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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
【答案】C
【解析】A．由题知，埋在地下的线圈1、2 通顺时针（俯视）方向的电流，则根据右手定则，可知线圈
1、2 产生的磁场方向竖直向下，A 错误；
B．汽车进入线圈1 过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），B 错
误；
C．汽车离开线圈1 过程中，磁通量减小，根据楞次定律可知产生感应电流方向为abcd（顺时针），C 正
确；
D．汽车进入线圈2 过程中，磁通量增大，根据楞次定律可知产生感应电流方向为adcb（逆时针），再根
据左手定则，可知汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D 错误。
故选C。
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（ ）
1
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A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
【答案】D
【解析】根据安培定则可知螺绕环在霍尔元件处产生的磁场方向向下，则要使元件输出霍尔电压
为零，
直导线
在霍尔元件处产生的磁场方向应向上，根据安培定则可知待测电流
的方向应该是
；元件
输出霍尔电压
为零，则霍尔元件处合场强为0，所以有
解得
故选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
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
2
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【答案】C
【解析】根据安培定则，可判断出导线a 左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下
方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
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
【答案】B
【解析】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A 错误；
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，B 正确；
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C 错误；
D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D 错误。
故选B。
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
【答案】B
【解析】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M 处的磁感应强
度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M 处的磁感应强度为零；两直导线在N 处的磁感应强度方向均
3
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垂直纸面向里，故N 处的磁感应强度为2B；综上分析B 正确。
故选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
D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场
【答案】B
【解析】根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近于中心位置，磁感线分布越均匀，
越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场。
故选B。
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
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【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。
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
【答案】C
【解析】A．通电直导线周围产生磁场方向由右手螺旋定则判断，
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
即
则在b 点的磁感应强度不为零，故A 错误；
B．由于
5
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可知电流
产生的磁场在d 处的磁感应强度大，则d 点处的磁场磁感应强度不可能为零，故B 错误；
C．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在a 处都是竖直向下，则两电流的合磁场在a 处方向竖直向
下，故C 正确；
D．由右手螺旋定则可知，两电流产生的磁场在c 处都是竖直向上，则两电流的合磁场在c 处方向竖直向上，
故D 错误。
故选C。
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
【答案】D
【解析】A．卡文迪许测定了引力常量，选项A 错误；
B．奥斯特发现了电流周围存在磁场，选项B 错误；
C．库伦发现了静电荷间的相互作用规律，选项C 错误；
D．伽利略指出了力不是维持物体运动的原因，选项D 正确；
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．
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势即cd 线圈中的电压
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由于磁场是线圈ab 中的感应电流产生的，所以有
综上可得
即电压大小与线圈中电流的变化率成正比，根据图（b）可判断
和
电流的变化率大小相等，
方向相反，即
图象斜率大小相等，方向相反，C 图符合。
故选C。
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
【答案】B
【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，库仑发现了库仑定律，安培发现了分
子电流假说，B 正确．
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
【答案】A
【解析】开晋勒提出三大行星运动定律.其中开普勒第一定律说明所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆故A
正确，牛顿提出了万有引力定律.但万有引力常数是英国物理学家卡文迪许通过扭砰实验测得的，故B 错误，
密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量，故C 错误；;奥斯特提出了电流的磁效应.故D 错误.
