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专题42 磁现象和磁场
一、单选题
1．（2023·海南·统考高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd，埋在地
下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（ ）
A．线圈1、2 产生的磁场方向竖直向上
B．汽车进入线圈1 过程产生感应电流方向为abcd
C．汽车离开线圈1 过程产生感应电流方向为abcd
D．汽车进入线圈2 过程受到的安培力方向与速度方向相同
2．（2023·浙江·高考真题）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I 的螺绕环在霍尔元
件处产生的磁场
，通有待测电流
的直导线
垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场
。调节电阻R，当电流表示数为
时，元件输出霍尔电压
为零，则待测电流
的方向和大小分
别为（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
3．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b 相互垂直，a 平行于纸面，电流方向
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向右，b 垂直于纸面，电流方向向里，则导线a 所受安培力方向（ ）
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
4．（2022·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N 极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
5．（2021·全国·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO 与
在一
条直线上，
与OF 在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无
限长直导线通过电流I 时，所产生的磁场在距离导线d 处的磁感应强度大小为B，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．B、0
B．0、2B
C．2B、2B
D．B、B
6．（2021·浙江·统考高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺
线管是密绕的，下列说法正确的是（ ）
A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场
B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场
C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场
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D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
7．（2020·北京·统考高考真题）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
8．（2020·浙江·统考高考真题）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
9．（2019·浙江·高考真题）下列陈述与事实相符的是
A．牛顿测定了引力常量
B．法拉第发现了电流周围存在磁场
C．安培发现了静电荷间的相互作用规律
D．伽利略指出了力不是维持物体运动的原因
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10．（2014·全国·高考真题）如图（a），线圈ab、cd 绕在同一软铁芯上，在ab 线圈中通以变化的电流，
测得cd 间的电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比，则下列描述线圈ab 中电流随
时间变化关系的图中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2019·浙江·高考真题）发现电流磁效应的物理学家是（ ）
A．法拉第
B．奥斯特
C．库仑
D．安培
12．（2017·浙江·高考真题）下列描述正确的是
A．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆B．牛顿通过实验测出了万有引力常数
C．库伦通过扭秤实验测定了电子的电荷量
D．法拉第发现了电流的磁效应
13．（2017·浙江·高考真题）如图所示，两平行直导线
和
竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，
a、b 两点位于两导线所在的平面内，则（ ）
A．b 点的磁感应强度为零
B．
导线在a 点产生的磁场方向垂直纸面向里
C．
导线受到的安培力方向向右
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D．同时改变了导线的电流方向，
导线受到的安培力方向不变
14．（2018·浙江·高考真题）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场的最强的某点，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．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．垂直于EF，深度为L
15．（2017·浙江·高考真题）如图所示，把一根通电的硬直导线ab 用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导
线中的电流方向由a 向b.闭合开关S 瞬间，导线a 端所受安培力的方向是( )
A．向上
B．向下
C．垂直纸面向外
D．垂直纸面向里
16．（2017·江苏·高考真题）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．1 1∶
B．1 2∶
C．1 4∶
D．4 1∶
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17．（2017·全国·高考真题）如图所示，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
距离均为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．0
B．
C．
D．2B0
18．（2016·上海·统考高考真题）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
19．（2016·海南·高考真题）如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内，环的圆心
与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若( )
A．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
B．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向
C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向
20．（2016·北京·高考真题）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
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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
二、多选题
21．（2022·福建·高考真题）奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针
放在白金丝导线正下方，导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间，小磁针发生了明显偏转。奥斯特采
用控制变量法，继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的
