2020届高三高考物理二轮复习知识点提高练习卷：磁场

合集下载

高考物理题：磁场(二轮)练习及答案

2020届高考物理题：磁场（二轮）练习及答案**磁场**一、选择题1、(创新预测)如图所示，由均匀的电阻丝组成的正六边形导体框，垂直磁场放置，将ab两点接入电源两端，若电阻丝ab段受到的安培力大小为F，则此时正六边形受到的安培力的合力大小为( )A.0.5FB.FC.1.2FD.3F2、(一题多法)一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示。

当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动3、如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°，金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态，要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是()A．增大磁感应强度BB．调节滑动变阻器使电流增大C．增大导轨平面与水平面间的夹角θD．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变4、如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。

闭合开关S后导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调换图中电源极性，使导体棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2。

忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为()A．kIL(x1＋x2) B．kIL(x2－x1) C．k2IL(x2＋x1) D．k2IL(x2－x1)5、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。

一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为v b时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b，当速度大小为v c时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c，不计粒子重力。

江苏专版2020届高考物理第二轮复习_第12讲：磁场三难之霍尔效应同步习题(含答案)

第12讲磁场三难之霍尔效应题一：利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面间的电压为U。

已知自由电子的电荷量为e，则该导体单位体积内的自由电子数为________。

C为其四个侧面，如图所示，已知题二：一导体材料样品的体积为a×b×c，'A、C、A、'导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I。

（1）导体A'、A两个侧面之间的电压大小为________，导体中自由电子定向移动的速率是________；（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体样品侧面C的电势C的电势；________(填“高于”“低于”或“等于”)侧面'C两侧面间的电势差（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向电流仍为I，若测得C、'为U，则匀强磁场的磁感应强度为________。

题三：如图所示，a、b、c分别表示长方体导体板的长、宽、高，将导体板置于垂直导体板前后两个表面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当电流由左侧面向右侧面通过导体板时，将在导体板的上、下两表面之间产生霍尔电压U H，下列说法中正确的是（）A．导体板下表面电势高于其上表面电势B．若保持通过导体板的电流恒定不变，只将导体板的高度c减半，则U H将减半C．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的宽度b减半，则U H将不变D．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的长度a减半，则U H将变为原来的2倍题四：利用霍尔效应制作的元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。

如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧就会形成电势差U CD，下列说法中正确的是（）A ．电势差U CD 仅与材料有关B ．仅增大磁感应强度时，C 、D 两面间的电势差变大C ．若霍尔元件中定向移动的是自由电子，则电势差U CD ＞0D ．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向题五：如图，铜质导电板（单位体积的电荷数为n ）置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向。

2020届高考物理二轮精练习题：磁场

2020高考物理（重庆）二轮精练习题：磁场含答案**磁场**一、选择题1、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小A[磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a>B b，所以A正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B、电流大小I、导线长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误。

]2、1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，小指针靠近直导线，下列结论正确的是()A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动B．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小D ．把黄铜针(用黄铜制成的小指针)平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动解析：选C ．将小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针不会转动，A 错．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针仍然会转动，B 错．把小磁针放在导线下方，给导线通以恒定电流，导线周围存在磁场，距导线越远，磁场越弱，小磁针转动的角度(与通电前相比)越小，C 对．黄铜针没有磁性，不会转动，D 错．3、关于磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A ．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B ．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C ．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D ．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交A [磁感线上每一点的切线方向表示该点的磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，A 正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，实际上并不存在，细铁屑可以显示出其形状，但那并不是磁感线，B 错误；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的、人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C 错误；在磁铁外部磁感线从N 极到S 极，在内部从S 极到N 极，磁感线不相交，所以D 错误。

2020届高中物理二轮总复习《通电导线在磁场中受到的力》试题

2020届高中物理二轮总复习《通电导线在磁场中受到的力》试题试卷满分：150分命题人：嬴本德第I 卷（选择题）一、单选题：本题共20小题，每小题2分，共40分。

在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。

1．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半2．质量为m ，长度为L 的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ．杆中通有垂直纸面向里的恒定电流．整个装置处在如图所示的匀强磁场中，金属杆处于静止状态．其中杆与斜面间的摩擦力可能为零的是()A ．①③B ．②③C ．①②④D ．②③④3．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S 接通后，将看到的现象是()A ．弹簧向上收缩B ．弹簧被拉长C ．弹簧上下跳动D ．弹簧仍静止不动4．一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L 1将()A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．向纸面内平动5．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上6．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠右极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，逐渐增大导电棒中的电流，磁铁一直保持静止．可能产生的情况是()A ．磁铁对桌面的压力不变B ．磁铁对桌面的压力一定增大C ．磁铁受到摩擦力的方向可能改变D ．磁铁受到的摩擦力一定增大7．如图所示，在倾角为θ=37°的光滑斜面上有一根长为l=0.4m ，质量为m=6×10－2kg 的通电直导线，电流I=1A ，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T ，方向竖直向上的磁场中，设t 0=0，B 0=0，则斜面对导线的支持力为零时所用的时间为(g 取10m/s 2)()A ．3sB ．4sC ．5sD ．6s8．将长为1m 的导线ac ，从中点b 折成如图所示的形状，放入磁感应强度为B=0.08T 的匀强磁场中，已知abc平面与磁场垂直，若在导线abc 中通入25A 的直流电，则整根导线所受安培力大小为()A ．3NB ．3NC ．5ND ．5N9．如图，“L”型导线abc 固定并垂直放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，bc ab ⊥，ab 长为l ，bc 长为l 43，导线通入恒定电流I ，设导线受到的安培力大小为F ，方向与bc 夹角为θ，则()A ．BIl F 47=，34tan =θB ．BIl F 47=，43tan =θC ．BIl F 45=，34tan =θD ．BIl F 45=，43tan =θ10．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、cd 边均与ad 边成60°角，ab=bc=cd=L ，长度为L 的电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E ，内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()A ．0B．5BEL 11r C ．10BEL 11r D ．BEL r11．一通电直导线与x 轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F．若将该导线做成43圆环，放置在xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab 连线也与x 轴平行，则圆环受到的安培力大小为()A ．FB ．Fπ32C ．F π322D ．F 323π12．如图所示，磁感应强度大小为B 的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45o ．将一个43金属圆环ab 置于磁场中，圆环的圆心为O ，半径为r ，两条半径Oa 和Ob 相互垂直，且Oa 沿水平方向．当圆环中通以电流I 时，圆环受到的安培力大小为()A ．2BIrB ．BIr π23C ．BIr D ．2BIr13．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB 、CD ，导轨上放有质量为m 的金属棒MN ，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t=0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流与时间成正比，即I=kt ，其中k 为常数．若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是()14．如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小15．如题图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中．当a 导线通有电流强度为I ，b 导线通有电流强度2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为()A ．IL F 22B ．IL F 1C ．ILF F 2221-D ．ILF F 212-16．如图所示，三根通电长直导线P 、Q 、R 互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a ，电流均为I ，方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中，距导线r 处的磁感应强度B=rIk，其中k 为常数)．原点O 处的磁感应强度为()A ．大小为23kI3a，方向沿x 轴负方向B ．大小为3kI3a，方向沿x 轴正方向C ．大小为23kI3a，方向沿y 轴正方向D ．大小为3kI3a，方向沿y 轴负方向17．在如图所示的竖直平面内，在水平线MN 的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C 与MN 重合，线框由静止释放，沿轴线DC 方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v －t 图，可能正确的是()18．如图所示，用一条横截面积为S 的硬导线做成一个边长为L 的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt=k (k >0)，虚线ab 与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为ρ．则下列说法正确的是()A ．线框中产生顺时针方向的感应电流B ．线框具有扩张的趋势C ．若某时刻的磁感应强度为B ，则线框受到的安培力为2kBL 2S8ρD ．线框中ab 两点间的电势差大小为kL 2219．如图所示，两平行导轨与水平面成α=37°角，导轨间距为L=1.0m ，匀强磁场的磁感应强度可调，方向垂直导轨所在平面向下．一金属杆长也为L ，质量m=0.2kg ，水平放在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，通有图示方向的电流，电流强度I=2.0A ，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则磁感应强度的最大值和最小值分别为()A ．1.0T 0B ．1.0T 0.6TC ．1.0T 0.2TD ．0.6T0.2T20．如图所示，PQ 和MN 为水平平行放置的金属导轨，相距L=1m ．P 、M 间接有一个电动势为E=6V ，内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒ab 跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m=0.2kg ，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M=0.4kg ．棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g 取10m/s 2)，匀强磁场的磁感应强度B=2T ，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A ．2ΩB ．2.5ΩC ．3ΩD ．4Ω二、多选题：本题共13小题，每小题3分，共39分。

