1、高考物理电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析一、选择题1一回旋加速器当外加磁场一定时，可把质子加速到v，它能把氚核加速到的速度为 （）AvB2vCD2质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）AM带正电，N带负电BM的速率大于N的速率C洛伦磁力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间3如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上若两
2、个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t4对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（ ）A磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比B磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关D磁感线越密，磁感应强度越大5电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。工作原理如图所示，将患者血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中，测出管壁上MN两点间的电势差为U，已知血管的直
3、径为d，则血管中的血液流量Q为（ ）ABCD6如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为1、2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么ABCD7如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向
4、上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（ ）A粒子带正电荷B粒子分裂前运动速度大小为C粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向D粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R8笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭则元件的（ ）A前表面的电势比后表面的低
5、B前、后表面间的电压与无关C前、后表面间的电压与成正比D自由电子受到的洛伦兹力大小为9如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。则下列说法正确的是 （ ）A带电粒子从磁场中获得能量B带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关C带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关D带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大10下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶
6、炼金属C图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理11教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通
7、电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）A图甲中，从上往下看，液体沿顺时针方向旋转B图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动D图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动12如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等有mambmcmd，以不等的速度vavbvcvd进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )A射向P1的是a离子B射向P2的是b离子C射到A1的是c离子D射到A2的是d离子13如图，条形磁铁平放于水平桌面上，
8、在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）A桌面对磁铁的支持力增大B桌面对磁铁的支持力减小C桌面对磁铁的支持力不变D以上说法都有可能14如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示在时间内直导线中电流向上，则在时间内线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左15如图，等边三角形线框L
9、MN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为A2FB1.5FC0.5FD016如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（）A两环静止不动 B两环互相远离C两环互相靠近 D两环同时向左运动17关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（ ）A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场
10、方向垂直，也不跟电流方向垂直18如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力19如图所示，带电粒子以初速度以v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为Av
11、0B1/ v0C2 v0Dv0/220导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是A由题目已知条件可以算得通过导线的电流为B题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断C每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为D改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变21在两个倾角均为的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分
12、别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面向上，如图所示，两金属棒均处于平衡状态则两种情况下的电流之比I1:I2为Asin:1B1:sinCcos:1D1:cos22如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x轴成30角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为AB12C11D2123一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从A处进入长为d、宽为h的磁场区域如图所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧AB的长为L，则()A电子在磁场中运动的时间为t=B电子在磁场中
