高考物理电磁学知识点之磁场技巧及练习题附解析

高考物理电磁学知识点之磁场技巧及练习题附解析一、选择题1．如图，等边三角形线框LMN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A．2F B．1.5F C．0.5F D．02．科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小IB kl=，式中常量k>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( )A．a点和b点的磁感应强度方向相同B．a点的磁感应强度比O点的磁感应强度小C．b点的磁感应强度比O点的磁感应强度大D．a点和b点的磁感应强度大小之比为5：73．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ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Ⅰ，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Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶14．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。

如图为直线通道推进器示意图。

推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。

空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I =1.0×103A ，方向如图。

则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103NB ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103NC ．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向D ．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5．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，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F 1；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F 2 。

已知重力加速度为g ，则导线框的质量为A ．2123F F g+ B ．2123F F g- C ．21F F g- D ．21F F g+ 6．如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，A ．其轨迹对应的圆心角越大B ．其在磁场区域运动的路程越大C ．其射出磁场区域时速度的偏向角越大D ．其在磁场中的运动时间越长7．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φ1、φ2。

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A．12IB enbϕϕ-=B．12IB enbϕϕ-=-C．12IB enaϕϕ-=D．12IB enaϕϕ-=-8．如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n＝20，总电阻R＝2.5Ω，边长L＝0.3m，处在两个半径均为r＝0.1m的圆形匀强磁场中，线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合，磁感应强度B1垂直水平面向外；B2垂直水平面向里，B1、B2随时间t的变化如图乙所示，线框一直处于静止状态，计算过程中取π3=，下列说法正确的是（）A．线框具有向左的运动趋势B．t＝0时刻穿过线框的磁通量为0.5WbC．t＝0.4s时刻线框中感应电动势为1.5VD．0－0.6s内通过线框横截面电荷量为0.018C9．如图所示，用一细线悬挂一根通电的直导线ab（忽略外围电路对导线的影响），放在螺线管正上方处于静止状态，与螺线管轴线平行，可以在空中自由转动，导线中的电流方向由a指向b。

现给螺线管两端接通电源后（螺线管左端接正极），关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（）A．在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止B．从上向下看，导线ab从图示位置开始沿逆时针转动C．在图示位置，导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动D．导线ab转动后，第一次与螺线管垂直瞬间，所受安培力方向向上10．在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60︒斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。

已知棒与水平面间的动摩擦因数33μ=。

若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B 与θ的变化关系图象可能正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．11．如图所示，在以原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 方向垂直于纸面向里的匀强磁场，A 、C 、D 为磁场边界上的点，A 、C为边界与坐标轴的交点，OD 连线与x 轴负方向成45°。

一带负电粒子从A 点以速度v 沿AC 方向射入磁场，恰好从D 点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（ ）A ．2rvπ B ．34rvπ C ．54rvπ D ．52rvπ 12．如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a 点垂直MN 且垂直磁场方向射入磁场，经t 1时间从b 点离开磁场．之后电子2也由a 点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t 2时间从a 、b 连线的中点c 离开磁场，则12t t 为( )A ．23B ．2C ．32D ．313．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B v EC ．比荷为2qB rmED ．比荷为2q E m B r14．一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由a 到b 的电流，则导线ab 受磁场力后的运动情况为( )A ．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B ．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C ．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D ．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管15．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16．如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子流由左端平行于P 1、P 2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B 1.粒子由狭缝S 0进入匀强磁场B 2后分为三束，它们的轨道半径关系为132r r r =<，不计重力及粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是（ ）A ．P 1极板带负电B ．能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于1BEC ．三束粒子在磁场B 2中运动的时间相等D ．粒子1的比荷11q m 大于粒子2的比荷22q m 17．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c 。

流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线)，图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现给流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值，已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )A ．()I cbR B a ρ+ B ．()I baR B c ρ+ C ．() I a cR B bρ+ D ．()I bc R B aρ+ 18．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 ．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直19．在磁感应强度大小为0B 的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 平行于纸面固定放置。

在两导线中通有图示方向电流I 时，纸面内与两导线等距离的a 点处的磁感应强度为零。

下列说法正确的是（ ）A ．匀强磁场方向垂直纸面向里B ．将导线Q 撤去，a 点磁感应强度为032BC ．将导线P 撤去，a 点磁感应强度为012B D ．将导线Q 中电流反向，a 点磁感应强度为02B20．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 ．2Tt =时，线圈产生的电动势最大 B ．2Tt =时，线圈内的磁通量最大 C ．0~4T过程中，线圈产生的电动势增大 D ．3~4T T 过程中，线圈内的磁通量增大 21．如图所示，在x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场，y 轴右侧的磁场磁感应强度的大小为B 。

一个离子以速率v 由O 点沿x 轴正方向射入磁场区域，不计离子所受重力，图中曲线表示离子运动的轨迹，其中轨迹与y 轴交点为M ，轨迹与x 轴交点为N ，且OM ＝ON ＝L ，由此可判断（ ）A ．这个离子带负电B ．y 轴左侧的磁场磁感应强度的大小为2BC ．离子的比荷为q m ＝v LBD ．离子在y 轴左侧运动的时间是在y 轴右侧运动的时间的一半22．如图所示，在威尔逊云雾室中，有垂直纸面向里的匀强磁场。

图中曲线ab ，是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹。

由于它在行进中使周围气体电离，其能量越来越小，电量保持不变，由此可知（ ）A ．粒子带负电，由a 向b 运动B ．粒子带负电，由b 向a 运动C ．粒子带正电，由a 向b 运动D ．粒子带正电，由b 向a 运动23．如图所示，矩形虚线框MNPQ 内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a 、b 、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是A ．粒子a 带负电B ．粒子c 的动能最大C ．粒子b 在磁场中运动的时间最长D ．粒子b 在磁场中运动时的向心力最大24．如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 构成一个等边三角形，O 为三角形的中心，M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点,当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时，M 点磁感应强度的大小为B 1，O 点磁感应强度大小为B 2，若将导线ab 中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N 点磁感应强度的大小为（ ）A ．B 1＋B 2 B ．()21132B B -C ．()2112B B + D ．B 1－B 225．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，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 1．B 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12:2:2:1R R R R ==，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比12:1:2I I =．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F ILB =，可知12::1:2F F I I '==，得12F F '=，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32F F F '+=，故本题选B ．2．A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3722a I I I B kk k l l l=+= O 点的磁感应强度为3833322O I I I B kk k l l l =+= 故a 点磁感应强度大于O 点，故B 错误； C ．b 点磁感应强度为3522b I I I B kk k l l l=+= 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75a b B B = 故D 错误； 故选A 。