，通常在磁體的極附近磁場(chǎng)最強(qiáng)。選項(xiàng)B正確，磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁性物質(zhì)有力的作用，這是磁場(chǎng)的基本性質(zhì)之一。選項(xiàng)C正確，磁場(chǎng)的方向可以用從磁體的北極指向南極的箭頭來表示，這被稱為磁感應(yīng)線的方向。選項(xiàng)D也正確，所有磁體都有兩個(gè)磁極，即南極和北極。因此，正確答案是B、C、D。2、以下關(guān)于安培定則的應(yīng)用，正確的是：A、根據(jù)安培定則，用手握住通電螺線管，四指指向螺線管中電流的方向，拇指指向螺線管的N極。B、安培定則用來判斷電流元在磁場(chǎng)中所受的力方向。C、安培定則僅適用于通電導(dǎo)體，不適用于無導(dǎo)體電流的情況。D、用右手法則代替安培定則，四指彎曲的方向表示電流方向，拇指指向電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的N極。答案：A、B解析：選項(xiàng)A正確，根據(jù)安培定則（右手螺旋法則），當(dāng)用右手握住通電螺線管，使四指指向電流的方向，則拇指指向的是螺線管的北極。選項(xiàng)B正確，安培定則確實(shí)用于判斷電流在磁場(chǎng)中所受的力的方向。選項(xiàng)C錯(cuò)誤，安培定則不僅適用于通電導(dǎo)體，也可以適用于電流的情況。選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的描述，因?yàn)橥ǔＪ褂糜沂致菪▌t判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，而非代替安培定則。因此，正確答案是A、B。3、關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，以下說法正確的是（）A、磁場(chǎng)中任意一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都指向該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。B、磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的地方，磁通量一定為零。C、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放入磁場(chǎng)中的電流元的長(zhǎng)度和方向無關(guān)。D、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直。答案：C、D解析：A選項(xiàng)錯(cuò)誤，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是由小磁針的北極指向決定的，而不是磁場(chǎng)的方向。B選項(xiàng)錯(cuò)誤，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的地方，磁通量不一定為零，因?yàn)榇磐窟€與磁場(chǎng)線與面積的法線之間的夾角有關(guān)。C選項(xiàng)正確，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁場(chǎng)本身決定的，與放入磁場(chǎng)中的電流元的長(zhǎng)度和方向無關(guān)。D選項(xiàng)正確，根據(jù)安培力定律，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：一個(gè)條形磁鐵被豎直懸掛，磁鐵的北極朝向東側(cè)。當(dāng)有一個(gè)小鐵釘從磁鐵正上方的頂端沿豎直方向自由下落到磁鐵上端時(shí)，分析磁鐵和鐵釘?shù)南嗷プ饔靡约拌F釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)情況。答案：1.磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)鐵釘?shù)淖饔茫捍盆F在磁鐵北極的上方會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平向西的磁場(chǎng)。由于鐵釘是一個(gè)順磁性材料，它會(huì)在磁場(chǎng)的作用下受到吸引力。因此，鐵釘會(huì)收到一個(gè)水平向西的拉力。2.鐵釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)情況：在重力的作用下，鐵釘會(huì)沿垂直方向加速下落。