2020届高考物理二轮：磁场练习及答案

2020届高考物理二轮：磁场练习及答案高考复习：磁场**一、选择题1、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。

一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( )A.轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径减小，角速度减小C.轨道半径增大，角速度增大D.轨道半径增大，角速度减小2、(2019·江西红色七校联考)如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流均为I，方向垂直纸面向里(已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B＝kIr，其中k为常数)。

某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为()A．方向垂直纸面向里，大小为2e v kI 3aB．方向指向x轴正方向，大小为2e v kI 3aC．方向垂直纸面向里，大小为e v kI 3aD．方向指向x轴正方向，大小为e v kI 3a3、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放一金属棒MN．现从t＝0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象，可能正确的是()4、(2019·温州八校联考)阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示。

若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是()A．电路中的电源必须是交流电源B．电路中的a端点须连接直流电源的负极C．若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D．若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度5、如图所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。

解析版-2020年高考物理二轮复习对点集训-磁场

绝密★启用前2020年高考物理二轮复习对点集训-磁场一、单选题1.关于图所示的磁场，下列说法中正确的是（）A．磁感线能相交B．磁场方向与小磁针静止时北极指向一致C．a、b两点在同一磁感线上位置不同，但它们的强弱相同D．若知道磁感应强度B与线圈的面积S，则可求出穿过这个面积的磁通量【答案】B【解析】磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为加上去的，它可以形象地描述磁场，它是闭合曲线，但不相交，且通过疏密来体现磁场强弱，因此a点磁感应强度大于b，故A、C错误．磁场方向的规定：磁场中某点的磁场方向与放在该处的小磁针N极所指的方向相同，故B正确；知道磁感应强度B与线圈的面积S，且两者垂直时，则才可求出穿过这个面积的磁通量，若不垂直，必须知道两者的夹角才能算出线圈的磁通量，故D错误．2.如图所示，在半径为R的圆形区域内，有方向垂直于圆平面的匀强磁场(未画出)．一群相同的带电粒子以相同速率v0，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场．当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的，当磁感应强度增大为B2时，这些粒子在磁场中运动弧长最长的是.则磁感应强度B1、B2的比值是(粒子不计重力)()A．B．C．D．【答案】B【解析】如图所示，所有粒子运动轨迹应为落在圆O内的虚线圆弧，且这些圆弧半径相等，设为r.与圆O交点的最远处应由圆弧直径决定，最远交点为PA＝2r，当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的，其临界为PA为直径的圆由几何知识得：r＝R①粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力则：B1qv0＝②①②联立得：B1＝＝③当磁感应强度为B2时，粒子运动的周期T＝相同，半径r′相同，则粒子在磁场中运动一个周期时对应的弧长最长，由题意得：R＝2πr′解得：r′＝④根据B2qv0＝⑤④⑤联立：r′＝＝解得：B2＝⑥③⑥联立得：＝所以A、C、D错误，B正确．3.如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以一定的速度进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴时坐标为(0，a)，则该粒子在磁场中到x轴的最大距离为()A．aB． 2aC．aD．a【答案】D【解析】由题意可知粒子沿顺时针方向运动，粒子的运动轨迹如图所示，设粒子所做圆周运动的半径为R，根据图中的几何关系可得，R＝a，所以粒子在磁场中到x轴的最大距离为：y m＝R＋R sin 30°＝a，所以D正确．4.如图所示，无限长、质量为m的通电细导体棒a，水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，为使棒a能在斜面上保持静止，可将无限长、电流方向与a棒相同的通电细导体棒b，固定在以细导体棒a为中心的圆(如图虚线所示)上的()A．HGFE区域内B．AHG区域内C．ABCD区域内D．EFGH区域内【答案】C【解析】以a棒为研究对象，受到重力、斜面的支持力、和b棒电流对a棒的作用力，根据同向电流相互吸引，且A棒静止，可知b棒如果在竖直线AE左边，合力不可能为0，所以b棒不可能在AE竖直线的左边，可能在ABCDE区域；要使a棒静止，b棒不可能在HD的下方，否则合力不为0，可能在HABCD区域；取交集，即b棒只可能在ABCD区域，故C正确．5.在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内(如图所示)，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场．已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向()A．沿x轴正方向B．沿x轴负方向C．沿y轴正方向D．沿y轴负方向【答案】D【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，a点有电流产生的向下的磁场，若还有向下的磁场，则电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加合磁场最大．6.如图所示是质谱仪工作原理的示意图．重力均可忽略的带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则()A．a的质量一定大于b的质量B．a的电荷量一定大于b的电荷量C．在磁场中a运动的时间一定小于b运动的时间D．a的比荷一定大于b的比荷【答案】D.【解析】ABD、设粒子经电场加速后的速度大小为v，磁场中圆周运动的半径为r，电荷量和质量分别为q、m，打在感光板上的距离为S.根据动能定理，得qU＝mv2解得：v＝由qvB＝m解得：r＝＝则S＝2r＝得到：＝由图，Sa＜Sb，U、B相同，则＞，故AB错误，D正确；C、根据粒子做匀速圆周运动，周期公式T＝，可知，它们的周期相同，由于运动的时间是周期的一半，因此磁场中a运动的时间一定等于b运动的时间，故C错误；7.目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能．如图所示为它的发电原理图．将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S、相距为d的平行金属板，金属板与外电阻R相连构成一电路．设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为()A．I＝，A→R→BB．I＝，A→R→BC．I＝，B→R→AD．I＝，B→R→A【答案】B【解析】根据左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，所以流过外电阻R的电流方向为A→R→B.最终电荷处于平衡有：qvB＝q，解得电动势E＝Bdv.内电阻r ＝ρ＝，根据闭合电路欧姆定律有：I＝＝＝，故B正确，A、C、D错误．8.狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示)，其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似．现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动．则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是()A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示【答案】B【解析】在S附近，小球能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；在甲图中，若小球带正电荷且逆时针转动(由上向下看)，则其受力斜向上，与重力的合力可以指向圆心，故A 正确；而若小球带负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，故C正确；在Q 附近，若小球带负电，则小球所受电场力背向Q，故电场力与重力的合力不可以提供向心力，小球不可以在Q正下方运动，故B错误；带正电荷的小球在图示位置各点受到的电场力指向Q，则电场力与重力的合力可能充当向心力，小球可能在Q正下方运动，故D正确．9.如图，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v变小B．v变大C．v不变D．不能确定v的变化【答案】A【解析】根据左手定则，带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，从而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A正确．10.一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹为()A．圆弧aB．直线bC．圆弧cD．a、b、c都有可能【答案】A【解析】由左手定则可判断，粒子在刚进入磁场时受到向左的洛伦兹力，与速度方向不在一条直线上，做曲线运动，B、D错误；洛伦兹力方向与总速度方向垂直提供做圆周运动的向心力，A正确，C错误．二、多选题11.(多选)如图所示，半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，磁场外有一粒子源，能沿一直线发射速度大小不等的在某一范围内的同种带电粒子，带电粒子的质量为m，电荷量为q(q＞0)，不计重力．现粒子以沿正对cO中点且垂直于cO方向射入磁场区域，发现带电粒子恰能从bd之间飞出磁场．则()A．从b点飞出的带电粒子的速度最大B．从d点飞出的带电粒子的速度最小C．从d点飞出的带电粒子在磁场中运动的时间最长D．从b点飞出的带电粒子在磁场中运动的时间最短【答案】ABCD【解析】粒子在磁场中，受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据题意作出粒子运动轨迹如图所示：图中Ob为到达b点的轨迹的圆心，Od为到达d点的轨迹的圆心，根据几何关系可知，rb＞rd，到达d点转过的圆心角比到达b点的圆心角大．根据r＝可知，b的半径最大，d的半径最小，所以从b点飞出的带电粒子的速度最大，从d点飞出的带电粒子的速度最小，故A、B正确；周期T＝可知，粒子运动的周期相等，而到达d点转过的圆心角最大，b点转过的圆心角最小，所以从d点飞出的带电粒子的时间最长，从b点飞出的带电粒子的时间最短，故C、D正确．12.(多选)如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面(未画出)．一群比荷为的负离子体以相同速率v0(较大)，由P点在圆平面内向不同方向射入磁场中，发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是(不计重力)()A．离子飞出磁场时的动能一定相等B．离子在磁场中运动半径一定相等C．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大【答案】BC【解析】离子进入磁场后受到洛伦兹力作用，因洛仑兹力方向始终与离子的速度方向垂直，对离子不做功，故离子在磁场中运动时动能保持不变，但各离子的质量不一定相等，所以动能不一定相等，故A错误；由Bqv＝m可知，r＝，因离子的速率相同，比荷相同，故离子的运动半径一定相等，故B正确；由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，而轨迹圆弦长最长为PQ，故由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长，故C正确；由C的分析可知，由Q点飞出的粒子偏转角最大，而由Q点飞出的离子一定不是沿PQ方向射入的，故D错误．13.(多选)如图所示是圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，圆柱半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子从M点沿与直径MN成45°角的方向以速度v射入磁场区域．已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为135°，P是圆周上某点，不计粒子重力，则()A．粒子做圆周运动的轨道半径为B．磁场区域的半径为C．粒子在磁场中运动的时间为D．若粒子以同样的速度从P点入射，则从磁场射出的位置必定与从M点入射时从磁场射出的位置相同【答案】ABD【解析】作出粒子的运动轨迹如图所示：由几何知识知图中圆周运动的两条半径与圆形区域的两条半径组成的图形，如虚线所示，为菱形，设圆周运动半径为r，则R＝r，根据牛顿第二定律：qvB＝m得：r＝＝R，故A、B正确；粒子在磁场中运动的时间为t＝×＝，故C错误；粒子做圆周运动的圆心与入射速度是垂直的，且速度大小不变，则运动半径r不变，即仍为R，若粒子以同样的速度从P点入射，由圆心的运动轨迹变化知出射点的位置不变，D正确．14.如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成θ角的不同速率向磁场中射入两个相同的粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上的A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上的B点出磁场，OA＝AB，则()A．粒子1与粒子2的速度之比为1∶2B．粒子1与粒子2的速度之比为1∶4C．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶1D．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶2【答案】AC【解析】粒子1进入磁场后速度的垂线与OA的垂直平分线的交点为粒子1在磁场中的轨迹圆的圆心；同理，粒子2进入磁场后速度的垂线与OB的垂直平分线的交点为粒子2在磁场中的轨迹圆的圆心；由几何关系可知，两个粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为r1∶r2＝1∶2，由r＝可知，粒子1与粒子2的速度之比为1∶2，故A正确，B错误；由于粒子在磁场中做圆周运动，周期均为T＝，且两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角相同，则两个粒子在磁场中运动的时间相等，故C正确，D错误．三、实验题15.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1)如图甲所示，某长方体导体abcd－a′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e，导体处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为U H，此导体中单位体积内自由电子的个数为________．(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H＝定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1 cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差U H，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：______________.②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、U H外，还需要知道物理量__________________．推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_____________.【答案】(1)(2)①应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)②探头沿磁场方向的宽度lB＝【解析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有I＝nehlv当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛伦兹力相等，因此有evB0＝e解得n＝.(2)①应调整探杆的放置方位(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)．②设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压U H 时，有qvB＝q又因I＝nqhlv和H＝联立可解得B＝所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.四、计算题16.如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B＝0.5 T，导体棒长L＝1 m，质量m＝0.5 kg，重力加速度g＝10 m/s2。

