《12.2 磁场》同步练习
一、单选题
1．我国早期的指南针——司南，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢（握柄）指南”。司南握柄所指的方向是（ ）
A．地理北极，地磁北极 B．地理北极，地磁南极
C．地理南极，地磁北极 D．地理南极，地磁南极
2．2022年3月23日“天宫课堂”再次开课。航天员在空间站内不借助电子设备便能直接交谈，这是因为空间站内存在（ ）
A．重力 B．空气 C．热量 D．磁场
3．战国中期著名的纵横家鬼谷子曾说：“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”，这是磁石及其特性的最早记载。如图是记载中的司南，有关说法正确的是（ ）
A．司南周围存在磁感线
B．司南周围各点的磁场方向都是相同的
C．司南可以吸引铁屑，利用了同名磁极相互吸引
D．司南可以指示方向是受到地磁场的作用
4．根据所学的知识，下列分析正确的是（ ）
A．物质的比热容与质量有关，质量越大，比热容越大
B．百米赛跑过程中，运动员速度越大，惯性越大
C．磁感线在磁场中是真实存在的曲线
D．飞机的升力是根据机翼上表面气体流速大，压强小的原理获得的
5．物理研究中常常用到“控制变量法”、“等效替代法”、“模型法”、“类比法”等方法，下面是初中物理中的几个研究实例：①研究电压时与水压相比；②用光线表示光的传播方向；③利用磁感线来描述磁场；④用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱。上述几个实例中，采用了相同研究方法的是（ ）
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
6．对于同一磁场中的两条磁力线，正确的是（ ）
A．可能会相交 B．肯定不会相交
C．相交不相交都有可能 D．要由具体的磁场来定
7．如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，下列说法正确的是（ ）
A． 司南能够指南北是由于受到了地磁场的作用
B． 孔明灯在竖直匀速上升过程中所受的浮力大于其所受的重力
C． 杆秤是利用二力平衡条件进行测量的
D． 人抬起独轮车车把的过程中，独轮车属于费力杠杆
8．关于对磁感线的认识，下列说法中不正确的是
A．磁感线是为描述磁场而画的一种假想的曲线
B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密，表示磁性越强
C．磁体周围存在一条条曲线，这一条条曲线叫磁感线
D．磁感线与放不放铁屑无关
9．关于地磁场，下列说法中正确的是( )
A．地球位置的南、北极即地磁场的南、北极
B．地磁场的磁感线是不闭合曲线
C．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地球南极
D．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地球北极
10．指南针是我国古代的四大发明之一，如图所示，是我国早期的指南针一司南。公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢（注：勺柄）指南”，下列说法中正确的是（ ）
A．司南可用铁、铜等金属制作
B．司南能指南是受到地磁场的作用
C．“柢”指的是司南的N极
D．地理南极就是地磁的南极
二、多选题
11．关于下列物品的工作原理，说法正确的是（ ）
A．温度计-----固体的热胀冷缩
B．电暖气-----电流的热效应
C．指南针----地磁场对磁体的作用规律
D．验电器-----电荷间的作用规律
12．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B．磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况
C．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D．用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向
三、填空题
13．磁针指向南北是因为受到 的作用。家庭经常用到的三脚插头，如图所示，3脚接 。
14．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制作成了一个如图所示的指南针，指南针能指地理的南北极，是因为受到了 的作用。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 （选填“N”或“S”）极。
15．如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 （选填“P”或“Q”） 处．
