2027届高考物理一轮复习专项练 专题 11.1 磁场

专题11.1 磁场 1电流磁效应、磁场强度 1. 如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，发现这个实验现象的物理学家是( ) A.奥斯特 B.安培 C.伽利略 D.牛顿 2. 下列关于磁场的说法中正确的是( ) A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的 C.磁极与磁极之间是直接发生作用的 D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生 3. (多选)关于磁场中的磁场方向，下列说法中正确的是( ) A.磁场的方向就是该点磁感应强度的方向 B.与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同 C.与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同 D.与放在该点的极短的通电导线所受力的方向相同 4. (多选)关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是( ) A.电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同 B.电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同 C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 D.磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 5. (多选)下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是( ) A. 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线 B. 磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的 C.电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线 D.电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强 2三种常见磁场 2.1通电导线产生磁场 6. (多选)如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置.当导线中通以如图所示电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上.这一现象说明( ) A.小磁针感知到了电流的磁场 B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里 C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外 D.若把小磁针移走，该处就没有磁场了 7. 一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，当在墙的西侧某处放一指南针时，其指向刚好比原来旋转了180°，由此可以断定，这根电缆中电流的方向( ) A.可能是向北 B.可能是竖直向下 C.可能是向南 D.可能是竖直向上 2.2环形电流产生的磁场 8. 如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( ) A.N极竖直向上 B.N极竖直向下 C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右 9. 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( ) A.小磁针N极向里转 B.小磁针N极向外转 C. 小磁针在纸面内向左摆动 D.小磁针在纸面内向右摆动 2.3通电螺线管产生的磁场(条形磁铁) 10. 实验室有一个旧的学生直流电源，输出端的符号模糊不清，无法分辨正负极.某同学设计了下面的判断电源两极的方法.在桌面上放一个小磁针，在小磁针东面放一个螺线管，如图所示，闭合开关后，小磁针指南的一端向东偏转.下述判断正确的是( ) A.电源A端是正极，在电源内电流由A流向B B.电源B端是正极，在电源内电流由A流向B C.电源A端是正极，在电源内电流由B流向A D.电源B端是正极，在电源内电流由B流向A 11. 取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如下图甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( ) A.0 B.0.5B C.B D.2B 3磁场强度 12. 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将N处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为( ) A.1∶1 B.1∶2 C.∶1 D.∶2 13. (多选)两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如右图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( ) A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 14. 如图，两根互相平行的长直导线垂直穿过纸面上的M、N两点.导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( ) A.O点处的磁感应强度为零 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同 15. 分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c、d在一条直线上，且ac＝cb＝bd.已知c点的磁感应强度大小为B1，d点的磁感应强度大小为B2.若将b处导线的电流切断，则( ) A.c点的磁感应强度大小变为B1，d点的磁感应强度大小变为B1－B2 B.c点的磁感应强度大小变为B1，d点的磁感应强度大小变为B2－B1 C.c点的磁感应强度大小变为B1－B2，d点的磁感应强度大小变为B1－B2 D.c点的磁感应强度大小变为B1－B2，d点的磁感应强度大小变为B2－B1 16. 如图所示，a、b、c、d为圆O上的四个点，直径ac、bd相互垂直，两根长直导线垂直圆面分别固定在b、d处，导线中通有大小相等，垂直纸面向外的电流，关于a、O、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是( ) A. 都为零　 B. O点最大 C. a、c两点方向相反 D. a、c两点方向相同 17. 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.B0　　 C.B0 D.2B0 18. 