2020届高考物理通用二轮题：电场和磁场练习及答案

h B.2
h
h
C.4
D.8
5、如图所示，电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在磁
场中转半个圆周后打在 P 点，通过调节两极板间电压 U 可以控制 P 点的位置，
设 OP＝x，能够正确反映 U 与 x 关系的图象是下图中的( )
6、[多选]如图甲所示，物体受到水平推力 F 的作用，在粗糙水平面上做直线运动，通过力传感器和速度传感器监测到推力 F 和物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示。取重力加速度 g＝10 m/s2，则( )
A．物体的质量 m＝0.5 kg
8 / 15
B．物体与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.2 C．第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W＝2 J D．前 2 s 内推力 F 做功的平均功率 P ＝1.5 W 解析：选 ACD 由速度—时间图像可以知道在 2～3 s 的时间内，物体做匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为 2 N，在 1～2 s 的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以 a＝2－1 0 m/s2＝2 m/s2，由牛顿第二定律可得：F－f＝ma，所以 m＝0.5 kg，A 正确；由 f＝μFN＝μmg，得 μ＝mfg＝0.4，B 错误；第 2 s 内物体的位移是：x＝12at2＝1 m，克服摩擦力做的功 W＝fx＝2×1 J＝2 J，C 正确；在第 1 s 内物体没有运动，物体在第 2 s 运动，前 2 s 内 F 也只在第 2 s 做功，F 做的功为 W′＝Fx＝3×1 J＝3 J，所以前 2 s 内推力 F 做功的平均功率为：－P ＝Wt′＝32 W＝1.5 W，D 正确。 7、如图所示，MON 是固定的光滑绝缘直角杆，MO 沿水平方向，NO 沿竖直方向，A、B 为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球，用一指向竖直杆的水平力 F 作用在 A 球上，使两球均处于静止状态．现将 A 球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后，A、B 两小球可以重新平衡．后一平衡状态与前一平衡状态相比较，下列说法正确的是( )

备战2020高考物理二轮专题巩固：磁场(含解析)

专题十磁场【考点集训】考点一磁场及其作用1. (2018课标Ⅱ,20,6分)(多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2,L 1中的电流方向向左,L 2中的电流方向向上;L 1的正上方有a 、b 两点,它们相对于L 2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B 0,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13B 0和12B 0,方向也垂直于纸面向外。

则( )A.流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B.流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C.流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D.流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0答案 AC2.(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍。

两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。

与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( )A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等答案AC3.(2018河南调研联考)如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,金属棒ab两端由等长轻质软导线水平悬挂,平衡时两悬线与水平面的夹角均为θ(θ<90°),缓慢调节滑动变阻器的滑片位置以改变通过棒中的电流I。

则下列四幅图像中,能正确反映θ与I的变化规律的是()答案 A4.(2019届陕西渭南质检,5,4分)如图所示,在x>0,y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B。

现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从x轴上的某点P沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场。

不计重力的影响,则下列有关说法正确的是()A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点B.粒子在磁场中运动所经历的时间一定为5πm3qBC.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πmqBD.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm6qB答案 C考点二带电粒子在复合场中的运动1.(多选)如图所示,半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里。

