高考物理一轮复习精选题辑课练26磁场及其对电流的作用练习

高考物理一轮复习精选题辑课练26磁场及其对电流的作用练

习

1．(2018·浙江绍兴模拟)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )

A．条形磁铁内部的磁感线方向从N极指向S极

B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零

C．两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的

D．在磁感应强度为B的磁场中，穿过面积为S的平面的磁通量为Φ＝BS

答案：C

解析：条形磁铁内部的磁感线方向从S极指向N极，外部由N极指向S极，故A错误；若一小段通电导线平行磁感线放在某处，不受磁场力作用，但该处的磁感应强度不为零，故B错误；两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；在磁感应强度为B的磁场中，只有和磁场方向垂直时穿过面积为S的平面的磁通量为Φ＝BS，故D错误．

2．(2018·广西南宁二中等三校联考)磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )

A．同一通电导线放在a处受力的磁场力一定比放在b处受到的磁场力大

B．同一通电导线放在a处受到的磁场力一定比放在b处受到的磁场力小

C．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb

D．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb

答案：C

解析：a处的磁感线比b处稀疏，则a点磁感应强度比b点的小，

所以Ba

3．(2018·广东惠州期末)如图所示为两同心圆环，当有一匀强磁场垂直穿过A环面时(A环面外无磁场)，A环面磁通量为Φ1，此时B 环面磁通量为Φ2.若将原匀强磁场撤去，改为一条形磁铁，垂直穿过

A环面时A环面的磁通量为Φ3，B环面的磁通量为Φ4，有关磁通量的大小，下列说法正确的是( )

A．Φ1<Φ2 B．Φ1>Φ2

C．Φ3>Φ4 D．Φ3<Φ4

答案：C

解析：根据题意，加匀强磁场时，穿过两个圆环平面的磁感线条数相等，故磁通量相等，A、B错误；根据磁感线的分布情况可知，如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向外，则外部磁感线方向向内，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部的磁感线将磁铁内部的磁感线抵消一部分，A的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φ3>Φ4，C正确，D错误．

4．(2018·广东肇庆期末)(多选)如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向垂直于纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )

A．a、b两点磁感应强度相同

B．a点磁感应强度最大

C．c、d两点磁感应强度大小相等

D．b点磁感应强度最大

答案：CD

解析：根据安培定则，长直流导线产生的磁场的磁感应强度如图甲所示，根据平行四边形定则，四点处的磁场情况如图乙所示，显然c、d两点的磁感应强度大小相等，a点磁感应强度为两磁感应强度之差的绝对值，最小，b点磁感应强度等于两磁感应强度代数和，最大，故C、D正确．

5．(2018·安徽安庆一中模拟)如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的

答案：θ

解析：设小灯泡的额定电流为

由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，则

流经金属棒MN的电流I＝2I0，

此时金属棒MN的重力沿着导轨向下的分力与安培力和摩擦力平衡，速度达到最大，则

mgsinθ＝μmgcosθ＋BIL，

联立以上各式解得B＝.

12．(2018·山东济南联考)如图所示，长度L＝25 cm、电阻R1＝3 Ω的金属滑杆ab的中点连着一劲度系数k＝50 N/m的轻质弹簧(弹簧另一端固定，与滑杆垂直且在同一水平面内)，垂直地放置在两根电阻不计、互相平行、宽度为25 cm的光滑导轨上，有一匀强磁场垂直导轨平面，磁场方向如图所示，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R2＝2 Ω，闭合开关S，稳定后弹簧伸长Δx＝4 cm，求：

(1)稳定后滑杆ab所受安培力的大小F；

(2)匀强磁场的磁感应强度的大小B.

答案：(1)2 N (2)4 T

解析：(1)稳定时弹簧弹力大小为

F弹＝kΔx，

由平衡条件有F＝F弹，

解得F＝2 N.

(2)由闭合电路欧姆定律有I＝＝ A＝ 2A，

又F＝BIL，

解得B＝＝ T＝4 T.

刷题加餐练

1．(2016·北京卷)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．结合上述材料，下列说法不正确的是( )

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．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

答案：C

解析：由题意可知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，存在磁偏角，A正确．磁感线是闭合的，再由图可推知地球内部存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确．只有赤道上方附近的磁感线与地面平行，故C错误．射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方向与磁场方向不平行，故地磁场对其有力的作用，这是磁场的基本性质，故D正确．选C.

