2025版高考物理考點(diǎn)題型歸納總結(jié)（含答案）考點(diǎn)52　磁場及磁場對電流的作用

第十章磁場考點(diǎn)52磁場及磁場對電流的作用強(qiáng)基固本對點(diǎn)練知識點(diǎn)1安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加1.已知通電長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流強(qiáng)度成正比，與該位置到長直導(dǎo)線的距離成反比．如圖所示，現(xiàn)有通有電流大小相同的兩根長直導(dǎo)線分別固定在正方體的兩條邊dh和hg上，彼此絕緣，電流方向分別由d流向h、由h流向g，則關(guān)于a、b、c、e、f五點(diǎn)，下列說法正確的是()A．f、a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B．c、e兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為2∶1C．c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大D．c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與ac平行2．如圖為兩形狀完全相同的金屬環(huán)A、B平行豎直的固定在絕緣水平面上，且兩圓環(huán)的圓心O1、O2的連線為一條水平線，其中M、N、P為該連線上的三點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的距離滿足MO1＝O1N＝NO2＝O2P.當(dāng)兩金屬環(huán)中通有從左向右看逆時針方向的大小相等的電流時，經(jīng)測量可得M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，如果將右側(cè)的金屬環(huán)B取走，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為()A．B2－B1B．B1－eq\f(B2,2)C．B1＋eq\f(B2,2)D．eq\f(B1,3)知識點(diǎn)2安培力的分析和計算3.如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向斜向右上方，與水平方向的夾角為45°.一個四分之三金屬圓環(huán)ab置于勻強(qiáng)磁場中，圓環(huán)的半徑為r，圓心為O，兩條半徑Oa和Ob相互垂直，Oa沿水平方向，Ob沿豎直方向．c點(diǎn)將圓環(huán)等分為兩部分，當(dāng)圓環(huán)中通以電流I時，則圓環(huán)ac受到的安培力大小為()A．BIrB．eq\f(3,4)πBIrC．eq\f(1,2)BIrD．eq\f(\r(2),2)BIr4.邊長L的硬輕質(zhì)正三角形導(dǎo)線框abc置于豎直平面內(nèi)，ab邊水平，絕緣細(xì)線下端c點(diǎn)懸掛重物，勻強(qiáng)磁場大小為B垂直紙面向里．現(xiàn)將a、b接在恒定電流的正負(fù)極上，當(dāng)ab邊的電流強(qiáng)度為I，重物恰好對地?zé)o壓力，則重物重力的大小為()A．BILB．2BILC．eq\f(3BIL,2)D．eq\f(2BIL,3)5.如圖所示，水平導(dǎo)軌接有電源，導(dǎo)軌上固定有三根導(dǎo)體棒a、b、c，c為直徑與b等長的半圓，長度關(guān)系為c最長，b最短，將裝置置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，在接通電源后，三根導(dǎo)體棒中有等大的電流通過，則三根導(dǎo)體棒受到的安培力大小關(guān)系為()A．Fa＞Fb＞FcB．Fa＝Fb＝FcC．Fb＜Fa＜FcD．Fa＞Fb＝Fc知識點(diǎn)3安培力作用下的平衡和加速問題6.如圖所示，豎直平面內(nèi)有三根輕質(zhì)細(xì)繩，繩1水平，繩2與水平方向成60°角，O為結(jié)點(diǎn)，繩3的下端拴接一質(zhì)量為m、長度為l的導(dǎo)體棒，棒垂直于紙面靜止，整個空間存在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)向?qū)w棒通入方向垂直紙面向里、大小由零緩慢增大到I0的電流，可觀察到導(dǎo)體棒緩慢上升到與繩1所處的水平面成30°角時保持靜止．已知重力加速度為g.在此過程中，下列說法正確的是()A．繩1受到的拉力先增大后減小B．繩2受到的拉力先增大后減小C．繩3受到的拉力最大值為eq\r(3)mgD．導(dǎo)體棒中電流I0的值為eq\f(\r(3)mg,lB)7.(多選)某同學(xué)設(shè)計了一種天平，其裝置如圖所示．兩相同的同軸圓線圈M、N水平固定，圓線圈P與M、N共軸且平行等距．初始時，線圈M、N通以等大反向的電流后，在線圈P處產(chǎn)生沿半徑方向的磁場，線圈P內(nèi)無電流且天平平衡．設(shè)從上往下看順時針方向?yàn)檎颍?dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，可能的辦法是()A．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入正向電流B．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入負(fù)向電流C．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入正向電流D．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入負(fù)向電流培優(yōu)提能模擬練8.[2024·江蘇省無錫市、江陰市等四校聯(lián)考]科考隊進(jìn)入某一磁礦區(qū)域后，發(fā)現(xiàn)指南針靜止時，N極指向?yàn)楸逼珫|60°，如圖虛線所示．設(shè)該位置地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量為B，磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小值為()A．eq\f(B,2)B．eq\f(\r(3)B,2)C．BD．eq\r(3)B9．[2024·陜西省延安市一模]甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)簡圖，線圈繞在一個與指針、轉(zhuǎn)軸相連的鋁框骨架上，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，同一圓周上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，如圖乙．當(dāng)線圈通以如圖乙所示方向電流時，下列說法正確的是()A.a、b導(dǎo)線所受安培力相同B．線圈將按逆時針方向(正視)轉(zhuǎn)動C．換磁性更強(qiáng)的磁鐵會增大電流表的量程D．增加線圈匝數(shù)會減小電流表的量程10.[2024·云南省昆明市三中期中考試]如圖所示為一等腰直角三角形ABC，D為BC邊的中點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)處分別有一根垂直于ABC所在平面的長直導(dǎo)線．