新课标2020高考物理二轮复习专题强化训练4电场和磁场中的曲线运动含解析20200421211

专题强化训练(四)一、选择题(共10个小题，1～4为单选，其余为多选，每题5分共50分)1.如图，竖直平面内存在半径为R 的圆形匀强磁场区域，以圆心O 为坐标原点建立图示直角坐标系，现有11H ，12H ，13H 三种粒子，11H 以速度v 0从a 点与x 轴正方向成30°斜向下射入磁场，12H 以速度12v 0从b 点沿y 轴负方向射入磁场，13H 以速度13v 0从O 点沿y 轴正方向射入磁场，已知11H 运动半径刚好为R ，经过一段时间后三个粒子分别射出磁场，若运动过程中粒子不会发生碰撞，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则三个粒子从圆形边界射出点构成的图形的面积为( )A.24R 2B.34R 2 C.54R 2D.64R 2 答案 B解析根据R ＝mvqB ，可知三个粒子的运动半径均都是R ，粒子运动轨迹如图．三个粒子从圆形边界射出点构成的图形的面积即是△ABC 的面积，由题意知，AB ＝AC ＝R ，故三角形的面积为：S ＝12×3R ×R 2＝34R 2，故B 项正确，故选B 项．2.如图所示，在边长为a 的正方形ABCD 区域(包含边界)内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．E 点是AB 边上的一点，且AE 之间的距离为a4.将一电子从E 点沿EB 方向射出，若初速度为v 1，其运动轨迹将与BC 边相切；若初速度为v 2，其运动轨迹将与CD 边相切．则v 1与v 2之比为( )A ．2∶1B ．3∶2C ．3∶1D ．4∶3答案 B解析将一电子从E 点沿EB 方向射出，若初速度为v 1，其运动轨迹将与BC 边相切，则由几何关系可知粒子运动的轨道半径为：r 1＝34a ，若初速度为v 2，其运动轨迹将与CD 边相切，则由几何关系可知粒子运动的轨道半径r 2＝12a ，电子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：evB ＝m v2r，解得：v ＝eBr m ，电子速度之比：v 1v 2＝r 1r 2＝32，故B 项正确，A 、C 、D 三项错误．3.如图所示，质量为m ，电荷量为e 的电子，从A 点以速度v 0垂直于电场方向射入一个电场强度为E 的匀强电场中(电场方向没有标出)，从B 点射出电场时的速度方向与电场线成120°角，电子重力不计．则( )A ．电子在电场中做变加速度曲线运动B ．A 、B 两点间的电势差U AB >0C ．电子从A 运动到B 的时间t ＝3mv 03eED ．电子在B 点的速度大小v ＝33v 0 答案 C解析电子仅受电场力，且电场力是恒力，则电子加速度一定，为匀变速曲线运动，故A 项错误；电子在电场中受电场力作用，根据牛顿第二定律可得：eE ＝ma① 将电子在B 点的速度分解可知(如图) v B ＝v 0cos30°＝233v 0②电子由A 到B ，由动能定理可知：－eU AB ＝12mv B 2－12mv 02③由②③式得U AB ＝－mv 026e<0在B 点设电子在B 点沿电场方向的速度大小为v y ，则有 v y ＝v 0tan30°④ v y ＝at AB ⑤联立①④⑤式得t AB ＝3mv 03eE.故选C 项． 4.如图所示，正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f 点沿fd 方向射入磁场区域，当速度大小为v b 时，从b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b ，当速度大小为v c 时，从c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c ，不计粒子重力．则( )A ．v b ∶v c ＝1∶2，t b ∶t c ＝2∶1B ．v b ∶v c ＝2∶1，t b ∶t c ＝1∶2C ．v b ∶v c ＝2∶1，t b ∶t c ＝2∶1D ．v b ∶v c ＝1∶2，t b ∶t c ＝1∶2 答案 A解析由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，且洛伦兹力提供做圆周运动的向心力，作出粒子两次运动的轨迹如图所示．由qvB ＝m v 2r ＝mr 4π2T 2可以得出v b ∶v c ＝r b ∶r c ＝1∶2，又由t ＝θ2πT 可以得出时间之比等于偏转角之比．由图看出偏转角之比为2∶1，则t b ∶t c ＝2∶1，A 项正确．5.如图所示，xOy 平面的一、二、三象限内存在垂直于纸面向外、磁感应强度B ＝1 T 的匀强磁场，ON 为处于y 轴负方向的弹性绝缘薄挡板，长度为9 m ，M 点为x 轴正方向上一点，OM ＝3 m ．现有一个比荷大小为qm ＝1.0 C/kg ，可视为质点，带正电的小球(重力不计)从挡板下端N 处小孔以不同的速度向x 轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电荷量不变，小球最后都能经过M 点，则小球射入的速度大小可能是( )A ．3 m/sB ．3.75 m/sC ．4 m/sD ．5 m/s答案 ABD解析因为小球通过y 轴的速度方向一定是＋x 方向，故带电小球圆周运动轨迹半径最小值为3 m ，即R min ＝mv minqB ，解得v min ＝3 m/s ；经验证，带电小球以3 m/s 速度进入磁场，与ON碰撞一次，再经四分之三圆周经过M 点，如图1所示，A 项正确；当带电小球与ON 不碰撞，直接经过M 点，如图2所示，小球速度沿－x 方向射入磁场，则圆心一定在y 轴上，作出MN 的垂直平分线，交于y 轴的点即得圆心位置，由几何关系解得轨迹半径最大值R max ＝5 m ，又R max ＝mv max qB ，解得v max ＝5 m/s ，D 项正确；当小球速度大于3 m/s 且小于5 m/s 时，轨迹如图3所示，由几何条件计算可知轨迹半径R ＝3.75 m ，由半径公式R ＝mvqB 得v ＝3.75 m/s ，B 项正确，由分析易知C 项错误．6.如图所示，半径为R 的圆形区域内有垂直于平面向外的匀强磁场，AB 为直径，磁感应强度大小为B 0，两个带电荷量均为＋q ，质量均为m 的带电粒子a 、b ，同时从边界上两点垂直直径AB 方向并沿该平面射入磁场，粒子的初速度大小均为qB 0Rm ，两入射点与圆心的连线跟直径AB 的夹角均为30°，不计两粒子重力及两粒子间的相互作用，则下列说法正确的是( )A ．a 、b 两粒子都经过B 点 B ．a 、b 两粒子可以在磁场中相遇C ．a 、b 两粒子在磁场中的运动时间之比为5∶1D ．a 、b 两粒子离开磁场时的速度偏向角之比为1∶5 答案 AC解析根据R ＝mvqB可知，a 、b 两个粒子的运动半径都等于R ，运动轨迹如图所示，根据几何知识得：a 粒子的圆心角为150°，b 粒子的圆心角为30°，a 、b 两粒子都经过B 点，故A 项正确；根据T ＝2πm qB ，可知两粒子的周期相等，由t ＝θ2πT 知运动时间取决于圆心角，a粒子的圆心角为150°，b 粒子的圆心角为30°，故两粒子在磁场中的运动时间之比为5∶1，两粒子不相遇，故B 项错误，C 项正确；a 粒子的圆心角为150°，b 粒子的圆心角为30°，故a 、b 两粒子离开磁场时的速度偏向角之比为5∶1，故D 项错误．故选A 、C 两项．7.如图所示，在纸面内直角三角形PQM 区域中充满了垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，∠Q ＝30°，O 为斜边QP 的中点，a 、b 两个带电粒子以相同的速率从M 点沿MO 方向垂直射入磁场，并从P 、Q 两点离开．不计粒子的重力，下列说法正确的是( )A ．a 粒子带正电，b 粒子带负电B ．a 、b 粒子轨迹半径之比为1∶3C ．a 、b 粒子在磁场中运行时间之比为2∶3D ．a 、b 粒子的比荷之比为1∶3 答案 BC解析 a 和b 的轨迹对应的圆心及半径如图所示．由左手定则可知，b 粒子带正电，a 粒子带负电，故A 项错误；设OM ＝R ，则r a ＝Rtan30°＝33R ，r b ＝Rtan60°＝3R ，则a 、b 粒子轨迹半径之比为1∶3，故B 项正确；a 、b 粒子在磁场中运行的弧长之比为：r a θa ∶r b θb ＝⎝⎛⎭⎪⎫33×2π3∶⎝ ⎛⎭⎪⎫3R ×π3＝23，因两粒子的速率相同，则两粒子的时间之比为2∶3，故C 项正确；根据r ＝mvqB 可知两粒子的比荷之比等于半径的倒数比，即3∶1，故D 项错误．故选B 、C 两项．8.如图所示，边长为L 的正方形abcd 为两个匀强磁场的边界，正方形内磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B ，正方形外的磁场范围足够大，方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B ；把一个粒子源放在顶点a 处，它将沿ac 连线方向发射质量也为m 、电荷量为q(q ＞0)、初速度为v 0＝2qBL2m的带负电粒子(重力不计)，下列说法正确的是( )A ．粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2LB ．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为2πmqBC ．粒子第一次到达c 点所用的时间为πmqBD ．粒子第一次返回a 点所用的时间为4πmqB答案 BD解析由Bqv ＝m v 2R 可知，R ＝mv 0Bq ＝2L2，故A 项错误；由v ＝2πR T 可知，粒子在磁场中运动的周期T ＝2πmBq，故B 项正确；由几何关系可知，粒子在内部磁场中应恰好到达b 点，离开b 后再经四分之三圆周到达c 点，运动轨迹如图所示，则可知到达c 点的时间为一个周期，故为T ＝2πmBq ，故C 项错误；粒子由c 点进入时沿ca 方向，经四分之一圆周到达d 点，离开后再在外磁场中经四分之三圆周回到a 点，则可知，粒子恰好经过了2个周期，故时间为4πmqB ，故D 项正确．故选B 、D 两项．9．如图所示，虚线OL与y轴的夹角为60°，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一带正电荷的粒子从y轴上的M点沿平行于x轴的方向射入磁场，粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点(图中未画出)．已知OP之间的距离与粒子在磁场中运动的轨道半径相同，不计粒子的重力．则下列说法正确的是( )A．粒子离开磁场时的速度方向可能垂直虚线OLB．粒子经过x轴时的速度方向可能垂直x轴C．粒子离开磁场时的速度方向可能和虚线OL成30°夹角D．粒子经过x轴时的速度方向可能与x轴正方向成30°夹角答案BD解析如果粒子离开磁场时的速度方向垂直虚线OL，则圆心为O，粒子达到x轴上的距离OP>r，故A项错误；如果粒子经过x轴时的速度方向垂直x轴，则粒子经过OL时速度方向竖直向下，粒子运动轨迹如图所示：此时轨迹几何关系可得OP＝r，故B项正确；如果粒子离开磁场时的速度方向和虚线OL成30°夹角，则速度方向如图所示：此时OP 距离一定小于r ，故C 项错误；粒子经过x 轴时的速度方向可能与x 轴正方向成30°夹角，轨迹如图所示：如果β＝30°，则粒子半径r ＝CA 有可能等于OP ，故D 项正确．