13、运动的时间为t=C洛伦兹力对电子做功是BevAhD电子在A、B两处的速度相同24如图所示，以O为圆心的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外的勻强磁场，磁场边界上的A点有一粒子发射源，沿半径AO方向发射出速率不同的同种粒子（重力不计），垂直进入磁场，下列说法正确的是A率越大的粒子在磁场中运动的时间越长B速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长C速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大D速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大25如图所示，一根长为的铝棒用两个劲度系数均为 的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中， 磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流方向从左到右时，弹簧的长度 变化了，则下面说法正确的
14、是（ ）A弹簧长度缩短了，B弹簧长度缩短了，C弹簧长度伸长了，D弹簧长度伸长了，【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C解析：C【解析】【分析】【详解】在回旋加速器内加速有解得，可知最终的速度与荷质比有关，质子荷质比为1，氚核荷质比为 ，能把氚核加速到的速度为，C正确。故选C。2B解析：B【解析】【分析】【详解】A. 根据左手定则，可知，M带负电，N带正电，A错误；B. 粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：解得：同一磁场，又M和N两粒子的电荷量相同，故轨道半径大小r和速度v成正比，故B正确；C. 洛伦兹力每时每刻与速度垂直，不做功，C错误；D. 粒子在磁场中运动的周期T的计算
15、如下：同一磁场，M和N两粒子的电荷量相同，故两粒子在磁场中运动的周期相同，它们均运动了半个周期，故它们运动的时间相同，D错误；故选B。3C解析：C【解析】试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由，得：，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹应为pa，因周期可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t，C正确；【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛
16、伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，4A解析：A【解析】【分析】【详解】A磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元IL、磁场力F均无关，且是比值定义法定义的磁感应强度，体现B由磁场本身决定，故A错误，符合题意；BD人为引入的磁感线描述磁场的强弱和方向，磁感线在某点的切线方向表示磁场方向，磁感线的密度表示磁场的强弱，磁感线越密，磁感应强度越大，故BD正确，不符题意；C磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，是由磁场本身因素决定的，而与检验电流I无关，故C正确，不
17、符题意。本题选错误的，故选A。5B解析：B【解析】【分析】【详解】导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，有解得而流量为故B正确，ACD错误。故选B。6B解析：B【解析】【分析】金属导体自由电荷为电子，根据左手定则知电子受到洛伦兹向上，知上表面带负电，下表面带正电，上表面的电势比下表面的低。抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷的移动速度，从而得出上下表面的电势差。【详解】因为上表面的电势比下表面的低，因为evB=e，解得：，因为电流I=nevs=nevab，解得：所以1-2=-，故B正确。故选B。【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电荷在
18、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡。7C解析：C【解析】【详解】A带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力和重力平衡，即有电场力方向与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；B由于分裂前粒子做圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力可得可得 其中解得故B错误；CD由于电荷量和质量均减半，所以两个粒子受到的电场力和重力仍相等，所以粒子2也做匀速圆周运动；分裂前根据洛伦兹力提供向心力可知粒子沿逆时针方向运动，分裂后粒子1仍逆时针方向运动，所以粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，由于半径变为，所以粒子1的速度为分裂前速度的3倍，根据动量守恒定律可知解得分裂后粒子2的速度为根据左手定则可
19、知粒子2也沿逆时针方向做匀速圆周运动，分裂后粒子2的速度小于粒子1的速度，粒子2做匀速圆周运动的半径小于，故C正确，D错误；故选C。8D解析：D【解析】【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误9C解析：C【解析】【详解】A、由回旋加速器原理可知，它的核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，两盒间的窄缝中形成匀强磁场，交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子
20、在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的匀强电场一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速，在磁场中洛伦兹力不做功，带电粒子是从电场中获得能量的，故A错误.B、粒子从D形盒出来时速度最大，由qvB=m，粒子被加速后的最大动能Ekm=m=,可见带电粒子加速所获得的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压的大小无关，故B错误，C正确.D、高频电源周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同，由带电粒子做圆周运动的周期T=2可知，周期T由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与半径无关，故D错误.故选：C.【点睛】解决本题的关键是掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子是从电场中获得能量，
21、但回旋加速器的最大速度与电场无关，与磁感应强度和D形盒的半径有关.10D解析：D【解析】【分析】【详解】A图甲是通电导线周围存在磁场的实验，研究的电流的磁效应，这一现象是物理学家奥斯特首先发现，选项A错误；B图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属，选项B错误；C图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感现象，选项C错误；D图丁在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，目的保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，选项D正确。故选D。11D解析：D【解析】【分析】【详解】A根据图甲中电源的正负
