高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題培優(yōu)練習(xí)重難點(diǎn)10 磁場(chǎng)（原卷版）

重難點(diǎn)10磁場(chǎng)這部分知識(shí)單獨(dú)考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時(shí)涉及到幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而且都是磁場(chǎng)基本知識(shí)、磁感線、安培定則、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加、安培力、牛頓第二定律、動(dòng)能定理等結(jié)合起來(lái)考查，考查時(shí)注重物理思維與物理能力的考核.例題1.(2022·上海師大附中高三學(xué)業(yè)考試)水平桌面上一條形磁體的上方，有一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平行于桌面移到N極上端的過(guò)程中，磁體始終保持靜止，導(dǎo)線始終保持與磁體垂直，電流方向如圖所示．則在這個(gè)過(guò)程中，磁體受到的摩擦力的方向和桌面對(duì)磁體的彈力()A．摩擦力始終為零，彈力大于磁體重力B．摩擦力始終不為零，彈力大于磁體重力C．摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴?，彈力大于磁體重力D．摩擦力方向由向右變?yōu)橄蜃?，彈力小于磁體重力例題2.如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1.0m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，接入導(dǎo)軌間的電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝9Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝10T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面的夾角α＝53°；ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，輕繩與導(dǎo)軌平行且對(duì)ab的拉力為水平方向，重力加速度g取10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)ab受到的安培力大??；(2)重物重力G的取值范圍．一、磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線．(2)定位空間中需要求解磁場(chǎng)的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向．如圖所示為M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)BM、BN.(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的B為合磁場(chǎng)．二、安培力作用下的平衡和加速問(wèn)題解題思路：(1)選定研究對(duì)象．(2)受力分析時(shí)，變立體圖為平面圖，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫(huà)出平面受力分析圖，安培力的方向F安⊥B、F安⊥I.如圖所示：（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．(2022·山東濟(jì)南市高三月考)如圖所示，將一根同種材料，粗細(xì)均勻的導(dǎo)體圍成半徑為R的閉合導(dǎo)體線圈，固定在垂直線圈平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．C、D兩點(diǎn)將線圈分為上、下兩部分，且C、D兩點(diǎn)間上方部分的線圈所對(duì)應(yīng)的圓心角為120°.現(xiàn)將大小為I的恒定電流自C、D兩點(diǎn)間通入，則線圈C、D兩點(diǎn)間上、下兩部分導(dǎo)線受到的總安培力的大小為()A.eq\r(3)BIR B.eq\r(2)BIRC．BIR D．02．如圖所示，直角三角形abc，∠a＝60°，ad＝dc，b、c兩點(diǎn)在同一水平線上，垂直紙面的直導(dǎo)線置于b、c兩點(diǎn)，通有大小相等、方向向里的恒定電流，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.若把置于c點(diǎn)的直導(dǎo)線的電流反向，大小保持不變，則變化后d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A．大小為eq\f(\r(3),3)B0，方向水平向左B．大小為B0，方向水平向右C．大小為eq\r(3)B0，方向豎直向下D．大小為2B0，方向豎直向下3．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，已知一根金屬長(zhǎng)直管線平行于水平地面，為探測(cè)其具體位置，首先給金屬管線通上恒定電流，再用可以測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：①用測(cè)量?jī)x在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為a；②在a點(diǎn)附近的地面上，找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線EF；③在地面上過(guò)a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場(chǎng)方向與地面夾角為45°的b、c兩點(diǎn)，測(cè)得b、c兩點(diǎn)距離為L(zhǎng).由此可確定()A．金屬管線在EF正下方，深度為eq\f(1,2)LB．金屬管線在EF正下方，深度為eq\f(\r(2),2)LC．金屬管線的走向垂直于EF，深度為eq\f(1,2)LD．金屬管線的走向垂直于EF，深度為eq\f(\r(2),2)L4．某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖所示．質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab＝L1，bc＝L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度．MN的長(zhǎng)度大于ab，當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí)，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，且指針指在標(biāo)尺的零刻度；當(dāng)MN中有電流時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度．MN始終在紙面內(nèi)且保持水平，重力加速度為g.下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為eq\f(mg,k)B．標(biāo)尺上的電流刻度是均勻的C．為使電流表正常工作，流過(guò)金屬桿的電流方向?yàn)镹→MD．電流表的量程為eq\f(mg＋kL2,BL1)二、多選題5．如圖，三根通電長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線垂直于紙面固定，導(dǎo)線的橫截面(截面積不計(jì))分別位于以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓環(huán)上a、c、d三處，已知每根導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則()A．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于aO向右B．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向從O指向aC．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(eq\r(2)＋1)BD．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(eq\r(2)－1)B6．在傾角θ＝37°的光滑導(dǎo)體滑軌的上端接入一個(gè)電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻r＝0.5Ω的電源，滑軌間距L＝50cm，將一個(gè)質(zhì)量m＝40g，電阻R＝1Ω的金屬棒水平放置在滑軌上．若滑軌所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，如圖所示．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)則下列說(shuō)法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值為0.24T，方向垂直滑軌平面向下B．磁感應(yīng)強(qiáng)度有最大值0.4T，方向水平向右C．磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能為0.3T，方向豎直向下D．磁感應(yīng)強(qiáng)度有可能為0.4T，方向水平向左三、解答題7．某一電壓表的原理示意圖如圖所示。單位長(zhǎng)度阻值為SKIPIF1<0的均勻細(xì)金屬棒SKIPIF1<0通過(guò)兩個(gè)絕緣掛鉤與兩根相同的豎直懸掛的彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)均為SKIPIF1<0，在矩形區(qū)域SKIPIF1<0內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0，方向垂直紙面向里，與SKIPIF1<0的右端SKIPIF1<0連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，SKIPIF1<0的長(zhǎng)度大于SKIPIF1<0，當(dāng)SKIPIF1<0兩端無(wú)電壓且處于平衡狀態(tài)時(shí)，SKIPIF1<0與矩形區(qū)域的SKIPIF1<0邊重合，此時(shí)指針指示0；當(dāng)SKIPIF1<0兩端接待測(cè)電壓時(shí)，指針示數(shù)可表示電壓大小，求：（1）電壓表正常工作時(shí)，導(dǎo)體棒的兩端SKIPIF1<0、SKIPIF1<0中哪端電勢(shì)更高？請(qǐng)說(shuō)明理由；（2）若SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，電壓表的量程是多少？8．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角SKIPIF1<0，導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝0.5Ω的直流電源，兩導(dǎo)軌間的距離L＝0.4m，在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.03kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒的電阻R＝1.5Ω