故选B 、D 两项． 10.如图所示，在直角坐标系xOy 中，位于坐标轴上的M 、N 、P 三点到坐标原点O 的距离均为r ，在第二象限内以O 1(－r ，r)为圆心，r 为半径的14圆形区域内，分布着方向垂直xOy平面向外的匀强磁场，现从M 点平行xOy 平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v 的相同粒子，其中沿MO 1方向射入的粒子恰好从P 点进入第一象限．为了使M 点射入磁场的粒子均汇聚于N 点，在第一象限内，以适当的过P 点的曲线为边界(图中未画出，且电场边界曲线与磁场边界曲线不同)，边界之外的区域加上平行于y 轴负方向的匀强电场或垂直xOy 平面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用及其重力．下列说法正确的是( )A ．若OPN 之外的区域加的是磁场，则所加磁场的最小面积为（π－2）r 22B ．若OPN 之外的区域加的是电场，粒子到达N 点时的速度最大为5vC ．若OPN 之外的区域加的是电场，粒子到达N 点时的速度方向不可能与x 轴成45°D ．若OPN 之外的区域加的是电场，则边界PN 曲线的方程为y ＝x2r－2x ＋r答案 ABD解析由题意知沿MO 1方向射入的粒子恰好从P 点进入第一象限，轨迹为14圆弧，速度方向水平向右(沿x 轴正方向)，由几何关系知轨迹半径等于圆形磁场半径，作出由粒子轨迹圆的圆心、磁场圆的圆心以及出射点、入射点四点组成的四边形为菱形，且所有从M 点入射粒子进入第一象限速度方向相同，即均沿＋x 方向进入第一象限，为了使M 点射入磁场的粒子均汇聚于N 点，OPN 之外的区域加的是磁场，最小的磁场面积为图中阴影部分的面积，根据几何关系可得所加磁场的最小面积为S ＝2×⎝ ⎛⎭⎪⎫14πr 2－12r 2＝（π－2）r 22，故A 项正确；若OPN 之外的区域加的是电场，粒子进入第一象限做类平抛，沿MO 1入射的粒子到达N 点时的运动时间最长，速度最大，速度与水平方向夹角也最大，设类平抛运动时间为t ，在N 点速度与水平方向夹角为θ，则有：水平方向：r ＝vt 竖直方向：r ＝v y2t联立解得：v y ＝2vv max ＝v 2＋v y 2＝5v ，tan θ＝v y v＝2，tan45°＝1，故B 项正确，C 项错误；若OPN 之外的区域加的是电场，设边界PN 曲线上有一点的坐标为(x ，y)，则x ＝vt ，y ＝r －12at 2，整理可得：y －r x 2＝a 2v 2；当x ＝r 时y ＝0，整理可得边界PN 曲线的方程为y ＝x2r －2x ＋r ，故D 项正确．二、计算题(共4个小题，11题11分，12题12分，12题13分，14题14分，共50分) 11．如图所示，真空中有两块足够大的荧光屏P 1、P 2水平正对放置，间距为d ，两荧光屏之间有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.在紧贴荧光屏P 2的A 点有一粒子源，某一时刻向荧光屏P 2上方纸面内的各个方向同时以相同的速率各发射一个粒子(图中只画出其中的几个方向)，粒子的质量为m ，带电荷量为－q ，粒子的速率为v 0＝2qBd m .若粒子打到荧光屏上立即被吸收并发出荧光，不计粒子间的相互作用力和重力．(1)求平行于P 2向左发射的粒子在磁场中的运动时间； (2)求荧光屏P 1、P 2之间有粒子经过的区域的面积；(3)当平行于P 2向左发射的粒子到达荧光屏时，求仍在磁场中运动的粒子和已经被屏吸收的粒子的个数之比．答案 (1)πm 3qB (2)43πd 2(3)15解析 (1)设粒子运动轨迹的半径为R ，则有： qv 0B ＝mv 02R ，解得：R ＝2d ，平行于P 2向左发射的粒子在磁场中的运动轨迹如图1所示，圆心角为α，则有：cos α＝R －dR ，解得：α＝π3，粒子的运动周期为：T ＝2πRv 0，粒子的运动时间为：t ＝πm3qB.(2)粒子的轨迹恰好和Р1相切时，初速度的方向和与P 2成角θ的轨迹如图2所示，则有：cos θ＝R －dR，解得：θ＝π3，所以有粒子经过的区域的最大面积为：S ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫12πR 2－12×R cos α＋d×R sin θ，解得：S ＝43πd 2.(3)粒子的初速度方向与P 2成角β时，轨迹如图3所示，若圆心角也为π3，则β＝π6，所以当平行于P 2向左发射的粒子到达P 1时，此时已经打到荧光屏P 1上的粒子的发射方向与平行于P 2向右发射的粒子的方向成角的范围是θ～π，已经打到荧光屏Р2上的粒子的发射方向与平行于P 2向右的方向成角的范围是0～β，仍在磁场中运动的粒子的发射方向范围是β～θ，所以仍在磁场中运动的粒子和已经被屏吸收的粒子个数之比为θ－ββ＋π－θ＝15.12.如图，竖直平面内(纸面)存在平行于纸面的匀强电场，方向与水平方向成θ＝60°角，纸面内的线段MN 与水平方向成α＝30°角，MN 长度为d.现将一质量为m 、电荷量为q(q>0)的带电小球从M 由静止释放，小球沿MN 方向运动，到达N 点的速度大小为v N (待求)；若将该小球从M 点沿垂直于MN 的方向，以大小v N 的速度抛出，小球将经过M 点正上方的P 点(未画出)，已知重力加速度大小为g ，求：(1)匀强电场的电场强度E 及小球在N 点的速度v N ； (2)M 点和P 点之间的电势差；(3)小球在P 点动能与在M 点动能的比值．答案 (1)2gd (2)－4mgd q (3)73解析 (1)由小球运动方向可知，小球受合力沿MN 方向，如图甲，由正弦定理得：mg sin30°＝F sin30°＝Eqsin120°，解得：E ＝3mgq，合力为：F ＝mg ，由牛顿第二定律得：小球运动的加速度为：a ＝Fm ＝g ，从M→N，有：2ad ＝v N 2，解得：v N ＝2gd.(2)如图乙，设MP 为h ，作PC 垂直于电场线，小球做类平抛运动： hcos60°＝12at 2，hsin60°＝v N t ， U MC ＝Ehcos30°， U MP ＝U MC ，联立解得：U MP ＝－4mgdq.(3)如图乙，作PD 垂直于MN ，从M→P，由动能定理： Fs MD ＝E kP －E kM ，s MD ＝hsin30°，E kM ＝12mv N 2，E kP E kM ＝Fs MD ＋E kM E kM ＝73. 13.在竖直平面内，AB 为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD 为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB 与CD 通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O ，半径R ＝1.0 m ，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E ＝1.0×104N/C ，现有质量m ＝0.20 kg ，电荷量q ＝＋6.0×10－4C 的带电体(可视为质点)，从A 点由静止开始向右运动，已知A 、B 间距为L ＝1.0 m ，带电体与轨道AB 、CD 间的动摩擦因数均为μ＝0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力．求：(1)带电体运动到圆弧形轨道C 点时对轨道的压力大小； (2)带电体最终停止的位置；(3)从A 点到停止运动过程中带电体的电势能变化量；(4)为使带电体从最终停止处又能回到A 点，可在该处给带电体一个水平的速度，求这速度的大小和方向．答案 (1)24 N (2)与C 点竖直距离为1.8 m 处 (3)－12 J (4)13.90 m/s 方向水平向左解析 (1)设带电体到达C 点时的速度为v ，从A 到C ，由动能定理得： qE(L ＋R)－μmgL－mgR ＝12mv 2解得：v ＝310 m/s ，在C 点，对带电体，由牛顿第二定律得N －qE ＝m v2R解得：N ＝24 N ，根据牛顿第三定律知，带电体运动到圆弧形轨道C 点时对轨道的压力大小N ′＝N ＝24 N. (2)设带电体沿竖直轨道CD 上升的最大高度为h ，从C 到D 由动能定理得：－mgh －μqEh＝0－12mv 2解得：h ＝1.8 m.在最高点，带电体受到的最大静摩擦力：F fmax ＝μqE＝3 N ，重力G ＝mg ＝2 N ，因为G<F fmax ，所以带电体最终静止在与C 点竖直距离为1.8 m 处．(3)从A 点到停止运动过程中带电体的电势能变化量ΔE p ＝－W 电＝－qE(L ＋R)＝－12 J. (4)设这速度的大小为v 0.带电体从停止处运动到A 处的过程中，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速运动，加速度大小为a ＝qE m ＝60.2 m/s 2＝30 m/s 2.水平方向有L ＋R ＝v 0t －12at 2，竖直方向有h ＋R ＝12gt 2，联立可得v 0≈13.90 m/s ，方向水平向左．14．在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xOy ，y 轴左侧有沿y 轴正方向的匀强电场E ，y 轴右侧有垂直水平桌面向上的匀强磁场B ，在(－12，0)处有一个带正电的小球A 以速度v 0＝2.4 m/s 沿x 轴正方向进入电场，运动一段时间后，从(0，8)处进入y 轴右侧的磁场中，并且正好垂直于x 轴进入第4象限，已知A 球的质量为m ＝0.1 kg ，带电量为q ＝2.0 C ，小球重力忽略不计，求：(1)电场强度E 的大小； (2)磁感应强度B 的大小；(3)如果在第4象限内静止放置一个不带电的小球C ，使小球A 运动到第4象限内与C 球发生碰撞，碰后A 、C 粘在一起运动，则小球C 放在何位置时，小球A 在第4象限内运动的时间最长？(小球可以看成是质点，不考虑碰撞过程中的电量损失) 答案 (1)3.2 N/C (2)1.5 T (3)(24，0)解析 (1)小球A 在电场中沿x 、y 轴方向上的位移分别设为x 1、y 1.有： x 1＝v 0t 1，y 1＝12at 12，a ＝qE m，联立可得：E ＝3.2 N/C.(2)小球进入磁场时，有：v y ＝at 1， v ＝v 02＋v y 2， cos θ＝v yv，v ＝4 m/s ，方向与y 轴方向成37°，小球A 在磁场中做匀速圆周运动，垂直于x 轴进入第4象限，作出小球A 运动的轨迹如图，设轨道半径为R 1，由几何关系可得： R 1＝y 1cos53°＝215 m ，根据Bqv ＝m v2R 1，解得：B ＝mvqR 1＝1.5 T. (3)在第4象限内A 与C 球发生完全非弹性碰撞，碰撞后速度设为v 2，在磁场中做圆周运动的轨道半径设为R 2.有： mv ＝(m ＋m C )v 2， Bqv 2＝(m ＋m C )v 22R 2，解得：R 2＝（m ＋m C ）v 2Bq ＝mvBq ＝R 1，即：小球运动的轨道半径不变，由周期公式T ＝2πRv 可得：碰撞后小球的速度变小，故碰后的周期变大，所以要使小球A 在第4象限内运动的时间最长，小球C 应放在小球A 进入第4象限时的位置为： x ＝R 1＋R 1sin53°＝0.24 m ，即坐标为(24，0)．附：什么样的考试心态最好大部分学生都不敢掉以轻心，因此会出现很多过度焦虑。

