2020年高考物理最新模拟试题分类汇编磁场(解析版)
2020年全国百所名校最新高考物理磁场模拟试题汇编解析教师版(10页)
2020年全国百所名校最新高考物理磁场模拟试题汇编物理试题1、（2020·河北省衡水中学高三下学期第五次调研）如图所示，电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为1m，导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域，与两导轨相切于M、N两点，磁感应强度大小为1T、方向竖直向下，长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中，并与区域圆直径MN重合。
金属棒的有效电阻为0.5Ω，一劲度系数为3N/m的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连，另一端固定在墙壁上，此时弹簧恰好处于原长．两导轨通过一阻值为1Ω的电阻与一电动势为4V、内阻为0.5Ω的电源相连，导轨电阻不计。
若开关S闭合一段时间后，金属棒停在导轨上的位置，下列说法正确的是（）A. 金属棒停止的位置在MN的右侧B. 停止时，金属棒中的电流为4AC. 停止时，金属棒到MN距离为0.4mD. 停止时，举报受到安培力大小为2N【答案】AC【解析】A．由金属棒中电流方向从M到N可知，金属棒所受的安培力向右，则金属棒停止的位置在MN的右侧，故A正确；B．停止时，金属棒中的电流I=0rER R ++=2A的故B错误；C．设棒向右移动的距离为x，金属棒在磁场中的长度为2y，则kx=BI(2y)x2+y2=2 2 L ⎛⎫ ⎪⎝⎭解得x=0.4m、2y=0.6m故C正确；D．金属棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2N故D错误。
故选AC。
2、（2020·贵州省贵阳市四校高三下学期第五次联考）在地球北极附近，地磁场的竖直分量方向向下。
考虑到地磁场的影响，汽车在北极路面上行驶时连接前轮的钢轴有电势差，设司机左侧钢轴与轮毂连接处电势为U1，右侧钢轴与轮毂连接处电势为U2，则（）A. 汽车沿某一方向后退时，U1<U2B. 汽车沿某一方向前进时，U1<U2C. 无论汽车前进还是后退时，都满足U1>U2D. 当汽车沿某一特定方向前进或后退时，U1=U2【答案】A【解析】在北极附近，地磁场的竖直分量竖直向下，汽车的钢轴水平运动垂直切割磁感应，由右手定则可知，前进时，左侧相当于电源正极，有U 1>U 2；后退时右侧相当于电源正极，U 1<U 2，故A 正确，BCD 错误。
2020高考物理精品习题：磁场(全套含解析)高中物理(20200818125802)
【答案】A5.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内 水烧开后的保温状态，如下图10-1-9是一学生设计的电饭锅电路原理示意图,S 是用感温材料制造的开关•以下讲法中正确的选项是〔 〕A .加热状态时是用 R 1、R 2同时加热的. B. 当开关S 接通时电饭锅为加热状态， S 断开时为保温状态2020高考物理精品习题：磁场（全套含解析 ）高中物理第I 课时 部分电路？电功和电功率 i •关于电阻率，以下讲法中不正确的选项是 〔 〕 A •电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B •各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大 C .所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 D •某些合金的电阻率几乎不受温度变化的阻碍，通常用它们制作标准电阻【解析】电阻率表示导体的导电好坏，电阻率越小，导体的导电性能越好. 【答案】 A 2•一个标有” 220V A .接近于807 Q C .明显大于807 Q60W 〃的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻值〔 B 接近于0Q D .明显小于807 Q 【解析】 用多用电表的欧姆挡去测量灯泡的电阻时， 应把灯泡从电路中断开， 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，现在它的电阻明显小于正常发光时的电阻 【答案】 D 测出的是其不发光时电阻,807 Q 3•如下图10-1-7，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24户居民，因此整幢居民楼里有各种不同的电 器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等•停电时，用多用电表测得 A 、B 间的电阻为R ;供电后，各 家电器同时使用，测得 A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，那么运算该幢居民楼用电的总功率能够用的公 式是〔 〕c c U 2A . P = I 2R B.P = R C.P = IU D.以上公式都能够 【解析】 因居民楼内各种电器都有，因此不是纯电阻电路, 因此A 、B 、D 不对. 