综上所述本题答案是：A
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（ ）
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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
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
【答案】D
【解析】由右手螺旋定则可知.cd 导线和ef 导线在b 处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量合成知
b 处的磁感应强度垂直纸面向外.故A 错误:
由右手螺旋定则知ef 导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外，故B 错误:
由左手定则知.cd 导线受到的安培力方向向左.故C 错误:
由题意可知，cd 导线所处的位置磁场方向发生改变，但同时自身电流方向也发生改变，由左手定则知cd
导线所受安培力方向不变.故D 正确
综上所述本题答案是：D
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
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【答案】A
【解析】根据通电直导线产生的磁场特点可知，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，则管线在EF 的正下方，与EF 平行。根据安培定则做出管线产生
磁场的横截面，b、c 两点的磁场方向与地面夹角为45°的，如图所示
由几何关系可以确定a 到管线的距离为
，即金属管线平行于EF，深度为
。
故选A。
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
【答案】D
【解析】根据安培定则可知，开关闭合后，螺线管产生的磁场等效为N 极在右端的条形磁铁产生的磁场．
根据左手定则可知，导线a 端所受安培力垂直纸面向里，选项D 正确．
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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【答案】A
【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A 正确；BCD 错误．
【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S 的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂
直面积．
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
【答案】C
【解析】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，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ 平行，且由Q 指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：
BPcos30°=
B0； 解得P 或Q 通电导线在a 处的磁场大小为BP=
B0；
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当P 中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=
B0；因外加的磁场方向
与PQ 平行，且由Q 指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a 点处磁感应强度的大小为B=
，故C 正确，ABD 错误．
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
【答案】A
【解析】据题意，电子流沿z 轴正向流动，电流方向沿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（从上向下看），通过y 轴A 点时方向向外，即沿x 轴正向，A 正确，BCD 错误。
故选A。
【点睛】首先需要判断出电子束产生电流的方向，再根据安培定则判断电流产生磁场的方向。
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( )
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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
【答案】D
【解析】当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项
AB 错误；当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针
方向的感应电流，故选项C 错误；当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次
定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D 正确．
【学科网考点定位】楞次定律
【名师点睛】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向，以及学会根据楞次定律来确定感应
电流的方向．
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
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】A．根据题意可知，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；
B．由图磁场方向可知地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，B 正确；
C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，C 错误；
D．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的作用，D 正确。
本题选错误的，故选C。
【点睛】地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场。磁北极在地理南极附近，地磁南极在
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地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。
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
【答案】AB
【解析】A．减小导线直径，仍存在电流，其产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项A 正确；
B．白金导线换成铜导线，仍存在电流，产生的磁场仍能使小磁针偏转，选项B 正确；
C．减小伏打电池电动势，只要导线中有电流，小磁场还是会发生偏转，选项C 错误；
D．通电导线产生的磁场与地磁场叠加后，其空间磁场方向与位置有关，当小磁针在不同位置时其偏转情
况不同，选项D 错误。
故选AB。
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
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
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【答案】AC
【解析】A．依题意，M、N 两点连线与长直导线平行、两点与长直导线的距离相同，根据右手螺旋定则
可知，通电长直导线在M、N 两点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，故A 正确；
B．根据右手螺旋定则，线圈在P 点时，磁感线穿进与穿出在线圈中对称，磁通量为零；在向N 点平移过
程中，磁感线穿进与穿出线圈不再对称，线圈的磁通量会发生变化，故B 错误；
C．根据右手螺旋定则，线圈从P 点竖直向上运动过程中，磁感线穿进与穿出线圈对称，线圈的磁通量始
终为零，没有发生变化，线圈无感应电流，故C 正确；
D．线圈从P 点到M 点与从P 点到N 点，线圈的磁通量变化量相同，依题意P 点到M 点所用时间较从P 点
到N 点时间长，根据法拉第电磁感应定律，则两次的感应电动势不相等，故D 错误。
故选AC。
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
【答案】BC
【解析】A．如图所示
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地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极
的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3 度的倾斜。由表中z 轴数据可看出z 轴的磁场竖直向下，
