高中物理新人教版选修3-1同步练习：第3章 第1节 磁现象和磁场

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第一节磁现象和磁场基础夯实1.(2011·临汾高二检测)如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．发现这个实验现象的物理学家是()答案：C解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C.2．(2010·德州高二检测)电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是()A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的答案：C解析：电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C对，A、B、D错．3．(苏南八校联考)指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于()A．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质D．地磁场对指南针的作用答案：D解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．4.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案：D5．(2010·长春高二检测)物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置答案：D解析：小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选项D正确．6．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为()A．质量小，重力可以忽略不计B．受到棋盘对它向上的摩擦力C．棋盘对它的吸引力与重力平衡D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力答案：B解析：棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力．重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来，由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计．7．如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是()A．a B．bC．c D．都有可能答案：A解析：b、c相互排斥，说明都是磁体．8．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏．能力提升1．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理答案：B解析：军舰已被磁化，是小磁针与磁化的军舰发生作用，故属于磁极间的相互作用．2．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案：D解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引．3.(2011·烟台质检)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.答案：(1)吸引右(2)减速(3)加速解析：本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿第二定律．磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左静摩擦力向右．当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动．4．在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．5．磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？答案：磁带、磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的，如果将它们与磁性物体放在一起，则它上面的磁性材料会被重新磁化，使其原有信息消失，因此磁带、磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方．另外各种银行卡、交费卡、电话卡最好也不要长时间地放在一起，以免它们互相磁化而丢失信息．6．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正．答案：有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。

（完整）高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（完整）高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试的全部内容。

高中人教版物理选修3—1第三章第一节磁现象和磁场同步测试一、单选题（共11题;共22分）1。

如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A. 全向里B. 全向外C。

a向里，b、c向外D。

a、c向外，b向里2.下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是( ）A。

B。

C。

D。

3。

如图通电螺线管的旁边有一可自由转动的小磁针，当充以如箭头方向所示的电流时，小磁针的N极将指向图中的A. 上方 B. 下方C。

左方D。

右方4.如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（）A. N极竖直向上B。

N极竖直向下 C. N极沿轴线向左D。

N极沿轴线向右5.有关磁场、磁现象的描述，说法正确的是（）A. 除永久磁铁的磁场外，其他磁场都是由运动电荷产生的B。

磁场的方向就是磁极受力的方向C. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场D. 电流间的相互作用是通过磁场来发生的6。

磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说,其原因是（）A。

分子电流消失B. 分子电流的取向变得大致相同C. 分子电流的取向变得杂乱 D. 分子电流的强度减弱7.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（) A。

A．若相互吸引，则甲、乙均有磁性
B．若相互吸引.则甲有磁性，乙一定没有磁性
C．若相互不吸引，则甲、乙均没有磁性
D．若相互不吸引，则甲一定没有磁性.乙可能有磁性
4．如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。

A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片、质量为m,当电磁铁A通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为 ( ) A．F=Mg
B．Mg<F<(M+m)g
C．F=(M+m)g,
D．F>(M+m)g
5．某同学想探究通电导线产生的磁场，来验证奥斯特实验，认识电流的磁效应，实验时导线南北放置，分为四种情况，并同时观察小磁针的情况，请帮他完成下表填写：
小磁针的位置电流的流向现象
1 正下方由南到北
2 正下方由北向南
3 正上方由南到北
4 正上方由北向南
由现象可得结论：________________________________
【练案答案】
当堂检测 A组（反馈练）1．C 2．ABD 3．A 4． B
B组（拓展练）1．A 2．BD 3．D 4．D 5．偏转偏转偏转偏转通电直导线周围产生磁场。

人教版物理选修3-1第三章第1节：磁现象和磁场一、选择题。

1. 在安培时代，关于验证“电流磁效应”设想的实验中，下列说法正确的是（）A.奥斯特原来受“纵向力”的局限，把磁针放在通电导线的延长线上，磁针没有发生偏转，这说明了电流没有磁效应B.奥斯特某一次实验中偶然把磁针放在“沿南北放置的通电导线”上方，磁针发生了偏转，这说明了电流的磁效应C.安培等人把通有同向电流的两根导线平行放置，发现两根通电导线相吸，这不属于电流的磁效应D.把磁针放在通电螺线管中，磁针发生了偏转，这不属于电流的磁效应2. 为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针，下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是（）A.若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B.若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C.若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定没有磁性D.若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性3. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示．结合上述材料，下列说法正确的是（）A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道位置放置一枚小磁针，静止时小磁针N极指向地理的南极4. 指南针是我国古代的四大发明之一．司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动．由于受地磁场作用，司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中正确的是（）A.磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用B.磁勺的指向不会受到附近磁铁的干扰C.磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰D.磁勺的N极位于司南的磁勺尾部5. 磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是（）A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场具有方向性二、多选题。

