2021年高考物理模擬題精練專題3

2021年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練（選修3-1）

第三部分磁場

專題3.2磁場的描述（提高篇）

選擇題

1.（2020年3月北京延慶模擬）對磁現(xiàn)象的研究中有一種“磁荷觀點(diǎn)”這觀點(diǎn)假定，在N極上聚集著正磁荷,

在S級上聚集著負(fù)磁荷。由此可以將磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象類比。引入相似的概念，得出一系列相似的定律。

例如磁的庫侖定律、磁場強(qiáng)度、磁偶極矩等。在磁荷觀點(diǎn)中磁場強(qiáng)度定義為:磁場強(qiáng)度的大小等于點(diǎn)磁荷

在該處所受磁場力與點(diǎn)磁荷所帶磁荷量的比值若用H表示磁場強(qiáng)度，F(xiàn)表示點(diǎn)磁荷所受磁場力:qm表示

磁荷量，則下列關(guān)系式正確的是（.）

HF

H=—

A.F=0mB.q，gHFcH=￥qmDq,n

【參考答案】D

F

H=—

【名師解析】根據(jù)題述磁荷觀點(diǎn)中磁場強(qiáng)度定義，可知磁場強(qiáng)度金、選項(xiàng)D正確。

2.（多選）（2019陜西榆林三模）在圖甲、乙中兩點(diǎn)電荷電荷量相等，丙、丁中通電導(dǎo)線電流大小

相等，豎直虛線為兩點(diǎn)電荷、兩通電導(dǎo)線的中垂線,0為連線的中點(diǎn)。下列說法正確的是（）

___________(T\

000、

乙

?

?

G-_____G

0-便

1

03T

A.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上,0點(diǎn)的場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都最小

B.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上,關(guān)于0點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等

C.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上,0點(diǎn)的場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都最大

D.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，關(guān)于0點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度都相等

【參考答案】AD

0_

2

【名師解析】在題圖甲中，根據(jù)場強(qiáng)公式￡=1＜「以及場強(qiáng)的合成可以知道0點(diǎn)場強(qiáng)為零;在題圖丁中，根據(jù)

右手螺旋定則以及磁場的疊加可以知道0點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，都是最小的，故選項(xiàng)A正確;題圖中和題圖丁中,

在連線和中垂線匕關(guān)于0點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度只是大小相等，但是方向不同,故選項(xiàng)B錯誤;在

題圖乙中，在中垂線上0點(diǎn)場強(qiáng)最大，但是在連線匕0點(diǎn)場強(qiáng)最小;在題圖內(nèi)中，在連線上0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

最小,在中垂線上0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,故選項(xiàng)C錯誤;在題圖乙和題圖丙中,在連線和中垂線上關(guān)于0點(diǎn)

對稱的兩點(diǎn)場強(qiáng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故選項(xiàng)D正確。

3.如圖所示，關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是（）

A.甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的

B.乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線的力的作用是通過磁體的磁場發(fā)生的

C.丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的

D.丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的

【參考答案】BC

【名師解析】甲圖中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁體對通電導(dǎo)線力的作

用是通過磁體的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發(fā)生的.綜上所述，

BC正確.

4.在一空間有方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，向外的磁場分布在一半徑為a的

圓形區(qū)域內(nèi)，向內(nèi)的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個區(qū)域，該平面內(nèi)有一半徑為伏力＞衣叼的圓形線圈，線

B

圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓.從某時刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度開始減小到公

則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為（）

-7TB(b2-a2)

A.2B.TtB^-la2)

〃,7717rBs2-2a2)

C.TtB(b2~a2)D.2

【參考答案】D

【名師解析】計(jì)算磁通量◎時，磁感線既有垂直紙面向外的，乂有垂直紙面向內(nèi)的，所以可以取垂直紙面

向內(nèi)的方向?yàn)檎较?，初態(tài)線圈磁通量＜/＞i=^2-a2）-^a2,末態(tài)線圈磁通量

111

02二共鳳匕2一Q2）一九BQ2,/?=|弧一如|二九8（。2一2Q2）

*?,2,因而磁通量的變化量為%22*112I'，故D正確，A、B、C

錯誤；

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】線圈與勻強(qiáng)磁場垂直，通過線圈的磁通量。=BS,S是線圈內(nèi)有磁場部分的面積7/,由于磁

場的方向不同，因此則分別求出磁通量，然后進(jìn)行疊加，從而即可求解。

5.關(guān)于直線電流的磁感線分布情況，正確的是（）（“?”表示電流從紙內(nèi)流出指向讀者，“x”表示電流流

向紙內(nèi)離開讀者）

A.AB.BC.CD.D

【參考答案】A

【名師解析】A、B、C三個圖是垂直紙面向外的直導(dǎo)線的電流磁場，其磁場方向根據(jù)右手螺旋定則，則大

拇指指向即為電流方向，那么彎曲的四指即為磁場方向，則為逆時針方向，且離直導(dǎo)線越近磁場越強(qiáng)，則

磁感線越密，離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，則磁感線越疏；故A正確、B、C均錯誤，D圖是垂直紙面向里的

直導(dǎo)線的電流磁場，其磁場方向根據(jù)右手螺旋定則，則大拇指指向即為電流方向，那么彎曲的四指即為磁

場方向，則為順時針方向，選項(xiàng)D錯誤。

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】本題的關(guān)鍵在于正確運(yùn)用安培定則，注意直導(dǎo)線時，大拇指向電流方向，而環(huán)形導(dǎo)線時，四

指向電流方向.

