五年高考物理真題按知識點分類匯編20-磁現(xiàn)象和磁場（含解析） 一、單選題1．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，兩根固定的通電長直導(dǎo)線a、b相互垂直，a平行于紙面，電流方向向右，b垂直于紙面，電流方向向里，則導(dǎo)線a所受安培力方向（　　）A．平行于紙面向上B．平行于紙面向下C．左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙面向里D．左半部分垂直紙面向里，右半部分垂直紙面向外2．（2022·浙江·高考真題）下列說法正確的是（   ）A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應(yīng)強度的方向C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率3．（2021·全國·高考真題）兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與在一條直線上，與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強度大小分別為（　　）A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B4．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的，下列說法正確的是（　?。?/span>A．電流越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場B．螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場C．螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場D．磁感線畫得越密，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場5．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤附近懸掛一個小磁針?，F(xiàn)驅(qū)動圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（　　）A．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍存在電場B．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍產(chǎn)生了磁場C．僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，偏轉(zhuǎn)方向不變D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變6．（2020·浙江·統(tǒng)考高考真題）特高壓直流輸電是國家重點能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導(dǎo)線分別通有方向相同的電流和，。a、b、c三點連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點位于兩根導(dǎo)線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方。不考慮地磁場的影響，則（　?。?/span>A．b點處的磁感應(yīng)強度大小為0B．d點處的磁感應(yīng)強度大小為0C．a點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向下D．c點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向下7．（2019·浙江·高考真題）下列陳述與事實相符的是A．牛頓測定了引力常量B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場C．安培發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律D．伽利略指出了力不是維持物體運動的原因8．（2018·浙江·高考真題）在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖所示，有一種探測方法是，首先給金屬長直管線通上電流，再用可以測量磁場強弱、方向的儀器進行以下操作：①用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁場的最強的某點，記為a；②在a點附近的地面上，找到與a點磁感應(yīng)強度相同的若干點，將這些點連成直線EF；③在地面上過a點垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45°的b、c兩點，測得b、c兩點距離為L，由此可確定金屬管線（　?。?/span>A．平行于EF，深度為B．平行于EF，深度為LC．垂直于EF，深度為D．垂直于EF，深度為L 二、多選題9．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，水平地面（平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為地面上的三點，P點位于導(dǎo)線正上方，平行于y軸，平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運動，運動過程中線圈平面始終與地面平行。下列說法正確的有（　?。?/span>A．N點與M點的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同B．線圈沿PN方向運動時，穿過線圈的磁通量不變C．線圈從P點開始豎直向上運動時，線圈中無感應(yīng)電流D．線圈從P到M過程的感應(yīng)電動勢與從P到N過程的感應(yīng)電動勢相等10．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）安裝適當(dāng)?shù)能浖?，利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度B。如圖，在手機上建立直角坐標(biāo)系，手機顯示屏所在平面為xOy面。某同學(xué)在某地對地磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結(jié)果可推知（   ）測量序號Bx/μTBy/μTBz/μT1021 - 4520 - 20 - 463210 - 454 - 210 - 45 A．測量地點位于南半球B．當(dāng)?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50μTC．