【答案】 CA 居 U 民楼 B A 图 10-1-7 4•如下图10-1-8 ,厚薄平均的矩形金属薄片边长 ab=10 cm , bc=5 cm ,当将A 与B 接入电压为U 的电路中时, 电流强度为1 A ，假设将C 与D 接入电压为U 的电路中，那么电流为 A.4A B.2A 1C. — A 21 D. —A 4 【解析】由电阻定律R = L ，当A 与B 接入电路中时,S ab »亠 R 1= R ，其中 图 10-1-8d 表示金属片的厚度•当 D 接入电路中时, bc R 2= ab d可知R 1= 4,由欧姆定律得 互=4,应选 AR 2I 1图 10-1-9C .要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8 , R 1/R 2 应为 7 : 1当 S 断开，R 1 与 R 2 串联，P'= 2202/〔 R 1 + R 2〕； P > P'A 不正确B 正确.由于电路中总电压 U 不变，D .要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的 1/8, R 1/R 2 应为〔2 . 2 — 1〕：1 应选择功率公式 P =—，可知R 2 2 2202 2202 R 2 R 2 R 1 R 2 R 1 R 28 得兰 —LJ 即D 正确 R 2 1 【答案】BD 6•电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速度 子的电量，那么其等效电流的电流强度等于 ________________ . 【解析】由电流的定义式I = q/t,那么电子的电流强度的大小应为v 在半径为r 的轨道上运动，用 e 表示电I = e/T,而电子运动的周期 ev T = 2 n /r ，得 I =2 r 【答案】 ev T7 7.—直流电源给蓄电池充电如下图 10-1-10，假设蓄电池内阻 电流表的读数为I ，那么输入蓄电池的电功率为 为 ________ ，电能转化为化学能的功率为 _ 【答案】UI,I 2r,UI-I 2r r ，电压表读数 ，蓄电池的发热功率 &某一直流电动机提升重物的装置，如下图 10-1-11 ,重物的质量 m=50kg ，电源提供给电动机的电压为 U=110V ,不计各种摩擦，当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I=5.0A , g=10m/s 2〕. 求电动机的线圈电阻大小〔取 【解析】电动机的输入功率 P = UI ，电动机的输出功率 P 1=mgv ,电动机发热功率P 2=I 2r 而 P 2=P — P i ,即卩 I 2r= UI — mgv图 10-1-11 代入数据解得电动机的线圈电阻大小为 r=4 Q 【答案】 r=4 Q 9•在图10-1-12中，AB 和A'B'是长度均为L = 2km ，每km 电阻值为p= 1Q 的两根输电线.假设发觉在 距离A 和A'等远的两点C 和C'间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻•接入电动势 E = 90V 、内 阻不计的电源：当电源接在 A 、A'间时，测得 A'间电压为 U A = 45V.求A 与C 相距 多远？ 【解析】在测量过程中的等效电路如 下图〔甲〕、〔乙〕所示•当电源接 在A 、A'时，能够认为电流仅在 A'C'CA 中流，现在U B = 72V 为漏电 阻R 上的电压.设 AC 和BC 间每根 输电线的电阻为 R AC 和R BC .那么有： 芈 R …①同理，当电源接在 E 2R AC R 图 10-1-12B 、B'间时，那么有:U AER…②2R BC R由①②两式可得:【解析】当S 闭合时， 那么可知S 闭合时为加热状态, R 1 被短路，P = 2202 /R 2；S 断开时为保温状态；即【答案】0.4km1R AC = — R BC4依照电阻定律 R = L %L ,可得A 、C 间相距为:SL AC =2km0.4km10.如下图 10-1-13 是- -种悬球式加速度仪 .它能够用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速 度.m 是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在 O 点，AB 是一根长为L 的电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好， 摩擦不计.电阻丝的中点 C 焊接一根导线.从O 点也引出一根导线，两线 之间接入一个电压表 ①〔金属丝和导线电阻不计〕.图中虚线OC 与AB 相垂直，且 OC=h ，电阻丝AB 接在电压恒为 U 的直流稳压电源上.整个 装置固定在列车中使 AB 沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直 状态•当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向 0,从电压表的 读数变化能够测出加速度的大小 〔1〕当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度 a 与0角的关系 及加速度a 与电压表读数 U'的对应关系. 图 10-1-13〔2〕那个装置能测得的最大加速度是多少 ？ 【解析】〔1〕小球受力如下图，由牛顿定律得：a=F 合=mgta ^ =gtan 0 . m m设细金属丝与竖直方向夹角为 0时，其与电阻丝交点为 D , CD 间的电压为U ；U R CD CD CD CD L U 那么 CD，故得 a=gtan 0 =g • g. U R AB AB L h hU 〔2〕因CD 间的电压最大值为 U/2，即U max -U/2，因此a max = — g.2h F E【答案】〔1〕a=gtan0.〔 2〕a max = — g2h 第H 课时 电路分析•滑动变阻器1. 