1、高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习有答案解析(7)一、选择题ABCD1. 电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（）2. 如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域和的磁感应强度方向平行、大小分别为 B 和 2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v 从磁场分界线 MN 上某处射入磁场区域，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN 成60 角，经过 t1 时间后粒子进入到磁场区域，又经过 t2 时间后回到区域，设粒子在区域、中的角速度分别为 1、2，则()A1211 Ct1t211B1221 Dt1t2213. 如图所示，边长为 L 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，
2、导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过 ab 边中点和 ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为 F2 。已知重力加速度为 g，则导线框的质量为2F + FA212F - FB21F - FC 21F + FD213g3ggg4. 如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为 B。一边长为 L、电阻为 R 的单匝正方形导体线圈 abcd，水平向右运动到图示位置时，速度大小为 v，则
3、（ ）A. ab 边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向右B. ab 边受到的安培力向右，cd 边受到的安培力向左2B2 L2vC. 线圈受到的安培力的大小为R4B2 L2vD. 线圈受到的安培力的大小为R5. 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Aj -j12Cj -j12IB= enbIB= enaBj -j12Dj -j12IB=
4、- enbIB= - ena6. 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REBgC. 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 3R7. 某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图所示，给导线通入恒定
5、电流，小磁针再次静止时偏转了30，已知该处地磁场水平分量B = 5.0 10-5T ，通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为（ ）8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，则下面说法正确的是（ ）A弹簧长度缩短了，A 2.9 10-5TB 7.110-5TC 8.7 10-5TD1.0 10-4 TB弹簧长度缩短了，C弹簧长度伸长了，D弹簧长度伸长了，9. 如图，条形磁铁平放于水平桌面上，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，
6、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10. 如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O 点，出现一个光斑在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r 的圆弧运动，打在荧光屏上的P 点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E 的匀强电场，光斑从P 点又回到O 点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是A. 粒子带负电B. 初速度为v = BEC. 比荷为 qmqD. 比荷为mB2r E EB2r11. 如图所示为质谱仪的原理
7、图，一束粒子流由左端平行于P1、P2 射入，粒子沿直线通过速度选择器，已知速度选择器的电场强度为E，磁感应强度为 B1.粒子由狭缝S0 进入匀强磁场 B 后分为三束，它们的轨道半径关系为r = r 0，I 为电流强度，l 为该点与导线的距离。如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流 3I 和 I（方向已在图中标出），其中 a、b 为两根足够长直导线连线的三等分点，O 为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是( )Aa 点和 b 点的磁感应强度方向相同Ba 点的磁感应强度比 O 点的磁感应强度小Cb 点的磁感应强度比 O 点的磁感应强度大Da 点和 b 点的磁感应强度大小之比为 5：71
8、3. 如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外已知放射源放出的射线有、 三种下列判断正确的是A. 甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线B. 甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线C. 甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线D. 甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线14. 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
9、率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大15. 如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m、带电荷量为 q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场(图示方向)中设小球带电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有( )A小球加速度一直减小 B小球的速度先减小，直到最后匀速C杆对小球的弹力一直减小 D小球受到的洛伦兹力一直减小16. 无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示； 磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。则（）A. t = T 时，线圈产生的电动势最大2B. t = T 时，线圈内的磁通
10、量最大2T3TC. 0 4 过程中，线圈产生的电动势增大D 4 T 过程中，线圈内的磁通量增大17. 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关 S 的瞬间（ ）A两个金属环都向左运动 B两个金属环都向右运动 C从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力1122112218. 如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O ，乙的圆心为 O ，在两环圆心的连线上有 a、b、c 三点，其中 aO O bbO O c，
