三年上海高考物理一模汇编之《磁场》

上海高考物理一模汇编之《磁场》（2020-2022）一．选择题（共28小题）1．（2021秋•嘉定区期末）三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，且ad＝bd＝cd。若导线c在d点的磁感应强度大小为B，则d点处的合磁感应强度大小为（）A．B B．B C．2B D．B2．（2021秋•松江区期末）长直导线与环形导线固定在同一竖直平面内，分别通有图示方向的稳恒电流（）A．两导线有相互吸引的趋势 B．两导线有相互排斥的趋势 C．两导线有水平移动的趋势 D．因电流恒定，两导线没有相互作用3．（2021秋•浦东新区期末）已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B＝k，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流，规定磁场方向垂直纸面向外为正，则在O﹣R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是（）A． B． C． D．4．（2021秋•奉贤区期末）已知一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处磁感应强度大小为B。现有两足够长直导线均折成直角EO1F和PO2Q，按图示方式放置在同一平面内，O1与O2几乎重合，EO1与O2Q在一条直线上，PO2与O1F在一条直线上。两导线相互绝缘，且通有相等的电流I，电流方向如图所示。则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（）A．2B，2B B．B，B C．0，B D．0，2B5．（2021秋•虹口区期末）光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2。通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内。释放C，它将（）A．沿着水平面向右运动 B．沿着水平面向左运动 C．顺时针转动，同时向B靠近 D．逆时针转动，同时向A靠近6．（2021秋•长宁区期末）如图所示，两根平行的长直导线a和b中通有大小相等、方向相反的电流，此时导线a受到的磁场力大小为F1，当再加入一个与导线所在平面垂直向外的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为F2，若把所加的匀强磁场反向，则此时导b受到的磁场力大小变为（）A．F2 B．|F1﹣F2| C．F1+F2 D．|2F1﹣F2|7．（2021秋•长宁区期末）如图所示，通电长直导线右侧有一矩形线框，线框平面与直导线共面。使线框从图示实线位置向左平移到虚线位置，此时直导线正好平分线框。该过程中穿过线框的磁通量将（）A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小8．（2021秋•长宁区期末）直流电动机通电后，使线圈发生转动的力是（）A．重力 B．电场力 C．磁场力 D．摩擦力9．（2020秋•杨浦区期末）下列物理量的单位采用国际单位制的基本单位，其中正确的是（）A．功率P的单位是kg•m2/s2 B．电阻R的单位是kg•m2/（A2•s2） C．电场强度E的单位是kg•m/（A•s3） D．磁感应强度B的单位是kg•m/（A•s2）10．（2020秋•杨浦区期末）如图，a、c是通电螺线管轴线上的两点，b、d是通电螺线管中垂线上、关于轴线对称的两点，其中（）A．a点磁感应强度最大 B．b、d两点磁感应强度相同 C．b、c两点磁感应强度方向相同 D．a、c两点磁感应强度方向相反11．（2020秋•虹口区期末）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，探管从螺线管的一端到另一端，以螺线管中央为坐标原点，测得磁感应强度B随位置x的变化图象可能是（）A． B． C． D．12．（2020秋•松江区期末）磁感应强度B的单位T等价于（）A． B． C． D．13．（2021秋•静安区期末）如图，在光滑的绝缘水平桌面上，两条固定的平行长直导线a和b均通以电流，矩形金属线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流。若线框在a、b产生的磁场作用下静止，则a、b的电流可能是（）A．大小相等，方向均向左 B．大小不等，方向均向左 C．大小相等，a的电流向左，b的电流向右 D．大小不等，a的电流向左，b的电流向右14．（2021秋•崇明区期末）在光滑水平桌面上有A、C两个绝缘钉子，相距2L，一根长度为πL的软导线固定在两个钉子之间，并通有大小为I的稳定电流。当桌面上加上一个磁感应强度为B的匀强磁场后，稳定时，钉子A上受到导线的拉力大小为（）A．BIL B．2BIL C．πBIL D．2πBIL15．