第2次測量時y軸正向指向南方D．第3次測量時y軸正向指向東方11．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）如圖，四條相互平行的細(xì)長直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面，導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點為a、b、c、d四點。已知a、b、c、d為正方形的四個頂點，正方形中心位于坐標(biāo)原點O，e為的中點且在y軸上；四條導(dǎo)線中的電流大小相等，其中過a點的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里，其余導(dǎo)線電流方向垂直坐標(biāo)平面向外。則（　?。?/span>A．O點的磁感應(yīng)強度為0B．O點的磁感應(yīng)強度方向由O指向cC．e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸正方向D．e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸負(fù)方向12．（2018·全國·高考真題）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外。則（　　）　　A．流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0B．流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0C．流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0D．流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B013．（2019·江蘇·高考真題）如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導(dǎo)線，通過的電流強度相等．矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，通有順時針方向的電流，在a、b產(chǎn)生的磁場作用下靜止．則a、b的電流方向可能是A．均向左B．均向右C．a的向左，b的向右D．a的向右，b的向左 三、解答題14．（2022·北京·高考真題）指南針是利用地磁場指示方向的裝置，它的廣泛使用促進了人們對地磁場的認(rèn)識?，F(xiàn)代科技可以實現(xiàn)對地磁場的精確測量。（1）如圖1所示，兩同學(xué)把一根長約10m的電線兩端用其他導(dǎo)線連接一個電壓表，迅速搖動這根電線。若電線中間位置的速度約10m/s，電壓表的最大示數(shù)約2mV。粗略估算該處地磁場磁感應(yīng)強度的大小B地；（2）如圖2所示，一矩形金屬薄片，其長為a，寬為b，厚為c。大小為I的恒定電流從電極P流入、從電極Q流出，當(dāng)外加與薄片垂直的勻強磁場時，M、N兩電極間產(chǎn)生的電壓為U。已知薄片單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e。求磁感應(yīng)強度的大小B；（3）假定（2）中的裝置足夠靈敏，可用來測量北京地區(qū)地磁場磁感應(yīng)強度的大小和方向，請說明測量的思路。15．（2018·浙江·高考真題）所圖所示，匝數(shù)N=100、截面積s=1.0×10-2m2、電阻r=0.15Ω的線圈內(nèi)有方向垂直于線圈平面向上的隨時間均勻增加的勻強磁場B1，其變化率k=0.80T/s．線圈通過開關(guān)S連接兩根相互平行、間距d=0.20m的豎直導(dǎo)軌，下端連接阻值R=0.50Ω的電阻．一根阻值也為0.50Ω、質(zhì)量m=1.0×10-2kg的導(dǎo)體棒ab擱置在等高的擋條上．在豎直導(dǎo)軌間的區(qū)域僅有垂直紙面的不隨時間變化的勻強磁場B2．接通開關(guān)S后，棒對擋條的壓力恰好為零．假設(shè)棒始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻．（1）求磁感應(yīng)強度B2的大小，并指出磁場方向；（2）斷開開關(guān)S后撤去擋條，棒開始下滑，經(jīng)t=0.25s后下降了h=0.29m，求此過程棒上產(chǎn)生的熱量．
參考答案：1．C【詳解】根據(jù)安培定則，可判斷出導(dǎo)線a左側(cè)部分的空間磁場方向斜向右上，右側(cè)部分的磁場方向斜向下方，根據(jù)左手定則可判斷出左半部分垂直紙面向外，右半部分垂直紙面向里。故選C。 2．B【詳解】A．恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應(yīng)強度的方向，B正確；C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；D．根據(jù)變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。故選B。3．B【詳解】兩直角導(dǎo)線可以等效為如圖所示的兩直導(dǎo)線，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線分別在M處的磁感應(yīng)強度方向為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應(yīng)強度為零；兩直導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強度方向均垂直紙面向里，故N處的磁感應(yīng)強度為2B；綜上分析B正確。故選B。4．B【詳解】根據(jù)螺線管內(nèi)部的磁感線分布可知，在螺線管的內(nèi)部，越接近于中心位置，磁感線分布越均勻，越接近兩端，磁感線越不均勻，可知螺線管越長，內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場。故選B。5．B【詳解】AB．小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因為帶負(fù)電荷的橡膠圓盤高速旋轉(zhuǎn)形成電流，而電流周圍有磁場，磁場會對放入其中的小磁針有力的作用，故A錯誤，B正確；C．僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故C錯誤；D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，故D錯誤。故選B。6．C【詳解】A．