2020高考物理：磁场专题练习题
高中物理《磁场》练习题(附答案解析)
高中物理《磁场》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，以下概念的建立方法与合力相同的是（）A．瞬时速度B．交流电的有效值C．电场强度D．磁通量2．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。
不计重力，则（）A．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转C．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动3．下列物理学史材料中，描述正确的是（）A．卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B．为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果，应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C．法拉第提出了“电场”的概念，并制造出第一台电动机D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律4．电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的巨大动能，如图甲所示。
原理图可简化为如图乙所示，其中金属杆表示炮弹，磁场方向垂直轨道平面向上，则当弹体中通过如图乙所示的电流时，炮弹加速度的方向为（）A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里5．一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线的拉力等于零，要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，可采用的方法有（）A．适当减弱磁场，磁场方向反向B．适当增强磁场，磁场方向不变C．适当减小电流。
电流方向不变D．适当增大电流。
电流方向反向6．下列装置中，利用到离心运动的物理原理的是（）A．磁流体发电机B．回旋加速器C．洗衣机D．电视机7．如图所示，在真空中坐标xOy平面的x>0区域内，有磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场，方向与xOy 平面垂直，在x轴上的P（10cm，0）点，有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率v=1.0×104m/s 的带正电的粒子，粒子的质量为m=1.6×10-25kg，电荷量为q=1.6×10-18C，带电粒子能打到y轴上的范围为（）A ．10cm 10cm y -≤≤B ．10cm y -≤≤C ．10cm y -≤≤D ．y -≤≤8．如图所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和C （包括支架）的总重量M ，B 为铁片，质量为m ，整个装置用轻绳悬于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力（ ）A ．F mg =B ．()F m M g >+C ．()F m M g =+D ．()Mg F m M g <<+二、多选题9．下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是（ ）A ．洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功B ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同C ．用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反D ．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直10．全球新冠肺炎疫情持续至今，医院需要用到血流量计检查患者身体情况。
考点十一 磁场--2020年高考物理分类题库
考点十一磁场1.(2020·全国Ⅰ卷)一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,为半圆,ac、bd 与直径ab 共线,ac 间的距离等于半圆的半径。
一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c 点垂直于ac 射入磁场,这些粒子具有各种速率。
不计粒子之间的相互作用,在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为()A.76m qBπ B.54m qBπ C.43m qBπ D.32m qBπ【解析】选C。
粒子在磁场中做匀速圆周运动有qBv=2mv r ,T=2r vπ,可得粒子在磁场中的周期T=2m qBπ,粒子在磁场中运动的时间2mt T qB θθπ=⋅=,则轨迹对应的圆心角越大,运动时间越长。
设半圆ab 的半径为R,如图,粒子垂直ca 射入磁场,则轨迹圆心必在ca 直线上,当半径r≤0.5R 和r≥1.5R 时,粒子分别从ac、bd 区域射出,磁场中的轨迹为半圆,运动时间等于半个周期。
