高考物理一轮复习小题多维练习第22练 磁场（2份，原卷版+解析版）

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1．（2022·北京·人大附中三模）把两小段通电导线垂直磁场方向分别放入某磁场中的A、B两点，在A点的通电导线受到的磁场力较大，且两通电导线所受安培力方向不同，则（ ）
A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度
B．A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度
C．两点的磁感应强度方向一定相同
D．两点的磁感应强度方向一定不同
【答案】B
【解析】AB．通电导线在A点受到的磁场力较大，根据
由于电流大小不确定，A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度，故B正确，A错误；
CD．两通电导线所受安培力方向不同，但电流方向不确定，无法判断磁感应强度的方向，因此两点的磁感应强度方向可能不同，故CD错误。
故选B。
2．（2021·北京延庆·一模）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，地下有一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流I，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作，①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为A；②在A点附近的地面上找到与A点磁感应强度相同的点B，连接AB并测得AB间的距离为a；③在地面上过A点做垂直于AB的线段AC并测得AC间的距离为b；④用测量仪测得C点的磁场方向与地面夹角为45°，由此可确定（ ）
A．地下的金属管线平行于AB，深度为b
B．地下的金属管线平行于AB，深度为a
C．地下的金属管线平行于AC，深度为b
D．地下的金属管线平行于AC，深度为a
【答案】A
【解析】根据通电直导线产生的磁场特点：距离电流越近，产生的磁场强度越大，则A点距离管线最近，AB上的点均是距离管线最近的点，管线在AB的正下方，与AB平行；由几何关系可以确定A点到管线的距离为b。
故选A。
3．（2022·北京·模拟预测）如图所示，“”表示直导线中电流方向垂直纸面向里，“”表示电流方向垂直纸面向外，三根长直导线a、b、c平行且水平放置，图中abc正好构成一个等边三角形。当c中没有电流，a、b中的电流分别为I和2I时，a受到的磁场力大小为F；保持a、b中的电流不变，当c中通有电流时，发现a受到的磁场力大小仍为F。由此可以推知（ ）
A．c中电流为I
B．c中电流的方向垂直纸面向外
C．c中电流为2I
D．当c中通有电流时，b受到的磁场力大小也为F
【答案】C
【解析】ABC．由题意可知，当c中没有电流时，由安培定则可知，b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1，方向竖直向下，a受到的磁场力大小为F，由左手定则可知，方向水平向左，当c中通有电流时，a受到的磁场力的合力大小仍为F，则知a受到c的磁场力方向应是斜向右上，由此可知c在a处产生的磁场B2方向应是斜向左上，则知c中电流的方向垂直纸面向里，如图所示，由此可知c在a处产生的磁磁感应强度大小B2与b中的电流在a处产生的磁感应强度为B1，大小相等，所以c中电流为2I，AB错误，C正确；
D．当c中通有电流时，b受到的磁场力大小如图所示，由力合成的计算公式则有

D错误。
故选Ｃ。
1.（2022·全国·高考真题）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（ ）
A．测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2次测量时y轴正向指向南方
D．第3次测量时y轴正向指向东方
【答案】BC
【详解】A．如图所示
地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，A错误；
B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
计算得B ≈ 50μT，B正确；
CD．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2次测量，测量，故y轴指向南方，第3次测量，故x轴指向北方而y轴则指向西方，C正确、D错误。
故选BC。
2.（2022·上海徐汇·三模）如图，小磁针放置在水平面内的O点，四个距O点相同距离的螺线管A、B、C、D，其中心轴均通过O点，且与坐标轴的夹角均为。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为，在四个螺线管没有通电的情况下。若四个螺线管中分别通有的电流，方向如图所示，则为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】根据右手定则可判断通电螺线管电流在O点形成的磁场方向，如图所示。通电螺旋管在O点形成的磁场强度的大小与通电电流大小成正比关系，根据矢量运算法则，可知在O点形成的合磁场方向沿y轴负方向，故小磁针的N极指向y轴负方向。
小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为，D正确，ABC错误。
故选D。
3.（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（ ）
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
【答案】C
【详解】根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。故选C。
4．（2022·广东·模拟预测）如图所示，A、B是半径为r的圆上两点，空间存在平行于圆面的匀强电场，将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从圆心处以大小均为v0的初速度向各个方向射出，结果粒子到达A、B两点时动能均减少了，已知∠AOB=120°，不计粒子的重力，则匀强电场的电场强度大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据题意可知，A、B两点等电势，电场线垂直于A、B连线，则有电场强度垂直于A、B连线，由于粒子在A、B的动能小于在O点的动能，因此粒子在A、B的电势能比在O点电势能大，由于粒子带正电，因此A、B电势比O点电势高，粒子从O点到A、B两点，由动能定理可得
O到AB连线的距离为
d=rsin30°
由匀强电场的电势差与电场强度的关系可知，匀强电场的电场强度大小为
A正确，BCD错误。
故选A。
5.如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以和流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A. 两导线受到的安培力
B. 导线所受的安培力可以用计算
C. 移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变
D. 在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
【答案】BCD
【解析】A．两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，故A错误；
B．导线所受的安培力可以用计算，因为磁场与导线垂直，故B正确；
C．移走导线b前，b的电流较大，则p点磁场方向与b产生磁场方向同向，向里，移走后，p点磁场方向与a产生磁场方向相同，向外，故C正确；
D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置。故D正确。
故选BCD。
6.（2021全国甲）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（ ）
A. B、0B. 0、2BC. 2B、2BD. B、B
【答案】B
【解析】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故M处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。
故选B。
7.（2022·湖北·高考真题）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（ ）
A．kBL，0°B．kBL，0°C．kBL，60°D．2kBL，60°
【答案】BC
【解析】若粒子通过下部分磁场直接到达P点，如图
根据几何关系则有
可得
根据对称性可知出射速度与SP成30°角向上，故出射方向与入射方向的夹角为θ=60°。
当粒子上下均经历一次时，如图
因为上下磁感应强度均为B，则根据对称性有
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
此时出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
通过以上分析可知当粒子从下部分磁场射出时，需满足
（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=60°；
当粒子从上部分磁场射出时，需满足
（n=1，2，3……）
此时出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。
故可知BC正确，AD错误。
故选BC。
8.如图，在磁感应强度大小为B0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零。如果让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( )
A．0 B． eq \f(\r(3),3) B0
C． eq \f(2\r(3),3) B0 D．2B0
【答案】选C
【解析】导线P和Q中电流I方向均垂直纸面向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小BP＝BQ＝B1，如图1所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁感应强度方向平行于PQ向右、大小为 eq \r(3) B1。又根据题意Ba＝0，则B0＝ eq \r(3) B1，且B0平行于PQ向左。
若P中电流反向，则BP反向、大小不变，BQ和BP大小不变，夹角为120°，如图2所示，合磁感应强度大小为B1′＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，此时a点的磁感应强度B＝ eq \r(B02＋B1′2) ＝ eq \f(2\r(3),3) B0，则A、B、D项均错误，C项正确。
测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
- 45
2
0
- 20
- 46
3
21
0
- 45
4
- 21
0
- 45