2023年高考物理精品习题磁场全套含解析高中物理2.docx

磁场 第Ⅰ课时　磁场•磁感应强度 1．以下关于磁场的说法中，正确的选项是( ) A．只有磁铁周围才存在磁场 B．磁场是假想的，不是客观存在的 C．磁场是在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用 【解析】磁铁和电流周围都能够产生磁场，答案A错；磁场归根结底是运动电荷产生的客观物质，答案B错；在磁体或电流周围首先产生磁场，其次放入磁场中的磁体或电流将通过磁场与之发生相互作用，所以C错，D对． 【答案】D 2．关于磁感线，以下说法中正确的选项是( ) A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致 B．两条磁感线的空隙处不存在磁场 C．不同磁场形成的磁感线可以相交 D．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线 【解析】磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，所以A正确；用磁感线的疏密反映磁场的强弱，但不等于空隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的，所以B错误；不同磁源产生的磁场在某一区域叠加合成，磁感线应描绘的是叠加后的合磁场，某处的磁感应强度是唯一的，所以磁感线是不相交的，C错误；磁感线是形象描绘磁场假想的曲线，可以用实验来模拟，但是不存在的，D错误． 【答案】A 3．一条竖直放置的长直导线，通有由下而上的电流，它产生的磁场在它正北方某处的磁感应强度与地磁场在该处的磁感应强度大小相等，设地磁场方向水平向北，那么该处的磁场方向为( ) A．向东偏北450 B．向正西 C．向西偏北450 D．向正北 【解析】作水平面内的平面图如下列图，地磁场的磁感应强度分量向正北，直导线电流产生的磁场在该点的磁感应强度分量向正西，由矢量平行四边形定那么合成可得该点的磁感应强度应为西偏北450角方向． 图11-1-7 【答案】C 4．通电螺线管附近放置四个小磁针，如下列图11-1-7，当小磁针静止时，图中小磁针的指向可能的是(涂黑的一端为N极)( ) A．a B．b C．c D．d 【解析】根据安培定那么判断在通电螺线管的内部磁感线方向应是向左的，外部是向右的，如图是螺线管内外磁场用磁感线描绘的分布图，要求学会用磁感线将磁场的空间分布形象化，以便判断磁场的方向和大小．由此可判断小磁针acd的 N极都应向左，而小磁针b的N极应向右． 【答案】B 5．以下所述的情况，哪一种情况可以肯定钢棒没有磁性( ) A．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的这一端接近磁针的S极时，那么两者互相排斥 B．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相排斥，再将钢棒的另一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引 C．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的S极时，那么两者仍互相吸引 D．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的N极时，那么两者仍互相吸引 【解析】A．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，因为异名磁极互相吸引，再将钢棒的这一端S极接近磁针的S极，两者相互排斥，因为同名磁极互相排斥，所以情况A可能；B．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相排斥，钢棒的这一端一定是N极，再将钢棒的另一端S极接近磁针的N极，两者互相吸引，所以情况B成立；C．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，再将钢棒的另一端N极接近磁针的S极，两者互相吸引，所以情况C可能；D．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，再将钢棒的另一端N极接近磁针的N极，两者应互相排斥，与所述矛盾．假设钢棒没有磁性，当它接近磁针的N极时，钢棒被磁化，且该端为S极，所以互相吸引，当钢棒的另一端接近磁针N极时，钢棒又被磁化为S极，互相吸引，与所述情况D相符． 【答案】D 6． （2022年上海春季高考） 如图11-1-8是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动，由此可判断：电磁铁的上端为_____极，永磁铁的下端为_____极（N或S） 【解析】从线圈的绕制方向和安培定那么判断电磁铁上端等效于S极，由异名磁极相吸原理可知永磁体下端为N极． 【答案】S、N 图11-1-9 7．实验室有一旧的蓄电池，输出端的符号变得模糊不清，无法分别正、负极，某同学设计了下面的判断电源两极的方法：在桌面上放一个小磁针，在磁针右侧放置一个螺线管，如图11-1-9为水平桌面上的俯视图．闭合开关后，磁针指南的一端向东偏转，由此可判断电源A端是_____极（正或负）． 【解析】磁针指南的一端就是S极，由于电磁铁的作用而逆时针向东偏转，可知电磁铁的左侧等效于N极，所以判断电路中电流为逆时针方向，B端为电源正极，A端为电源负极． 【答案】负 8．某试验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流强度I0和距离r间的关系，设计了如下列图11-1-10的试验：一根固定通电长直导线通以可调节的电流强度I0，一根可以自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流I=2A，长度L=0.1m，应用控制变量法：（1）使两导线距离r保持不变,调节长直导线中的电流强度I0，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据： 试验次数 1 2 3 4 5 电流强度I0/A 5.0 10 15 20 25 磁场力F/×10-4N 1.01 2.00 2.98 3.96 5.02 磁感应强度B/×10-3T 填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和产生磁场的长直导线上的电流I0的关系是______________． （2）使长直导线中的电流强度I0保持不变，调节短导线与之的距离r，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据： 试验次数 1 2 3 4 5 距离r/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 磁场力F/×10-4N 12.0 5.9 4.1 3.0 2.4 磁感应强度B/×10-3T 填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和空间位置与长直导线间的距离r的关系是______________． 