人教版物理高二選修2-1第二章第一節磁場磁性材料同步訓練一．選擇題1．下列儀器或設備，在正常工作時不需要利用磁場的是（）A． 磁電式電流表 B． 磁流體發電機 C． 避雷針 D． 回旋加速器答案：C解析：解答：A、磁電式電流表，通電線圈在磁場中受到安培力作用，故A正確；B、磁流體發電機是運動的帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用，故B正確；C、避雷針是及時將云層中的多余電荷中和，沒有利用磁場作用，故C錯誤；D、回旋加速器是利用磁場對帶電粒子的洛倫茲力作用，使其偏轉，故D正確；本題選擇錯誤的，故選：C．分析：根據題意，結合各種儀器或設備的工作原理，即可求解．2．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，磁針會發生偏轉．首先觀察到這個實驗現象的物理學家是（）A． 奧斯特 B． 愛因斯坦 C． 伽利略 D． 牛頓答案：A解析：解答：當導線中有電流通過時，磁針會發生偏轉，說明電流產生了磁場，這是電流的磁效應，首先觀察到這個實驗現象的物理學家是奧斯特．故A正確，BCD錯誤．故選：A．分析：本實驗是1820年丹麥的物理學家奧斯特做的電流磁效應的實驗．3．如圖，水平放罝的直導線正下方有一只可自由轉動的小磁針．當導線中通過自右向左的電流時，小磁針N極的轉動情況是（）A． 垂直于紙面向里轉 B． 垂直于紙面向外轉C． 在紙面內順時針轉 D． 在紙面內逆時計轉答案：B解析：解答：當通入如圖所示的電流時，根據右手螺旋定則可得小磁針的位置的磁場方向是垂直紙面向外，由于小磁針靜止時N極的指向為磁場的方向，所以小磁針的N極將垂直于紙面向外轉動．故選項B正確．故選：B分析：小磁針能體現出磁場的存在，且小磁針靜止時N極的指向為磁場的方向，即為磁感應強度的方向．也可為磁感線在該點的切線方向．而電流周圍的磁場由右手螺旋定則來確定磁場方向．4．磁感線是用來形象地描述磁場的曲線，下圖分別描述的是條形磁鐵．蹄形磁鐵、通電直導線、環形電流的磁感線分布，其中正確的是（）A．B．C．D．答案：D解析：解答：AB，根據磁體外部的磁感線從N極到S極，而內部是從S極到N極的，可知，故AB均錯誤，C、根據安培定則，直導線的電流向下，則磁感線的方向（俯視）順時針方向，故C錯誤；D、根據安培定則，環形導線的電流方向與磁感線的方向關系如圖所示，故D正確；故選：D．分析：根據磁體外部的磁感線從N極到S極，而內部是從S極到N極的，并依據安培定則，從而判定直導線與環形導線的電流方向與磁場方向的關系．5．把小磁針放在環形電流中央，通以圖示電流，則小磁針N極指向為（）A． 水平向左 B． 垂直環形電流所在平面向內C． 水平向右 D． 垂直環形電流所在平面向外答案：B解析：解答：如圖所示，若通電時，據安培定則得出環形線圈的前面是S極、后面是N極，故其磁感線的方向：環形線圈外面是垂直于紙面向外，環形線圈里面是垂直紙面向里，而小磁針靜止時的N極指向與線圈的磁感線的方向是一致的，所以垂直環形電流所在平面向里，故B正確，ACD錯誤；故選：B．分析：（1）對于磁體的每一條磁感線都是閉合的，即在磁體的外部是從N極指向S極，在磁體內部，磁感線是從磁體的S極指向N極；（2）據安培定則可以判斷出此時環形線圈的N極和S極，而后據據小磁針的N極指向和環形線圈磁感線的方向一致即可判斷出小磁針的N極指向．6．如圖所示，在圓環狀導體圓心處，放一個可以自由轉動的小磁針．現給導體通以順時針方向的恒定電流，不計其他磁場的影響，則（）A． 小磁針保持不動B． 小磁針的N極將向下轉動C． 小磁針的N極將垂直于紙面向里轉動D． 