当0.5R<r<1.5R 时,粒子从半圆边界射出,将轨迹半径从0.5R 逐渐增大,粒子射出位置从半圆顶端向下移动,轨迹圆心角从π逐渐增大,当ce 与半圆ab 相切时,轨迹圆心角最大,此时轨迹半径r=R,如图,则轨迹对应的最大圆心角θ=π+3π=43π,粒子运动最长时间4243223m m t T qB qBπθππππ==⨯=,故选项C 正确。
【方法技巧】“放缩圆”法适用条件速度方向一定、大小不同粒子源发射速度方向一定、大小不同的带电粒子进入匀强磁场时,这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化而变化轨迹圆圆心共线如图所示(图中只画出粒子带正电的情景),速度v 越大,运动半径也越大。
可以发现这些带电粒子射入磁场后,它们运动轨迹的圆心在垂直初速度方向的直线PP'上界定方法以入射点P 为定点,圆心位于PP'直线上,将半径放缩作轨迹圆,从而探索出临界条件,这种方法称为“放缩圆”法2.(2020·全国Ⅱ卷)CT 扫描是计算机X 射线断层扫描技术的简称,CT 扫描机可用于对多种病情的探测。
2020高考物理精品习题：磁场(全套含解析)高中物理(20200818125802)
【答案】A5.电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内 水烧开后的保温状态，如下图10-1-9是一学生设计的电饭锅电路原理示意图,S 是用感温材料制造的开关•以下讲法中正确的选项是〔 〕A .加热状态时是用 R 1、R 2同时加热的. B. 当开关S 接通时电饭锅为加热状态， S 断开时为保温状态2020高考物理精品习题：磁场（全套含解析 ）高中物理第I 课时 部分电路？电功和电功率 i •关于电阻率，以下讲法中不正确的选项是 〔 〕 A •电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好 B •各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大 C .所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 D •某些合金的电阻率几乎不受温度变化的阻碍，通常用它们制作标准电阻【解析】电阻率表示导体的导电好坏，电阻率越小，导体的导电性能越好. 【答案】 A 2•一个标有” 220V A .接近于807 Q C .明显大于807 Q60W 〃的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻值〔 B 接近于0Q D .明显小于807 Q 【解析】 用多用电表的欧姆挡去测量灯泡的电阻时， 应把灯泡从电路中断开， 由于金属的电阻率随温度的升高而增大，现在它的电阻明显小于正常发光时的电阻 【答案】 D 测出的是其不发光时电阻,807 Q 3•如下图10-1-7，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的 24户居民，因此整幢居民楼里有各种不同的电 器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等•停电时，用多用电表测得 A 、B 间的电阻为R ;供电后，各 家电器同时使用，测得 A 、B 间电压为U ，进线电流为I ，那么运算该幢居民楼用电的总功率能够用的公 式是〔 〕c c U 2A . P = I 2R B.P = R C.P = IU D.以上公式都能够 【解析】 因居民楼内各种电器都有，因此不是纯电阻电路, 因此A 、B 、D 不对. 【答案】 CA 居 U 民楼 B A 图 10-1-7 4•如下图10-1-8 ,厚薄平均的矩形金属薄片边长 ab=10 cm , bc=5 cm ,当将A 与B 接入电压为U 的电路中时, 电流强度为1 A ，假设将C 与D 接入电压为U 的电路中，那么电流为 A.4A B.2A 1C. — A 21 D. —A 4 【解析】由电阻定律R = L ，当A 与B 接入电路中时,S ab »亠 R 1= R ，其中 图 10-1-8d 表示金属片的厚度•当 D 接入电路中时, bc R 2= ab d可知R 1= 4,由欧姆定律得 互=4,应选 AR 2I 1图 10-1-9C .要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的1/8 , R 1/R 2 应为 7 : 1当 S 断开，R 1 与 R 2 串联，P'= 2202/〔 R 1 + R 2〕； P > P'A 不正确B 正确.由于电路中总电压 U 不变，D .要使R 2在保温状态时的功率为加热状态时的 1/8, R 1/R 2 应为〔2 . 2 — 1〕：1 应选择功率公式 P =—，可知R 2 2 2202 2202 R 2 R 2 R 1 R 2 R 1 R 28 得兰 —LJ 即D 正确 R 2 1 【答案】BD 6•电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速度 子的电量，那么其等效电流的电流强度等于 ________________ . 【解析】由电流的定义式I = q/t,那么电子的电流强度的大小应为v 在半径为r 的轨道上运动，用 e 表示电I = e/T,而电子运动的周期 ev T = 2 n /r ，得 I =2 r 【答案】 ev T7 7.