如下图10-2-14，在A 、B 两端加一恒定不变的电压 U ，电阻R 1为 60 Q,假设将R 1短路，R 2中的电流增大到原先的 4倍；那么R 2为〔 〕 A . 40 Q B . 20 Q C . 120 Q D . 6 Q 【答案】B 2. 如下图10-2-15 , D 为一插头，可接入电压恒定的照明电路中， a 、b 、c 为三只 R 1R 2A vBU图 10-2-14相同且功率较大的电炉, a 靠近电源，b 、c 离电源较远，而离用户电灯 炉接入电路后对电灯的阻碍，以下讲法中正确的选项是 A •使用电炉a 时对电灯的阻碍最大 L 专门近，输电线有电阻•关于电 图 10-2-15B •使用电炉b 时对电灯的阻碍比使用电炉 a 时大 C. 使用电炉c 时对电灯几乎没有阻碍 D •使用电炉b 或c 时对电灯阻碍几乎一样【解析】输电线有一定电阻， 在输电线上会产生电压缺失. 使用电炉c 或b 时，对输电线中电流阻碍较大, 使线路上的电压缺失较大， 从而对用户电灯产生较大的阻碍， 而使用电炉a 对线路上的电压缺失阻碍甚微, 能够忽略不计. 【答案】BD3•如图10-2-16 〔甲〕所示电路，电源电动势为 E ,内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为 R ,负载电阻为 R o .当滑动变阻器的滑动端S 在某位置时，R o 两端电压为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为P .假设将R oA . R o 两端的电压将小于 E/2B . R o 两端的电压将等于 E/2C .滑动变阻器上消耗的功率一定小于 PD .滑动变阻器上消耗的功率可能大于P【解析】在甲图中，设变阻器 R 滑动头以上、以下的电阻 分不为R上、R 下，那么R o //R 下=R 上，有R o > R 上；当接成乙图 电路时，由于R o >R 上，那么R o 两端的电压必大于 E/2，故A 、 而滑动变阻器上消耗的功率能够大于 P .应选D .【答案】D4•如下图io-2-17是一电路板的示意图，a 、b 、c 、d 为接线柱，a 、d 与22oV 的交流电源连接, 间、cd 间分不连接一个电阻.现发觉电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分不测得 两点间以及a 、c 两点间的电压均为 22oV ，由此可知〔 A . ab 间电路通， cd 间电路不通 B . ab 间电路不通，bc 间电路通 C . ab 间电路通， bc 间电路不通 D . bc 间电路不通，cd 间电路通【解析】第一应明确两点：〔 1〕电路中无电流即l=o 时，任何电阻两端均无电压；〔 2〕假设电路中仅有一处断路，那么电路中哪里断路，横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压.由题可知， bd 间电压为22oV ，讲明断路点必在 bd 之间；ac 间电压为22oV ，讲明断点又必在 ac 间；两者共同区间是 bc ,故bc 断路，其余各段均完好. 【答案】CD5•传感器可将非电学量转化为电学量，起自动操纵作用.如运算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录象机、影碟机、空调机中有光电传感器 ……演示位移传感器的工作原理如下图 io-2-17，物体M 在导 轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 P ,通过电压表显示的数据， 来反映物 体位移的大小 X ，假设电压表是理想的， 那么以下讲法中正确的选项是 〔 〕A .物体M 运动时，电源内的电流会产生变化B .物体M 运动时，电压表的示数会发生变化C .物体M 不动时，电路中没有电流D .物体M 不动时，电压表没有示数【解析】滑动变阻器与电流构成闭合回路，因此回路中总是有电流的，这与与电源位置互换，接成图〔乙〕所示电路时，滑动触头 S 的位置不变，那么〔〔甲〕 〔乙〕ab 间、bc b 、d M 运动与否无关，C 错误.图〕E图 io-2-17中的滑动变阻器实际上是一个分压器，电压表测量的是滑动变阻器左边部分的电压，在图中假设杆 P 右移那么示数增大，左移那么示数减小•因表是理想的，因此 P 点的移动对回路中的电流是无阻碍的•综上所 述，只有B 正确. 【答案】 6.如下图 R 1、R 2、 P'1: P'2: 【解析】 P 1: R 1、 =6 : P 2 : R 2、 B 10-2-18的电路中，电阻 R i =1 Q, R 2=2 Q, R B =3 Q,在A 、B 间接电源，S i 、S 2都打开，现在电阻 R B 消耗的功率之比 P 1: P 2: _______ P 3= ;当S 1、S 2都闭合时，电阻 R 1、R 2、R 3消耗的功率之比 P'3= ________. 当S 1、S 2都打开时， P 3= R 1 ： R 2： R 3= 1 R 3相互并联， R 1、R 2、R 3相互串联，那么 :2: 3•当S 1、S 2都闭合时，A P'1: P'2: P'3=1/R 1： 1/R 2: 1/R 3 Si- R 2 RB 3: 2. 【答案】1 : 2 : 3, 6: S 2 图 10-2-18 7•在图 10-2-19 B 间的总电阻为 【解析】用等效替代法，可把除 R 1 与等效电阻R 为并联关系，那么R AB =RR 1〔R+R 1〕=12R 〔 12+R 〕=4，解得R=6Q , 假设 R‘1=6 Q 时，那么 R'AB =RR'1/〔 R+R'1〕=6 ⑹〔6+6〕=3 Q.