热点10 磁场的性质-【步步高·大二轮专题复习】2025年高考物理复习讲义课件（广东专用）

热点10　磁场的性质 ［分值：60分］ 1~6题每题6分，7~9题每题8分，共60分 1.(2024·广东深圳市实验中学、湛江市第一中学、珠海市第一中学联考)2023年9月21日，“天宫课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课(图甲)。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南”。进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图乙所示。以下关于磁场的说法正确的是(　　) A.图甲，从空间站向地面传输信息采用的电磁波是麦克斯韦预言并通过实验验证存在的 B.将中国古代的四大发明之一司南置于赤道，据乙图可知，磁勺尾(S极)静止时指向地理北方 C.环形导线通电方向如图丙所示，小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外 D.丁图中，放在通电螺线管内部的小磁针，静止时N极水平向左 答案　C 解析　图甲，从空间站向地面传输信息采用的电磁波是麦克斯韦预言、赫兹通过实验验证存在的，A错误；地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，所以赤道处的磁场方向应由南方指向北方，所以将司南置于赤道，磁勺尾(S极)静止时指向地理南方，B错误；根据右手螺旋定则可知环形通电导线内部的磁场方向应垂直纸面向外，所以小磁针最后静止时N极指向为垂直于纸面向外，C正确；根据右手螺旋定则可知，螺线管内部的磁感线应指向右，所以放在通电螺线管内部的小磁针，静止时N极水平向右，D错误。 2.(2024·广东潮州市期末)电磁炮是利用安培力加速弹体的一种新型武器，可简化为如图的结构示意图，光滑水平导轨宽0.4 m，在导轨间有竖直向上、磁感应强度大小为10 T的匀强磁场，弹体总质量为2 kg，电源能提供6 A的稳定电流，不计感应电动势和其他任何阻力，让弹体从静止加速到24 m/s，轨道长度至少需要(　　) A.12米 B.24米 C.36米 D.48米 答案　B 解析　由安培力公式可知F=BIL=ma，v2=2ax，解得x=24 m，故选B。 3.“巴罗轮”如图所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动，当转轴、水银槽分别与电源的正、负极相连时，铝盘开始转动。下列说法正确的是(　　) A.铝盘绕转轴顺时针方向转动 B.只改变磁场方向，铝盘转动的方向不变 C.只改变电流方向，铝盘转动的方向不变 D.同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变 答案　D 解析　铝盘、水银与电源构成闭合回路，铝盘中有电流，由左手定则可知，铝盘绕转轴逆时针方向转动，故A错误；只改变磁场方向，由左手定则可知，铝盘受到的安培力方向反向，因此铝盘转动的方向改变，故B错误；只改变电流方向，由左手定则可知，铝盘受到的安培力方向反向，铝盘转动的方向反向，故C错误；将电流方向及磁场方向同时改变，由左手定则可知，铝盘所受的安培力方向不变，铝盘的转动方向不变，故D正确。 4.如图甲所示为磁电式电流表的结构图，其基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，线圈缠绕在铝框上。极靴和中间软铁制成的圆柱形成辐向磁场，使磁场总沿半径方向，如图乙所示。当线圈中有恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用下最终稳定。下列说法正确的是(　　) A.线圈受到的安培力的大小随转动发生改变 B.线圈在转动过程中不产生感应电动势 C.增加线圈匝数，不会影响灵敏度 D.增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度 答案　D 解析　根据辐向磁场的特点，线圈转动时所在位置的磁感应强度大小不变，因此电流恒定时安培力大小不变，故A错误；线圈在转动过程中切割磁感线，产生感应电动势，故B错误；线圈匝数增加，相同电流下，线圈受到的安培力更大，偏转的角度更大，灵敏度更高，故C错误，D正确。 5.(2024·广东江门市一模)如图所示，两条通有同向电流的平行无限长导线L1、L2，其中M、N点连线与两导线垂直，M点到两导线的距离相等，M、N两点关于L2对称，忽略其他磁场的影响，检测发现M点的磁场方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是(　　) A.N点的磁场方向垂直纸面向外 B.