（2021秋•黄浦区期末）下列关于电场线和磁感线的说法不正确的是（）A．都是闭合曲线 B．都是假想的线 C．都不会相交 D．都用疏密表示场的强弱16．（2020秋•黄浦区期末）如图所示，水平光滑金属导轨MN和PQ的左端接有内阻不计、电动势为E的电源，质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab，用无摩擦的金属环套在导轨上，ab与PQ的夹角为θ，垂直纸面的匀强磁场磁感应强度为B。若导轨与连接线电阻不计，接通电源瞬间，金属棒受到的安培力及加速度的大小分别为（）A．， B．， C．， D．，17．（2020秋•静安区期末）直流电动机通电后，使线圈发生转动的力是（）A．库仑力 B．电场力 C．磁场力 D．万有引力18．（2020秋•宝山区期末）描述磁场强弱的物理量是（）A．磁感应强度 B．磁通量 C．磁通量的变化量 D．磁场力19．（2020秋•徐汇区期末）a、b两个相同螺线管，电流、导线和匝数都相同，绕法不同。测得螺线管a内中部的磁感应强度为B，则在螺线管b内中部的磁感应强度为（）A．0 B．B C．2B D．﹣B20．（2019秋•黄浦区期末）下列与磁场有关的说法中正确的是（）A．磁场是假想的，不是客观存在的物质 B．描述磁场的磁场线是客观存在的 C．磁场的强弱与放入其中导线的电流有关 D．通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关21．（2019秋•浦东新区期末）把一玻璃板水平放置在蹄形磁铁上面，在玻璃板上均匀地撒上一些铁粉，轻轻地敲击玻璃板，铁粉分布如图所示，这个实验（）A．证明磁感线是真实存在的 B．说明磁铁内部不存在磁场 C．说明铁粉分布的地方才有磁场 D．用铁粉的分布模拟了磁感线的分布22．（2019秋•虹口区期末）如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直．用磁传感器测量ab上各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小，在计算机屏幕上显示的图象大致是（）A． B． C． D．23．（2020秋•崇明区期末）首先发现小磁针在通电导线周围会发生偏转现象的物理学家是（）A．法拉第 B．奥斯特 C．科拉顿 D．麦克斯韦24．（2019秋•杨浦区期末）物理学中用磁感应强度B表征磁场的强弱，磁感应强度的单位用国际单位制（SI）中的基本单位可表示为（）A． B． C． D．25．（2019秋•奉贤区期末）如图所示，电路中电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为fa、fb，判断可知这两段导线（）A．相互排斥，fa＞fb B．相互吸引，fa＞fb C．相互排斥，fa＜fb D．相互吸引，fa＜fb26．（2019秋•奉贤区期末）如图，一段直导线长为1m，通有1A的恒定电流，置于匀强磁场中受到垂直于纸面向外的大小为1N的磁场力。据此，磁感应强度（）A．大小和方向都能确定 B．大小和方向都不能确定 C．大小能确定，方向不能确定 D．大小不能确定，方向能确定27．（2019秋•奉贤区期末）下列物理量属于矢量的是（）A．电流强度 B．磁通量 C．电场强度 D．电势差28．（2019秋•青浦区期末）如图，一根容易形变的弹性轻导线两端固定。导线中通有如图箭头所示的电流I．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加如图所示的匀强磁场B时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）A． B． C． D．二．实验题（共1小题）29．（2021秋•松江区期末）如图1所示为用DIS研究通电螺线管的磁感应强度的实验：（1）该实验用的是传感器；实验时要确保传感器的探管与螺线管的重合；（2）甲、乙两位同学实验得到的磁感应强度随传感器伸入的距离变化关系如图2所示。甲同学得到的图像在第四象限的原因是；乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是。（3）若将通电螺线管内部的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度为B，已知：螺线管长度L、匝数N、横截面积S、电阻R，则穿过通电螺线管的磁通量为。三．填空题（共11小题）30．（2021秋•杨浦区期末）如图为电磁流量计的示意图，圆管用非磁性材料制成，匀强磁场方向如图所示。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上a、b两点间的电势差U就可以知道管中液体的流量——单位时间内流过管道横截面的液体体积Q。已知圆管直径为d，磁感应强度为B，设管中各处液体的流速v相同。可推得：Q与v的比例系数为，Q与U的关系式为：Q＝。31．