16．磁场的基本性质是对放入其中的磁体有 的作用。其实地球本身也是一个磁体，可以自由转动的小磁针水平静止时指北的磁极叫 极。月球是否也是个磁体呢？假如你到月球，请简要说出你的判断方法： 。
17．我国是最早用文字记载磁现象的国家之一、司南静止时指南北是因为受到了 的作用；最早记述地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角的是我国宋代学者 发现的。
18．2021年5月15日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。在着陆阶段，由于和火星大气摩擦，使探测器表面温度急剧升高，这是通过 改变了探测器的内能。在火星上不能使用指南针辨别方向，是由于火星上没有类似于地球的 。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳 （填物态变化）形成的，该过程要放出热量。
四、作图题
19．在图中标出过A点磁感线方向及小磁针的N极。
五、实验题
20．爱学习、勤思考的小明想利用手边的钢针、泡沫制作一个简易指南针．请你参与设计，写出你所需要添加的器材及操作步骤．
（1）添加的器材： ．
（2）实验操作步骤： ．
21．转换法是物理研究的常用方法之一，它主要是将不易观察、不易测量的物理量转换为容易观察、容易测量的物理量。下列实验都用到了转换法，请你完成下列问题：
（1）如图甲所示是“探究水和食用油吸热能力”的实验，实验中选用相同质量的水和食用油，用相同规格的加热器加热，观察水和食用油温度升高的快慢来判断它们的吸热能力强弱，该实验中用 （选填“加热时间”或“水和食用油升高的温度”）来间接反映水和食用油吸收热量的多少；
（2）如图乙所示为“奥斯特实验”的装置图，该实验中是通过小磁针的转动来间接反映通电导体周围是否存在磁场的。若将小磁针拿走，则通电直导线周围的磁场将 （选填“消失”或“仍然存在”）。
六、综合题
22．在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为 极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的 。
（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示，根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。
（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图磁场中各处的磁感应强度。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处，吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出，实验电路连接如图所示：
② 正确接线后，测得的数据如上表所示．该磁敏电阻的测量值为 Ω。
③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为 T。
④ 在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数 ，电压表的示数 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题： 。
（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0 mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值（设电源电压为5.50 V） 。
23．2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919大飞机，如图甲，历时2h从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。
（1）由于 的存在，C919在升空过程中，机翼会做切割磁感线运动，从而在机翼两端产生感应电压；
（2）C919在高空水平定速巡航时，受到的阻力为N，则飞行4km飞机发动机牵引力所做的功为多少焦？( )
（3）C919在高空水平定速巡航时，若飞机发动机的效率为25%，则飞行4km需要消耗多少千克燃油？( )已知燃油热值为J/kg。
参考答案：
1．C
【详解】地球本身是一个大磁体，司南实质是一块磁铁，在地球的磁场中收到地磁力的作用，其静止时握柄指向南方，即地理南极，地磁场的北极在地理南极附近，即握柄指向地磁北极。
故选C。
2．B
【详解】声音的传播需要介质，宇航员在空间站内直接交谈，是因为空间站内充满空气，空气可以作为介质传递声音，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】A．司南周围存在磁场，磁感线不是真实存在的，故A错误；