2020届高三物理磁场专题训练(带解析)

2020届高三物理磁场专题训练（共34题）一、单选题（本大题共12小题）1.如图所示，由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的I、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示。

现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变，在三个磁场区域中的运动时间之比为1：3：5，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，不计粒子重力，则()A. 磁感应强度B1：B2：B3=1：3：5B. 磁感应强度B1：B2：B3=5：3：1C. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25：2D. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27：52.如图所示，边界OM与ON之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界ON上有一粒子源S。

某一时刻，从离子源S沿平行于纸面，向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相等，经过一段时间有大量粒子从边界OM射出磁场。

已知∠MON=30°，从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于12T(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OM射出的粒子在磁场中运动的最短时间为()A. 13T B. 14T C. 16T D. 18T3.如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为60°的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O.L1中电流方向与L2中的相同，与L3、L4中的相反，下列说法中正确的是()A. 菱形中心O处的磁感应强度不为零B. 菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL1C. L1所受安培力与L3所受安培力大小不相等D. L1所受安培力的方向与L3所受安培力的方向相同4.如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子A，B，C先后从P点以相同的速度沿PO方向射入磁场，分别从a，b，c三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用t A、t B、t C表示，三个粒子的比荷分别用k A，k B，k C表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用T A、T B、T C表示，下列说法正确的是()A. 粒子B带正电B. t A<t B<t CC. k A<k B<k CD. T A>T B>T C5.如图所示，三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场，AB边长为L，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB边的中点。

2020届高三物理第二轮复习近四年全国高考卷电场和磁场综合练习含答案

电场和磁场综合练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V . 下列说法不正确的是( ) A ．电场强度的大小为2. 5 V/cm B ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD ．电子从b 点运动到c 点，电场力做功为9 eV2．真空中有一半径为r 0的带电金属球，以球心O 为坐标原点沿某一半径方向为正方向建立x 轴，x 轴上各点的电势φ随x 的分布如图所示，其中x 1、x 2、x 3分别是x 轴上A 、B 、C 三点的位置坐标．根据φ-x 图象，下列说法正确的是 A ．该金属球带负电B ．A 点的电场强度大于C 点的电场强度 C ．B 点的电场强度大小为2332x x φφ--D ．电量为q 的负电荷在B 点的电势能比在C 点的电势能低|q (φ2－φ3)|3．一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN 的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动与MN 成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒．不计重力．若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（）A ．3BωB ．2BωC ．BωD ．2Bω4．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( )A ．11B ．12C ．121D ．1445．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是( )A ．m a >m b >m cB ．m b >m a >m cC ．m c >m a >m bD ．m c >m b >m a二、多选题6．如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，实线MN 是一条方向未标出的电场线，虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为A a 、B a ，电势能分别为PA E 、PB E .下列说法正确的是( )A ．电子一定从A 向B 运动B ．若A a >B a ，则Q 靠近M 端且为正电荷C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有PA E <PB ED ．B 点电势可能高于A 点电势7．如图所示,空间存在水平向右、电场强度大小为E 的匀强电场,一个质量为m 、电荷量为+q 的小球,从A 点以初速度v 0竖直向上抛出,经过一段时间落回到与A 点等高的位置B 点(图中未画出),重力加速度为g .下列说法正确的是A ．小球运动到最高点时距离A 点的高度为20v gB ．小球运动到最高点时速度大小为qEv mgC ．小球运动过程中最小动能为()222022mq E v mg qE +D ．AB 两点之间的电势差为22022qE v mg三、解答题8．一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy 平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y 轴垂直，宽度为l ，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于xOy 平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l ´，电场强度的大小均为E ，方向均沿x 轴正方向；M 、N 为条状区域边界上的两点，它们的连线与y 轴平行，一带正电的粒子以某一速度从M 点沿y 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M 点入射的速度从N 点沿y 轴正方向射出，不计重力．（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；（2）求该粒子从M 点入射时速度的大小；（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x 轴正方向的夹角为6π，求该粒子的比荷及其从M 点运动到N 点的时间．9．如图，在y >0的区域存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ；在y <0的区域存在方向垂直于xOy 平面向外的匀强磁场．一个氕核11H 和一个氘核21H 先后从y 轴上y ＝h 点以相同的动能射出，速度方向沿x 轴正方向．已知11H 进入磁场时，速度方向与x 轴正方向的夹角为45︒，并从坐标原点O 处第一次射出磁场. 氕核11H 的质量为m ，电荷量为q . 氘核21H 的质量为2m ，电荷量为q ，不计重力．求： (1)11H 第一次进入磁场的位置到原点O 的距离； (2)磁场的磁感应强度大小；(3)21H 第一次进入磁场到第一次离开磁场的运动时间．10．如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面）向里的磁场．在0x ≥区域，磁感应强度的大小为0B ;<0x 区域，磁感应强度的大小为0B λ（常数>1λ)．一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电粒子以速度0v 从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时，求： (1)粒子运动的时间； (2)粒子与O 点间的距离．参考答案1．C 【解析】【详解】A ．如图所示，在ac 连线上，确定一b ′点，电势为17V ，将bb ′连线，即为等势线，那么垂直bb ′连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图，因为匀强电场，则有：cb U E d =，由比例关系可知：'26178cm 4.5cm 2610b c -=⨯=- 依据几何关系，则有：3.6cm b c bcd bb '⨯==='因此电场强度大小为：2617 2.5V/cm 3.6cb U E d -=== 故A 正确，不符合题意；B ．根据φc -φa =φb -φo ，因a 、b 、c 三点电势分别为：φa =10V 、φb =17V 、φc =26V ，解得原点处的电势为φ0=1 V ．故B 正确，不符合题意；C ．因U ab =φa -φb =10-17=-7V ，电子从a 点到b 点电场力做功为：W =qU ab =-e×（-7V ）=7 eV因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a 点的电势能比在b 点的高7eV ，故C 错误，符合题意。