（2021秋•杨浦区期末）在磁感应强度为B的匀强磁场中，半径为R的半球形球壳如图（a）放置，穿过它的磁通量为；面积为S的矩形线框在该磁场中的初始位置如图（b）中实线所示，线框绕O轴逆时针转动到与磁场垂直的虚线位置，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为。32．（2021秋•虹口区期末）反映磁场的力的性质的物理量是，匀强磁场的磁感线是平行的直线。33．（2021秋•宝山区期末）如图，为了研究磁体S极附近Q点的磁场强弱，在该处垂直于磁场方向放置“很短”的一小段通电导线，设导线中的电流为I，导线的长为l，受到的磁场力为F。若改变I或l，则比值将（选填“发生变化”或“保持不变”）。试问通电导线为什么要取得“很短”？34．（2020秋•长宁区期末）电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把m＝2g的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止加速到v＝10km/s。已知轨道宽l＝2m，长s＝100m，通过的电流为I＝10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B＝T，磁场力的最大功率P＝W（轨道摩擦不计）。35．（2020秋•徐汇区期末）如图，假设地球质量分布均匀，距地心O为r处的B点，有一质量为m的质点。已知地球质量为M，引力常量为G，类比电场强度的定义式，可推知地球在B点的引力场强度大小为E＝；类比磁场中的磁通量，若要在电场中引入电通量Φ的概念，你认为可用Φ＝表示，并对你的表达式中的物理量符号进行说明：。36．（2020秋•奉贤区期末）磁通量是描述穿过面积的磁感线的多少。某同学说：若某处磁感线越密，则磁通量就越大。你认为该同学的说法是否正确？（需要简要说明理由）。37．（2019秋•徐汇区期末）磁感应强度B是描述的物理量，单位面积的磁通量被称为。38．（2020秋•崇明区期末）在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，磁传感器（选填“需要”或“不需要”）调零。能描述通电螺线管内磁感应强度大小B与磁传感器插入螺线管的长度x间关系的图线可能是。39．（2019秋•奉贤区期末）如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场垂直它们所在的面，磁感应强度为B，其边缘恰好与a线圈重合，则穿过a的磁通量为，穿过a、b两线圈的磁通量之比为。40．（2019秋•青浦区期末）小明根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在“重力”场。用假想的线描述重力场，如右图所示，最合理的是：；物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场（选填“强”或“弱”）。

上海高考物理一模汇编之《磁场》（2020-2022）答案与解析一．选择题（共28小题）1．【答案与解析】由于直导线c在d点处的磁感应强度大小为B，又因为a、b、c三根导线中电流强度相同，且ad＝bd＝cd，所以直导线a、b在d点的磁感应强度大小也等于B，根据安培定则可判断方向如图所示：a和b直导线在d点产生的磁感应强度方向向上，合成后大小为2B，c直导线在d点产生的磁感应强度方向向左，大小为B，根据平行四边形法则，可知a点的磁感应强度大小为：B合＝＝B，故D正确，ABC错误。故选：D。2．【答案与解析】直导线固定不动，根据右手螺旋定则知，直导线下方的磁场垂直纸面向里，在环形导线的上方和下方各取小微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向上，由于离直导线越远，磁场强度越小，根据F＝BIL可知，环形导线所受合力向下，根据力的作用是相互的，可知两导线有相互排斥的趋势，故B正确，ACD错误。故选：B。3．【答案与解析】根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零。由于规定B的正方向即为垂直纸面向外，所以A正确，BCD错误；故选：A。4．【答案与解析】两导线相互绝缘，通有相等的电流，根据安培定则可知，01F在M处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，O2Q在M处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，根据磁场的叠加原理M处磁感应强度大小为0。两导线相互绝缘，通有相等的电流I，根据安培定则可知，PO2在N处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，O2Q在N处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，根据磁场的叠加原理N处磁感应强度大小为2B。故ABC错误，D正确。故选：D。5．