版高考物理一轮复习磁场及其对电流的作用.docx
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版高考物理一轮复习磁场及其对电流的作用
磁场及其对电流的作用
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1.[2019·上海市黄埔模拟]关于磁感线，下列说法正确的是（ ）
A．磁感线是实际存在于磁场中的线
B．磁感线是一条条不闭合的曲线
C．磁感线有可能出现相交的情况
D．磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致
答案：
D
解析：
磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故A错误．在磁体的内部，磁感线从磁体的S极出发到N极；而外部则是从磁体的N极出发回到S极，构成闭合曲线，故B错误．若两条磁感线可以相交，则交点处就可以作出两磁感线的方向，即该点磁场方向就会有两个，这与理论相矛盾，因此磁感线不能相交，故C错误．磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致，故D正确．
2．[2019·湖北省葛洲坝中学摸底]下列关于磁感应强度的说法正确的是（ ）
A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受的力的方向
B．小磁针N极的受力方向就是该处磁感应强度的方向
C．把长度为L、电流为I的电流元放入磁场中的A点，电流元在A点受到的力为F，则A点的磁感应强度为B＝
D．由B＝可知，磁场中某点的磁感应强度B一定与电流元所受的力F成正比
答案：
B
解析：
根据左手定则，某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受的力的方向垂直，故A错误；磁场中某点的小磁针，静止时N极的指向就是该点的磁感应强度方向，故B正确；当一长度为L、电流为I的电流元在磁场中某一位置所受的力为F，当B与I垂直时可以利用公式B＝求出磁感应强度的大小，若B与I不垂直时，则不能用此公式计算，故C错误；磁感应强度由磁场本身决定，是反应磁场本身性质的物理量，与定义式B＝里面的量F、I、L无关，故D错误．
3.
[2019·内蒙古赤峰二中诊断]如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2则（ ）
A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2D．不能判断
答案：
C
解析：
设在位置Ⅰ时磁通量大小为ΦⅠ，在位置Ⅱ时磁通量大小为ΦⅡ，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过金属框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量大小ΔΦ1＝ΦⅠ－ΦⅡ；第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过金属框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量大小ΔΦ2＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．
4．[2019·云南省玉溪一中考试]如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导线，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为（ ）
A．都垂直纸面向外
B．都垂直纸面向里
C．a中电流方向垂直纸面向外，b中垂直纸面向里
D．a中电流方向垂直纸面向里，b中垂直纸面向外
答案：
C
解析：
若a、b中电流方向均垂直纸面向外，根据安培定则判断可知：
a在P处产生的磁场的方向垂直于aP连线向上，b在P处产生的磁场的方向垂直于bP连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，故A错误；若a、b中电流方向均垂直纸面向里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下，故B错误；若a中电流方向垂直纸面向外，b中垂直纸面向里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右，故C正确；若a中电流方向垂直纸面向里，b中垂直纸面向外，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向左，故D错误．
5.
[2019·河北省五个一联盟模拟]（多选）已知通电长直导线周围空间中某点处产生的磁场的磁感应强度大小为B＝k，其中k为常量、I为直导线中的电流、r为该点到长直导线的距离．如图所示，a、b两通电长直导线在圆心为O的圆上同一直径的两端，两直导线中的电流大小相等，a中电流方向垂直圆所在平面向里，b中电流方向垂直圆所在平面向外，此时圆心O处的磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（ ）
A．圆心O处的磁感应强度的方向垂直于ab连线向上
B．若在圆心处放置一垂直于纸面向里的通电直导线c，则此时c受到的安培力方向平行于ab指向a
C．若只将直导线b沿圆周绕O点顺时针转动120°，其他条件不变，则O处的磁感应强度大小变为B
D．若只将直导线b沿圆周绕O点顺时针转动90°，其他条件不变，则O处的磁感应强度大小变为B
答案：
BC
解析：
两直导线中电流大小相等，到圆心O的距离相等，由安培定则可知，两直导线中电流在O点处产生的磁感应强度大小相等、方向相同，设其中一根直导线在O点处产生的磁感应强度大小为B0，则B＝2B0，方向垂直于ab连线向下，故A错误；根据左手定则，通电直导线c受到的安培力方向平行于ab指向a，故B正确；将直导线b顺时针旋转120°，且其他条件不变，由安培定则可知，a、b两直导线中电流在O点处产生的磁感应强度大小相等，夹角为120°，合磁场磁感应强度大小B1＝B0＝，故C正确；将直导线b沿圆周绕O点顺时针转动90°，两根直导线中电流产生的两个磁场的方向相互垂直，所以B2＝B0＝B，故D错误．
6．[2019·河北省承德二中检测]（多选）如图所示，在磁感应强度大小为B0、方向平行P与Q连线向右的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为2B0.下列说法正确的是（ ）
A．两电流在a处产生的合磁场的磁感应强度大小为3B0
B．P在a点处产生的磁感应强度的大小为B0
C．若在a点处垂直纸面放一长度为L、电流为I的导线，则该导线所受的安培力大小一定为B0IL
D．若使P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为B0
答案：
BD
解析：
因a点处的磁感应强度为2B0，而外界匀强磁场的磁感应强度大小为B0，则P、Q在a处产生的合磁场的磁感应强度大小为B0，故A错误；由于两电流在a处产生的合磁场的磁感应强度大小为B0，如图1所示，P在a点处产生的磁感应强度大小与Q在a点处产生的磁感应强度大小相等，方向夹角为60°，设P、Q在a点处产生的磁感应强度大小分别为BP、BQ，根据矢量的合成法则，则有：
2BPcos30°＝B0，解得：
BP＝BQ＝×＝B0，故B正确；若在a点处垂直纸面放一长度为L、电流为I的导线，则该导线所受的安培力大小为F＝BIL＝2B0IL，故C错误；
若使P中的电流反向、其他条件不变，如图2所示，则P、Q在a处的合磁场的磁感应强度大小为B0，方向竖直向上，再依据矢量的合成法则，则a点处磁感应强度的大小为B＝＝B0，故D正确．
7.