小磁針的N極將垂直于紙面向外轉動答案：C解析：解答：如圖所示，若通電時，據安培定則不難看出此時圓形線圈的前面是S極，其后面是N極，故其磁感線的方向是應該是垂直于紙面向里，故此時小磁針靜止時的N極指向與圓形線圈的磁感線的方向是一致的，由于小磁針的磁感線應是從小磁針的N極出發回到S極的，故此時小磁針的靜止時的N極應該是垂直于紙面向里轉動，故C正確，ABD錯誤．故選：C．分析：（1）對于磁體的每一條磁感線都是閉合的，即在磁體的外部是從N極指向S極，在磁體內部，磁感線是從磁體的S極指向N極；（2）據安培定則可以判斷出此時圓形線圈的N極和S極，而后據據小磁針磁感線的方向和圓形線圈磁感線的方向一致即可判斷出小磁針的N極指向．7．如圖所示，在長直導線A通電后，小磁針靜止在圖示位置，則直導線中的電流方向和P點的磁場方向分別為（）A． 垂直紙面向里，向上 B． 垂直紙面向里，向下C． 垂直紙面向外，向上 D． 垂直紙面向外，向下答案：B解析：解答：由題意可知，小磁針N極指向即為磁場方向，根據右手螺旋定則可知，通電導線電流方向垂直紙面向里，那么通電直導線右側的P點的磁場方向向下，故ACD錯誤，B正確．故選：B．分析：根據小磁針靜止時，N極的指向，即為磁場方向，再利用右手螺旋定則，判斷出直導線電流在導線處的磁場方向，從而即可求解．8．如圖所示，當閉合開關S后，螺旋管通以恒定電流，不計其他磁場的影響，螺旋管上方A點的磁感應強度方向為（）A． 向右 B． 向左 C． 垂直紙面向里 D． 垂直紙面向外答案：A解析：解答：根據螺線管中電流的方向和線圈的繞向，利用安培定則用右手握住導線，讓四指指向電流方向，則大拇指指向右端，即螺旋管的左端為N極，右端為S極．磁體外磁場的方向從N極指向S極，所以A點的磁場方向向右，故A正確，BCD錯誤．故選：A．分析：首先利用螺線管中電流的方向和線圈的繞向，根據安培定則確定判斷出螺線管的N、S極；然后利用磁極間的作用規律確定小磁針的N、S極，從而可以得到答案．9．下列各圖中，已標出電流及電流的磁場方向，（B圖表示通電環形導線產生的磁場，“?”表示導線中電流I的方向垂直于紙面向里，“⊙”表示導線中電流I的方向垂直于紙面向外）其中正確的是（）A． B． C． D． 答案：B解析：解答：A、根據安培定則，螺線管內部的磁場方向向右．故A錯誤．B、從上往下看，線框的電流方向為逆時針方向，根據安培定則知，磁場的方向向上．故B正確．C、直線電流的方向豎直向上，根據安培定則知，直線電流右邊的磁場方向（從上向下看）逆時針方向．故C錯誤．D、由于電流的方向豎直向上，根據安培定則知，磁場方向應該逆時針．故D錯誤．故選：B．分析：根據安培定則判斷電流周圍磁場的方向，直導線大拇指指向為電流方向，而環導線四指指向即為電流方向，從而進行判斷正誤．10．下列四幅圖中，小磁針靜止時，其指向正確的是（）A． B． C． D． 答案：A解析：解答：首先確定各磁鐵的磁感線的分布，注意磁感線由磁鐵外部是從N到S，再依據小磁針靜止時的指向，即為磁感線的切線方向，則A正確，BCD錯誤；故選：A．分析：根據小磁針靜止時的指向，即為磁場方向，再結合磁感線由磁鐵外部是從N到S，而內部則是從S到N，從而即可求解．11．在同一平面有四根彼此絕緣的通電直導線，如圖所示，四導線中的電流大小關系為i1＜i2＜i3=i4，要使O點磁場增強．則應切斷哪一導線中的電源（）A． 切斷i1 B． 切斷i2 C． 切斷i3 D． 切斷i4答案：D解析：解答：根據右手螺旋定則來確定通電導線周圍磁場的分布，導線1在O點產生的磁場的方向向里，導線2在O點產生的磁場的方向向里，導線3在O點產生的磁場的方向向里，導線4在O點產生的磁場的方向向外．