磁場(chǎng)產(chǎn)生的水平拉力會(huì)導(dǎo)致鐵釘以傾斜的軌跡加速下落，并逐漸靠近磁鐵的北極。3.鐵釘?shù)竭_(dá)磁鐵上方過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：鐵釘?shù)乃剿俣葘⒅饾u增加，同時(shí)鐵釘?shù)拇怪彼俣缺３植蛔儯ɑ蛘咧饾u增大的下落速度）。鐵釘?shù)能壽E將會(huì)是對(duì)磁鐵北極的下方呈“S”形或近似拋物線加輕微偏移的曲線。解析：磁鐵與鐵釘?shù)南嗷プ饔茫焊鶕?jù)基本的磁學(xué)原理，磁鐵的北極會(huì)產(chǎn)生一個(gè)指向東的磁感線，在正上方位置，磁感線的方向大致水平向西。鐵釘作為順磁性材料，會(huì)在磁場(chǎng)中受到吸引力，并沿著磁感線的方向移動(dòng)。因此，鐵釘會(huì)受到一個(gè)水平向西的力，加上垂直向下的重力作用，導(dǎo)致鐵釘沿傾斜方向加速下落。鐵釘運(yùn)動(dòng)的具體情況：鐵釘?shù)拇怪狈较蜻\(yùn)動(dòng)主要由重力決定，其加速度等于重力加速度g。水平方向的運(yùn)動(dòng)速度逐漸增加，因此鐵釘?shù)能壽E將是一個(gè)帶有下垂角度的曲線。這種運(yùn)動(dòng)軌跡證明了磁鐵對(duì)鐵釘有水平方向的吸引力，使得鐵釘不再是完全假設(shè)的自由落體，而是受到額外的磁場(chǎng)力。通過上述分析，可以清楚地理解條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)小鐵釘產(chǎn)生的作用以及鐵釘?shù)膶?shí)際運(yùn)動(dòng)情況。第二題題目：一輛正在水平軌道上勻速行駛的電纜車，帶有鐵磁性材料?，F(xiàn)有一個(gè)固定在地面上的通電螺線管，其電流方向已知。請(qǐng)回答以下問題：（1）若電纜車保持向右行駛，電流向左流動(dòng)，螺線管的左端為N極，請(qǐng)判斷電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向。（2）如果電流方向突然改為向右流動(dòng)，而電纜車?yán)^續(xù)向右行駛，請(qǐng)回答此時(shí)電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向是否改變。答案：（1）電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向向左。（2）當(dāng)電流方向改為向右流動(dòng)時(shí)，由于螺線管的右端變?yōu)镹極，根據(jù)磁場(chǎng)的右手定則，電纜車中的鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向仍然向左，所以磁力方向沒有改變。解析：（1）在初始情況下，根據(jù)右手螺旋定則，當(dāng)電流向左流動(dòng)時(shí)，螺線管的左端為N極。根據(jù)磁場(chǎng)的性質(zhì)，N極和磁體會(huì)相互吸引，因此鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部會(huì)受到向左的磁力。（2）當(dāng)電流方向改變，螺線管的極性也隨之改變，右端變?yōu)镹極，左端變?yōu)镾極。然而，由于電纜車?yán)^續(xù)向右行駛，鐵磁性材料的位置沒有改變，且在螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)分布也沒有變化，因此鐵磁性材料在螺線管內(nèi)部受到的磁力方向仍然是向左，不受電流方向改變的影響。第三題已知一通電直導(dǎo)線，電流方向自左向右?，F(xiàn)有一小磁針放置在導(dǎo)線正下方，小磁針靜止時(shí)，其N極指向?qū)Ь€左側(cè)。求：（1）導(dǎo)線中的電流方向；（2）小磁針受到的磁場(chǎng)力方向。答案：（1）導(dǎo)線中的電流方向?yàn)樽杂蚁蜃螅唬?）小磁針受到的磁場(chǎng)力方向?yàn)橄蛳?。解析：根?jù)題目中描述的磁針靜止時(shí)N極指向?qū)Ь€左側(cè)，可知導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向?yàn)閺腘極指向S極，即從導(dǎo)線左側(cè)指向?qū)Ь€右側(cè)。由于電流的磁場(chǎng)方向與電流方向垂直，所以導(dǎo)線中的電流方向?yàn)樽杂蚁蜃蟆８鶕?jù)左手定則，將左手伸開，使拇指、食指和中指相互垂直，其中拇指指向電流方向，食指指向磁場(chǎng)方向，則中指所指方向即為磁場(chǎng)力方向。在本題中，拇指指向電流方向自右向左，食指指向磁場(chǎng)方向自左向右，因此中指所指方向即為磁場(chǎng)力方向向下。第四題某一小磁針靜止時(shí)，其