通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場方向由右手螺旋定則判斷，在b點產(chǎn)生的磁場方向向上，在b點產(chǎn)生的磁場方向向下，因為即則在b點的磁感應(yīng)強度不為零，故A錯誤；B．由于可知電流產(chǎn)生的磁場在d處的磁感應(yīng)強度大，則d點處的磁場磁感應(yīng)強度不可能為零，故B錯誤；C．由右手螺旋定則可知，兩電流產(chǎn)生的磁場在a處都是豎直向下，則兩電流的合磁場在a處方向豎直向下，故C正確；D．由右手螺旋定則可知，兩電流產(chǎn)生的磁場在c處都是豎直向上，則兩電流的合磁場在c處方向豎直向上，故D錯誤。故選C。7．D【詳解】A．卡文迪許測定了引力常量，選項A錯誤；B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場，選項B錯誤；C．庫倫發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律，選項C錯誤；D．伽利略指出了力不是維持物體運動的原因，選項D正確；8．A【詳解】根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場特點可知，距離電流越近，產(chǎn)生的磁場強度越大，則a點距離管線最近，EF上的點均是距離管線最近的點，則管線在EF的正下方，與EF平行。根據(jù)安培定則做出管線產(chǎn)生磁場的橫截面，b、c兩點的磁場方向與地面夾角為45°的，如圖所示由幾何關(guān)系可以確定a到管線的距離為，即金屬管線平行于EF，深度為。故選A。9．AC【詳解】A．依題意，M、N兩點連線與長直導(dǎo)線平行、兩點與長直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)右手螺旋定則可知，通電長直導(dǎo)線在M、N兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，故A正確；B．根據(jù)右手螺旋定則，線圈在P點時，磁感線穿進與穿出在線圈中對稱，磁通量為零；在向N點平移過程中，磁感線穿進與穿出線圈不再對稱，線圈的磁通量會發(fā)生變化，故B錯誤；C．根據(jù)右手螺旋定則，線圈從P點豎直向上運動過程中，磁感線穿進與穿出線圈對稱，線圈的磁通量始終為零，沒有發(fā)生變化，線圈無感應(yīng)電流，故C正確；D．線圈從P點到M點與從P點到N點，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點到M點所用時間較從P點到N點時間長，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動勢不相等，故D錯誤。故選AC。10．BC【詳解】A．如圖所示地球可視為一個磁偶極，磁南極大致指向地理北極附近，磁北極大致指向地理南極附近。通過這兩個磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)據(jù)可看出z軸的磁場豎直向下，則測量地點應(yīng)位于北半球，A錯誤；B．磁感應(yīng)強度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應(yīng)強度大致為計算得B ≈ 50μTB正確；CD．由選項A可知測量地在北半球，而北半球地磁場指向北方斜向下，則第2次測量，測量，故y軸指向南方，第3次測量，故x軸指向北方而y軸則指向西方，C正確、D錯誤。故選BC。 11．BD【詳解】AB．由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，且到O點的距離相等，故四條導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線中在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向，如圖所示由圖可知，與相互抵消，與合成，根據(jù)平行四邊形定則，可知O點的磁感應(yīng)強度方向由O指向c，其大小不為零，故A錯誤，B正確；CD．由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，a、b到e點的距離相等，故a、b在e點的磁感應(yīng)強度大小相等，c、d到e點的距離相等，故c、d在e點的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線中在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向，如圖所示由圖可知與大小相等，方向相反，互相抵消；而與大小相等，方向如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則，可知兩個磁感應(yīng)強度的合磁感應(yīng)強度沿y軸負(fù)方向，故C錯誤，D正確。故選BD。12．AC【詳解】外磁場、電流的磁場方向如圖所示在b點B0＝B0－B1＋B2在a點B0＝B0－B1－B2由上述兩式解得B1＝B0，B2＝B0。故AC正確，BD錯誤。故選AC。13．CD【詳解】由右手螺旋定則可知，若a、b兩導(dǎo)線的電流方向相同，在矩形線框上、下邊處產(chǎn)生的磁場方向相反，由于矩形線框上、下邊的電流方向也相反，則矩形線框上、下邊所受的安培力相同，所以不可以平衡，則要使矩形線框靜止，a、b兩導(dǎo)線的電流方向相反，故CD正確．14．（1）數(shù)量級為10－5T；（2）；（3）見解析【詳解】（1）由E = BLv可估算得該處地磁場磁感應(yīng)強度B地的大小的數(shù)量級為10－5T。（2）設(shè)導(dǎo)電電子定向移動的速率為v，?t時間內(nèi)通過橫截面的電量為?q，有導(dǎo)電電子定向移動過程中，在方向受到的電場力與洛倫茲力平衡，有得（3）如答圖3建立三維直角坐標(biāo)系Oxyz設(shè)地磁場磁感應(yīng)強度在三個方向的分量為Bx、By、Bz。把金屬薄片置于xOy平面內(nèi)，M、N兩極間產(chǎn)生電壓Uz僅取決于Bz。由（2）得由Uz的正負(fù)（M、N兩極電勢的高低）和電流I的方向可以確定Bz的方向。同理，把金屬薄片置于xOz平面內(nèi)，可得By的大小和方向；把金屬薄片置于yOz平面內(nèi)，可得Bx的大小和方向，則地磁場的磁感應(yīng)強度的大小為根據(jù)Bx、By、Bz的大小和方向可確定此處地磁場的磁感應(yīng)強度的方向。15．（1）0.50T，垂直紙面向外（2）【詳解】（1）線圈的感應(yīng)電動勢為流過導(dǎo)體棒的電流導(dǎo)體棒對擋條的壓力為零，有或，解得，因為安培力向上，棒中電流向左，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向外（2）根據(jù)動量定律，，解得ab棒產(chǎn)生的熱量，解得
 

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