由于i1＜i2＜i3=i4，所以合磁場的方向向里，根據磁場的疊加可知，要使O的磁場增強，應切斷I4，則D正確．故選：D分析：根據安培定則判斷4根通電導線在1、2、3、4四個區域產生的磁場方向，根據磁場的疊加，判斷哪個區域的磁場最強．12．如圖所示，三條長直導線通電電流大小相等，方向為：b導線和d導線的電流垂直于紙面向里，c導線中的電流向紙外，a點為b、d的中點，ac垂直于bd，則a點的磁感強度方向為（）A． 沿紙面由a指向b B． 沿紙面由a指向cC． 垂直紙面指向紙外 D． 垂直紙面指向紙里答案：A解析：解答：用右手螺旋定則判斷通電直導線在a點上所產生的磁場方向，如圖所示：直導線b在a點產生磁場與直導線d在a點產生磁場方向相反，大小相等．則合磁場為零；而直導線c在a點產生磁場，方向從d指向b，即為沿紙面由a指向b故選：A．分析：用右手定則首先確定三根通電直導線在a點產生的磁場的方向，利用矢量的疊加分析疊加后磁場大小變化和方向，從而判斷各選項．13．兩根通電的長直導線平行放置，電流大小分別為I1和I2，電流的方向如圖所示，在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連線的延長線上，c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上．則導線中的電流在這四點產生磁場的磁感應強度一定不為零的是（）A． a、b點 B． b、c點 C． c、d點 D． a、d點答案：C解析：解答：兩電流在a點磁感應強度的方向相反，若因I1＜I2且a離I1近，故在a點I1的磁感應強度可能等于I2的磁感應強度．則a點可能為0；則電流在b點的磁感應強度的方向相反，若I1＞I2，而I2離b點近，則可以大小相等，故b點磁感應強度可為0；兩電流在c點d點的B的方向不相反，故c、d兩點的磁感應強度不可能為0，故C正確，ABD錯誤．故選：C．分析：由安培定則確定兩電流在圖示各點所產生的磁場方向，若方向相反，磁感應強度可能為0，否則不可．14．如圖所示，將小磁針放到通電螺線管的附近，指向如右圖則（）A． a為通電螺線管的N極，b為電源的負極B． a為通電螺線管的S極，b為電源的負極C． a為通電螺線管的N極，b為電源的正極D． a為通電螺線管的S極，b為電源的正極答案：C解析：解答：小磁針自由靜止時，其左端的N極靠近螺線管的左端，根據異名磁極相互吸引，可以確定螺線管的左端為S極，a端為N極．根據螺線管的右端為N極，結合線圈繞向，利用安培定則可以確定螺線管中的電流方向是從右端流入，左端流出，因電源內部的電流方向由負極流向正極，所以b端的電源的正極，故C正確，ABD錯誤．故選：C．分析：根據小磁針的N極指向，利用磁極的作用，即可確定通電螺線管的N與S極，進而利用安培定則可以確定螺線管中的電流方向，從而可以確定電源的正負極．15．一束粒子沿水平方向飛過小磁針的下方，如圖所示，此時小磁針的S極向紙內偏轉，這一束粒子不可能是（）A． 向右飛行的正離子束 B． 向左飛行的負離子束C． 向右飛行的電子束 D． 向左飛行的電子束答案：C解析：解答：A、向右飛行的正離子束形成的電流方向向右，根據安培定則可知，離子在上方產生的磁場方向向外，則N極轉向外，S極轉向里，故A正確．B、向左飛行的正離子束形成的電流方向向左，根據安培定則可知，離子在上方產生的磁場方向向內，則N極轉向里，S極轉向外，故B正確．C、向右飛行的負離子束形成的電流方向向左，根據安培定則可知，離子在上方產生的磁場方向向外，則N極轉向里，S極轉向外，故C錯誤．