22、极判断在液体中形成的电流方向为正极导线指向负极导线，磁场方向从下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转，A错误；B如果改变电源的正负极，液体中电流的方向反向，磁感线方向不变，则安培力方向改变，所以液体的旋转方向改变，B错误；C图乙中给装置通电，弹簧中每一圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，脱离水银液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下振动；纯酒精不导电，所以接通电源后，弹簧中无电流，不会上下振动，C错误；D如果改变电源的正负极，根据C选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动，D正确。故选D。12A解析：A【解析】试题分析：通过在磁场中偏转知
23、，粒子带正电在速度选择器中，有qE=qvB，只有速度满足一定值的粒子才能通过速度选择器所以只有b、c两粒子能通过速度选择器a的速度小于b的速度，所以a的电场力大于洛伦兹力，a向P1板偏转故A正确，B错误只有b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场B2，根据，知质量大的半径大，知射向A1的是b离子，射向A2的是c离子故C、D错误故选A考点：速度选择器；带电粒子在匀强磁场中的而运动.13B解析：B【解析】【分析】【详解】直导线放置在条形磁铁中央，直导线受到水平向左的磁场，根据左手定则可知直导线受到竖直向下的安培力，根据牛顿第三定律可知，直导线对磁铁一个竖直向上的力，故桌面对磁铁的支持力减小，故B正确，
24、ACD错误。故选B。14C解析：C【解析】【详解】BD在时间内，直导线中的电流向上，由乙可知在T时间内直线电流方向向下，根据安培定则知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流；故B项不合题意，D项不合题意AC根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力所以金属框所受安培力的合力水平向右，故A项不合题意，C项符合题意15B解析：B【解析】【分析】【详解】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端各电
25、压相等的特点可知，上下两路电流之比如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式，可知，得，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为，故本题选B16C解析：C【解析】【详解】同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,知两线圈的运动情况是相互靠近,故C对；ABD错；故选C17C解析：C【解析】【分析】左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向【详解】根据左手定则的内容知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直，故
26、C正确，ABD错误【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，知道安培力垂直于电流方向与磁场方向构成的平面18A解析：A【解析】【分析】【详解】AB根据E=BS可知，无论线圈绕轴P1和P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应电流相等，故A正确，B错误；C由楞次定律可知，线线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是adcba，故C错误；D由于线圈P1转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=BLI可知，线圈绕P1转动时dc边受到的安培力等于绕P2转动时dc边受到的安培力，故D错误。故选A。19C解析：C【解析】【详解】设oa=ob=d，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周
27、运动，所以圆周运动的半径正好等于d，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：，如果换成匀强电场，水平方向以v0做匀速直线运动，在水平方向：d=v0t2，竖直沿y轴负方向做匀加速运动，即：，解得：，则=2v0，故选C【点睛】带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和垂直于电场的运动规律；而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半径20A解析：A【解析】【分析】判断洛伦兹力的方向用左手定则，电流由其定义I=Q/t确定，洛伦兹力的集中表现为安培力。【详解】电流：，则A正确；导线受到的安培力的方向由左手定则判断，则B错误；粒子
28、所受的洛伦兹力为F洛=qvB，导线长度为L，则其受的安培力为：F=nqLSvB=BIL，则C错误；洛伦兹力方向反向决定了所受到的安培力方向也反向，则D错误；故选A。【点睛】本题考查电流的微观表达式，关键在于明确有多少电荷流过我们所确定的截面，并由洛伦兹力的集中表现为安培力。21D解析：D【解析】导体棒受力如图，根据共点力平衡得 所以导体棒所受的安培力之比，因为，所以，D正确22B解析：B【解析】【详解】电子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示：电子在磁场中做圆周运动的周期为：由几何知识可知：=120，=60，电子在磁场中的匀速时间：则负电子与正电子在磁场中运动时间之比：故选B。23B解析：B【解析
29、】【详解】AB粒子走过的路程为L，则运动时间故A错误，B正确；C洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故C错误；D洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，但速度方向改变，故AB处速度不同，故D错误。故选B。24B解析：B【解析】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有，解得粒子做圆周运动的半径，设磁场圆形区域半径为r，如图所示粒子在磁场中运动的偏转角为，由向何关系得：，所以v越大，则R大，则越小，故也越小，而周期，即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，则粒子在磁场中运动的偏转角越大，运动时间越长，所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小，运动的时间越短，故A错误，B正确粒子在磁场中运动的角速度，所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故CD错误；25A解析：A【解析】试题分析：由左手定则可知，导体受到向上的安培力作用，故弹簧的长度将缩短，开始没通电时：；通电后：，其中，解得：B=，故选A.考点：胡克定律；安培力；左手定则.
