高考物理总复习《磁场的性质》专项测试卷含答案

第第页高考物理总复习《磁场的性质》专项测试卷含答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1.(云南昆明一中、宁夏银川一中一模)如图所示为一棱长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C点处的磁感应强度大小为()A．0 B．2BC．B D.eq\r(2)B2.(安徽黄山市二模)三根超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图所示，截面圆心构成正三角形，上方两根输电线缆AB圆心连线水平，某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里、电流大小均为I，下方输电线缆C中电流方向垂直于纸面向外、电流大小为2I，则()A．A、B输电线缆相互吸引B．A输电线缆所受安培力斜向左下方，与水平方向夹角60°C．A输电线缆在AB圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上D．正三角形中心O处磁感应强度方向水平向左3．(广东深圳市第二次调研)我国科研人员采用全新发电方式——“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续发射需求。其原理如图所示，爆炸将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器的前后有两强磁极N和S，使得上、下两金属电极之间产生足够高电压，下列说法正确的是()A．上极板电势比下极板电势低B．仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大C．仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大D．仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大4．(云南、安徽、山西、吉林、黑龙江五省二模)电动自行车是一种常用的交通工具，通过转动转把来改变车速。如图甲所示，开启电源后，在霍尔元件的上、下面之间通过恒定电流。如图乙所示，转动转把，使内部的永久磁铁靠近或远离霍尔元件，改变穿过霍尔元件的磁场强弱，使其能输出控制车速的霍尔电压。霍尔电压越大，车速越大。如图丙所示，已知永久磁铁左边是N极、右边是S极，霍尔元件的载流子是电子。下列判断正确的是()A．若顺时针转动手柄使永久磁铁靠近霍尔元件时，输出的霍尔电压变小B．若逆时针转动手柄使永久磁铁远离霍尔元件时，则车速将变快C．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则前表面电势高D．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则左侧电势高5．(多选)(陕西咸阳市普集高级中学一模)如图所示是某同学自制的电流表原理图，质量为m的均匀金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长为ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止状态时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小，MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g，设该电流表的量程为Im，则下列说法中正确的是()A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M至NB．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量不为零C．该电流表的刻度在0～Im范围内是均匀的D．该电流表的量程是Im＝eq\f(kL1,BL2)6．(浙江临海、新昌两地三校联考)如图甲所示，为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外、大小相等的电流，其中a处导线中的电流对b处导线中电流的安培力大小为F，则()A．A点和B点的磁感应强度相同B．其中b处导线所受安培力大小为FC．a、b、c、d、e处五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下D．a、b、c、d、e处五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上7．(陕西省模拟预测)如图所示，与水平面夹角均为θ＝37°的两金属导轨平行放置，间距为1m，金属导轨的一端接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的直流电源，另一端接有定值电阻R＝4Ω。将质量为0.025kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中。当开关S断开时，导体棒刚好不上滑，当开关S闭合时，导体棒刚好不下滑。已知导体棒接入电路的电阻R0＝4Ω，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2。则导体棒与导轨间的动摩擦因数为()A.eq\f(1,44) B.eq\f(3,44)C.eq\f(1,22) D.eq\f(3,11)参考答案1.(云南昆明一中、宁夏银川一中一模)如图所示为一棱长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C点处的磁感应强度大小为()A．0 B．2BC．B D.eq\r(2)B答案D解析根据右手螺旋定则，放置在FE边的电流在C点产生的磁感应强度大小为B、方向沿CM；放置在ND边的电流在C点产生的磁感应强度大小为B、方向沿FC；故C点处的磁感应强度大小为BC＝eq\r(B2＋B2)＝eq\r(2)B，故选D。2.(安徽黄山市二模)三根超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图所示，截面圆心构成正三角形，上方两根输电线缆AB圆心连线水平，某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里、电流大小均为I，下方输电线缆C中电流方向垂直于纸面向外、电流大小为2I，则()A．A、B输电线缆相互吸引B．A输电线缆所受安培力斜向左下方，与水平方向夹角60°C．A输电线缆在AB圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上D．正三角形中心O处磁感应强度方向水平向左答案C解析由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故A错误；B对A的作用力沿AB水平向左，C对A的作用力沿AC斜向右下，且大小为B对A作用力的2倍，由图可知FACcosθ＝2FABcos60°＝FAB，即C对A的作用力在水平方向的分力与B对A的作用力大小相等、方向相反，所以A受到的合力即为C对A的作用力在竖直方向的分量，其与水平方向夹角为90°，故B错误；根据右手螺旋定则可知，A输电线缆在AB圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，故C正确；A输电线在O点的磁感应强度方向垂直OA指向右上方，B输电线在O点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应斜向左上方，故D错误。