2020届高考大二轮刷题首选卷物理课件：专题十磁场

解析若微粒做变速直线运动，洛伦兹力随速度变化而变化，不可能做直线运动，故微粒一定做匀速直线运动。若微粒带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直速度方向斜向右下方，而重力竖直向下，则电场力、洛伦兹力和重力三个力的合力不可能为零，微粒不可能做匀速直线运动，由此可知微粒带负电，电场力向右，洛伦兹力垂直速度方向斜向左上方，重力竖直向下，只有电场力、洛伦兹力和重力三力平衡，微粒才能做匀速直线运动，故 A、B 错误；根据平衡条件，有：qE＝mgtan45°，qvB＝ mg2＋qE2，联立解得： E＝mqg，B＝ 2qmv g，故 C 错误，D 正确。
由题意可知，粒子运动的最长时间等于12T，当从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的时间最长时，粒子的初速度方向应该为沿 ON 方向水平向右，此时过粒子源沿垂直于 ON 方向作直线 DS 交 OM 边界于 D 点，可得 DS＝ 2r，由几何知识 OS＝2 3r，ES＝ 3r，sinθ2＝E2rS＝ 23，可得：θ＝120°，故粒子在磁场中运动的最短时间为：tmin＝36θ0°T＝13T，A 正确。
9. (多选)如图所示，半径为 R 的14圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R,0)点垂直 x 轴放置一线型粒子发射装置，能在 0<y<R 的区间内各处沿 x 轴正方向同时发射出速度均为 v、带正电的同种粒子，粒子质量为 m，电荷量为 q。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。若某时刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中 y 轴上的同一点，则下列说法中正确的是( )
1
1
1
1
A.3T B.4T C.6T D.8T
答案 A
解析粒子在磁场中做匀速圆周运动，入射点是 S，出射点在 OM 直线上，出射点与 S 点的连线为轨迹的一条弦，又由题设条件可知，所有粒子质量相等，初速度也相等，则由 r＝mqBv，T＝2qπBm可得，所有粒子做圆周运动的轨迹半径与周期也都相等。当从边界 OM 射出的粒子在磁场中运动的时间最短时，轨迹的弦最短，如图所示，根据几何知识，作 ES⊥OM，ES 即为最短的弦，粒子从 S 运动到 E 的时间最短；

2020高考物理二轮专题复习：磁场(通用型)练习和答案

2020届高考物理磁场（通用型）练习及答案**磁场**一、选择题1、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 ( )A.11B.12C.121D.1442、如图所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。

若A、B 两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()A．2BIL，竖直向下B．43BIL，竖直向上C．BIL，竖直向上D．34BIL，竖直向下3、如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是()A．静止不动B．向纸外平动C．N极向纸外，S极向纸内转动D．N极向纸内，S极向纸外转动4、(2019·临沂市一模)1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。

罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转。

忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法错误的是()A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流B．小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转5、如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。

一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。

若电子在磁场中运动的轨迹半径为2d。

【高考复习】2020版高考物理单元测试磁场(含答案解析)

A．小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向外 qg
B．小球的电荷量与质量的比值 = mE
C．小球从 a 运动到 b 的过程中，小球和地球组成的系统的机械能守恒 D．小球在 a、b 两点的速度相同
4.用绝缘细线悬挂一个质量为 m、带电荷量为＋q 的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为
B 的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向的夹角为 α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向可能是( )
A．经过最高点时，三个小球的速度相等 B．经过最高点时，甲球的速度最小 C．甲球的释放位置比乙球的高 D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变
12. (多选)如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为 m，长为 L，通过的电流大小为 I 且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度 B 的方向与导轨平面成 θ 角，则导体棒受到的( )
静止状态,则导线 C 受到的静摩擦力是( )
A. 3B0Il,水平向左
3 C. 2 B0Il,水平向左
B. 3B0Il,水平向右
3 D. 2 B0Il,水平向右
9. (多选)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径 r 相同，则它们一定具有相同的 ( )
A.A 接电源正极,B 接电源负极,液体顺时针旋转 B.A 接电源负极,B 接电源正极,液体顺时针旋转 C.A、B 与 50 Hz 的交流电源相接,液体持续旋转 D.仅磁场的 N、S 极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变
3.如图所示，一个质量为 m、电荷量为 q 的带电小球从水平线 PQ 上方 M 点自由下落，以 PQ 为边界下方有方向竖直向下、电场强度为 E 的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的 a 点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的 b 点穿出，重力加速度为 g，不计空气阻力，则以下说法正确的是( )

2020届高三高考物理二轮复习知识点总结题型强化练习卷：磁场

磁场题型一、左、右手定则的应用以及安培力大小的相关运算1．(2017·全国3)如图，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．0B．33B0 C.233B0D．2B02．(多选)(2017·全国卷1)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。

下列说法正确的是()A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1题型二、安培力作用下导体运动情况的定性判断3.(2018·杭州五校联考)如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环A、B，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现()A．A环、B环均不转动B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止4.一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，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是()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题型三、平衡状态下安培力作用下的相关定量运算5.(2018·河南开封模拟)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，水平放置一根长为l、质量为m的直导体棒。

2020届高考物理专题训练：磁场(两套附详细答案解析)

高考物理专题训练：磁场（基础卷）一、 (本题共13小题，每小题4分，共52分。

在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～13题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于安培力，下列说法正确的是( )A．通电直导线在某处所受安培力的方向跟该处的磁场方向相同B．通电直导线在某处不受安培力的作用，则该处没有磁场C．通电直导线所受安培力的方向可以跟导线垂直，也可以不垂直D．通电直导线跟磁场垂直时受到的安培力一定最大【答案】D【解析】安培力的方向一定与磁场垂直，也一定与导线垂直，选项A、C错误；当通电直导线与磁场平行放置时，不受安培力作用，选项B错误。

2．在重复奥斯特电流磁效应的实验时，需要考虑减少地磁场对实验的影响，则以下关于奥斯特实验的说法中正确的是( )A．通电直导线竖直放置时，实验效果最好B．通电直导线沿东西方向水平放置时，实验效果最好C．通电直导线沿南北方向水平放置时，实验效果最好D．只要电流足够大，不管通电直导线怎样放置实验效果都很好【答案】C【解析】由于在地球表面小磁针静止时北极指北、南极指南，所以通电直导线沿南北方向水平放置时，电流在小磁针所在位置的磁场方向为东西方向，此时的效果最好。

3．科学研究发现，在地球的南极或北极所看到的美丽极光，是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁场的作用后，与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果，如图所示。