如图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流强度为I、b导线通有电流强度为2I，且电流方向相反时，a导线受到的磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为( ) A. B. C. D. 19. 如图所示，三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流，且I1=I2=I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为( ) A.向上 B.向右 C.向左 D.向下 20. 三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为( ) A.大小为B，方向沿OA方向 B.大小为2B，方向竖直向下 C.大小为2B，方向沿OB方向 D.大小为2B，方向沿OA方向 21. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( ) A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 22. 由相关电磁学理论可以知道，若圆环形通电导线的中心为O，环的半径为R，环中通以电流为I，如图甲所示，环心O处的磁感应强度大小B＝·，其中μ0为真空磁导率.若P点是过圆环形通电导线中心O点的轴线上的一点，且距O点的距离是x，如图乙所示.有可能您不能直接求得P点处的磁感应强度B，但您能根据所学的物理知识判断出以下有关P点磁感应强度B的表达式是( ) A.BP＝· B.BP＝· C.BP＝· D.BP＝· 23. 如图所示，真空中相距l的两点电荷＋q和－q绕连线上的一点O以相同角速度ω在水平面内沿逆时针方向匀速转动，O点距离＋q为.已知半径为R、电流为I的通电圆环在圆心处的磁感应强度大小为B＝，常量μ0为真空磁导率.则O点的磁感应强度( ) A.大小为，方向竖直向上 B.大小为，方向竖直向下 C.大小为，方向竖直向上 D.大小为，方向竖直向下 24. 欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)( ) A.I B.2I C.3I D.无法确定 25. 如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2.当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为( ) A.B2－B1 B.B1－ C.B2－ D. 26. (多选)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称.导线均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离.一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点.关于上述过程，下列说法正确的是( ) M N a b O I I v0 A.小球一直做匀速直线运动 B.小球先做加速运动后做减速运动 C.小球对桌面的压力先减小后增大 D.小球对桌面的压力一直在增大 4磁通量 27. (多选)如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是( ) A.如图所示位置时等于BS B.若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BS C.若从初始位置转过90°角，磁通量为零 D.若从初始位置转过180°角，磁通量变化为零 28. 如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一平面内，其半径大小关系为ra<rb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( ) A.Φa>Φb B.Φa＝Φb C.Φa<Φb D.条件不足，无法判断 29. 如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是( ) A.先减小后增大 B.先增大后减小 C.始终增大 D.始终减小 30. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( ) A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2 C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.无法确定 参考答案 1. 答案：A 2. 答案：A 解析：磁场和电场一样是客观存在的特殊物质，故A正确，B错误；磁极和磁极之间是通过磁场发生作用的，故C错误；磁场是一直客观存在的，不是发生作用时才产生，故D错误. 3. 答案：ABC 解析：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，其大小表示磁场强弱，其方向为磁场方向，故A项正确；小磁针的北极所受力的方向为该点的磁感应强度方向，即磁场方向，故B项正确；小磁针北极受磁场力的方向为磁场方向，所以在其静止时，北极所指方向就是磁场方向，故C项正确；磁场方向与通电导线所受力的方向垂直，故D项错误. 4. 答案：BC 解析：电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同，A错误，B正确；磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同，C正确；磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同，D错误. 5. 答案：CD 解析：电场线与磁感线分别是为了形象描述电场、磁场而引入的假象线，实际不存在，A错误；两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误；电场线起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确；电场线越密，表示该处电场越强；磁感线越密，表示该处磁场强度了，D正确. 6. 答案：AB 解析：当通入如图所示的电流时，发现小磁针偏转，说明电流周围存在磁场，即小磁针感知到了电流的磁场，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，把小磁针移走，磁场仍然客观存在，故AB正确 7. 答案：D 解析：由题意，后来磁针所在处磁场方向向南，根据安培定则可知电流方向竖直向上. 8. 答案：C 解析：负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿OO′轴向左.由于磁针N极指向为磁场方向，所以应选C. 9. 答案：A 解析：当线圈中通以顺时针方向电流时，根据安培定则，线圈内部的磁场方向垂直于纸面向里，所以小磁针N极向里转，故A项正确. 10. 