2020高考物理：磁场专题练习题
2020高考物理磁场专题练习（含答案）
1.如图1所示，a和b是一条磁感线上的两点，关于这两点磁感应强度大小的判断，正确的是()
图1
A.一定是a点的磁感应强度大
B.一定是b点的磁感应强度大
C.一定是两点的磁感应强度一样大
D.无法判断
答案D
2.磁场中某区域的磁感线如图2所示，则()
图2
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B b
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b
C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
答案A
3.(多选)把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图3所示.导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是()
图3
A.硬直导线先转动，然后边转动边下移
B.硬直导线只能转动，不会向下移动
C.硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直
D.在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外
答案AC
4.三根平行的长直导线，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4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()
图4
A.大小为B，方向沿OA方向
B.大小为22B，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
答案D
5.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图5所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，则线圈L1将()
图5
A.不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.在纸面内平动
答案B
6.(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图6所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()
图6
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
答案AD
7.如图7所示，将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中，电路中的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流相等.金属圆环处在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在的平面垂直，则金属圆环受到的安培力为()
图7
A.0
B.πBIR
C.2BIR
D.4BIR
答案C
8.如图8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M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()
图8
A.3∶1
B.3∶2
C.1∶1
D.1∶2
答案B
9.(多选)如图9所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长
直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则()
图9
A.c点的磁感应强度的值最小
B.b点的磁感应强度的值最大
C.b、d两点的磁感应强度不同
D.a、b两点的磁感应强度相同
答案AC
10.如图10所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态.则()
图10
A.导体棒中的电流方向从b流向a
B.导体棒中的电流大小为kx
BL
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大
答案B
11.图11中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示.O点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等)，则()
图11
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁场方向垂直Oc向下
C.导线a受到的安培力方向竖直向上
D.导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c
答案B
12.如图12所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒
与导轨间的动摩擦因数为μ＝
3
3，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通
过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()
图12
A.37°
B.30°
C.45°
D.60°
答案B
13.如图13，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.
图13
答案方向竖直向下0.01 kg
14. 音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图16是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.
图16
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率.
答案(1)nBIL方向水平向右(2)nBIL v
解析(1)线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得
F＝nBIL①
由左手定则知方向水平向右
(2)安培力的功率为P＝F·v ②
联立①②式解得P＝nBIL v
15. 如图13所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上.导体棒与斜面的水平底边始终平行.已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.
图13
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B 的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向.
答案 (1)mg IL tan θ (2)mg IL
sin θ 方向垂直斜面向上 解析 (1)导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得：
mg sin θ＝BIL cos θ，
解得B ＝mg IL
tan θ.
(2)如图乙所示，当安培力平行斜面向上，安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有
mg sin θ＝B min IL ，
解得B min＝mg
IL sin θ.
由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上.