【答案】3 8.如下图 10-2-20 的电路中，R 1=4 Q, R 2=10 Q, R B =6 Q, R 4=3 Q, a 、b 为接线柱，电路两端所加电压为 24V ，当a 、b 间接入一理想电流表时， - 它的示数应是多少？ 【解析】如图乙所示，从图能够看出，接入理想电流表后， 再与R 2串联；而R 2+ R 34与R 1又是并联关系.电流表测的是 的电流之和. R 34 = R 3R 4/〔 R 3+R 4〕=2 Q R 234=R 34 + R 2=12 Q|2=U/R 234 =2A l 1=U/R 1=6A【答案】6.67A 8个不同的电阻组成，R 1=12 Q,其余电阻值未知， 测得A 、 4 Q,今将R 1换成6 Q 的电阻，A 、B 间总电阻变成 ____________ Q. R 1外的其他电阻等效为一个电阻 R ，在AB 间 所示的 旦_ _a bR 3R 2l 3/|4=R 4/R 3=1/2 ••• l 3=|2/3=2/3A ,••• I A =I 1 + I 3=6.67AR 3与R 4并联, R i 与 R 3 —R 4R 2-------- 0 ——_. R4R U --------------图 10-2-20其总电阻为 电路两端加上恒定电压 U ，移动R 的滑动触片，求电流表的示数变化范畴.【解析】设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为R x . 电路连接为R 0与R x 并联，再与滑动变阻器右边部分的电阻 R - R x 串联, 9.如下图10-2-21，电路中R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器, U -乙 R ,当在U 图 10-2-21那么干路中的电流 R 并 + R — R x R 0R xR R xR o R x因此电流表示数| R 0 R xUR °R x R 0R 0 R x "、0、xR RR 0 R xXUR 。
2020版山东物理高考及解析10_专题十 磁场
2
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有
qvB=m v2 ②
r
由几何关系知
d= 2 r ③ 联立①②③式得
q = 4U ④
m B2d2
(2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为
s= r +r tan 30° ⑤
2
带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为
θ=
6
或
sin
θ
1 2
联立⑦⑨⑩ 式得
TB= d
3v0
当n≥2时,不满足0<θ<90°的要求 若在B点击中P板,据题意由几何关系得
R+2R sin θ+2(R+R sin θ)n=d 当n=0时,无解 当n=1时,联立⑨ 式得
θ=arcsin
1 4
或
sin
θ
1 4
联立⑦⑨⑩ 式得
TB=
专题十 磁场
高考物理 (山东专用)
A组 山东省卷、课标Ⅰ卷题组
考点一 磁场、安培力
1.(2019课标Ⅰ,17,6分)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强 磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒 MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为 ( )
图甲
图乙
(1)若Δt= 1 TB,求B0;
2
(2)若Δt= 3 TB,求粒子在磁场中运动时加速度的大小;
2
(3)若B0= 4mv0 ,为使粒子仍能垂直打在P板上,求TB。
qd
答案 (1) mv0
qd
(2) 3v02
2020年高考物理模拟试题分类汇编磁场(解析版)
D.三角形线框遇到的安培力的大小为
【答案】BD
【分析】
A．由图可知，导体棒MN电流方向有M指向N，由左手定章可得，安培力方向平行于线框平面，且垂直
于导体棒MN，故A错误；
BMLNMNMN
于边MN的电阻的两倍，二者为并联关系，依据欧姆定律可知，导体棒MN中的电流是导体棒
F安=mgsinθ
由a均衡可知
F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ
由c均衡可知
F绳=mcg
因为绳中拉力大小相等，故
2mgsinθ=mcg
即物块c的质量为2msinθ，故A错误；
B．b放上以前，依据能量守恒知，a增添的重力势能与a、c增添的动能之和等于c减小的重力势能，故B
错误；
C．b棒放上导轨后，a匀速上涨重力势能在增添，故依据能量守恒知，物块c减少的重力势能等于回路消
F向左
B.I顺时针，
F向右
C. I逆时针，
F向左
D. I逆时针，
F向右
【答案】
B
【分析】
金属线框
abcd放在导线
MN
上，导线中电流产生磁场，依据安培定章判断可知，线框
abcd左右双侧磁场方
向相反，线框左边的磁通量小于线框右边的磁通量，磁通量存在抵消的状况。若
MN
中电流忽然减小时，
穿过线框的磁通量将减小。依据楞次定律可知，感觉电流的磁场要阻挡磁通量的变化，则线框
应选B。
4、（2020·金太阳高三放学期线上一模）
如下图， 等边三角形线框
LMN
由三根同样的导体棒连结而成，
固定于匀强磁场中，线框平面与磁感觉强度方向垂直，线框极点
2020届高三物理磁场专题训练(带解析)
2020届高三物理磁场专题训练（共34题）一、单选题（本大题共12小题）1.如图所示，由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的I、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示。