则下列关于地磁场的说法中，正确的是( )A．若不考虑磁偏角的因素，则地理南极处的磁场方向竖直向下B．若不考虑磁偏角的因素，则地理北极处的磁场方向竖直向上C．在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向北的方向D．在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向南的方向【答案】D【解析】在不考虑磁偏角的情况下，地球的南极相当于磁体的北极，故该处的磁场方向竖直向上，选项A、B错误；赤道处的地磁场方向向北，所以小磁针的南极指向南的方向，D正确。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

磁场1．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。

大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。

若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。

不计重力及带电粒子之间的相互作用。

则v2∶v1为()A.3∶2B．2∶1 C.3∶1 D．3∶ 22.如图所示，直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场，磁感应强度为B，右边界PQ 平行y轴，一粒子(重力不计)从原点O以与x轴正方向成θ角的速率v垂直射入磁场，当斜向上射入时，粒子恰好垂直PQ射出磁场，当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出，则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为()A.vBa 2πa3v B.v2Ba2πa3v C.v2Ba4πa3v D．vBa4πa3v3.(多选)(2018·江西省名校联盟高三教学质量检测)如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连。

现分别加速质子(11H)和氘核(21H)。

下列说法中正确的是()A．它们的最大速度相同B．质子的最大动能大于氘核的最大动能C．加速质子和氘核所用高频电源的频率相同D．仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能4．如图所示，在正交的匀强电磁场中有质量、电荷量都相同的两油滴，A静止，B做半径为R的匀速圆周运动。

若B与A相碰并结合在一起，则它们将()A ．以B 原速率的一半做匀速直线运动 B ．以R2为半径做匀速圆周运动C ．仍以R 为半径做匀速圆周运动D ．做周期为B 的一半的匀速圆周运动5.(2018·陕西省宝鸡市高三教学质量检测)如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2，纸面内的一点H 到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )A ．B4B ．B3C ．B2D ．B16．(多选)(2017·全国卷Ⅱ·21)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。

矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。

将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。

为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将( )A ．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B ．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C ．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D ．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉7.(多选)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F 1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F 2，则以下说法正确的是( )A ．弹簧长度将变长B ．弹簧长度将变短C ．F 1>F 2D ．F 1<F 28.(2018·河北省定州中学月考)粗细均匀的直导线ab 的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab 恰好处在水平位置(如图所示)。

已知ab 的质量为m ＝10 g ，长度L ＝60 cm ，沿水平方向与ab 垂直的匀强磁场的磁感应强度B ＝0.4 T 。

(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab 中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a 到b 、大小为0.2 A 的电流通过时，两根弹簧均被拉长了Δx ＝1 mm ，求该弹簧的劲度系数。

9.2016年美国为第三艘朱姆沃尔特级驱逐舰配备了电磁轨道炮，海军开始进行电磁炮的海试工作。

如图是“电磁炮”的原理结构示意图。

光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L ＝0.2 m 。

在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B ＝1×102 T 。

“电磁炮”弹体总质量m ＝0.2 kg ，其中弹体在轨道间的电阻R ＝0.4 Ω。

可控电源的内阻r ＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。

在某次试验发射时，电源为弹体提供的电流是I ＝4×103 A ，不计空气阻力。

求：(1)弹体所受安培力大小。

(2)弹体从静止加速到4 km/s ，轨道至少要多长？(3)弹体从静止加速到4 km/s 过程中，该系统消耗的总能量。

10．(2018·山东青岛市模拟)如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，第一象限内存在正交的匀强电、磁场，电场强度E 1＝40 N/C ；第四象限内存在一方向向左的匀强电场E 2＝1603 N/C 。

一质量为m ＝2×10－3 kg 带正电的小球，从点M (3.64 m,3.2 m)以v 0＝1 m/s 的水平速度开始运动。

已知小球在第一象限内做匀速圆周运动，从点P (2.04 m,0)进入第四象限后经过y 轴上的点N (0，－2.28 m)(图中未标出)。

(g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)小球由P点运动到N点的时间。

参考答案1．如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点。

大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点，在纸面内沿不同方向射入磁场。

若粒子射入速率为v 1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。

不计重力及带电粒子之间的相互作用。

则v 2∶v 1为( )A .3∶2B ．2∶1C .3∶1D ．3∶ 2【答案】： C【解析】：相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动。

粒子以v 1入射，一端为入射点P ，对应圆心角为60°(对应六分之一圆周)的弦PP′必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径2r 1，如图甲所示，设圆形区域的半径为R ，由几何关系知r 1＝12R 。

其他不同方向以v 1入射的粒子的出射点在PP′对应的圆弧内。

同理可知，粒子以v 2入射及出射情况，如图乙所示。

由几何关系知r 2＝ R 2－R 22＝32R ，可得r 2∶r 1＝3∶1。

因为m 、q 、B 均相同，由公式r ＝mvqB 可得v ∝r ，所以v 2∶v 1＝3∶1。

故选C 。

2.如图所示，直角坐标系中y 轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a 的有界匀强磁场，磁感应强度为B ，右边界PQ 平行y 轴，一粒子(重力不计)从原点O 以与x 轴正方向成θ角的速率v 垂直射入磁场，当斜向上射入时，粒子恰好垂直PQ 射出磁场，当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出，则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( )A.v Ba 2πa 3vB.v 2Ba 2πa 3vC.v 2Ba 4πa 3v D ．v Ba 4πa3v【答案】： C【解析】：粒子在磁场中运动轨迹如图所示，则由图知斜向上射入时有r sin θ＝a ，斜向下射入时有r sin θ＋a ＝r ，联立求得θ＝30°，且r ＝2a ，由洛伦兹力提供向心力得Bqv ＝m v 2r ，解得r ＝mv Bq ，即粒子的比荷为q m ＝v2Ba ，所以粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的圆心角为α＝2×(90°－30°)＝120°，运动时间为t ＝120°360°T ＝T 3＝4πa3v，C 正确。

3.(多选)(2018·江西省名校联盟高三教学质量检测)如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连。

现分别加速质子(11H)和氘核(21H)。

下列说法中正确的是( )A ．它们的最大速度相同B ．质子的最大动能大于氘核的最大动能C ．加速质子和氘核所用高频电源的频率相同D ．仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能【答案】： BD【解析】：设质子质量为m ，电荷量为q ，则氘核质量为2m ，电荷量为q ，它们的最大速度分别为v 1＝BqRm和v 2＝BqR 2m ，选项A 错误；质子的最大动能E k1＝B 2q 2R 22m ，氘核的最大动能E k2＝B 2q 2R 24m ，选项B 正确；高频电源的频率与粒子在磁场中的回旋频率相同，即f 1＝qB 2πm ，f 2＝qB 4πm ，所以加速质子和氘核所用高频电源的频率不相同，选项C错误；被加速的粒子的最大动能与高频电源的电压无关，所以仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能，选项D 正确。

4．如图所示，在正交的匀强电磁场中有质量、电荷量都相同的两油滴，A 静止，B 做半径为R 的匀速圆周运动。

若B 与A 相碰并结合在一起，则它们将( )A ．以B 原速率的一半做匀速直线运动B ．以R2为半径做匀速圆周运动C ．仍以R 为半径做匀速圆周运动D ．做周期为B 的一半的匀速圆周运动【答案】：B【解析】：由A 、B 相碰时动量守恒mv ＝2mv ′，有v ′＝v 2。

据题意碰后A 、B 合成的大油滴仍受重力与电场力平衡，合外力是洛伦兹力，所以继续做匀速圆周运动，且有 r ＝2mv ′2qB ＝mv 2qB ＝R 2T ＝2π2m 2qB ＝2πm qB，选项B 正确。

5.(2018·陕西省宝鸡市高三教学质量检测)如图所示，垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2，纸面内的一点H 到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )A ．B4B ．B3C ．B2D ．B1【答案】： B【解析】：根据题述，I1>I2，由安培定则，I1在H 点产生的磁感应强度方向垂直于H 和I1连线，指向右下，I2在H 点产生的磁感应强度方向垂直于H 和I2连线，指向左下。

I1在H 点产生的磁感应强度比I2在H 点产生的磁感应强度大，H 点磁感应强度为两磁场的叠加，故H 点的磁感应强度方向可能为图中的B3，选项B 正确。

6．(多选)(2017·全国卷Ⅱ·21)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。