2011-2020年高考物理试卷分类汇编之048.磁场的基本概念（含答案及解析）

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第48节 磁场的基本概念
1. 2016年上海卷21.形象描述磁场分布的曲线叫做____________,通常___________的大小也叫做磁通量密度。
【答案】磁感线；磁感应强度
【解析】为了形象的描述磁场而假想出来的曲线，曲线上任意一点的切线方向均表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度表示，在磁通量中有：，所以磁感应强度也称为磁通密度。
2. 2016年上海卷8.如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是
（A）+x方向
（B）-x方向
（C）+y方向
（D）-y方向
【答案】A
【解析】据题意，电子流沿z轴正向流动，电流方向向z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向（沿z轴负方向看），通过y轴A点时方向向外，即沿x轴正向，则选项A正确。
3.2020年上海卷4．如图，在通电螺线管轴线上的a、b、c三点和外侧的d点中，磁感应强度最大的是（ ）
（A）a点 （B）b点
（C）c点 （D）d点
答案：C
解析：通电螺线管的内部轴线中点磁感应强度最大，即c点的磁感应强度最大，C正确。
4. 2013年上海卷
13．如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是
答案：C
解析：通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是C。
5. 2017年江苏卷1．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B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 （ A ）
（A）1:1 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1
解析：根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以选项A正确；BCD错误。
6. 2011年新课标版
14．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是
A． B． C． D．
答：B
【解析】根据地磁场分布和安培定则判断可知正确答案是B。
7. 2015年理综新课标Ⅱ卷18.指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是 （ BC ）
A. 指南针可以仅具有一个磁极
B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
解析：指南针不可以仅具有一个磁极，A错误；指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，B正确；
当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故C正确；根据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转到与导线垂直，故D错误。
8. 2013年海南卷
9．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是
A．B1=B2B．B1=B2=B3
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
答案：AC
解析：本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手定则可判断出三条导线在a、b处产生的的合磁感应强度垂直直面向外，在c处垂直直面向里，且B1=B29. 2012年理综全国卷
18.如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是
A. O点处的磁感应强度为零
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D. a、c两点处磁感应强度的方向不同
【答案】C
【解析】由安培定则, 两电流在O点处的磁场方向都向下，O点处的磁感应强度不能为零, A错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，B错误；c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，C正确；c、d两点处的磁感应强度方向相同，都向下，D错误。
10. 2011年理综全国卷
15．如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
答案：C
解析：根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下，由于I1＞I2，且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小，故B1a＞B2a，则a处磁感应强度不可能为零，A错；两电流在b处产生的场强方向均垂直ac连线向下，故B错；I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上，且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大，故B1c与B2c有可能等大反向，C对；两电流在d处产生的场的方向一定成某一夹角，且夹角一定不为180°，D错。
11. 2014年物理海南卷8．如图，两根平行长直导线相距2L，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、和3 。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是 （ ）
A．a处的磁感应强度大小比c处的大
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相同
D．b处的磁感应强度为零
【答案】AD
【解析】由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场叠加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，选项A正确；b、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场等大反向，但因为左侧电流在该两处产生的磁场大小不同，B错；由右手定则可以知，a处的磁场方向垂直纸面向里，c处的磁场方向垂直纸面向外，C错；b与两条导线的距离相等，故两磁场叠加为零，D正确。
12.2019年上海学业卷15．圆弧中的电流产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零，则图中a、b两点的磁感应强度的大小关系为：Ba_______Bb， a处磁感应强度的方向为_________。
答案：小于， 垂直纸面向上
解析：由右手定则得知，左图中两个圆弧电流在a点产生的磁场方向相反，a点合磁场为两者之差，右图中两个圆弧电流在b点产生的磁场方向相同，b点合磁场为两者之和，故Ba13.2016年北京卷17.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
【答案】C
【解析】根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，C错误；在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力作用，D正确。
14.2017年新课标Ⅲ卷18．如图，在磁感应强度大小为B0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． B． C． D．
答：C
解析：如答图1所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知
如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如答图2所示，由矢量合成可知B'1=B1，
由几何关系可知：a点处磁感应强度的大小，
故C正确，A、B、D错误。
15.2018年全国卷II、20．如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上； L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2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B0，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和，方向也垂直于纸面向外。则 （ AC ）
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
解析：设L1在a,b两点产生的磁感应强度大小为B1，设L2在a,b两点产生的磁感应强度大小为B2， ；
联立可得，
16.2018年浙江卷（4月选考）12．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示。有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45?的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定金属管线（ A ）
A．平行于EF，深度为 B．平行于EF，深度为L
C．垂直于EF，深度为 D．平行于EF，深度为L
解析：根据通电直导线产生的磁场特点，距离电流越近，产生的磁场强度越大，则a点距离管线最近，EF上的点均是距离管线最近的点，管线在EF的正下方，与EF平行，。根据安培定则作出管线产生磁场的横截面如图示：
由几何关系可以确定a到管线的距离为，故BCD错误，A正确。
17.2020年北京卷8．如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是
A．偏转原因是圆盘周围存在电场
B．偏转原因是圆盘周围产生了磁场
C．仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变
D．仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变
答案∶B
解析∶AB．小磁针发生偏转是因为带负电荷的橡胶圆盘高速旋转形成电流，而电流周围有磁场，磁场会对放入其中的小磁针有力的作用，故A错误，B正确；
C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故C错误；
D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故D错误。
故选B。
18.2020年上海卷8．如图，线框abcd与通有恒定电流的长直导线MN共面。线框从位置I按以下四种方式运动，磁通量变化的绝对值最大的是（ ）
（A）平移到位置II
（B）以bc为轴转动到位置II
（C）以MN为轴转动到位置III
（D）平移到以MN为对称轴到位置III
答案：D
解析：通电导线到位置I和位置III的距离相等，到位置II 的距离最大，设位置I和位置II的磁通量分别为Φ1（方向向里）和Φ2（方向向里）；由，知位置I比位置II靠近导线，有Φ1>Φ2；
A.线框从位置I平移到位置II，有△ΦA=Φ1-Φ2，
B. 线框从位置I 以bc为轴转动到位置II，磁通量变为向外，有△ΦB=Φ1+Φ2；
C. 以MN为轴转动到位置III ，磁通量仍向里，△ΦC=0；
D. 平移到以MN为对称轴到位置III，磁通量变为向外，△ΦD=2Φ1，故选项D正确。
19.2020年浙江卷9.特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流和，。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
答案：C
解析：A．通电直导线周围产生的磁场方向由安培定判断，如下图所示
在b点产生的磁场方向向上，在b点产生的磁场方向向下，因为，所以有，
由磁场的合成可知，在b点的磁感应强度不为零，A错误；
BCD．如图所示，由磁场的合成可知，d点处的磁感应强度不为零，
两电流在a点处的磁感应强度方向都是竖直向下，两电流在c点处的磁感应强度方向都是竖直向上，BD错误，C正确。
故选C。
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