11、此时 a 点的磁感应强度大小为 B ，b 点的磁感应强度大小为 B 当把环形电流乙撤去后，c 点的磁感应强度大小为BA. B -2BB. B - 1C. B - BBD. 1122221319. 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a 点射入，从 b 点射出。下列说法正确的是A. 粒子带正电B. 粒子在 b 点速率大于在 a 点速率C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b 点右侧射出D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短20. MN 板两侧都是磁感应强度为B 的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a 位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d，
12、已知abbccd，粒子从a 运动到d 的时间为t，则粒子的比荷为()3pA tBB4p3tBCptBtBD 2p21. 在两个倾角均为 的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流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:cosABCD22. 如图所示，ab 和 cd 是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。ac 之间连接一阻值为R 的电阻。ef 为一垂直于ab 和 cd 的金属杆，它与ab 和 cd 接触良好并可沿轨道方向
13、无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B。当施外力使杆ef 以速度v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安培力为（ ）23. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12 倍。此离子和质子的质量比约为A11 B12 C121 D144242019 年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前
14、自主研制的能量最高的质子回旋加速器。图示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（ ）A它们在磁场中运动的周期不同 B它们的最大速度相等 C两次所接高频电源的频率不相同 D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能25如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为 R 的匀速圆周运动，已知电场强度为 E，磁感应强度为 B，重力加速度为 g，则液滴环绕速度大小及方向分别为（）EA. ，顺时针BEB. ，逆时针BBgRCE，顺时针BgRDE，逆时针【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除
15、一、选择题1A解析：A【解析】【分析】【详解】根据左手定则得，A 选项洛伦兹力方向竖直向下，B 选项洛伦兹力方向竖直向下，C 选项不受洛伦兹力，D 选项洛伦兹力方向垂直纸面向外故A 正确，BCD 错误故选A【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力三者之间的方向关系2D解析：D【解析】【详解】AB由洛伦兹力充当向心力可知根据线速度和角速度关系可得联立解得qvB = m v2Rv = Rw则可知，角速度与磁场成正比，故w = qBmw : w = 1: 212故 AB 错误；CD粒子在两磁场中运动轨迹如图所示，粒子在两磁场中转过的圆心角均为120 ，由T
16、= 2mqB可知，粒子在I 中的周期为II 中周期的q2 倍；则由t = 360 T可知故C 错误，D 正确。故选D。t : t12= 2 :13A解析：A【解析】【详解】1当通如图中电流时，ab 边、ac 边受到的安培力大小为F = 2 BIL ；bc 边受到的安培力大小为 F = BIL ，方向向上；导线框平衡，故11F + BIL = mg + 2 2 BIL sin 30磁场加到虚线框上方后，导线框受到的等效安培力为F = 1 BIL ，方向向下，故41F2 = mg + 4 BIL联立解得2F + Fm =213g故A 正确，B、C、D 错误； 故选A。4D解析：D【解析】【分析】【
17、详解】AB线框的左右两边分别切割两磁场产生的动生电动势由右手定则可找出方向，如图所示两动生电源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得ab 边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向左，故AB 错误；CD线框的电动势为E = 2BLv ，则电流为E2BLvI = = RR两个安培力力之和为线框受到的安培力4B2 L2v故C 错误，D 正确。故选D。5B解析：B【解析】【分析】F =2 F = 2BIL =总R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
18、电势差。【详解】因为上表面的电势比下表面的低，因为evB=e U ，解得： v =aU，因为电流BaI=nevs=nevab，解得：U =IB 所以 - =- IB，故B 正确。故选B。【点睛】bne1 2enb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电场力和洛伦兹力作用下处于平衡。6C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qE = mg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R ，根据洛伦兹力提供向心力可得qvB = mv2R可得v = qBRm其中q
19、 = gmE解得故B 错误；v = RgBECD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3R ， 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mv = m 3v + m v解得分裂后粒子 2 的速度为222v = -v2根据左手定则可知粒子 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3R ，故C 正确，D 错误； 故选
20、C。7A解析：A【解析】【分析】【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示由数学关系得故选A。8A解析：A没通电时：；通电后：，其中，解得：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【解析】B = B tanq = 2.9 10-5 TxB=，故选 A.考点：胡克定律；安培力；左手定则.9B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，ACD 错误。故选B。10D解析：D【解析】【详解】垂直于纸
21、面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P 点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A 错误；当电场和磁场同时存在时：qvB = Eq ,解得v = EB，选项B 错误；在磁场中时，由qvB = m v2 ，可得：rq = v =E,故选项D 正确，C 错误；故选D.mrBB2r【点睛】本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析11D解析：D【解析】【分析】1【 详 解 】 A若射入速度选择器中的粒子带正电，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力