B．根据磁场分布的知识可知，司南周围各点的磁场方向都是不相同的，故B错误；
C．司南可以吸引铁屑，是因为磁体具有吸引铁、钴、镍的性质，故C错误；
D．地球周围的磁场叫做地磁场，司南可以指示方向是受到地磁场的作用，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】试题分析：物理学规定，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容；每种物质都有自己的比热容，比热容是物质本身的一种特性，与物体的质量、温度、吸收或放出热量的多少均无关，故A错误；惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为加上去的，故C错误；飞机机翼获得升力是利用了流体流速越大，压强越小的原理，故D正确．
考点：比热容的概念；惯性；磁场与磁感线；流体压强与流速的关系
5．B
【详解】①电压和水压都客观存在，但电压不能直接观察，用能够直接观察的水压说明电压的作用，采用的是类比法；
②光客观存在，光线是假想出来的，用光线描述光的传播方向，采用的是模型法；
③磁场客观存在，但不能直接感受，磁感线是假想出来的，用磁感线描述磁场的规律，采用的是模型法；
④磁体磁性强弱不能直接观察，用吸引铁屑的多少表示磁性的强弱，采用的是转换法。
可见，采用了相同研究方法的是②③，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．B
【详解】磁力线是人们为了方便直观表示磁场强弱和方向而虚构的模型，如果有任意两条磁力线相交，那么在交点处的磁场就会有两个方向，这是不可能的，因此肯定不会相交，B符合题意
7．A
【详解】A．地磁场能对地球附近的磁体产生磁力，所以司南能够指南北是受地磁场的作用，故A正确；
B．孔明灯在竖直匀速上升过程中，处于平衡状态，受平衡力作用，故所受的浮力等于其所受的重力，故B错误；
C．杆秤是利用杠杆平衡条件进行测量的；
D．人抬起独轮车车把的过程中，动力臂大于阻力臂，独轮车属于省力杠杆，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】磁感线是人们为了形象地描述磁场的方向和强弱引入的一种假想的曲线，磁场的强弱通过磁感线的疏密来反映，方向与磁感线上某点的切线方向相同，在磁体的外部磁感线由磁体的N极出发回到磁体的S极．故本题正确选项是C．
9．D
【详解】A．地理北极附近是地磁南极，地理南极附近是地磁北极。故A错误。
B．地磁场的磁感线是闭合的，不相交的曲线。故B错误。
CD．规定小磁针N极静止时指向为磁场的方向，因此在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地球北极。故C错误，D正确。
10．B
【详解】A．司南是指南针，由磁性材料制成，铁是磁性材料，铜不属于磁性材料，故A错误；
B．司南具有磁性，地磁场对司南有力的作用，所以司南能指南，故B正确；
C．指南针静止时，它的S极指向地理的南方，“柢”指向地理南方，说明，“柢”是司南的S极，故C错误；
D．地磁的北极在地理南极的附近，地磁的南极在地理北极的附近，故D错误。
故选B。
11．BCD
【详解】A．常用的温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的，故A错误；
B．电暖器将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B正确；
C．指南针是磁针，受到地磁场的作用，磁针的N极指向地理的北极附近、S极指向地理的南极附近，故C正确；
D．验电器是根据同种电荷相互排斥的原理来工作的，故D正确。
故选BCD。
12．BC
【详解】A．磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的，不是真实存在的，故A错误；
B．磁感线是用来形象地表示磁场分布情况的一些有方向的曲线，磁感线上，任何一点的切线方向表示该点的磁场的方向，曲线分布的密疏程度表示磁场的强弱，故B正确；
C．磁体的周围存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的，故C正确；
D．利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但无法判断磁场方向，故D错误。
故选BC。
13． 地磁场 零线
【详解】[1]磁针在水平面内自由转动后静止时，由于受到地磁场的作用，小磁针的北极实际上指向地磁南极。
[2]三孔插座的接法是左零右火上接地，插头的接法与插座相反，所以对应插座左孔的应该是3脚，故3脚接零线。
14． 地磁场 S
【详解】[1][2]地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是S极。
15．Q