答案：B 解析：小磁针的N极向左偏，由右手螺旋定则，电流方向由B经外电路流向A，电源B端是正极，在电源内电流由A流向B. 11. 答案：A 解析：图乙中螺线管上的长导线可等效为两个通过等大反向电流的通电螺线管，两螺线管电流方向相反，由安培定则可知产生的磁场方向也是大小相等方向相反的，所以螺线管中部磁感应强度为零. 12. 答案：B 解析：如图所示，当通有电流的长直导线在M、N两处时，根据安培定则可知，二者在圆心O处产生的磁感应强度的大小都为；当N处长直导线移至P处，两导线在圆心O处产生的磁感应强度的大小也为，作平行四边形，由几何关系得B2＝，那么＝，故选项B正确. 13. 答案：AB 解析：由安培定则及平行四边形定则可知，I1、I2在c、d两点的磁感应强度方向有一夹角，则合磁感应强度一定不为零.I1、I2在a、b两点的磁感应强度方向相反，则合磁感应强度可能为零.故选A、B. 14. 答案：C 解析：由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则，两导线在a、b两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d两处产生磁场垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应大小相等，方向相同，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错. 15. 答案：A 解析：c点的磁场是分别置于a、b两处的长直导线中的电流产生的．由安培定则可知分别置于a、b两处的长直导线在c点产生的磁场方向相同，磁感应强度大小均为.由对称性可知，b处的长直导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小为，方向向下．a处的长直导线在d点产生的磁场的磁感应强度大小为－B2，方向向上．若将b处导线的电流切断，则c点的磁感应强度大小变为B1，d点的磁感应强度大小变为B1－B2，选项A正确． 16. 答案：C 解析：根据右手螺旋定则，d处导线在O点产生的磁场方向水平向左，b处导线在O点产生的磁场方向水平向右，合成后磁感应强度等于0. d在c处产生的磁场方向垂直于cd偏左上，b在c处产生的磁场方向垂直bc偏右上，则根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向上；同理可知，a处的磁场方向竖直向下；则选项C正确，ABD错误．故选C. 17. 答案：C 解析：导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小BP＝BQ＝B1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为B1. 又根据题意Ba＝0，则B0＝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°，合磁场的磁感应强度大小为B1′＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝＝B0，则ABD项均错误，C项正确. 18. 答案：C 解析：a、b导线中电流方向相反，两导线之间的磁场力为斥力，设大小为F，对a有F1＝F＋BIL，对b有F2＝F＋2BIL，解得F＝2F1－F2，对于导线b，F＝2F1－F2＝B′·2IL，解得B′＝，故C正确. 19. 答案：B 20. 答案：D 解析：由安培定则知导线A、B在O处所产生的磁感应强度大小相等，方向相反，相互抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C所产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿OA方向，A、B、C错，D对． 21. 答案：B 解析：b、d两根导线在O点产生的磁场相互抵消，a、c两根导线在O点产生的磁场方向均为水平向左，再根据左手定则，带正电的粒子垂直于纸面向外运动所受洛伦兹力方向向下，选项B正确． 22. 答案：A 解析：当x＝0，而P位于O点时，磁感应强度应为·，把x＝0代入选项的四个表达式中，可知A项正确. 23. 答案：A 解析：等效电流I＝＝，两等效电流在O点处产生的磁感应强度：B1＝·，根据安培定则，B1方向竖直向上；B2＝·，根据安培定则，B2方向竖直向下.总的磁感应强度B1－B2＝，方向与B1方向相同，A项正确. 24. 答案：C 解析：当通过电流为I，根据题意可知：地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为：当夹角为30°时，有B1＝kI＝B地tan30°，当夹角为60°时，有B2＝kI′＝B地tan60°，解得，I′＝3I，选项C正确. 25. 答案：B 解析：对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的.设aO1＝O1b＝bO2＝O2c＝r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，a点磁感应强度：B1＝B1r＋B3r，b点磁感应强度：B2＝B1r＋B1r，当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度Bc＝B3r＝B1－，故B正确. 26. 答案：AD 解析：根据右手螺旋定则可知直线M处的磁场方向垂直于MN向里，直线N处的磁场方向垂直于MN向外，磁场大小先减小过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上，过O得后洛伦兹力的方向向下．由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故BC错误，AD正确．故选AD. 27. 答案：ABC 解析：线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积.故图示位置的磁通量为Φ=BS，所以A选项是正确的；使框架绕OO′转过角60°，则在磁场方向的投影面积为S，则磁通量为BS，所以B选项是正确的；线圈从图示转过90°的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过90°时，S磁通量为0，所以C选项是正确的；从初始位置转过180°角，磁通量变化为ΔΦ=BS－(－BS)=2BS，所以D选项错误. 28. 答案：A 解析：条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部磁感线穿过b线圈的比穿过a线圈的要多，磁感线条数的代数和就越小.故A选项正确. 29. 答案：B 解析：线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框的磁通量最小，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最多，所以该过程中的磁通量先增大后减小，故B对. 30. 答案：A 解析：导线产生的磁场，越靠近导线，磁场强度越大，故A正确. 213 学科网（北京）股份有限公司 $