6.將面積為30X10-4巾2的圓面放入水平向右的勻強(qiáng)磁場中，圓面與磁感線之間的夾角為30°,如圖所示,

若穿過該圓面的磁通量為3。X10sWb,則此勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)等于

A.1.0X10-17B,5.0XIO-27

C.2.0XIO17D_2.0XIO-17

【參考答案】D

@3x10-5

B=-------=--------------=2.0x10-叮

【名師解析】根據(jù)磁通量力=BSsin30°,則有：Ssin30°3x1Q-4X0.5，故選項(xiàng)。正

確，ABC錯誤。

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】線圈放在勻強(qiáng)磁場中，與磁場方向不垂直，將圓面投影到與磁場垂直的方向，投影面積和磁

感應(yīng)強(qiáng)度的乘積等于磁通量，再求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。求解磁通量時，往往根據(jù)兩種特殊情況運(yùn)用投影的方法

求解。在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)線圈與磁場方向平行時，磁能量?=0；當(dāng)線圈與磁場方向垂直時，磁能量?=

7.在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖所示。有一種探測方法是，首先給金屬長直

管線通上電流，再用可以測量磁場強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：①用測量儀在金屬管線附近的水平地

面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為a；②在a點(diǎn)附近的地面上，找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，

將這些點(diǎn)連成直線EF；③在地面上過a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45°的b、c兩

點(diǎn)，測得b、c兩點(diǎn)距離為L。由此可確定金屬管線（）

水平地面

I金屬管線

I>I

L

A.平行于EF,深度為2B.平行于EF,深度為L

L

C.垂直于EF,深度為2D.垂直于EF,深度為L

【參考答案】A

【名師解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場特點(diǎn)：距離電流越近，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度越大，則a點(diǎn)距離管線最

近，EF上的點(diǎn)均是距離管線最近的點(diǎn)，管線在EF的正下方，與EF平行；

根據(jù)安培定則做出管線產(chǎn)生磁場的橫截面圖示：

L

則由幾何關(guān)系可以確定a到管線的距離為2,故A正確，BCD錯誤；

故答案為：A。

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】根據(jù)左手定則判斷電流方向，然后畫出直線電流的磁感線方向，結(jié)合幾何關(guān)系確定金屬管線

深度。

8.（2016東北三校聯(lián)考）下列關(guān)于電場和磁場的說法中，正確的是

A.在靜電場中，同一個電荷在電勢越高的地方所具有的電勢能一定越大

B.兩個靜止的完全相同的帶電金屬球之間的電場力一定等于叱a為靜電力常量，4為小球帶電量,

產(chǎn)

r為球心間距離）

C.若一小段長為L、通有電流為/的導(dǎo)體，在勻強(qiáng)磁場中某處受到的磁場力為R則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度

的大小一定不小于￡

IL/

D.磁場對通直電導(dǎo)線的安培力方向總與B和/垂直，但8、/之間可以不垂直

【參考答案】CD

【命題意圖】本題考查了電場的電勢和電勢能關(guān)系、庫侖定律，磁場的安培力、左手定則及其相關(guān)的知識

點(diǎn)。

【名師解析】根據(jù)電勢與電勢能的關(guān)系，在靜電場中，同一個正電荷在電勢越高的地方所具有的電勢能一

定越大，而同一個負(fù)電荷在電勢越高的地方所具有的電勢能一定越小，選項(xiàng)A錯誤。根據(jù)庫侖定律，兩個

靜止的完全相同的點(diǎn)電荷之間的電場力一定等于好“為靜電力常量，q為點(diǎn)電荷帶電量，，?為點(diǎn)電荷間

產(chǎn)

距離），而兩個靜止的完全相同的帶電金屬球，由于同種電荷相斥，它們之間的電場力一定小于紅a為

r2

靜電力常量，夕為小球帶電量，〃為球心間距離），選項(xiàng)B錯誤。若一小段長為￡、通有電流為/的導(dǎo)體，在

勻強(qiáng)磁場中若不垂直磁場方向，與磁場方向夾角為a,在某處受到的磁場力為凡則尸二^/小皿呢則該處磁

F

感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8=-----------:若垂直磁場方向，在某處受到的磁場力為R則尸=由3則該處磁感應(yīng)強(qiáng)