现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变，在三个磁场区域中的运动时间之比为1：3：5，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，不计粒子重力，则()A. 磁感应强度B1：B2：B3=1：3：5B. 磁感应强度B1：B2：B3=5：3：1C. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25：2D. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27：52.如图所示，边界OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界ON上有一粒子源S。
某一时刻，从离子源S沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边界OM射出磁场。
已知∠MON=30°，从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于12T(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为()A. 13T B. 14T C. 16T D. 18T3.如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为60°的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O.L1中电流方向与L2中的相同，与L3、L4中的相反，下列说法中正确的是()A. 菱形中心O处的磁感应强度不为零B. 菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL1C. L1所受安培力与L3所受安培力大小不相等D. L1所受安培力的方向与L3所受安培力的方向相同4.如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子A，B，C先后从P点以相同的速度沿PO方向射入磁场，分别从a，b，c三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用t A、t B、t C表示，三个粒子的比荷分别用k A，k B，k C表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用T A、T B、T C表示，下列说法正确的是()A. 粒子B带正电B. t A<t B<t CC. k A<k B<k CD. T A>T B>T C5.如图所示，三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场，AB边长为L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB边的中点。
【推荐】2020届高考物理专题卷8：磁场 答案与解析
绝密★启用前高考物理专题八考试范围：磁场一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）1．电子作近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场。
如下图所示，为某种用束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为（）2．如右图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则（）A．如果粒子的速度增大为原的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原的三倍，将从f点射出C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原的二倍，也将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短3．“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理，挑选出具有所需速度的粒子的装置。
右图是某粒子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场，方向平行于轴线。
在圆柱形桶的某直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，离子束以不同角度入射，先后有不同速度的离子束射出，现有一离子发射的比荷为2×1011C/g的阳离子，且粒子束中速度分布连续，当θ=45°时，出射粒子的速度v的大小是（）A．2×106m/s B．22×106 m/sC．22×108 m/s D．42×106 m/s4．如右图所示，竖直光滑的墙面上有一闭合导线框a，在导线框a的下方有一面积比导线框a稍小的磁场区域b。
导线框a从图示位置自由下落，在其整个下落过程中，下列说法正确的是（）A ．导线框做自由落体运动B ．导线框通过磁场区域后做曲线运动C ．导线框通过磁场区域时机械能会减少D ．导线框在穿过磁场区域时，上下两个导线受到的安培力方向都向上5．2010年，上海成功举办盛大的世界博览会。
精选11 磁场(解析版)-2020年高考物理108所名校押题精选