则测量地点应位于北半球，A 错误；
B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为
计算得
B ≈ 50μT
B 正确；
CD．由选项A 可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2 次测量，测量
，故y
轴指向南方，第3 次测量
，故x 轴指向北方而y 轴则指向西方，C 正确、D 错误。
故选BC。
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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【答案】BD
【解析】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O 点的距离相等，故四条导线在O 点的磁感应
强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O 点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知，
与
相互抵消，
与
合成，根据平行四边形定则，可知O 点的磁感应强度方向由O 指向
c，其大小不为零，故A 错误，B 正确；
CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b 到e 点的距离相等，故a、b 在e 点的磁感应强度大小相
等，c、d 到e 点的距离相等，故c、d 在e 点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中
在O 点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知
与
大小相等，方向相反，互相抵消；而
与
大小相等，方向如图所示，根据平行四边形
定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y 轴负方向，故C 错误，D 正确。
故选BD。
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（ ）
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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
【答案】AC
【解析】外磁场、电流的磁场方向如图所示
在b 点
B0＝B0－B1＋B2
在a 点
B0＝B0－B1－B2
由上述两式解得B1＝
B0，B2＝
B0。故AC 正确，BD 错误。
故选AC。
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
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C．a 的向左，b 的向右
D．a 的向右，b 的向左
【答案】CD
【解析】由右手螺旋定则可知，若a、b 两导线的电流方向相同，在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相
反，由于矩形线框上、下边的电流方向也相反，则矩形线框上、下边所受的安培力相同，所以不可以平衡，
则要使矩形线框静止，a、b 两导线的电流方向相反，故CD 正确．
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，
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】由安培定则可以判断，a、c 两处的磁场是两电流在a、c 处产生的磁场相加，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，故A 对；ｂ、c 与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的
磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c 两处的磁感应强度
大小不相等，故B 错；由安培定则可知，a 处磁场垂直纸面向里，c 处磁场垂直纸面向外，故C 错；b 与两
导线距离相等，故两磁场叠加为零，故D 对．
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
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【答案】BC
【解析】A．指南针不可以仅具有一个磁极，故A 错误；
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故B 正确；
C．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；
D．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，故D 错误。
故选BC。
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
【答案】ABD
【解析】试题分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解：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，物体静止，故A 正确；
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，故B 正确；
C、奥斯特发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场，故C 错误；
D、奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转，电流可以在其周围产生磁场，故D 正确．
故选ABD．
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也
是考试内容之一．
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
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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；
（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。
【答案】（1）数量级为10－5T；（2）
；（3）见解析
【解析】（1）由E = BLv 可估算得该处地磁场磁感应强度B 地的大小的数量级为10－5T。
（2）设导电电子定向移动的速率为v，t 时间内通过横截面的电量为q，
有
导电电子定向移动过程中，在
方向受到的电场力与洛伦兹力平衡，有
得
（3）如答图3 建立三维直角坐标系Oxyz
设地磁场磁感应强度在三个方向的分量为Bx、By、Bz。把金属薄片置于xOy 平面内，M、N 两极间产生电
压Uz仅取决于Bz。由（2）得
由Uz的正负（M、N 两极电势的高低）和电流I 的方向可以确定Bz的方向。
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同理，把金属薄片置于xOz 平面内，可得By的大小和方向；把金属薄片置于yOz 平面内，可得Bx的大小
和方向，则地磁场的磁感应强度的大小为
根据Bx、By、Bz的大小和方向可确定此处地磁场的磁感应强度的方向。
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．
【答案】（1）0.50T，垂直纸面向外（2）
【解析】（1）线圈的感应电动势为
流过导体棒的电流
导体棒对挡条的压力为零，有
或
，解得
，
因为安培力向上，棒中电流向左，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向外
（2）根据动量定律
，
，解得
ab 棒产生的热量
，解得
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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．
【答案】磁感线；磁感应强度
【解析】[1][2]．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．
【学科网考点定位】磁感线、磁感应强度、磁通密度
【方法技巧】本题考查定义，需要对磁感线、磁感应强度以及磁通密度概念熟悉．
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_____．
【答案】 F； 3F 或5F；
【解析】由牛顿第三定律，b 受到a 对它的磁场力为-F；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，c 在a、b 两导线处的磁感应强度大小相等，方向相反，c 导线对b 导线的作用力是它对a
导线的作用力的两倍，方向相反，a 受到的磁场力大小变为2F，那么c 导线对a 导线的作用力可能是F 也
可能是-3F，c 导线对b 导线的作用力可能是-2F 也可能是6F，故此时b 受到的磁场力为-3F 或5F．
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