3.1 磁现象与磁场同步练习一、单选题1.自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是A. 洛伦兹B. 安培C. 法拉第D. 奥斯特【答案】D【解析】解：奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验奥斯特由于这个贡献而载入物理史册．故选：D．2.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是A. B.C. D.【答案】A【解析】解：A、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针故A正确；B、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针而图为顺时针，故B 错误；C、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故C错误；D、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故D错误；故选：A3.如图所示，在水平长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针现给直导线通以由 a向b的恒定电流I，若地磁场的影响可忽略，则小磁针的N极将A. 保持不动B. 向下转动C. 垂直纸面向里转动D. 垂直纸面向外转动【答案】C【解析】解：当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动．4.沈括在《梦溪笔谈》中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年关于地磁场，下列说法中正确的是A. 地磁场只分布在地球的外部B. 地理南极点的地磁场方向竖直向上C. 地磁场穿过地球表面的磁通量为零D. 地球表面各处地磁场的磁感应强度大小相等【答案】C【解析】解：A、根据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球内部一定有磁感线，故一定有磁场；故A错误；B、地理南极是地磁北极附近所以磁感线往上，但二者并不重合，故并不是竖直向上的；故B错误；C、根据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等故地磁场穿过地球表面的磁通量为零；故C正确；D、地球两极处磁感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小；故D错误；故选：C．5.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确的是A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D. 形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的【答案】C【解析】解：A、地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故A正确；B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；C、磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；D、地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故D正确；本题选错误的，故选：C6.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则( )A. 螺线管内部磁感线从Q指向PB. 螺线管外部磁感线从Q指向PC. 螺线管的P端为N极，a接电源的正极D. 螺线管的P端为S极，a接电源的负极【答案】A【解析】【分析】根据小磁针静止时N极指向磁场方向，再根据安培定则判断电流的方向。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作一、选择题1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．2.图3－6磁场中某区域的磁感线，如图3－6所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选A.由磁感线的疏密可知Ba＞Bb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定．3．图3－7两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图3－7所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平，BB′面垂直纸面)()A．指向左上方B．指向右下方C ．竖直向上D ．水平向右 答案：A 4.图3－8如图3－8所示，垂直纸面放置的两根直导线a 和b ，它们的位置固定并通有相等的电流I ；在a 、b 沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c ，c 可以自由运动．当c 中通以电流I1时，c 并未发生运动，则可以判定a 、b 中的电流( ) A ．方向相同都向里 B ．方向相同都向外 C ．方向相反D ．只要a 、b 中有电流，c 就不可能静止解析：选C.如果导线c 并未发生运动，则导线a 、b 在导线c 处的合磁场方向应平行于导线c ，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C 正确． 5.图3－9美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm 、高为80 mm 、中心磁感应强度为0.314 T 的永久磁体．它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核．若如图3－9所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选B.由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v 相同．由左手定则可以判断，向左偏转的为反质子和反氦核(带负电)．又根据R ＝mvqB 知RH ＜RHe ，故2为反氦核的径迹，故B 正确． 6.图3－10如图3－10所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B ，一个带电荷量为＋q 的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是( )A ．减小平行板的正对面积B ．增大电源电压C ．减小磁感应强度BD ．增大磁感应强度B解析：选BC.带电粒子在正交的电磁场中运动，由于射出时动能小于12mv02，可以判定洛伦兹力大于电场力，因此若使带电粒子以v0沿原方向运动，则必须增大电场强度或减小磁感应强度，故C 正确，D 错误．电场强度可利用公式E ＝Ud 求出，可知U 越大，E 越大，故B正确．对于A 答案，不改变电压及板间距离，只改变正对面积，不影响电场强度，故A 错误． 7.由于科学研究的需要，常常将质子(11H)和α粒子(42He)等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图3－11中虚线所示)，磁场也相同，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH 和Ekα及周期TH 和Tα的大小，有( ) A ．EkH≠Ekα，TH≠Tα B ．EkH ＝Ekα，TH ＝Tα C ．EkH≠Ekα，TH ＝Tα D ．EkH ＝Ekα，TH≠Tα解析：选D.由R ＝mv Bq ，Ek ＝12mv2，可得：R ＝2mEkBq ，因RH ＝Rα，mα＝4mH ，qα＝2qH ，可得：EkH ＝Ekα，由T ＝2πm Bq 可得TH ＝12Tα.故D 正确．8.图3－12如图3－12所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角．若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( ) A.3v 2aB ，正电荷 B.v 2aB ，正电荷 C.3v 2aB ，负电荷 D.v 2aB，负电荷解析：选C.