导线L1中的电流大于导线L2中的电流 C.M点的磁场与N点的磁场相同 D.M点的磁场比N点的磁场弱 答案　D 解析　由安培定则可知，两导线中电流产生的磁场在N点的方向均垂直纸面向里，所以N点的磁场方向垂直纸面向里，故A错误；同理，可知导线L1中的电流产生的磁场在M点方向垂直纸面向里，导线L2中的电流产生的磁场在M点方向垂直纸面向外，依题意，M点的磁场方向垂直纸面向外且到两导线的距离相等，则导线L1中的电流小于导线L2中的电流，故B错误；由前面选项分析可知，M点的磁场与N点的磁场方向相反，故C错误；依题意，M、N两点关于L2对称，则导线L2中电流产生的磁场在M、N两点磁感应强度大小相等、方向相反，导线L1中的电流产生的磁场在M、N两点均垂直纸面向里，可知，M点的磁场为两磁场相减，N点的磁场为两磁场相加，所以M点的磁场比N点的磁场弱，故D正确。 6.如图所示，在水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以O点为圆心的竖直面内圆周上有M、N、P、Q四个点，将两根长直导线垂直于纸面放在M、N处，并通入相同的电流，Q点磁感应强度大小为0。则(　　) A.P点磁感应强度大小为0 B.P点磁感应强度大小为2B C.M处导线受安培力方向竖直向上 D.M处导线受安培力方向斜向右上方 答案　B 解析　Q点磁感应强度大小为0，则M、N处的导线在Q点产生的合磁感应强度大小为B，方向水平向左，根据对称性可知，M、N处的导线在P点产生的合磁场与在Q点产生的合磁场等大反向，即M、N处的导线在P点产生的合磁感应强度大小为B，方向水平向右，故P点磁感应强度大小为2B，方向水平向右，故A错误，B正确；根据右手螺旋定则可知，N处的导线在M处产生的磁场方向竖直向上，则M处磁场方向斜向右上方，根据左手定则，M处导线受安培力方向斜向右下方，故C、D错误。 7.(2024·广东深圳市一模)如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力f洛、加速度a与机械能E机等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是(　　) 答案　B 解析　滑块下滑过程中始终没有离开斜面，滑块受到沿斜面的重力分力和电场力分力均保持不变，滑块做匀加速直线运动，则a-t图像为一条与横轴平行的直线；根据x-t图像的斜率表示速度，可知x-t图像的斜率逐渐增大，故A、C错误；由于滑块由静止做匀加速直线运动，则有f洛=qvB=qBat∝t，可知f洛-t图像为过原点的倾斜直线，故B正确；除重力做功外，还有电场力做功，则滑块的机械能不守恒，故D错误。 8.(2024·江西卷·7)石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能。现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。如图(a)所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当I=1.00×10-3 A时，测得U-B关系图线如图(b)所示，元电荷e=1.60×10-19 C，则此样品每平方米载流子数最接近 (　　) A.1.7×1019 B.1.7×1015 C.2.3×1020 D.2.3×1016 答案　D 解析　设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量q=nevtb，根据电流的定义式得I==nevb，当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有evB=e，联立解得U=B，结合图像可得k== V/T=0.275 V/T，解得n=2.3×1016，故选D。 9.(2024·广东佛山市教学质量检测)在自行车上安装码表可记录骑行情况。如图，码表由强磁铁、霍尔传感器及显示器组成。霍尔传感器固定在自行车前叉一侧，强磁铁固定在车轮的一根辐条上。车轮半径为R，霍尔传感器到车轴的距离为r。强磁铁每次经过霍尔传感器时，PQ端均输出一次电信号，若每秒强磁铁n次经过霍尔传感器，同时显示器数据更新一次，则(　　) A.显示器上的里程110.0 km是指骑行的位移大小 B.强磁铁如图经过传感器时，导电的电子向Q端汇聚 C.图中P、Q两端电势的高低，与强磁铁运动的方向有关 D.自行车的速度21.8 km/h是由2πnr换算得来的 答案　B 解析　显示器上的里程110.0 km是指骑行的路程，故A错误；电子定向移动的方向与电流相反，根据左手定则可知，电子所受的安培力方向是由P指向Q的，则导电的电子向Q端汇聚，故B正确；无论强磁铁运动的方向是顺时针还是逆时针，通过霍尔元件的磁感应强度方向不变，导电的电子仍向Q端汇聚，则当电压稳定之后，有电场力和洛伦兹力平衡，即e=evB，解得U=Bvd，可知P、Q两端电势的高低与强磁铁运动的方向无关，故C错误；根据圆周运动各个物理量之间关系，自行车的线速度为v=2πnR，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$