【答案与解析】根据安培定则A导线下方产生垂直于纸面向外的磁场，B导线上方产生垂直于纸面向外的磁场，根据左手定则判断导线C受到向右的安培力，故C沿着水平面向右运动，故A正确，BCD错误。故选：A。6．【答案与解析】a和b中通有方向相反的电流，则a和b之间产生相互排斥的磁场力大小为F1，如图1所示，当再加入的匀强磁场的方向为垂直纸面向外时，对a、b产生的磁场力大小均为F0。对于a，F1与F0的方向相同，则a受到磁场力大小F2＝F1+F0把所加的匀强磁场反向变为垂直纸面向里，b受到的F0的方向变为水平向右与F1反向，则b受到磁场力大小Fb＝|F1﹣F0|＝|2F1﹣F2|故选：D。7．【答案与解析】由题，通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越疏，则当线框靠近通电导线，线框的左侧边框没有通过导线所在位置时，穿过线框的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大；当线框平移到虚线位置，此时直导线正好平分矩形线框，磁通量为零，故从线框的左侧边框通过导线所在位置到线框平移到虚线位置磁通量逐渐减小，故D正确，ABC错误。故选：D。8．【答案与解析】由于直流电动机的线圈置于磁场之中，通电之后线圈受到磁场的作用力发生转动，故C正确，ABD错误；故选：C。9．【答案与解析】A、由公式，可知功率的单位是kg•m2/s3，故A错误；B、由公式，可知电阻的单位是kg•m2/（A2•s3），故B错误；C、由公式，可知电场强度的单位是kg•m/（A•s3），故C正确；D、由公式，可知磁感应强度的单位为kg/（A•s2），故D错误；故选：C。10．【答案与解析】由安培定则可知，通电螺线管左侧为S极，右侧为N极，磁感线在通电螺线管外部从N极出发回到S极，在通电螺线管内部由S极回到N极；AB、a点在螺线管端面处，c点在螺线管内部，b、d点在螺线管中部，此时c点处磁感线最密集，故c点处磁感应强度最大，b、d关于轴线对称，磁感应强度大小相等，方向相同，故A错误，B正确；CD、c点位于通电螺线管内部，此时磁感线方向由S极到N极，故此时c点磁感应强度方向向右，b在通电螺线管外部，此时磁感线从N极出发回到S极，故b点磁感应强度方向向左，a点在S极附近，此时a点的磁感应强度方向向右，故a、c两点磁感应强度方向相同，b、c两点磁感应强度方向相反，故CD错误；故选：B。11．【答案与解析】通电螺线管内部的磁场可近似认为是匀强磁场，由于内部磁感线比管口密，磁感应强度B较大，磁感应强度的大小关于O点对称，根据该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小，故BD正确，AC错误。故选：D。12．【答案与解析】磁感应强度B＝，磁感应强度单位为T，则1T＝，故A正确，BCD错误。故选：A。13．【答案与解析】A、若a、b电流大小相等，方向向左，根据安培定则以及磁场叠加可知，在线框上边所在处的磁场方向垂直与纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，线框上边所受的安培力向下，下边所受的安培力也向下，则线框不能处于静止状态，故A错误；B、若通以大小不等的电流，若a导线电流大于b导线电流，根据安培定则和场强叠加原理，可能使得线框上边与下边磁场相反，电流也相反，安培力方向相同，不平衡；也可能上下边所处的磁场方向相同，但通过通电直导线感应磁场分布的特点可知，上边的磁场强度大于下边的磁场强度，线框的上下边电流相同，故线框上边安培力大于下边安培力，受力不平衡，若a导线电流小于b导线电流，同理分析，故B错误；C、大小相等，a的电流向左，b的电流向右，由安培定则和场强叠加原理可知上下边所处的磁场强度大小和方向都相同，电流相反，安培力等大反向，故受力平衡，故C正确；D、大小不相等a的电流向左，b的电流向右，由安培定则和场强叠加原理可知上下边所处的磁场强度相同，大小不等，电流相反等大，安培力反向不等大，故受力不平衡，故D错误。故选：C。14．【答案与解析】导线在磁场内有效长度为2L，故该软导线受到安培力大小为：F＝2BIL，其中钉子A上受到导线的拉力大小为＝BIL，故A正确，BCD错误。故选：A。15．【答案与解析】A、电场线可以由正电荷指向负电荷或无穷远，所以电场线不是闭合的，而磁感线是闭合的，故A错误；B、电场线和磁感线均是假想的线，实际中并不存在，故B正确；C、电场线和磁感线均表示场的大小和方向，均不会相交，故C正确；D、电场线和磁感线的疏密均表示场的强弱，故D正确。本题选错误的，故选：A。16．【答案与解析】根据安培力公式F＝BIL可得：金属棒受到的安培力F＝BIL＝BL，方向垂直ab棒斜向下根据牛顿第二定律可知F合＝ma，则F合＝F安sinθ＝ma则a＝，故D正确，ABC错误；故选：D。17．【答案与解析】由于直流电动机的线圈置于磁场之中，通电之后线圈受到磁场的作用力发生转动，故C正确，ABD错误；故选：C。18．【答案与解析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，反映了磁场的性质，故A正确，BCD错误。