2023屆高考一輪復(fù)習(xí) 專題八 磁場 夯基固本時(shí)時(shí)練2（含解析）

1、【通用版】專題八 磁場2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)夯基固本時(shí)時(shí)練1.如圖所示，空間分布著勻強(qiáng)磁場，面內(nèi)有一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與軸夾角為45，電流由A流向O。有關(guān)安培力與磁場方向的關(guān)系，下列說法正確的是( )A.若磁場沿x軸正向，則安培力沿z軸負(fù)向B.若磁場沿y軸正向，則安培力沿z軸負(fù)向C.若磁場沿z軸正向，則安培力沿x軸正向D.若磁場沿z軸負(fù)向，則安培力沿x軸負(fù)向2.紙面內(nèi)同一材料制作的粗細(xì)均勻的正方形金屬線框，按如圖所示方式接入電路，電源電動(dòng)勢恒定，導(dǎo)線及電源內(nèi)阻不計(jì)，整個(gè)空間內(nèi)的磁場垂直紙面向里，金屬線框受到的安培力大小為F。若將接入點(diǎn)從兩側(cè)中點(diǎn)換成對角點(diǎn)，則金屬線框受到的安培力大小變?yōu)? )A

2、.FB.C.D.3.云南-廣州特高壓直流輸電工程，是世界上第一個(gè)特高壓直流輸電工程。其局部仰視圖如圖所示，兩根在同一水平面內(nèi)且相互平行的長直導(dǎo)線A和B分別通有方向相同的電流和，且。三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn)，兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等。不考慮地磁場的影響。下列說法中正確的是( )A.a點(diǎn)和c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.導(dǎo)線B和A之間因安培力的作用而相互吸引C.導(dǎo)線B對A的安培力大于導(dǎo)線A對B的安培力D.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下4.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，將一個(gè)三分之二圓弧形導(dǎo)體固定在圖示位置，其圓心為O，半徑為r。在導(dǎo)體中通以方向從的恒定電流I，將磁場沿

3、順時(shí)針方向繞垂直紙面并過O點(diǎn)的軸緩慢旋轉(zhuǎn)，下列說法正確的是( )A.導(dǎo)體受到的安培力方向始終垂直紙面向外B.導(dǎo)體受到的安培力大小可能為零C.導(dǎo)體受到的安培力大小可能為D.導(dǎo)體受到的安培力最大值為5.如圖所示，矩形的邊長是的2倍。兩細(xì)長直導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流，垂直穿過矩形平面，與平面交于兩點(diǎn)。圖中分別為的中點(diǎn)，下列說法正確的是( )A.a點(diǎn)與f點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.e點(diǎn)與f點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C.a點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同D.e點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同6.如圖所示，現(xiàn)有三條完全相同的垂直于紙面放置的長直導(dǎo)線，在紙面內(nèi)的橫截面分別位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，三條直導(dǎo)線分別通有大小相等的恒定

4、電流，其中導(dǎo)線中的電流方向均垂直紙面向里，c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外。已知通電長直導(dǎo)線周圍距離為r處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，式中k為常量，I為電流大小，若導(dǎo)線a中的電流在正三角形的中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則O點(diǎn)處實(shí)際的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向分別是( )A.，方向平行邊并由O點(diǎn)指向邊B.，方向平行邊并由O點(diǎn)指向邊C.B，方向平行邊并由O點(diǎn)指向邊D.B，方向平行邊并由O點(diǎn)指向邊7.空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，兩根長直導(dǎo)線垂直于紙面水平放置，兩導(dǎo)線中通入大小相等、方向相反的恒定電流，a點(diǎn)為連線的中點(diǎn)，兩點(diǎn)關(guān)于B對稱，若兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為，方向均豎直向下，則撤

5、去勻強(qiáng)磁場和長直導(dǎo)線B以后，兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為( )A.B.C.D.8.有一邊長為l的正三角形線框懸掛在彈簧測力計(jì)下面，線框中通有方向的恒定電流I，直線是勻強(qiáng)磁場的邊界線，磁場方向垂直于所在平面向里。平衡時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F；若將線框上提，讓線框上部分露出磁場，其他條件都不改變，再次平衡時(shí)，磁場邊界線剛好過和邊的中點(diǎn)，這種情況下，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為。則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )A.B.C.D.9.如圖所示，半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）。兩個(gè)質(zhì)量、電荷量都相同的帶正電粒子，以不同的速率從a點(diǎn)先后沿直徑和弦方向射入磁場區(qū)域，和的夾角為

6、30，已知沿方向射入的粒子剛好從b點(diǎn)射出，沿方向射入的粒子剛好從O點(diǎn)正下方射出，不計(jì)粒子重力。則( )A.沿方向射入的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為RB.沿方向射入的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為C.沿方向射入的粒子與沿方向射入的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2:1D.沿方向射入的粒子與沿方向射入的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期之比為1:210.如圖所示，在邊長為L的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，有一群質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，以大小不同的速度從a點(diǎn)沿方向進(jìn)入磁場，從邊或邊射出磁場。下列說法正確的是（不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用）( )A.粒子帶正電B.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)