考点11 磁场1．一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为F 。
若将该导线做成34圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为A ．F BC FD F 【答案】C【解析】通电导线为L ，此时受到的安培力为F ，制作成圆环时，圆环的半径为R ，则34 ×2πR =L ，解得R = 23L π，故ab 的长度d = R= 3π，故此时圆环受到的安培力F ′=dLF = F ，故C 正确，ABD 错误．故选C 。
2.三根通电长直导线平行放置，其截面构成等边三角形，O 点为三角形的中心，通过三根直导线的电流大小分别用I 1、I 2、I 3表示，电流方向如图所示。
当I 1=I 2=I 3=I 时，O 点的磁感应强度大小为B ，通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比，则下列说法正确的是( )A. 当I 1=3I ，I 2=I 3=I 时，O 点的磁感应强度大小为2BB. 当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3BC. 当I2=3I，I1=I3=I时，O点的磁感应强度大小为√32BD. 当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小为2√3B【答案】A【解析】解：三根导线中的电流都为I时，由题意可知三根导线到O点的距离相等，三根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小相等，设均为B0，根据安培定则可判断出三根导线中的电流在O点产生的磁感应强度的方向，如图所示：由几何关系可知相邻之间的夹角均为60°，则有B=2B0，可得：B0=12B，则：AB、当I1=3I，其在O点产生的磁感应强度变为原来3倍，方向仍水平向左，大小为3B0=32B，而I2=I3=I时，即这两根导线在O点产生的磁感应强度大小仍为B0=12B，夹角仍为120°，结合几何关系可得O点的磁感应强度大小为2B，故A正确，B错误；C、当I2=3I，其在O点产生的磁感应强度变为原来3倍，方向仍斜向左上，大小为3B0=32B，而I1=I3=I时，即这两根导线在O点产生的磁感应强度大小仍为B0=12B，夹角为60°，结合几何关系可得两导线产生的磁感应强度为√3B0=√32B，则合磁感应强度为B总=(√3B2)(3B2)=√3B，方向斜上左上方，故C错误。
2020年高考物理专题精准突破 磁场对电流的作用和磁场的叠加(解析版)
2020年高考物理专题精准突破专题磁场对电流的作用和磁场的叠加【专题诠释】一、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致．(2)特点①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱．③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点．④磁感线是假想的曲线，客观上不存在．2．电流的磁场二、安培力及其方向1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2．安培力的方向左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内．(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向．(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．三、安培定则的应用及磁场的叠加磁场叠加问题的一般解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M 、N 在c 点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场． 四、安培力作用力下的平衡或加速问题 1．安培力公式F ＝BIL 中安培力、磁感应强度和电流两两垂直，且L 是通电导线的有效长度． 2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路 (1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意安⊥B 、F 安⊥I ，如图所示．(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解． 【高考领航】【2018·高考全国卷Ⅱ】如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中 的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁 感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外．已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．则( )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0【答案】 AC【解析】 原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b 点：12B 0＝B 0－B 1＋B 2 在a 点：13B 0＝B 0－B 1－B 2由上述两式解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0.