3．(广东深圳市第二次调研)我国科研人员采用全新发电方式——“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续发射需求。其原理如图所示，爆炸将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器的前后有两强磁极N和S，使得上、下两金属电极之间产生足够高电压，下列说法正确的是()A．上极板电势比下极板电势低B．仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大C．仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大D．仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大答案C解析根据题意，由左手定则可知，正离子受到向上的洛伦兹力而向上偏转，负离子受向下的洛伦兹力而向下偏转，则上极板电势比下极板电势高，故A错误；根据题意可知，当上、下两金属电极之间产生足够高电压时，有eq\f(U,d)q＝qvB，解得U＝Bdv，可知两金属电极间的电动势与L和b无关，与d有关，且仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大，故B、D错误，C正确。4．(云南、安徽、山西、吉林、黑龙江五省二模)电动自行车是一种常用的交通工具，通过转动转把来改变车速。如图甲所示，开启电源后，在霍尔元件的上、下面之间通过恒定电流。如图乙所示，转动转把，使内部的永久磁铁靠近或远离霍尔元件，改变穿过霍尔元件的磁场强弱，使其能输出控制车速的霍尔电压。霍尔电压越大，车速越大。如图丙所示，已知永久磁铁左边是N极、右边是S极，霍尔元件的载流子是电子。下列判断正确的是()A．若顺时针转动手柄使永久磁铁靠近霍尔元件时，输出的霍尔电压变小B．若逆时针转动手柄使永久磁铁远离霍尔元件时，则车速将变快C．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则前表面电势高D．若霍尔元件中通有从上向下的电流时，则左侧电势高答案C解析由题图乙可知，若顺时针转动手柄，导致霍尔元件周围的磁场增加，那么霍尔元件输出控制车速的电压增大，故A错误；逆时针转动手柄使永久磁铁远离霍尔元件时，导致霍尔元件周围的磁场减弱，那么霍尔元件输出控制车速的电压减小，车速变慢，故B错误；若霍尔元件中通有从上向下的电流时，根据左手定则可知，带负电的电子向后表面移动，则前表面电势高，故C正确，D错误。5．(多选)(陕西咸阳市普集高级中学一模)如图所示是某同学自制的电流表原理图，质量为m的均匀金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长为ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止状态时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小，MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g，设该电流表的量程为Im，则下列说法中正确的是()A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M至NB．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量不为零C．该电流表的刻度在0～Im范围内是均匀的D．该电流表的量程是Im＝eq\f(kL1,BL2)答案ABC解析要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所受的安培力应向下，由左手定则知金属杆中的电流方向应从M至N，故A正确；当该电流表的示数为零时，MN与ab边重合，弹簧的弹力与金属杆的重力平衡，弹簧处于伸长状态，故B正确；设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为x0，由平衡条件得mg＝kx0，当电流为I时，对金属杆受力分析，有FA＋mg＝k(x0＋Δx)，安培力为FA＝BIL1＝kΔx，静止时弹簧伸长量的增加量为Δx＝eq\f(FA,k)＝eq\f(BIL1,k)∝I故该电流表的刻度是均匀；当Δx＝L2，则有BImL1＝kL2，得Im＝eq\f(kL2,BL1)，故C正确，D错误。6．(浙江临海、新昌两地三校联考)如图甲所示，为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景。其简化如图乙，间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心，A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外、大小相等的电流，其中a处导线中的电流对b处导线中电流的安培力大小为F，则()A．A点和B点的磁感应强度相同B．其中b处导线所受安培力大小为FC．a、b、c、d、e处五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向下D．a、b、c、d、e处五根导线在O点的磁感应强度方向垂直于ed向上答案C解析根据对称性可知A点和B点的磁感应强度大小相等，方向不同，故A错误；根据题意可知a、c处导线对b处导线的安培力大小均为F，f、d处导线对b处导线的安培力大小均为F′＝eq\f(\r(3),3)F，e处导线对b处导线的安培力大小为eq\f(F,2)，根据矢量的合成可得b处导线所受安培力Fb＝2Fsin30°＋2×eq\f(\r(3)F,3)sin60°＋eq\f(F,2)＝eq\f(5F,2)，故B错误；根据安培定则，a、d处两条导线在O点的磁感应强度等大反向，b、e处两条导线在O点的磁感应强度等大反向，a、b、c、d、e处五根导线在O点的磁感应强度方向与c导线在O点的磁感应强度方向相同，垂直于ed向下，故C正确，D错误。7．(陕西省模拟预测)如图所示，与水平面夹角均为θ＝37°的两金属导轨平行放置，间距为1m，金属导轨的一端接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的直流电源，另一端接有定值电阻R＝4Ω。将质量为0.025kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中。当开关S断开时，导体棒刚好不上滑，当开关S闭合时，导体棒刚好不下滑。已知导体棒接入电路的电阻R0＝4Ω，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2。则导体棒与导轨间的动摩擦因数为()A.eq\f(