當(dāng)三根導(dǎo)線中通有大小相等，方向如圖所示的電流時，D點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.僅將B點(diǎn)處的導(dǎo)線中的電流反向，D點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．B0B．eq\r(5)B0C．2B0D．eq\r(2)B011．[2023·河北省保定市部分高中模擬]如圖甲所示，邊長為l、質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線框abc用絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，bc邊水平，導(dǎo)線框中通有沿逆時針方向、大小為I的恒定電流，線框部分處在水平虛線MN、PQ間的垂直于線框平面向外的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，MN與PQ間的距離為正三角形abc高的一半，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A．圖甲中，絕緣細(xì)線的拉力大小為mg－eq\f(1,2)BIlB．圖甲中，絕緣細(xì)線的拉力大小為mg－eq\f(\r(3),2)BIlC．將勻強(qiáng)磁場上移到圖乙中所示位置，絕緣細(xì)線的拉力會變小D．將勻強(qiáng)磁場上移到圖乙中所示位置，絕緣細(xì)線的拉力會變大

考點(diǎn)52磁場及磁場對電流的作用1．答案：C解析：由對稱性可知，f、a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但是方向不相同，A錯誤；設(shè)每根直導(dǎo)線的電流為I，則B＝eq\f(kI,r)，若正方體棱長為L,則c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bc＝eq\f(2kI,L)，e點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Be＝eq\f(\r(2)kI,L)，大小之比為eq\r(2)∶1，B錯誤；a、b、c、e、f五個點(diǎn)中c點(diǎn)距離兩通電導(dǎo)線距離都是最近的位置，且兩根通電導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁場方向相同，都沿著b→c方向，則合成后磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，C正確，D錯誤．2．答案：B解析：對于圖中單個環(huán)形電流，根據(jù)安培定則，其在中軸線上的磁場方向均是向左，故M點(diǎn)的磁場方向也是向左的，設(shè)A環(huán)形電流在M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BAM，B環(huán)形電流在M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BBM，測量可得M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，則有B1＝BAM＋BBM，而N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，則有BAM＝eq\f(1,2)B2，將右側(cè)的金屬環(huán)B取走，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為BP＝B1－eq\f(1,2)B2，B正確．3．答案：D解析：根據(jù)幾何關(guān)系，可知通電圓環(huán)在磁場中的有效長度為L＝eq\r(2)r；根據(jù)安培力公式可得，圓環(huán)ab受到的安培力大小為F＝eq\r(2)BIr，又圓環(huán)ac和圓環(huán)cb所受安培力大小相等，方向相同，所以圓環(huán)ac受到的安培力大小為F′＝eq\f(F,2)＝eq\f(\r(2),2)BIr，D正確．4．答案：C解析：根據(jù)平衡條件得mg＝BIL＋eq\f(1,2)BIL，解得mg＝eq\f(3BIL,2)，C正確．5．答案：D解析：設(shè)a、b兩棒的長度分別為La和Lb，c的直徑為d.由于導(dǎo)體棒都與勻強(qiáng)磁場垂直，則a、b、c三棒所受安培力的大小分別為：Fa＝BILa；Fb＝BILb＝BId；c棒所受安培力與長度為d的直導(dǎo)體棒所受安培力的大小相等，則Fc＝BId；因?yàn)長a＞d，則Fa＞Fb＝Fc，D正確．6．答案：D解析：對整體受力分析，重力大小和方向不變，繩1、2彈力方向不變，根據(jù)左手定則，安培力水平向右逐漸增大，由平衡條件得，水平方向F1＝F2cos60°＋BIl，豎直方向F2sin60°＝mg，電流逐漸變大，則F1增大、F2不變，A、B錯誤；當(dāng)電流增大到I0時，安培力與重力的合力最大，即繩3的拉力最大，即sin30°＝eq\f(mg,F3)，最大值為F3＝2mg，C錯誤；對導(dǎo)體棒受力分析得tan30°＝eq\f(mg,BI0l)，得I0＝eq\f(\r(3)mg,Bl)，D正確．7．答案：BC解析：當(dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，則需要線圈P需要受到豎直向下的安培力，若P處磁場方向沿半徑向外，由左手定則可知，可在P中通入負(fù)向電流，故A錯誤，B正確；若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，由左手定則可知，可在P中通入正向電流，C正確，D錯誤．8．答案：B解析：磁礦所產(chǎn)生的磁場水平分量與圖中虛線垂直時，磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小，為B′min＝Bsin60°＝eq\f(\r(3),2)B，B正確．9．答案：D解析：由左手定則可知，a、b導(dǎo)線受到的安培力大小相等、方向相反，A錯誤；由左手定則可知，a導(dǎo)線受到的安培力向上，b導(dǎo)線受到的安培力向下，線圈按順時針方向(正視)轉(zhuǎn)動，B錯誤；換磁性更強(qiáng)的磁鐵或增加線圈匝數(shù)，會使得在相同電流情況下線圈所受安培力增大，電流表的量程減小，C錯誤，D正確．10．答案：B解析：由安培定則可知，三根導(dǎo)線中的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，由幾何關(guān)系可知，A、B、C三點(diǎn)到D點(diǎn)的距離相等，三根導(dǎo)線中電流大小相等，因此導(dǎo)線中的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，則有BA＝BB＝BC，因BB、BC大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度是零，因此則有BA＝B0，則有BA＝BB＝BC＝B0，將B點(diǎn)處的導(dǎo)線中的電流反向，可知B點(diǎn)處的導(dǎo)線中的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度BC相同，即B′B＝BC，