[2019·黑龙江省哈尔滨三中测试]如图所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将a、b两点接入电源两端，若电阻丝ab段受到的安培力大小为F，则此时三根电阻丝受到的安培力的合力大小为（ ）
A．FB．1.5F
C．2FD．3F
答案：
B
解析：
对ab受力分析：
Fab＝BIL＝F；对acb受力分析：
有效长度为L，电流为ab电流的，则其受力为BIL＝F，方向竖直向上，则合力为1.5F，则B正确．
8.
[2019·北京昌平模拟]把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当开关S接通后，将看到的现象是（ ）
A．弹簧向上收缩
B．弹簧被拉长
C．弹簧上下跳动
D．弹簧仍静止不动
答案：
C
解析：
当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互吸引的作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银面后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银面接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，C正确，A、B、D错误．
9．[2019·河南省豫南九校联考]通有恒定电流的一定长度的直导线分别水平放置在两足够大的匀强磁场中，磁场方向如图甲、乙所示，若将导线在纸面内顺时针旋转180°，关于甲、乙两种情况导线受到的安培力大小和方向变化，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种情况导线受到的安培力大小不变，方向一直变化
B．甲、乙两种情况导线受到的安培力大小一直在变，方向不变
C．图甲中导线受到的安培力大小一直在变，方向变化一次，图乙中导线受到的安培力大小一直不变，方向一直在变
D．图甲中导线受到的安培力大小一直在变，方向不变，图乙中导线受到的安培力大小一直不变，方向一直在变
答案：
C
解析：
对题图甲分析有：
开始位置导线与磁场垂直，由左手定则可以判断出导线在纸面内，从0°转到90°的过程中安培力的方向始终为垂直纸面向外，当导线在纸面内从90°转到180°的过程中安培力的方向改变，变为垂直纸面向里，甲种情况安培力方向变化一次，安培力的大小F＝BILsinθ，其中θ为导线与磁场的夹角，导线在纸面内顺时针转动180°的过程中，θ由90°逐渐减小到0°，再从0°逐渐增大到90°，因此安培力大小从最大值（BIL）先减小，直到减为0，再增大到BIL，故甲种情况安培力大小一直在变，方向变化一次．对题图乙分析有：
导线在纸面内顺时针转过180°的过程中，由左手定则可以判断出安培力方向一直在变化，但转动过程导线中电流I始终与磁场方向垂直，故安培力大小一直不变，始终为F1＝BIL，综合上述分析，C正确．
10．[2019·湖北省七市联考]（多选）圆心为O、半径为R的半圆的直径两端，分别固定有一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为2I0和I0且方向相同的电流．已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B＝k，其中k为常量、I为导线中电流、r为点到导线的距离．则下列说法中正确的是（ ）
A．圆心O处的磁感应强度的方向由a指向b
B．在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为
C．在半圆上一定存在“磁感应强度方向平行于直径ab”的位置
D．在半圆上一定存在“磁感应强度方向沿半圆切线方向”的位置
答案：
BD
解析：
假设导线a、b中电流方向均垂直于圆平面向里，且a在水平直径左端，根据右手定则可判断a在O点的磁场的方向竖直向下，b在O点的磁场的方向竖直向上，由磁感应强度B＝k知，a在O处产生的磁场的磁感应强度比b的大，故叠加后O点磁场方向竖直向下，故A错误；设在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为r′，k＝k，解得r′＝，所以B正确；在半圆上任取一点P，a在P点的磁场的磁感应强度为B1＝k，b在P点的磁场的磁感应强度为B2＝k，设该处磁感应强度的方向与aP的夹角为α，则tanα＝＝，设aP与ab的夹角为β，则tanβ＝，所以tanα＝2tanβ，故B的方向不可能与ab平行，且一定存在B的方向沿半圆切线方向的位置，所以C错误，D正确．
11．[2019·辽宁省阜新二中模拟]（多选）如图甲所示，两根光滑、电阻可以忽略不计的平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，垂直于平行导轨放置一根电阻为r的匀质金属棒，从t＝0时刻起，释放金属棒且通入如图乙所示的电流，图甲中所示电流方向为电流正方向，金属棒在安培力作用下水平向右运动，则下列说法正确的是（ ）
A．若仅将B变为原来的2倍，则金属棒在0～T内的位移将变为原来的2倍
B．若仅将Im变为原来的2倍，则在0～T内金属棒上产生的焦耳热和安培力做的功都将变为原来的4倍
C．若在t＝时释放金属棒，则金属棒将做往复运动
D．若仅控制金属棒的释放时间，则可以改变安培力在一个周期内做的功
答案：
AC
解析：
依题意有F＝BIL，F＝ma，故前半个周期内金属棒的位移为x1＝at2＝，后半个周期安培力反向，金属棒做匀减速运动，故一个周期内金属棒的位移为x＝2x1＝，若仅将B变为原来的2倍，则位移也将
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