7、間最長為C.從b點(diǎn)飛出的粒子的軌跡半徑為D.從邊飛出的粒子，飛出點(diǎn)越靠近c(diǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長11.如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子從圓周上的M點(diǎn)沿直徑方向射入磁場。若粒子射入磁場時(shí)的速度大小為，離開磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)90；若射入磁場時(shí)的速度大小為，離開磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60。不計(jì)重力，則為( )A.B.C.D.12.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，在導(dǎo)軌所在空間分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場（未畫出）。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢、內(nèi)阻的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量為的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體

8、棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取，已知，求：（1）通過導(dǎo)體棒的電流；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小。答案以及解析1.答案：B解析：由左手定則可知，若磁場沿x軸正向，則安培力沿z軸正向，A項(xiàng)錯(cuò)；若磁場沿y軸正向，則安培力沿z軸負(fù)向，B項(xiàng)正確；若磁場沿z軸正向或負(fù)向，安培力垂直z軸與電流所決定的平面，不可能沿x軸方向，C、D項(xiàng)錯(cuò)。2.答案：C解析：設(shè)正方形金屬線框的邊長為L，開始時(shí)通過線框的總電流為I，則導(dǎo)線框受到的安培力為，將接入點(diǎn)從兩側(cè)中點(diǎn)換成對角點(diǎn)，則線框的電阻不變，電流仍為I，線框的等效長度為，則線框受到的安

9、培力大小為，故C正確。3.答案：B解析：由安培定則可知A在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，在c點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上；B在a點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，在c點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，因此a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。兩導(dǎo)線中電流方向相同，相互吸引，選項(xiàng)B正確。B對A的安培力與A對B的安培力是一對相互作用力，二者大小相等、方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由題知，則A在b點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度比B在b點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大，A在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，B在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，因此b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.答案

10、：BC解析：圓弧形導(dǎo)體的有效長度為線段的長度，導(dǎo)體所受安培力，其中為磁場B與連線方向的夾角，在磁場轉(zhuǎn)過90到270的過程中，安培力垂直紙面向里，A項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)磁場方向與連線方向平行時(shí)，導(dǎo)體所受安培力為零，B項(xiàng)正確；由安培力表達(dá)式可知，當(dāng)時(shí)，安培力，當(dāng)磁場方向與連線方向垂直時(shí)，安培力最大，最大值為，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)。5.答案：B解析：通電直導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離成反比，由安培定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于該點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直線段，根據(jù)矢量合成可知，a點(diǎn)與f點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不相同，故A錯(cuò)誤；根據(jù)對稱性可知，e點(diǎn)與f點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向均相同，故B正確；同理根據(jù)對稱性

11、可知，a點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向均相同，故C錯(cuò)誤；e點(diǎn)與c點(diǎn)和a點(diǎn)與f點(diǎn)類似，磁感應(yīng)強(qiáng)度不相同，故D錯(cuò)誤。6.答案：A解析：本題以通電直導(dǎo)線周圍的磁場為模型考查安培定則、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加。根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于水平向左，導(dǎo)線b產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于斜向右下，導(dǎo)線c產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于斜向左下，如圖所示，三個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，所以合成后的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向平行于由O點(diǎn)指向邊，A正確。7.答案：C解析：本題通過勻強(qiáng)磁場和通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加計(jì)算。撤去磁場和長直導(dǎo)線B之前，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)

12、度的矢量和，根據(jù)安培定則和對稱性可知，兩直導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場等大同向，與勻強(qiáng)磁場方向相同；b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和，根據(jù)安培定則可知，直導(dǎo)線A在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，直導(dǎo)線B在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，設(shè)撤去勻強(qiáng)磁場和長直導(dǎo)線B以后，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，根據(jù)題意可知，解得，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。8.答案：D解析：線框全部在磁場中時(shí)，受到安培力作用的有效長度為零，安培力為零，即，直線剛好過和邊的中點(diǎn)時(shí)，線框受到安培力的有效長度為，受到豎直向下的安培力，大小為，對線框，由平衡條件得，聯(lián)立解得，D正確，ABC錯(cuò)

13、誤。9.答案：C解析：沿方向射入的粒子，從b點(diǎn)射出，偏轉(zhuǎn)角為60，則根據(jù)幾何關(guān)系得，A錯(cuò)誤；沿方向射入的粒子，剛好從O點(diǎn)正下方射出，偏轉(zhuǎn)角為30，則根據(jù)幾何關(guān)系得，解得，B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，兩粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期相等，根據(jù)可知兩粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為，C正確，D錯(cuò)誤。10.答案：C解析：本題考查帶電粒子在三角形邊界磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)。帶電粒子從邊或邊射出磁場，根據(jù)左手定則可知粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；粒子從邊上的b點(diǎn)射出時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，此時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)的圓心角為120，運(yùn)動(dòng)時(shí)間，B錯(cuò)誤；若粒子從b點(diǎn)飛出，設(shè)粒子的軌跡半徑為R，由幾何關(guān)系知，解得,C正確：粒子運(yùn)動(dòng)速度越大，飛出點(diǎn)越靠近c(diǎn)點(diǎn)，在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)的圓心角越小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，D錯(cuò)誤。11.答案：B解析：設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R，沿直徑方向以速度射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的粒子離開磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)90，則