22、方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P极板带正电，故A 错误；B. 粒子在速度选择器中做匀速直线运动，洛伦兹力等于电场力，即有所以能通过狭缝S 的带电粒子的速率为0故B 错误；qvB1v = qEE B1C. 粒子在磁场中做半个匀速圆周运动，其运动时间为1 2p rp rt =2vv由于三个粒子运动的半径不等，所以运动时间也不相等，故C 错误；D 进入B 2磁场中的粒子速度是一定的，根据r =qqvB2mv qB2mv2=可得r知 r 越大，比荷越小，粒子 1 的半径小于粒子 2 的半径，所以粒子 1 的比荷大于粒子 2m的比荷，故D 正确； 故选D
23、。12A解析：A【解析】【分析】【详解】A. 左边导线在 a 点和 b 点产生的磁场方向向下，右边导线在a 点和 b 点产生的磁场反向也向下，故 a 点和 b 点磁场方向相同，均向下，故A 正确；B. 设两导线之间距离为 3l，则 a 点的磁感应强度为3II7IO 点的磁感应强度为B = ka+ k= kl2l2l3l 23l 23II8IB = kO+ k= k 3l故 a 点磁感应强度大于 O 点，故B 错误；Cb 点磁感应强度为B = k 3I + k I = k 5Ib2ll2l故 b 点磁感应强度小于 O 点，故C 错误；D由B、C 分析可知，a 点和 b 点的磁感应强度大小之比为=
24、aB7B5b故D 错误； 故选A。13B解析：B【解析】【分析】【详解】 射线是高速 4 H2e流，一个 粒子带两个正电荷根据左手定则， 射线受到的洛伦兹力向右，故丙是 射线 射线是高速电子流（0 e），质量数为 0，带一个负电荷根据左手-1定则， 射线受到的洛伦兹力向左，故甲是 射线 射线是 光子，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转故乙是 射线故B 正确14B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Bqv = m v2 ，解得粒子做圆周运动的R半径 R = mv ，设磁场圆形区域半径为r，如图所示Bq粒子在磁场中运动的偏转角为2q ，由向何关系得：
25、 tanq = r ，所以 v 越大，则R 大，则Rtan q 越小，故q 也越小，而周期T =2p m Bq，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w = v = Bq ，所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故CD 错误；Rm15D解析：D【解析】【分析】若开始则弹力方向向左，随着速度减小，弹力增大，摩擦力增【详解】大，则加速度增大，A 错小球速度一直在减小，B 错根据前面可知，C 错小球所受洛伦兹力（f=qvB）因为速度一直减小
26、所以洛伦兹力也一直减小，D 对16A解析：A【解析】【分析】【详解】2AC磁感应强度随时间按正弦规律变化，如题目图乙，可知0、 T 、T 处斜率最大，即线圈产生的电动势也最大，故A 正确，C 错误；T3TBD根据F = BS 可知，在t = 4 和 4故选A。17C解析：C【解析】【详解】时，线圈内的磁通量最大，故BD 错误。AB若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S 的瞬间，环为阻碍磁通量增大 ， 则 环 将 向 两 边 运 动 ， 故 AB 错 误 ； C线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C 正确；
27、 D由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故D 错误。故选C。18A解析：A【解析】【详解】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c 点的磁场方向也是向左的设ao1=o1b=bo2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r 位置的磁感应强度为B1r，在距离中点 3r 位置的磁感应强度为B3r，故：a 点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b 点1磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c 点磁感应强度：Bc=B3r=B1- 2 B2，故选A19C解析：C【解析】【详解】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特
28、点确定粒子在b、a 两点的速率，根据v2qvB = m 确定粒子运动半径和运动时间。r由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A 错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b 点速率与 a 点速率相等，故B 错误；若仅减小磁感应强度，由公式qvB = m v2 得： r = mv ，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子rqB有可能从 b 点右侧射出，故C 正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D 错误。20A解析：A【解析】画出粒子的运动轨迹如图，则有 t=1.5T，则得T =2t ，由周期公式T =
29、 2p m2p m = 2 t ，解得，粒子的比荷得：q = 3p3，故A 正确qBqB3mtB点晴：带电粒子垂直射入磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，已知2p mab=bc=cd，画出轨迹，可知时间t=1.5T，求出周期，由周期公式T =21D解析：D【解析】qB 求出比荷导体棒受力如图，根据共点力平衡得F1= mg tana，F2= mg sina，Ftana1所以导体棒所受的安培力之比 1F2= sina= cosa ，因为 F = BIL ，所以=IF111IFcosa22，D 正确22B【解析】当杆ef 以速度v 向右匀速运动时，产生的感应电动势为，感应电流为解析：B，杆
30、 ef 受到的安培力，联立解得，B 正确23D解析：D【解析】【详解】直线加速过程根据动能定理得得1qU = 2 mv22qUmv =离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有qvB = m v2R得两式联立得：R = mvqBm = qB2 R22U一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U 相同，同一出口离开磁场则 R 相同，所以 mB2，磁感应强度增加到原来的 12 倍，离子质量是质子质量的 144 倍，D 正确，A、B、C 错误。故选D。24B解析：B【解析】【分析】【详解】A. 粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，周期T =2m qB，氘核和氦核的比荷相
31、等，则两粒子在磁场中运动的周期相同，根据回旋加速器的工作原理可知，粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率，故两次频率相同，故AC 错误；B. 根据qvB = m v2r可得v= qBRmaxm由于氘核和氦核比荷相同，且加速器的半径也相同，因此它们的最大速度也相同，故B 正确；D最大动能1E =mv2k2max= q2 B2 R22m高频电源的频率与粒子最大动能无关，故D 错误。故选B。25C解析：C【解析】【分析】【详解】液滴在复合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液滴受到向上的电场力，可知液滴带负电，根据左手定则可知液滴做顺时针的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有又因为重力和电场力平衡，则有qvB = m v2R解得故 A、B、D 错误，C 正确； 故选C。qE = mgv = BgRE