粒子能穿过y 轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A 点到x 轴的距离最大，为R ＋12R ＝a ，R ＝mv qB ，得q m ＝3v 2aB ，故C 正确．9.图3－13半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图3－13所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( ) A ．2πr/3v0 B ．23πr/3v0 C ．πr/3v0 D.3πr/3v0解析：选D.从⌒AB 弧所对圆心角θ＝60°，知t ＝16 T ＝πm/3qB.但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t ＝⌒AB/v0，从图示分析有R ＝3r ，则：⌒AB ＝R·θ＝3r×π3＝33πr ，则t ＝⌒AB/v0＝3πr/3v0.所以选项D 正确．10.图3－14如图3－14所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里．一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下，经P 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．则可判定( ) A ．小球带负电 B ．小球带正电C ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏 答案：BD 11．在匀图3－15强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图3－15所示轨迹运动．由于粒子穿过金属片时有动能损失，在MN 上、下方的轨道半径之比为10∶9，不计粒子的重力及空气的阻力，下列判断中正确的是( ) A ．粒子带正电B ．粒子沿abcde 方向运动C ．粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长D ．粒子恰能穿过金属片10次解析：选A.依据半径公式可得r ＝mvBq ，则知道r 与带电粒子的运动速度成正比．显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹，半径小的圆周是穿过金属片后的带电粒子的运动轨迹，所以粒子沿edcba 方向运动．再依据左手定则可知，带电粒子带正电，A 对，B 错．依据周期公式可知，带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关，故选项C 也是错误的．半径之比为10∶9，即速度之比为10∶9.依据动能定理解得，粒子能穿过金属片的次数为：n ＝100/19.故D 是错误的，本题的正确选项为A. 12．如图3－16所图3－16示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中．质量为m 、带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )A ．滑块受到的摩擦力不变B ．滑块到达地面时的动能与B 的大小无关C ．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D ．B 很大时，滑块可能静止于斜面上解析：选C.由左手定则知C 正确．而Ff ＝μFN ＝μ(mgcosθ＋Bqv)要随速度增加而变大，A错误．若滑块滑到底端已达到匀速运动状态，应有Ff ＝mgsin θ，可得v ＝mg Bq (sinθμ－cos θ)，可看到v 随B 的增大而减小．若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B 越强时，Ff 越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B 错误．当滑块能静止于斜面上时应有 mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ，与B 的大小无关，D 错误．二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13．(8分)如图3－17所示图3－17，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源．电路中有一阻值为R 的电阻，其余电阻不计，将质量为m 、长度为L 的导体棒由静止释放， 求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．解析：受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力FN 和安培力F ，由牛顿第二定律：mgsin θ－Fcos θ＝ma ① F ＝BIL ② I ＝E R ＋r③ 由①②③式可得 a ＝gsin θ－BELcos θ＋. 答案：gsin θ－BELcos θ＋14．(10分)如图3－18所示，直线MN 上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，现有一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子在纸面内以某一速度从A 点射入，其方向与MN 成30°角，A 点到MN 的距离为d ，带电粒子重力不计．图3－18(1)当v 满足什么条件时，粒子能回到A 点； (2)粒子在磁场中运动的时间t. 解析：(1)粒子运动如图所示，由图示的几何关系可知： r ＝2d tan 30°＝23d粒子在磁场中的轨道半径为r ，则有Bqv ＝m v2r联立两式，得v ＝23dBqm此时粒子可按图中轨道回到A 点．(2)由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300° 所以t ＝300°360°T ＝562πm Bq ＝5πm 3Bq .答案：(1)v ＝23dBq m (2)5πm3Bq15.图3－19(10分)如图3－19所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从O 点以速度v0沿垂直电场方向进入电场．在电场力的作用下发生偏转，从A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为12d ，当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求： (1)粒子从C 点穿出磁场时的速度v. (2)电场强度和磁感应强度的比值EB.解析：(1)粒子在电场中偏转，垂直于电场方向速度v ⊥＝v0，平行于电场方向速度v ∥，因为d ＝v ⊥·t ＝v0t ，12d ＝v ∥2·t ，所以v ∥＝v ⊥＝v0，所以v ＝v ⊥2＋v ∥2＝2v0，tanθ＝v ∥v ⊥＝1.因此θ＝45°，即粒子进入磁场时的速度方向与水平方向成45°角斜向右下方．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为v ＝2v0，方向水平向右． (2)粒子在电场中运动时，v ∥＝at ＝qE m ·d v0，得E ＝mv02qd .在磁场中运动轨迹如图所示．则R ＝dsin45°＝2d ，又qvB ＝mv2R ，B ＝mv qR ＝m 2v0q 2d ＝mv0qd ，所以EB＝v0.答案：(1)2v0，方向水平向右 (2)v016．(12分)如图3－20所示，初速度为零的负离子经电势差为U 的电场加速后，从离子枪T 中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN 和PQ 之间，离子所经空间存在着磁感应强度为B 的匀强磁场．不考虑重力作用，离子的比荷q/m 在什么范围内，离子才能打在金属板上？图3－20解析：在加速过程中，据动能定理有12mv2＝qU ，由此得离子进入磁场的初速度v ＝2qUm.分析离子进入磁场后打到金属板两端的轨迹，如图所示，设半径分别为R1和R2，则离子打到金属板上的条件是R1≤R≤R2，由勾股定理知R12＝d2＋(R1－d2)2得R1＝54d ；由勾股定理知R22＝(2d)2＋(R2－d2)2得R2＝174d.再由R ＝mvqB及v ＝2qU m 可得R ＝1B2mUq， 所以32U 289B2d2≤q m ≤32U 25B2d2.答案：32U 289B2d2≤q m ≤32U25B2d2。