【解析】由磁感应强度的定义式计算相应的磁感应强度的值，从数据可以归纳出磁感应强度B与产生磁场的长直导线上的电流I0成正比，与距离r成反比． 【答案】0.505，1.00，1.49，1.98，2.51，成正比；6.00，2.95，2.05，1.50，1.20，成反比． 图11-1-11 9．长为1.2m,质量为1kg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如下列图11-1-11、大小为20A的恒定电流，两轨道内外存在竖直方向的匀强磁场．金属杆与轨道间的动摩擦因数为0．6，（1）欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度大小和方向（）；（2）欲使杆向右以加速度为作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小． 【解析】（1）匀速运动时磁场力与滑动摩擦力平衡，所以磁场力，金属杆上有电流通过局部是导轨间的1m长，由定义式得，由左手定那么可判断磁场方向竖直向上．（2）匀加速运动时由牛顿第二定律，，得，． 【答案】0.3T，0.4T 图11-1-12 10．如下列图11-1-12，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接电源，电动势E=6V，内阻r=0.9Ω和可变电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=20g的重物，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，改变可变电阻的阻值，在1Ω≤R≤5Ω的取值范围内都能使MN处于静止，求匀强磁场的磁感应强度．（g=10m/s2） 【解析】可变电阻在一定的取值范围内都能使MN处于静止，说明导体棒MN与导轨间存在摩擦力，由左手定那么判断导体棒所受到的磁场力水平向左，当R=1Ω时，由闭合电路欧姆定律可知电流强度最大且I1=3A，所受最大静摩擦力方向向右，三力平衡关系是，当R=5Ω时，电流强度最小I2=1A，所受最大静摩擦力方向向左，三力平衡关系是，可得，变形可得磁感应强度为． 【答案】0.2T 第Ⅱ课时　磁场对电流的作用 1．如下列图11-2-10是磁场对直线电流的作用力判断，其中正确是( ) 图11-2-10 【解析】A图中导线是与磁场垂直放置的，所受安培力应该是最大的力的方向也遵守左手定那么，所以A正确；B图中的安培力方向应该是垂直导线向左；C图中的安培力方向向下，大小应该是最大值；D图中由于导线与磁场平行，所以不受安培力作用． 【答案】A 2．在赤道上空，沿东西方向水平放置两根通电直导线a 和b，且导线a在北侧，导线b在南侧，导线a中的电流方向向东，导线b中的电流方向向西，那么关于导线a和地磁场对导线b的安培力F1和F2的方向判断正确的选项是 ( ) A．F1水平向南， F2竖直向下 B．F1竖直向下， F2水平向北 C．F1水平向北， F2竖直向上 D．F1竖直向上， F2水平向南 【解析】由安培定那么判断导线a产生的磁场在导线b所在处的方向是竖直向下，由左手定那么判断安培力F1向南，在赤道上空的地磁场方向是水平向北，所以F2竖直向下． 【答案】A 3．一根用导线绕制的螺线管，每匝线圈之间存在一定的空隙，螺线管水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是( ) A．伸长 B．缩短 C．弯曲 D．转动 【解析】每匝线圈等效于一个小磁针，且相邻的两个是异名磁极，所以互相吸引，螺线管有收缩可能． 【答案】B 图11-2-11 4．如下列图11-2-11，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于张紧状态，以下哪些措施可使悬线中张力为零( ) A．适当增大电流强度I B．使电流反向并适当减小电流强度I C．保持电流强度I不变，适当减小磁感应强度B D．使电流反向，适当减小磁感应强度B 【解析】根据左手定那么判断，铜棒MN所受的安培力竖直向上，但因为小于铜棒重力，所以悬线依然处于张紧状态，适当增大电流强度I使安培力恰好平衡重力时，张力就为零． 【答案】A 5．磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，假设其余条件都相同，那么灵敏度高的电流表具有( ) A．比较小的通电线圈的横截面积 B．劲度系数比较大的两个螺旋弹簧 C．比较少的通电线圈匝数 D．比较强的辐向分布的磁场 【解析】电流表中指针偏转角度与线圈匝数n、磁感应强度B、线圈面积S和与两个螺旋弹簧劲度系数的关系为， 所以n、B、S越大，灵敏度越高；越大，灵敏度越低． 【答案】D 6．在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流强度为4A，运动速度是0.6m／s，电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，那么移动这段导线所需要的功率是 W． 【解析】导体所受安培力方向与电流方向和磁场方向两两垂直，而外力与安培力两力平衡，所以可以判断外力与导体速度方向相同，所以． 图11-2-12 【答案】0.48 7．一只磁电式电流表，线圈长为2.0cm，宽为1.0cm，匝数为250匝，线圈所在处的均匀辐向分布的磁场的磁感应强度为0.2T．如下列图11-2-12．当通入电流为0.10mA时，作用在线圈上的安培力的力矩大小为 ，线圈转动的方向为