【2017·高考全国卷Ⅱ】如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零．如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )A ．0B ．33B 0C ．233B 0D ．2B 0【答案】 C【解析】 导线P 和Q 中电流I 均向里时，设其在a 点产生的磁感应强度大小B P ＝B Q ＝B 1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a 点的合磁场的磁感应强度平行于PQ 向右、大小为3B 1.又根据题意B a ＝0，则B 0＝3B 1，且B 0平行于PQ 向左．若P 中电流反向，则B P 反向、大小不变，B Q 和B P 大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为 B ′1＝B 1(方向垂直PQ 向上、与B 0垂直)，a 点合磁场的磁感应强度B ＝B 20＋B ′21＝233B0，则A、B、D项均错误，C项正确．【2015·高考全国卷Ⅱ】如图所示，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．【答案】：安培力的方向竖直向下，金属棒的质量为0.01 kg【解析】：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝BIL②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③由欧姆定律有E＝IR④式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．联立①②③④式，并代入题给数据得m＝0.01 kg.【技巧方法】1.求解有关磁感应强度的三个关键(1)磁感应强度―→由磁场本身决定．(2)合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)．(3)牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型．2.求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路【最新考向解码】【例1】(2019·江西临川高三上三校联考)如图所示，三根通电长直导线P、Q、R均垂直纸面放置，ab为直导线P、Q连线的中垂线，P、Q中电流强度的大小相等、方向均垂直纸面向里，R中电流的方向垂直纸面向外，则R受到的磁场力可能是()A．F1B．F2C．F3D．F4【答案】C【解析】由于三根直导线平行，根据安培定则和左手定则可知R受到P、Q的磁场力方向分别沿PR、QR 连线，表现为斥力。
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高考最新模拟试题分类汇编磁场
1、（2020·湖北省黄冈市八模三）.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值．则可求得流量为（ ）
A. bU B
B. cU B
C. 2c U bB
D. 2b U cB
【答案】A
【解析】 将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值， 那么电动势E ＝U ；根据粒子平衡得，U qvB q
c = 联立两式解得，U v cB
=．则流量Q ＝vS ＝vbc ＝bU B ．故A 正确，BCD 错误．
2、（2020·河北省新集中学高三下学期第一次月考）L 2是竖直固定的长直导线,L 1、L 3是水平固定且关于L 2对称的长直导线,三根导线均通以大小相同、方向如图所示的恒定电流则导线L 2所受的磁场力情况是
A. 大小为零
B. 大小不为零,方向水平向左
C. 大小不为零,方向水平向右
D. 大小不为零,方向竖直向下
【答案】A
【解析】
通电直导线产生的磁场，由右手螺旋定则可知，L1在L2处产生的磁场方向竖直向下，L3在L2处产生的磁场方向与竖直向下，即L2处的磁场方向与电流方向平行，所以安培力为零．
故选A．
3、（2020·江苏省扬州市高三下学期3月考测试一）如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I 和F的方向为（）
A. I顺时针，F向左
B. I顺时针，F向右
C. I逆时针，F向左
D. I逆时针，F向右
【答案】B
【解析】
金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。
若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。
根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。
A．I顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；
B．I顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；
C．I逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；
D．I逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
4、（2020·金太阳高三下学期线上一模）如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则（）