磁现象和磁场1.磁体是具有磁性的物体，磁体有N、S两个极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。

3．磁场是一种特殊的物质，它对放入其中的磁体、电流有力的作用。

4．地球的地理两极与地磁两极并不重合，因此，磁针并非准确地指向南北，其间有一个夹角，这就是地磁偏角，简称磁偏角。

5．火星上没有一个全球性的磁场，所以指南针在火星上不能工作。

一、磁现象及电流的磁效应1．磁现象(1)磁性：物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。

(2)磁体：天然磁石和人造磁铁都叫做磁体。

(3)磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。

能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫做南极(S极)，指北的磁极叫做北极(N极)。

(4)磁极间相互作用规律：自然界中的磁体总存在着两个磁极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2．电流的磁效应(1)奥斯特实验：把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方，通电时磁针发生了转动。

(2)意义：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首先揭示了电与磁的联系。

二、磁场1．磁体、电流间的相互作用(1)磁体与磁体间存在相互作用。

(2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。

(3)两条通电导线之间也有作用力。

2．磁场(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。

(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。

三、地球的磁场1．地磁场地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。

自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理。

2．磁偏角小磁针的指向与正南方向之间的夹角。

3．太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。

1．自主思考——判一判(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。

(×)(2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。

第三章 1基础夯实一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题)1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。

发现这个实验现象的物理学家是( )答案：C解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C。

2．关于磁场，下列说法正确的是( )A．其基本性质是对处于其中的磁体和电荷有力的作用B．磁场看不见、摸不着、实际不存在，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在是人们为研究问题而假设的，想其有则有，想其无则无答案：C解析：磁场是客观存在的，C对， B、D错；磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流、运动的电荷有力的作用，A错。

3．磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，下列说法正确的是( )A．两者都是电现象B．两者都是磁现象C．前者是电现象，后者是磁现象D．前者是磁现象，后者是电现象答案：D解析：磁铁是靠其周围的磁场作用于小铁钉，是磁现象，摩擦过的塑料尺带上电荷，靠其周围的电场作用于毛发纸屑等物体，是电现象，D对，A、B、C错。