影响。他能得到的实验结果有（ ）
A．减小白金丝直径，小磁针仍能偏转
B．用铜导线替换白金丝，小磁针仍能偏转
C．减小电源电动势，小磁针一定不能偏转
D．小磁针的偏转情况与其放置位置无关
22．（2022·广东·高考真题）如图所示，水平地面（
平面）下有一根平行于y 轴且通有恒定电流I 的长
直导线。P、M 和N 为地面上的三点，P 点位于导线正上方，
平行于y 轴，
平行于x 轴。一闭合的
圆形金属线圈，圆心在P 点，可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动，运动过程中线圈平面始终与地
面平行。下列说法正确的有（ ）
A．N 点与M 点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．线圈沿PN 方向运动时，穿过线圈的磁通量不变
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C．线圈从P 点开始竖直向上运动时，线圈中无感应电流
D．线圈从P 到M 过程的感应电动势与从P 到N 过程的感应电动势相等
23．（2022·全国·统考高考真题）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度
B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy 面。某同学在某地对地磁场进行了四次
测量，每次测量时y 轴指向不同方向而z 轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（ ）
测量序
号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
- 45
2
0
- 20
- 46
3
21
0
- 45
4
- 21
0
- 45
A．测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50μT
C．第2 次测量时y 轴正向指向南方
D．第3 次测量时y 轴正向指向东方
24．（2021·福建·统考高考真题）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy 平面，导线与坐标平
面的交点为a、b、c、d 四点。已知a、b、c、d 为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e 为
的中点且在y 轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a 点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其
余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（ ）
A．O 点的磁感应强度为0
B．O 点的磁感应强度方向由O 指向c
C．e 点的磁感应强度方向沿y 轴正方向
D．e 点的磁感应强度方向沿y 轴负方向
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25．（2018·全国·高考真题）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
B0和
B0，方
向也垂直于纸面向外。则（ ）
A．流经L1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为
B0
B．流经L1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为
B0
C．流经L2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为
B0
D．流经L2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为
B0
26．（2019·江苏·高考真题）如图所示，在光滑的水平桌面上，a 和b 是两条固定的平行长直导线，通过的
电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b 产生的磁场作用下静止．
则a、b 的电流方向可能是
A．均向左
B．均向右
C．a 的向左，b 的向右
D．a 的向右，b 的向左
27．（2014·海南·高考真题）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
、l 和3l．关于这三点处的磁感应强度，
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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
28．（2015·全国·高考真题）指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是（ ）
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
29．（2014·海南·高考真题）下列说法中，符合物理学史实的是
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就静止
B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因
C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场
D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转
三、解答题
30．（2022·北京·高考真题）指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对地磁场的
认识。现代科技可以实现对地磁场的精确测量。
（1）如图1 所示，两同学把一根长约10m 的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇动这根电线。
若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B 地；
（2）如图2 所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c。大小为I 的恒定电流从电极P 流入、从电
极Q 流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N 两电极间产生的电压为U。已知薄片单位体积中导电
的电子数为n，电子的电荷量为e。求磁感应强度的大小B；
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（3）假定（2）中的装置足够灵敏，可用来测量北京地区地磁场磁感应强度的大小和方向，请说明测量的
思路。
31．（2018·浙江·高考真题）所图所示，匝数N=100、截面积s=1.0×10-2m2、电阻r=0.15Ω 的线圈内有方向
垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1，其变化率k=0.80T/s．线圈通过开关S 连接两根相互
平行、间距d=0.20m 的竖直导轨，下端连接阻值R=0.50Ω 的电阻．一根阻值也为0.50Ω、质量m=1.0×10-
2kg 的导体棒ab 搁置在等高的挡条上．在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的不随时间变化的匀强磁场B2．
接通开关S 后，棒对挡条的压力恰好为零．假设棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和
导轨电阻．
（1）求磁感应强度B2的大小，并指出磁场方向；
（2）断开开关S 后撤去挡条，棒开始下滑，经t=0.25s 后下降了h=0.29m，求此过程棒上产生的热量．
四、填空题
32．（2016·上海·统考高考真题）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．
33．（2015·上海·统考高考真题）如图，两根通电长直导线a、b 平行放置，a、b 中的电流强度分别为I 和
2I，此时a 受到的磁场力大小为F，若以该磁场力的方向为正，则b 受到的磁场力大小为_____．当在a、b
的正中间再放置一根与a、b 平行共面的通电长直导线c 后，a 受到的磁场力大小变为2F，则此时b 受到的
磁场力大小为_____．
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