专题检测10 磁场-2023年新高考物理专题过关测试卷汇编

专题检测十　磁场 考生注意： 1．本试卷分选择题部分和非选择题部分，共8页． 2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上． 3．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整． 一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．如图所示，长为2 m的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为1 T．当在导线中通以1 A的电流时，该导线受到的安培力大小为(　　) A．1 N B. N C. N D．2 N 【答案】　A 【解析】　导线的有效长度为L＝1 m，其受到的安培力大小F＝BIL＝1 N，故选A. 2.质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，其截面如图所示．导体棒中通有电流大小为I的电流，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向上．导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为θ(θ>45°)，轨道与导体棒的弹力为FN.下列说法正确的是(　　) A．若仅将电流I缓慢增大，则θ逐渐减小 B．若仅将电流I缓慢增大，则FN逐渐增大 C．若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则θ逐渐减小 D．若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则FN逐渐增大 【答案】　B 【解析】　对导体棒受力分析，受重力、支持力和静电力，受力如图 若仅将电流I缓慢增大，安培力逐渐增大，则θ逐渐增大，FN逐渐增大，A错误，B正确；对导体棒受力分析，受重力、支持力和静电力，如图所示 安培力向右，根据左手定则，电流垂直于纸面向内；沿垂直半径方向根据平衡条件可知Fcos θ＝Gsin θ，仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°过程，假设导体棒不动，则安培力沿垂直半径方向的分力先增大后减小，沿半径方向的分力先逐渐减小到零，后来沿半径方向斜向上且逐渐增大，所以θ先增大再减小，FN逐渐减小，C、D错误． 3．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．已知通以电流I的无限长直导线在距离导线r处产生的磁感应强度大小B＝，其中k为常数．下列判断正确的是(　　) A．B0的方向平行于PQ向右 B．导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为B0 C．只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为B0 D．只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为B0 【答案】　C 【解析】　在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，根据安培定则及矢量叠加原理可求得它们在a点处产生的磁感应强度大小为B1，方向平行于PQ向右，如图所示 由于a点处的合磁感应强度为零，由此可知外加的磁场方向与PQ平行并且由Q指向P，且B0＝B1，依据几何关系知，导线P在a点处产生的磁感应强度满足关系式BPcos 30°＝B0，解得P或Q通电导线在a处的磁感应强度大小为BP＝BQ＝B0，故A、B错误；只把导线Q中电流的大小变为2I，当电流加倍时，磁感应强度大小加倍，则导线Q在a点产生的磁感应强度方向不变，大小变为BQ′＝B0，是原来的两倍，由几何知识结合矢量叠加原理求得a点处磁感应强度大小为Ba＝B0，故C正确；当P中的电流反向，其他条件不变，则P导线在a处产生的磁感应强度大小不变，但方向改变，由几何关系可求得两导线在a处的合磁场大小为B2＝B0，方向竖直向上，如图所示 因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，由矢量的合成法则，可得a点处磁感应强度B的大小为B＝＝B0，故D错误． 4．(2022·广东省高三月考)如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒中通有由M到N的恒定电流，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成30°角，则下列几种情况中磁感应强度最小的是(　　) 【答案】　A 【解析】　A图中，根据平衡条件可得B1IL＝mgsin 30°，解得磁感应强度大小应为B1＝； B图中，根据左手定则判断，安培力竖直向上，根据平衡条件可知必须满足mg＝B2IL，可得B2＝；C图中，根据平衡条件和几何关系可得，B3IL＝mgtan 30°，解得磁感应强度大小B3＝；D图中，金属棒所受安培力竖直向下，无法使金属棒保持平衡．由以上分析可知磁感应强度最小的是A图． 5．如图所示电路中，ABCD是由同种金属材料制成的离电源足够远的正方形导线框，O为其对角线交点，已知AB、BC、CD三根导线粗细相同且其半径是导线AD半径的3倍，通电直导线周围某点的磁感应强度B＝，I是导线中的电流，r是某点到导线的直线