4．目前许多国家都在研制磁悬浮列车，我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成通车(如图)。

一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，车厢用的磁体大多是通过强大电流的电磁铁，现有下列说法：①磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用；②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥；③磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦；④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦。

正确的组合是( )A．①③B．①④C．②③D．②④答案：A解析：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用的特性而与铁轨分离，这样它在前进过程中不再受到与铁轨之间的摩擦阻力，而只会受到空气的阻力。

故A正确。

5.(厦门一中2020～2020学年高二上学期检测)如图所示，重力均为G的两条形磁铁分别用细线A和B悬挂在水平的天花板上，静止时，A线的张力为F1，B线的张力为F2，则( ) A．F1＝2G，F2＝G B．F1＝2G，F2>GC．F1<2G，F2>G D．F1>2G，F2>G答案：B解析：把两条形磁铁看做一个整体，对其受力分析并根据平衡条件可知，F1＝2G；选取下面的条形磁铁为研究对象，对其受力分析，它受到竖直向下的重力G、B线竖直向上的张力F2和上面的条形磁铁对其施加的竖直向下的斥力T，根据三力平衡条件可知，F2＝G＋T>G，所以选项B正确。

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为引入的C．磁极与磁极间是直接发生作用的D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析：磁场和电场一样具有力的性质和能量是一种客观存在的物质，磁极与磁极间及磁极与电流间均是通过磁场而发生作用的。

答案：A2．把一个条形磁铁悬挂起来，则条形磁铁的N极应指向()A．地理正北极B．地理正南极C．地磁北极D．地磁南极解析：地磁场在地球外部由地磁北极指向地磁南极，因此，条形磁铁的N极应指向地磁南极，选项D正确。

答案：D3．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化，因而能够被磁体吸引，故D正确。

答案：D4．以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质解析：电流能产生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间，还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力。

磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用，因此磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点。

答案：A5．奥斯特实验说明了()A．磁场的存在B．磁场具有方向性C．通电导线周围存在磁场D．磁体间有相互作用解析：奥斯特实验中通过导线周围的小磁针在导线中通入电流时发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，C正确。

