2021年高考物理模擬題精練專題3

2021年高考物理100考點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）對磁現象的研究中有一種“磁荷觀點”這觀點假定，在N極上聚集著正磁荷,

在S級上聚集著負磁荷。由此可以將磁現象與電現象類比。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、磁場強度、磁偶極矩等。在磁荷觀點中磁場強度定義為:磁場強度的大小等于點磁荷

在該處所受磁場力與點磁荷所帶磁荷量的比值若用H表示磁場強度，F表示點磁荷所受磁場力:qm表示

磁荷量，則下列關系式正確的是（.）

HF

H=—

A.F=0mB.q，gHFcH=￥qmDq,n

【參考答案】D

F

H=—

【名師解析】根據題述磁荷觀點中磁場強度定義，可知磁場強度金、選項D正確。

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

相等，豎直虛線為兩點電荷、兩通電導線的中垂線,0為連線的中點。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點的場強和磁感應強度都最小

B.圖甲和圖丁中，在連線和中垂線上,關于0點對稱的兩點場強和磁感應強度都相等

C.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上,0點的場強和磁感應強度都最大

D.圖乙和圖丙中，在連線和中垂線上，關于0點對稱的兩點場強和磁感應強度都相等

【參考答案】AD

0_

2

【名師解析】在題圖甲中，根據場強公式￡=1＜「以及場強的合成可以知道0點場強為零;在題圖丁中，根據

右手螺旋定則以及磁場的疊加可以知道0點磁感應強度為零，都是最小的，故選項A正確;題圖中和題圖丁中,

在連線和中垂線匕關于0點對稱的兩點場強和磁感應強度只是大小相等，但是方向不同,故選項B錯誤;在

題圖乙中，在中垂線上0點場強最大，但是在連線匕0點場強最小;在題圖內中，在連線上0點的磁感應強度

最小,在中垂線上0點的磁感應強度最大,故選項C錯誤;在題圖乙和題圖丙中,在連線和中垂線上關于0點

對稱的兩點場強和磁感應強度大小相等，方向相同，故選項D正確。

3.如圖所示，關于磁鐵、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，磁感應強度大小均為B的勻強磁場，如圖所示，向外的磁場分布在一半徑為a的

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

B

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

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，乂有垂直紙面向內的，所以可以取垂直紙面

向內的方向為正方向，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；

【關鍵點撥】線圈與勻強磁場垂直，通過線圈的磁通量。=BS,S是線圈內有磁場部分的面積7/,由于磁

場的方向不同，因此則分別求出磁通量，然后進行疊加，從而即可求解。

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

向紙內離開讀者）

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線的電流磁場，其磁場方向根據右手螺旋定則，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，且離直導線越近磁場越強，則

磁感線越密，離直導線越遠磁場越弱，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

直導線的電流磁場，其磁場方向根據右手螺旋定則，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D錯誤。

【關鍵點撥】本題的關鍵在于正確運用安培定則，注意直導線時，大拇指向電流方向，而環(huán)形導線時，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,則此勻強磁場的磁感應強度B應等于

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】根據磁通量力=BSsin30°,則有：Ssin30°3x1Q-4X0.5，故選項。正

確，ABC錯誤。

【關鍵點撥】線圈放在勻強磁場中，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

感應強度的乘積等于磁通量，再求出磁感應強度。求解磁通量時，往往根據兩種特殊情況運用投影的方法

求解。在勻強磁場中，當線圈與磁場方向平行時，磁能量?=0；當線圈與磁場方向垂直時，磁能量?=

7.在城市建設施工中，經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弱、方向的儀器進行以下操作：①用測量儀在金屬管線附近的水平地

面上找到磁感應強度最強的某點，記為a；②在a點附近的地面上，找到與a點磁感應強度相同的若干點，

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

點，測得b、c兩點距離為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】根據通電直導線產生的磁場特點：距離電流越近，產生的磁場強度越大，則a點距離管線最

近，EF上的點均是距離管線最近的點，管線在EF的正下方，與EF平行；

根據安培定則做出管線產生磁場的橫截面圖示：

L

則由幾何關系可以確定a到管線的距離為2,故A正確，BCD錯誤；

故答案為：A。

【關鍵點撥】根據左手定則判斷電流方向，然后畫出直線電流的磁感線方向，結合幾何關系確定金屬管線

深度。

8.（2016東北三校聯考）下列關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

r為球心間距離）

C.若一小段長為L、通有電流為/的導體，在勻強磁場中某處受到的磁場力為R則該處磁感應強度

的大小一定不小于￡

IL/

D.磁場對通直電導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系、庫侖定律，磁場的安培力、左手定則及其相關的知識

點。

【名師解析】根據電勢與電勢能的關系，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，而同一個負電荷在電勢越高的地方所具有的電勢能一定越小，選項A錯誤。根據庫侖定律，兩個

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

產

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B錯誤。若一小段長為￡、通有電流為/的導體，在

勻強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

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

/Asina

度的大小為即一定不小于多，選項C正確。根據左手定則，磁場對通直電導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。下列對于有關地磁場的相關說

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及其相關的知識點。

【解題思路】根據地磁場的分布特點可知，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

的一片運動，舊式磁力玻璃擦在使用時由于相對移動會導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，其內部N、S磁極分布如圖甲所示。經過改進后，新式磁力玻璃擦其內部的N、

S磁極分布如圖乙所示，使用時兩片不易脫落，關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C正確。

11.磁性水雷是用一個可繞軸轉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。

當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據是

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】當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據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B正確。

12.南極考察經常就南極特殊的地理位置進行科學測量，，“雪龍?zhí)枴笨疾礻爢T一次實驗如下：在地球南

極附近用彈簧測力計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端接電源負極，則彈簧測力計示數將減小

B.若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數將增大

C.若將b端接電源正極，a端接電源負極，則彈簧測力計示數將增大

D.不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數均不變

【參考答案】AC

【名師解析】若將a端接電源正極，b端接電源負極，則根據安培定則可知，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

測力計示數將減小.故選項A正確，B錯誤：若將b端接電源正極，a端接電源負極，則根據

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，彈簧測力計示數將增大.故選項C正確，D錯誤.

,計算題

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

的勻強磁場中.

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

(3)當線圈以時邊為軸沿逆時針方向轉過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