D、向左飛行的負離子束形成的電流方向向右，根據安培定則可知，離子在上方產生的磁場方向向外，則N極轉向外，S極轉向里，故D正確；本題選擇錯誤的，故選：C．分析：小磁針N極受力方向與磁場方向相同．電流方向與正電荷定向移動方向相同，與負電荷定向移動方向相反．根據安培定則，將選項逐一代入檢查，選擇符合題意的選項．二．填空題16．丹麥的物理學家發現了電流的磁效應．用安培定則判定直線電流的磁感線方握住直導線（選填“左手”、“右手”），使伸直的大拇指指向方向（選填“電流”、“磁感線”、“運動”）．答案：奧斯特|磁感線解析：解答：奧斯特發現了電流的磁效應，根據安培定則的內容判定線電流的磁感線的方法是：右手握住導線，讓大拇指所指的方向跟電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向．故答案為：奧斯特，磁感線．分析：奧斯特發現了電流的磁效應，而安培提出安培定則，其內容：右手握住導線，讓大拇指所指的方向跟電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環繞方向．17．根據實際需要選擇磁性材料：永磁鐵要有很強的剩磁，所以要用磁性材料制造；電磁鐵需要通電時有磁性，斷電時失去磁性，所以要用磁性材料制造．（選填“軟”或“硬”）答案：硬|軟解析：解答：永磁體要有很強的剩磁，所以要用硬磁性材料制造．電磁鐵要在通電時有磁性，斷電時失去磁性，所以要用軟磁性材料制造．故答案為：硬；軟分析：軟鐵磁化后，磁性很容易消失，稱為軟磁性材料．而鋼鐵等物質在磁化后，磁性能夠保持，稱為硬磁性材料．18．如圖所示為奧斯特實驗所用裝置，開關閉合前將小磁針置于水平桌面上，其上方附近的導線應與桌面平行且沿（選填“東西”、“南北”）方向放置，這是由于考慮到的影響；開關閉合后，小磁針偏轉了一定角度，說明；如果將小磁針置于導線正上方附近，開關閉合后小磁針發生偏轉（選填“會”、“不會”）．答案：南北|地磁場|電流周圍有磁場|會解析：解答：由于地磁的北極在地理的南極附近，故地磁場的磁感線有一個由南向北的分量，而當電流的方向與磁場的方向平行時通電導線才不受磁場的安培力，故在進行奧斯特實驗時通電直導線可以水平南北方向放置，而不必非要在赤道上進行，但不能東西放置和豎直放置，小磁針偏轉說明電流周圍存在磁場，根據右手螺旋定則，知通電直導線下方的磁場方向垂直紙面向外，所以小磁針N極向外偏轉，S極向里偏轉．故答案為：南北；地磁場；電流周圍有磁場；會．分析：由于地磁的北極在地理的南極附近，故地磁場的磁感線有一個由南向北的分量，而只有當電流的方向與磁場的方向平行時通電導線才不受磁場的安培力．小磁針靜止時，N極所指的方向為磁場的方向，根據右手螺旋定則判斷出通電直導線下方的磁場方向，從而確定小磁針的偏轉方向．19．是世界上最早研究磁現象的國家．并制成了指向儀器，它是用天然磁石磨制成的，靜止時其指向南方．指南針是我國之一，其最早記載于北宋學者的《夢溪筆談》．答案：中國|司南|勺子|勺柄|四大發明|沈括解析：解答：中國是世界上最早研究磁現象的國家．并制成了指向儀器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，靜止時其勺柄指向南方．指南針是我國四大發明之一，其最早記載于北宋學者沈括的《夢溪筆談》．故答案為：中國，司南；勺子，勺柄，四大發明，沈括分析：（1）中國是世界上最早研究磁現象的國家；（2）司南是用天然磁石磨制成的；（3）指南針是我國四大發明之一，其最早記載于北宋學者沈括．20．通電螺線管的極性跟螺線管中的方向有關，它們之間的關系可以用定則來判定．