A. 导体棒MN受到的安培力垂直于线框平面
B. 导体棒MN中的电流是导体棒ML中电流的2倍
C. 导体棒ML和LN所受到的安培力的合力大小为F
D. 三角形线框受到的安培力的大小为1.5F
【答案】BD
【解析】
A．由图可知，导体棒MN电流方向有M指向N，由左手定则可得，安培力方向平行于线框平面，且垂直于导体棒MN，故A错误；
B．MLN边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，由左手定则可知，边MLN的电阻等于边MN的电阻的两倍，两者为并联关系，根据欧姆定律可知，导体棒MN中的电流是导体棒MLN中电流的2倍，故B正确；
CD ．中的电流大小为I ，则MLN 中的电流为2
I ，设MN 的长为L ，由题意知 F BIL =
所以边MLN 所受安培力为
122
I F B L F '==g 方向与MN 边所受安培力的方向相同，故有
3 1.52
F F F F F =+'==合 故C 错误，D 正确。
故选BD 。
5、（2020·山东省多地市高三下学期线上模拟）正三角形金属框架ABC 边长为a ，将其放置在水平绝缘桌面上，俯视如图所示。
现施加竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场，将AC 接入电路，图中电流表示数为I ，金属框架静止。
则（ ）
A. 金属框架所受的安培力为0
B. 金属框架所受摩擦力大小为BIa
C. 金属框架所受摩擦力方向水平向左
D. 若增大磁感应强度B ，金属框架一定静止
【答案】B
【解析】
A ．导线ABC 的等线长度为AC 边长度，由左手定则可知，两段导线所受安培力方向水平向左，即安培力合
力不为0，故A 错误；
BC ．由于电流表示数为I ，即为导线AC 和ABC 的电流之和，由于导线ABC 的等线长度为AC 边长度，则金属框架所受的安培力合力为
ABC AC F BI L BI L BIa =+=
由平衡可知，金属框架所受摩擦力大小为BIa ，由于安培力合力方向水平向左，则金属框架所受摩擦力方向水平向右，故B 正确，C 错误；
D ．若增大磁感应强度B ，金属框架所受安培力增大，如果安培力大于最大静摩擦力，金属框架则运动，故D 错误。
故选B 。
6、（2020·山东省烟台市中英文学校高三下学期3月月考）在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ 、MN ，相距为 L ，导轨处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。
有两根质量均为 m 的金属棒 a 、b ，先将 a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接，连接 a 棒的细线平行于导轨，由静止释放 c ， 此后某时刻，将 b 也垂直导轨放置，a 、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能静止在导轨上。
a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计。
则（ ）
A. 物块c 的质量是m sin θ
B. 棒放上导轨前，物块 c 减少的重力势能等于 a 、c 增加的动能
C. b 棒放上导轨后，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能
D. b 棒放上导轨后，a 棒中电流大小是sin mg BL
θ 【答案】D
【解析】
A ．b 棒静止说明b 棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a 棒匀速向上运动，说明a 棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c 匀速下降，则c 所受重力和绳的拉力大小平衡．由b 平衡可知，安培力大小
F 安=mg sinθ
由a 平衡可知
F 绳=F 安+m g sinθ=2mg sinθ
由c 平衡可知
F 绳=m c g
因为绳中拉力大小相等，故
2mg sinθ=m c g
即物块c 的质量为2m sinθ，故A 错误；
B ．b 放上之前，根据能量守恒知，a 增加的重力势能与a 、c 增加的动能之和等于c 减小的重力势能，故B 错误；
C ．b 棒放上导轨后，a 匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能与a 增加的重力势能之和，选项C 错误；
D ．根据b 棒的平衡可知
F 安=mg sinθ
又因为F 安=BIL ，故
sin mg θI BL
故D 正确；
故选D ．
7、（2020·湖南河南湖北广东四省高三下学期3月联考）如图所示，一U型粗糙金属导轨固定在水平桌面.上，导体棒MN垂直于导轨放置，整个装置处于某匀强磁场中。
轻轻敲击导体棒，使其获得平行于导轨向右的速度并做切割磁感线运动，运动过程中导体棒MN与导轨始终保持垂直且接触良好。
欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则磁感应强度的方向可能为（）
A. 垂直导体棒向上偏左
B. 垂直导体棒向下偏左
C垂直金属导轨平面向上
D. 垂直金属导轨平面向下
【答案】B
【解析】
欲使导体棒能够在导轨上滑行距离较大，则导体棒在滑行过程中所受摩擦力应较小，则安培力的方向应为斜向上，由右手定则和左手定则可知，磁感应强度的方向可能为垂直导体棒向下偏左，故B正确。
故选B。