2．(2015·新课标全国卷Ⅱ)(多选)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法正确的是( )

A．指南针可以仅具有一个磁极

B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

答案：BC

解析：任何磁体均具有两个磁极，故A错．指南针之所以能指向南北，是因为指南针的两个磁极受到磁场力的作用，这说明地球具有磁场，即B正确．放在指南针附近的铁块被磁化后，反过来会影响指南针的指向，即C正确．通电直导线产生的磁场对其正下方的指南针有磁场力的作用，会使指南针发生偏转，故D错．

3．(2018·黑龙江七台河期末)(多选)某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1 T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中，已知AB＝0.4 m，BE＝0.3 m，AD＝0.2 m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是( )

A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08 Wb

B．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06 Wb

C．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1 Wb

D．穿过图中DOF面的磁通量为零

答案：AD

解析：ABOD面与磁场方向垂直，故磁通量Φ1＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故A正确；BEFO面与磁场方向平行，故磁通量为零，故B错误；AEFD面与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将AEFD面投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD面的有效面积等于ABOD面的面积，故磁通量Φ3＝BS＝1×0.4×0.2 Wb＝0.08 Wb，故C错误；DOF面与磁场平行，因此通过的磁通量为零，故D正确．

4．(2018·河南豫南九校质检)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B＝k，即某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小相等、方向相同的电流，规定磁感应强度方向垂直于纸面向里为正，则磁感应强度大小B随x变化的图线可能是( )答案：D

解析：根据右手螺旋定则可得，左边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向里，右边通电导线在两根导线之间产生的磁场方向垂直于纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零．由于规定B的正方向为垂直于纸面向里，所以D正确，A、B、C错误．

5．(2018·安徽蚌埠期末)通电长直导线周围存在磁场，某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比．在直角坐标系中，两根长直导线分别沿x轴和y轴放置，两者在坐标原点处彼此绝缘，导线中的电流分别为I1和I2，且I1＝2I2，则能大致表示xOy平面内磁感应强度为零的点的图象是( )答案：A

解析：根据右手螺旋定则可知，通电导线I1在第一、二象限产生的磁场方向垂直于纸面向外，在第三、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里．同理，通电导线I2在第一、四象限产生的磁场方向垂直于纸面向里，在第二、三象限产生的磁场方向垂直于纸面向外．根据矢量的叠加原理，则第一象限与第三象限的磁感应强度可以为零．由于

I1＝2I2，且某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比，那么能大致表示xOy平面内磁感应强度为

零的点的图象是A，A正确．

6．(2018·湖南永州二模)如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁N极正对．在两磁铁的竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通有垂直于纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，设两条形磁铁和木板的总重力为G，则( )

A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大于G

B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力小于G

C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左

D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右

答案：D

解析：根据磁感应强度的叠加可知，导线所在位置处的磁场方向竖直向上，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向右，根据牛顿第三定律，两磁铁受到的导线的作用力方向水平向左，对木板、两磁铁整体进行受力分析，受竖直向下的总重力、导线施加的水平向左的磁场力、地面的支持力和地面的静摩擦力，根据共点力平衡条件可知，静摩擦力的方向水平向右，所以D正确．

7．(2018·四川南充高中月考)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是( ) A．N1>N2，弹簧长度将变长

B．N1>N2，弹簧长度将变短

C．N1

D．N1

答案：B

解析：磁铁外部的磁感线方向是从N极到S极，因为通电导线在磁铁上方中心偏左位置，所以此处的磁感线斜向右上方，电流方向垂直于纸面向里，由左手定则可知，通电导线受到的磁铁的安培力方向斜向右下方，通电导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，通电导线对磁铁的反作用力方向斜向左上方，将此力在水平方向和竖直方向上进行分解，因此光滑平板对磁铁的支持力减小，由于在水平方向产生向左的分力，所以弹簧被压缩，弹簧长度变短，故B正确，A、C、D错误．

8.

的电流方向和电流大小之比：

．向右，1

．向右，1

力大小为F＝kILI0，可知线圈受到的安培力的合力大小与通入电流的大小成正比，当MN分别通以I1、I2的电流时，线圈受到的安培力的合力的大小之比为.当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为αT(0<α<1)，所以安培力的大小F合1＝2T－2αT；而当通过MN的电流为I2时，细绳中张力恰好为零，则安培力的大小F合2＝2T，所以＝＝＝1－α，故选C.

12．(2015·新课标全国卷Ⅰ)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．

答案：安培力的方向竖直向下0.01 kg

解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．

开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长为

Δl1＝0.5 cm.

由胡克定律和力的平衡条件得

2kΔl1＝mg①

式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．

开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为

F＝IBL②

式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得

2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③

由闭合电路欧姆定律得

E＝IR④

式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．

联立①②③④式，并代入题给数据得

m＝0.01 kg.