1 磁现象和磁场学习目标知识脉络1.知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质．2．了解磁现象及电流的磁效应．(重点)3．利用类比的方法，通过电场的客观存在性去理解磁场的客观实在性．(难点)4．通过类比的学习方法，体会磁现象的广泛存在性、应用性．(难点)磁现象和电流的磁效应[先填空]1．磁现象(1)磁性：磁体吸引铁质物体的性质．(2)磁极：磁体上磁性最强的区域．①北极：自由转动的磁体，静止时指北的磁极，又叫N极．②南极：自由转动的磁体，静止时指南的磁极，又叫S极．2．电流的磁效应(1)发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中，把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方，通电时磁针转动了．(2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元．[再判断]1．奥斯特实验说明了磁场可以产生电流．(×)2．天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体．(√)3．单独一个带电体可以只带正电荷(或负电荷)，同样磁体也可以只有N极或S极．(×)[后思考]1．指南针指向南方的是N极还是S极？【提示】S极．2．地球上任何位置都可以用指南针辨别方向吗？【提示】不可以，在地磁南北两极点的磁场方向竖直，指南针不能准确指向南方，另外，受其他人为强磁场的干扰，指南针也不会准确指向南方．[合作探讨]如图3-1-1所示，导线与地面平行，在导线正下方的A处有一可自由转动的小磁针．图3-1-1探讨1：导线通入电流I时，导线正下方的小磁针一定转动吗？为什么？【提示】不一定，若导线中的电流在A处所产生的磁场方向与地磁场方向一致，则导线通电后，小磁针则不发生转动．探讨2：若将导线沿南北方向放置，导线通电后，则发现小磁针发生了明显地转动．此实验揭示了什么规律？【提示】通电导线可以产生磁场，揭示了电与磁之间存在着联系．[核心点击]1．实验时，通电直导线要南北方向水平放置，磁针要与导线平行地放在导线的正下方或正上方，以保证电流的磁场与地磁场方向不同而使小磁针发生转动．2．由于地磁场使磁针指向南北方向，直导线通电后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场，即电流周围产生磁场，也就是电流的磁效应．1．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．电流沿南北方向放置在磁针的正上方D．电流沿东西方向放置在磁针的正上方【解析】在做“奥斯特实验”时，为减弱地球磁场的影响，导线应南北放置在小磁针的正上方或正下方，这样电流产生的磁场为东西方向，会使小磁针有明显的偏转．若导线东西放置，电流所产生的磁场为南北方向，小磁针有可能不发生偏转，C正确．【答案】 C2．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，下述说法中正确的是()【导学号：34522036】A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B间有可能无磁场力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥【解析】小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果．铁棒B 能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性．若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用．若A有磁性，则A、B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异名磁极互相靠近时，互相吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故只有D项正确．【答案】 D对奥斯特实验的一点提醒奥斯特实验证明了电流周围产生磁场，本来是没有条件的，但实际实验时必须考虑地磁场的影响，让通电导线沿南北方向放置，磁场方向与地磁场方向尽量不一致，效果明显．磁场[先填空]1．电流、磁体间的相互作用(1)磁体与磁体间存在相互作用．(2)通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力．(3)两条通电导线之间也有作用力．2．磁场(1)定义：磁体与磁体之间，磁体与通电导线之间，以及通电导线与通电导线之间的相互作用，是通过磁场发生的，磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质．(2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用．3．地磁场(1)地磁场：地球本身是一个磁体，N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近．自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向，这就是指南针的原理．(2)磁偏角：小磁针的指向与正南方向之间的夹角，如图3-1-2.图3-1-2(3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场．[再判断]1．地磁场能使小磁针的两极指向正南正北．(×)2．地理的南北极与地磁的南北极并不重合，地磁的北极在地理北极附近．(×)3．磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力的作用．(√)[后思考]指南针是我国古代四大发明之一，现在你知道指南针为什么指南吗？【提示】地磁场方向由南指向北，水平放置的小磁针处于地磁场中，在地磁场作用下，静止时N极指北，S极指南．[合作探讨]如图3-1-3所示是地磁南北极和地理南北极的示意图．图3-1-3探讨1：在地球南极点上方磁场的方向有什么特点？【提示】与地面垂直．探讨2：在地球赤道上方的磁场方向有什么特点？【提示】磁场方向与地面平行，与正南正北方向间有夹角．[核心点击]1．对磁场的理解(1)磁场的存在：磁体的周围、电流的周围都存在磁场．(2)磁场的客观性：磁场虽然看不见、摸不着，不是由分子、原子组成的，但却是客观存在的．场和实物是物质存在的两种形式．(3)磁场的基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用．磁体与磁体之间、磁体与电流之间、电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的．(4)磁场的方向性：有方向，处在磁场中能够自由转动的磁针，静止时N极的指向即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向．2．对地磁场的理解(1)地磁场特点：地磁场的方向并不是正南正北方向的，即地磁两极与地理两极并不重合．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近．地磁场方向与正南正北方向间有一夹角，叫磁偏角．(2)地磁场问题的处理要点：①地理南极正上方磁场方向竖直向上，地理北极正上方磁场方向竖直向下．②在赤道正上方，地磁场方向水平向北．③在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方．(3)地磁场的作用：由于磁场对运动电荷有力的作用，故射向地球的高速带电粒子，其运动方向会发生变化，不能直接到达地球．因此地磁场对地球上的生命有保护作用(第5节学习)．3．以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场共同产生的D．电荷周围同时产生电场和磁场【解析】不论是磁极与磁极间、电流与电流间还是磁极与电流间，都有相互作用的磁场力，这些相互作用都是通过磁场产生的，故A正确，C错误；磁场是磁现象中的一种特殊物质，不管磁极与磁极、磁极与电流之间有没有发生作用，磁体周围以及电流周围的磁场始终是客观存在的，故B错；静止的电荷只能产生电场，而运动的电荷即电流既能产生电场，也能产生磁场，电场和磁场是两种不同的物质，各自具有其本身的特点，故D错．【答案】 A4．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③【解析】地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其特点主要有：(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近．(2)地磁场的水平分量总是从地理南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁场的强弱相同，且方向水平向北．故正确答案为D.【答案】 D对地磁场理解的三大误区(1)将地理南北极与地磁场的南北极混淆，误将地理南极(或北极)当做地磁场的南极(或北极)．(2)误认为地理两极与地磁场的两极重合．事实上，两者并不重合，地磁场的两极在地理两极的附近．(3)误认为地球上各点的磁场方向都是和地面平行的．事实上，除赤道外，南北半球的磁场都有竖直分量．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。