故选：A。19．【答案与解析】在图（b）中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在b中螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故BCD错误，A正确。故选：A。20．【答案与解析】A、磁场是实际存在的，不是假想的，磁感线是假想的，故AB错误；C、磁场的强弱是由磁场本身的性质决定的，与其中是否放入电流无关，故C错误；D、通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关，故D正确。故选：D。21．【答案与解析】蹄形磁铁周围的铁粉会在磁场力的作用下移动，则轻轻地敲击玻璃板，铁粉分布模拟了磁感线的分布，故ABC错误，D正确。故选：D。22．【答案与解析】通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，如图所示：那么各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小从a向b先增大，后减小到零，再反向增大，最后减小，故C选项正确，ABD错误；故选：C。23．【答案与解析】1820年，奥斯特首先发现小磁针在通电导线周围会发生偏转现象，故ACD错误，B正确。故选：B。24．【答案与解析】磁感应强度B＝，磁感应强度单位为T，则1T＝＝＝1，故A正确，BCD错误；故选：A。25．【答案与解析】无论电键S置于a处还是b处，导线MM'与NN'的电流方向始终相反，根据平行通电直导线间的相互作用规律可知，反向电流相互排斥。当电键S置于a处时，电源为一节干电池，电流较小；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流较大；电流越大，周围产生的磁感应强度B越大，根据F＝BIL可知，平行直导线间的相互作用力越大，fa＜fb，故C正确，ABD错误。故选：C。26．【答案与解析】导线在磁场中受到的磁场力不仅与导线的长度、电流的大小有关，还与磁场的方向、磁感应强度的大小有关，所以知道导线的长度、电流的大小和磁场力的大小，不能确定磁感应强度的大小和方向。故ACD错误，B正确。故选：B。27．【答案与解析】ABC、磁通量、电势差是只有大小没有方向的标量，不是矢量。电流有方向，表示正电荷定向移动的方向，但电流运算时不遵守平行四边形定则，所以电流是标量。故ABD错误。C、电场强度是既有大小又有方向的矢量。故C正确。故选：C。28．【答案与解析】A、图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误B、由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故B正确C、由左手定则判得，安培力的方向垂直直面向里，故C错误D、由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故D错误故选：B。二．实验题（共1小题）29．【答案与解析】（1）因实验研究的是通电螺线管的磁感应强度，则该实验用的是磁传感器；实验中测量的是螺线管轴线上每个点的磁感应强度，故实验时要确保传感器的探管与螺线管的中心轴线重合；（2）甲同学得到的图像在第四象限，磁感应强度方向为负，其原因是甲同学将探管从螺线管的另一端插入（或通过螺线管的电流方向相反）；乙同学在螺线管两侧管口测得磁感应强度为零的原因是螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零。（3）穿过螺线管的磁通量为Φ＝Bs故答案为：（1）磁；中心轴线；（2）甲同学将探管从螺线管的另一端插入（或通过螺线管的电流方向相反）；螺线管通电后，探管位于螺线管管口时将磁传感器调零；（3）BS。三．填空题（共11小题）30．【答案与解析】流量是指单位时间流过横截面的体积，即则Q与v的比例系数为：；导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，则有解得：则流量为：Q＝Sv＝故答案为：；31．【答案与解析】在磁感应强度为B的匀强磁场中，半径为R的半球形球壳如图（a）放置，有效面积为S有＝πR2；，所以穿过它的磁通量为Φ＝BS有＝B•πR2；面积为S的矩形线框在该磁场中的初始位置如图（b）中实线所示，穿过它的磁通量为Φ1＝BScosθ；线框绕O轴逆时针转动到与磁场垂直的虚线位置，磁感线从矩形线框另一侧穿过，所以穿过线框的磁通量Φ2＝﹣BS，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2﹣Φ1＝﹣BS（cosθ+1），即磁通量的变化量大小为BS（cosθ+1）。故答案为：B•πR2；BS（cosθ+1）32．【答案与解析】磁感应强度是反映磁场的力的性质的物理量，匀强磁场是场强的大小和方向处处相同的