內容是：用手握住螺線管，讓彎向螺線管中電流的方向，則所指的那端就是螺線管的N極．答案：電流|安培|右|四指|大拇指解析：解答：通電螺線管的極性跟螺線管中的電流方向有關，它們關系可由右手螺旋定則，即安培定則來判定；根據安培定則內容：用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極，故答案為：電流，安培，右，四指，大拇指．分析：根據安培定則內容：用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極，即可求解．21．通電螺線管右端的小磁針，靜止時N極的指向如圖所示，則電源的a端為極（選填“正”或“負”），螺線管的c端為極（選填“N”或“S”）答案：正|S解析：解答：小磁針N極向右，則由磁感線的特點可知，螺線管c端為N極；則由右手螺旋定則可得電流由a端流入螺線管再回到b端，故電源a端為電源的正極．故答案為：正，S分析：由小磁針的指向可知電磁鐵磁場的方向，由磁感線的特點可知螺線管的磁極，由右手螺旋定則可知電源的正負極三．解答題22．在下列各圖中畫出導線中電流方向或通電導線周圍磁感線的方向，其中（a）、（b）為平面圖，（c）、（d）為立體圖答案：解析：解答： 解：利用右手螺旋定則，已知電流的方向可判定磁場方向，也可以通過磁場方向來確定電流的方向；圖a，已知磁場方向為逆時針方向，則電流垂直紙面向外；圖b，已知磁場方向，則有電流方向，順時針方向；圖c，已知電流方向，豎直向上，則磁場方向逆時針方向（俯視）；根據螺線管中電流方向，再結合螺線管的N、S極，利用右手螺旋定則可以確定螺線管的繞向，如圖所示：答：如上圖所示．分析： 右手螺旋定則又稱為安培定則，內容為：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極．先由電源的正負極確定電流的方向，再結合通電螺線管的右端為N極，左端為S極，再由右手螺旋定則得出線圈的繞法．23．如圖1所示，在直導線上方放一小磁針．當導線中通入電流時，發現小磁針的S極轉向讀者，請畫出導線中電流的方向．如圖2所示，通電導線由于受到磁場力而向左運動，畫出條形磁鐵的N、S極．答案：解析：解答：（1）從圖中可以看出，發現小磁針的S極轉向讀者，則小磁針的北極向里偏轉，那么，此通電導線上方的磁感線方向垂直紙面向里，即此通電螺線管的N極在紙的里面，根據安培定則，用右手握住螺旋管，讓大拇指指向里面，四指的指向就是導線中的電流方向，是水平向左的．（2）通電導線由于受到磁場力而向左運動，根據左手定則，則有通過導線的磁場方向向上，因此磁鐵下端是S極，上端是N極．答：如圖所示；分析：（1）通電導線周圍存在磁場，其磁場方向可以根據安培定則來判斷，用四指的方向代表電流的方向，那么大拇指所指的一端為通電螺線管的N極．磁場中的小磁針靜止時，北極所指的方向與該點磁感線的方向一致．（2）根據通電導線受到安培力，結合左手定則，即可求解．24．在圖中，分別給出了其中的電流方向或磁場中某處小磁針N極的指向，請畫出對應的磁感線（標上方向）或電流方向．答案：解析：解答： 根據安培定則，各圖中電流方向和磁感線方向判定如圖所示．答：如圖．分析：結合磁場方向，判斷出甲圖和圖乙中導線中電流的方向．運用安培定則，結合電流方向，判斷出丙圖與丁圖中磁場的方向．通電直導線的磁場可以由安培定則進行判斷：用右手握住直導線，大拇指指向電流方向，四指彎曲的方向即為磁場的方向；根據安培定則，即右手螺旋定則，可知，大拇指指向即為內部磁場方向，而環繞四指指向即為電流的方向．25．半徑為r，電流為I1的通電圓環圓心a處的磁感應強度為B，在圓環下方距圓心