/Asina

度的大小為即一定不小于多，選項(xiàng)C正確。根據(jù)左手定則，磁場對通直電導(dǎo)線的安培力方向總垂

直于磁場方向，垂直于電流方向，即垂直于8和/決定的平面，但8、/之間可以不垂直，選項(xiàng)D錯誤。

9.（2016廣西一模）地球是一個大磁體，它的存在對地球的影響是巨大的。下列對于有關(guān)地磁場的相關(guān)說

法中，正確的是

A.地磁場的北極在地理南極附近

B.在地面上放置一枚小磁針,在沒有其它磁場的影響下靜止的小磁針的南極指向地磁場的南極

C.北半球地磁場的方向相對地面總是豎直向下的

D.地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的

【參考答案】A

【命題意圖】本題考查了地磁場的特點(diǎn)及其相關(guān)的知識點(diǎn)。

【解題思路】根據(jù)地磁場的分布特點(diǎn)可知，地磁場可視為一條形磁鐵，地磁場的北極在地理南極附近，南

極在地理北極附近，選項(xiàng)A正確。在地面上放置一枚小磁針，在沒有其它磁場的影響下靜止的小磁針的南

極指向地理南極即指向地磁場的北極，選項(xiàng)B錯誤。北半球的地磁場的方向相對地面總是斜向下的，不是

豎直向下，選項(xiàng)C錯誤。地球上赤道附近的地磁場方向和地面平行，任何地方的磁場方向與地面不平行，

選項(xiàng)D錯誤.

10.磁力玻璃擦是目前很時尚的玻璃清潔器，其原理是是利用異性磁極的吸引作用可使外面的一片跟著里面

的一片運(yùn)動，舊式磁力玻璃擦在使用時由于相對移動會導(dǎo)致前后兩面的同性磁極間距較小，由于同性磁極

相互斥力作用很容易脫落，其內(nèi)部N、S磁極分布如圖甲所示。經(jīng)過改進(jìn)后，新式磁力玻璃擦其內(nèi)部的N、

S磁極分布如圖乙所示，使用時兩片不易脫落，關(guān)于兩種磁力玻璃擦脫落的主要原因，下列說法中正確的是

A.甲圖中前后面的同性磁極間距較小，同性磁極相互斥力大，容易脫落

B.甲圖中前后面的異性磁極間距較小，異性磁極相互引力大，不容易脫落

C.乙圖中前后面的同性磁極間距較大，同性磁極相互斥力小，不容易脫落

D.乙圖中前后面的異性磁極間距較大，異性磁極相互引力小，容易脫落

向左移動用

改裝前N、S磁極分布改裝后N、S磁極分布

甲乙

【參考答案】AC

【名師解析】甲圖同性磁極間距較小，相互斥力大，容易脫落，選項(xiàng)A正確B錯誤。乙圖中前后面的同性

磁極間距較大，相互斥力小，不容易脫落，選項(xiàng)C正確。

11.磁性水雷是用一個可繞軸轉(zhuǎn)動的小磁針控制起爆電路的。軍艦被地磁場磁化后就變成了一個浮動的磁體。

當(dāng)軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是

A.磁體的吸鐵性

B.磁極之間的相互作用規(guī)律

C.電荷之間的作用規(guī)律

D.磁場對電流的作用原理

【參考答案】B

【名師解析】當(dāng)軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是磁極之間的相互作用規(guī)律，同性磁

極相排斥，異性磁極相吸引，選項(xiàng)B正確。

12.南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進(jìn)行科學(xué)測量，，“雪龍?zhí)枴笨疾礻?duì)員一次實(shí)驗(yàn)如下：在地球南

極附近用彈簧測力計(jì)豎直懸掛一未通電螺線管，如圖所示，下列說法正確的是（）

A.若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將減小

B.若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大

C.若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大

D.不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計(jì)示數(shù)均不變

【參考答案】AC

【名師解析】若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則根據(jù)安培定則可知，螺線管的下端是磁

場的N極，磁場的方向向下；又南極附近的磁場的方向向上，所以螺旋管將受到排斥力，彈簧

測力計(jì)示數(shù)將減小.故選項(xiàng)A正確，B錯誤：若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則根據(jù)

安培定則可知，螺線管的上端是磁場的N極，磁場的方向向上；又南極附近的磁場的方向向上，

所以螺旋管將受到吸引力，彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大.故選項(xiàng)C正確，D錯誤.

,計(jì)算題

1.(14分)如圖所示為發(fā)電機(jī)的原理圖.發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為一邊長為0.3m的正方形線圈，處于8=0.5T

的勻強(qiáng)磁場中.

(1)當(dāng)線圈平面與磁場方向夾角為45。時，穿過線圈的磁通量是多少？

(2)當(dāng)線圈以岫邊為軸沿順時針方向轉(zhuǎn)過90。的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是多少？

(3)當(dāng)線圈以時邊為軸沿逆時針方向轉(zhuǎn)過90。的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是多少？

【名師解析】：(1)由0=8見得：

0=BSsin45°=BZ,2sin45°=與xO.5xO.32Wb-3.2xl0-2Wb.

(2)初狀態(tài)時，0]=B￡2sin45°=0.5x0.32x^Wb=3.2xl0~2Wb

末狀態(tài)磁感線由反面穿入，正面穿出，如圖，貝U：

6=-8Z?sin45°--3.2xl0-2Wb

22-2

則