【分析】磁感线是为了描述看不见的磁场而引入的，磁感线的曲线方向表示磁场的方向，磁场方向跟放在该点的小磁针的北极指向一致．
【详解】根据图示的磁感线的方向可知，b点的磁感线方向指向Q，即该点的磁场方向指向Q，也就是小磁针放在该点时北极所指的方向，所以放在该点的小磁针静止时N极指向Q点．
16． 力 北 见解析
【详解】[1]磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用。
[2]小磁针静止时，由于地磁场的作用，小磁针的北极指向地磁场的南极，相当于地理的北极。
[3]将可以自由转动的小磁针放在月球表面，如果小磁针静止时总是确定的指向某一方向，则说明月球是磁体，否则不是。
17． 地磁场 沈括
【详解】[1]在磁场作用下，司南静止时指南北。
[2]沈括最早发现地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角。
18． 做功 磁场 凝华
【详解】[1]探测器在着陆阶段，由于和火星大气摩擦，通过做功将机械能转化为内能，使探测器表面温度急剧升高，这是通过做功改变了探测器的内能。
[2]地球上能用指南针辨别南北，是因为地球有磁场，由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上不能使用指南针来辨别方向。
[3]干冰是固态的二氧化碳，火星极地附近的干冰是大气中的二氧化碳遇冷直接凝华形成的，凝华放热。
19．
【详解】如图所示，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则，四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所指的方向为N极，所以螺线管右端为N，左端为S极，螺线管外部，磁感线从N极到S极，根据磁极间相互作用的规律，小磁针的右端为N极，如图所示
20． 条形磁铁、水槽和水 ①将条形磁体的一端沿着同一方向摩擦钢针，重复几次后，使钢针获得磁性；
②将获得磁性的钢针，固定在一小块泡沫上，把固定钢针的泡沫放在水槽中的水面上，使其能够自由转动，待钢针静止时，则指南方的为小指南针的南极，另一端为北极；
③用不同颜色标注自制指南针的南、北极．
【分析】要利用钢针制作一个简易指南针，需要使钢针带上磁性并且要使钢针能够自由转动，据此分析需要的实验器材和实验操作步骤．
【详解】（1）用钢针制作一个简易指南针，使钢针带上磁性，且能够自由转动，需要添加的器材有：条形磁铁、水槽和水；
（2）先将钢针进行磁化，用一个条形磁体的一端沿着同一方向摩擦钢针，重复几次，使钢针获得磁性；将具有磁性的钢针固定在一小块泡沫上，把固定钢针的泡沫放在水槽中的水面上，使其能够自由转动，待钢针静止时，小指南针一端指南方，另一端指向北方，指南方的为小指南针的南极，另一端为北极；为了区别南北极，可以用不同颜色标注指南针的两极．
21． 加热时间 仍然存在
【详解】（1）[1]相同规格的电加热器在相同的时间内放出的热量相等，而此时水和食用油吸收的热量也相同。因此可以通过加热时间来间接反映水和食用油吸收热量的多少。这是转换法的使用。
（2）[2]磁场是一种看不见、摸不着，但又实际存在的一种物质。可以通过小磁针的转动来间接反映通电导体周围磁场的存在。若将小磁针拿走，则通电直导线周围的磁场将仍然存在。
22． N 甲 增大 500 1.0 增大 减小 磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗 450 Ω
【详解】（1）[1][2]由图知磁感线从右端发出，故右端为N极，小磁针N极应指向磁感线的方向，即N极向右，甲符合条件。
（2）[3]由图可以看出，磁场增强时，磁敏电阻的阻值增大。
（3）②[4]在图甲磁场中1处时
U=1.5V，I=3mA=0.003A
故磁敏电阻的阻值为
③[5]由图象中可看出电阻是500Ω时，磁感线强度为1.0T。
④[6][7]将电阻由1移到2时，磁感线强度变小，磁敏电阻变小，则电路中电流增大，除磁敏电阻外，其他电阻不变，则得其他电阻上的电压增大，电源电压不变，故加在磁敏电阻上的电压减小。
（4）[7]可以考虑磁场的一些性质：如磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗？（或磁场分布是否具有空间对称性？或磁极受撞击后磁场强弱是否改变？）
（5）[8]由图可知，移出磁场时，磁敏电阻为R=100Ω，根据欧姆定律，电路中总电阻
解得滑动变阻器的阻值为
R滑 =R总 -R=550Ω-100Ω=450Ω
23． 地磁场 40kg
【详解】（1）[1]由于地球的周围存在着磁场，飞机在升空过程中，机翼做切割地磁场磁感线的运动 ，从而在机翼两端产生感应电压。
（2）[2]飞机水平定速巡航时，处于平衡状态，所受的牵引力与阻力是平衡力，大小相等，所以牵引力
飞行4km，牵引力所做的功
（3）[3]飞行4km，消耗燃油放出的热量
消耗燃油的质量