—直流电源给蓄电池充电如下图 10-1-10，假设蓄电池内阻 电流表的读数为I ，那么输入蓄电池的电功率为 为 ________ ，电能转化为化学能的功率为 _ 【答案】UI,I 2r,UI-I 2r r ，电压表读数 ，蓄电池的发热功率 &某一直流电动机提升重物的装置，如下图 10-1-11 ,重物的质量 m=50kg ，电源提供给电动机的电压为 U=110V ,不计各种摩擦，当电动机以 v=0.9m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I=5.0A , g=10m/s 2〕. 求电动机的线圈电阻大小〔取 【解析】电动机的输入功率 P = UI ，电动机的输出功率 P 1=mgv ,电动机发热功率P 2=I 2r 而 P 2=P — P i ,即卩 I 2r= UI — mgv图 10-1-11 代入数据解得电动机的线圈电阻大小为 r=4 Q 【答案】 r=4 Q 9•在图10-1-12中，AB 和A'B'是长度均为L = 2km ，每km 电阻值为p= 1Q 的两根输电线.假设发觉在 距离A 和A'等远的两点C 和C'间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻•接入电动势 E = 90V 、内 阻不计的电源：当电源接在 A 、A'间时，测得 A'间电压为 U A = 45V.求A 与C 相距 多远？ 【解析】在测量过程中的等效电路如 下图〔甲〕、〔乙〕所示•当电源接 在A 、A'时，能够认为电流仅在 A'C'CA 中流，现在U B = 72V 为漏电 阻R 上的电压.设 AC 和BC 间每根 输电线的电阻为 R AC 和R BC .那么有： 芈 R …①同理，当电源接在 E 2R AC R 图 10-1-12B 、B'间时，那么有:U AER…②2R BC R由①②两式可得:【解析】当S 闭合时， 那么可知S 闭合时为加热状态, R 1 被短路，P = 2202 /R 2；S 断开时为保温状态；即【答案】0.4km1R AC = — R BC4依照电阻定律 R = L %L ,可得A 、C 间相距为:SL AC =2km0.4km10.如下图 10-1-13 是- -种悬球式加速度仪 .它能够用来测定沿水平轨道做匀加速直线运动的列车的加速 度.m 是一个金属球，它系在细金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在 O 点，AB 是一根长为L 的电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好， 摩擦不计.电阻丝的中点 C 焊接一根导线.从O 点也引出一根导线，两线 之间接入一个电压表 ①〔金属丝和导线电阻不计〕.图中虚线OC 与AB 相垂直，且 OC=h ，电阻丝AB 接在电压恒为 U 的直流稳压电源上.整个 装置固定在列车中使 AB 沿着车前进的方向.列车静止时金属丝呈竖直 状态•当列车加速或减速前进时，金属线将偏离竖直方向 0,从电压表的 读数变化能够测出加速度的大小 〔1〕当列车向右做匀加速直线运动时，试写出加速度 a 与0角的关系 及加速度a 与电压表读数 U'的对应关系. 图 10-1-13〔2〕那个装置能测得的最大加速度是多少 ？ 【解析】〔1〕小球受力如下图，由牛顿定律得：a=F 合=mgta ^ =gtan 0 . m m设细金属丝与竖直方向夹角为 0时，其与电阻丝交点为 D , CD 间的电压为U ；U R CD CD CD CD L U 那么 CD，故得 a=gtan 0 =g • g. U R AB AB L h hU 〔2〕因CD 间的电压最大值为 U/2，即U max -U/2，因此a max = — g.2h F E【答案】〔1〕a=gtan0.〔 2〕a max = — g2h 第H 课时 电路分析•滑动变阻器1. 如下图10-2-14，在A 、B 两端加一恒定不变的电压 U ，电阻R 1为 60 Q,假设将R 1短路，R 2中的电流增大到原先的 4倍；那么R 2为〔 〕 A . 40 Q B . 20 Q C . 120 Q D . 6 Q 【答案】B 2. 如下图10-2-15 , D 为一插头，可接入电压恒定的照明电路中， a 、b 、c 为三只 R 1R 2A vBU图 10-2-14相同且功率较大的电炉, a 靠近电源，b 、c 离电源较远，而离用户电灯 炉接入电路后对电灯的阻碍，以下讲法中正确的选项是 A •使用电炉a 时对电灯的阻碍最大 L 专门近，输电线有电阻•关于电 图 10-2-15B •使用电炉b 时对电灯的阻碍比使用电炉 a 时大 C. 使用电炉c 时对电灯几乎没有阻碍 D •使用电炉b 或c 时对电灯阻碍几乎一样【解析】输电线有一定电阻， 在输电线上会产生电压缺失. 使用电炉c 或b 时，对输电线中电流阻碍较大, 使线路上的电压缺失较大， 从而对用户电灯产生较大的阻碍， 而使用电炉a 对线路上的电压缺失阻碍甚微, 能够忽略不计. 【答案】BD3•如图10-2-16 〔甲〕所示电路，电源电动势为 E ,内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为 R ,负载电阻为 R o .当滑动变阻器的滑动端S 在某位置时，R o 两端电压为E/2,滑动变阻器上消耗的功率为P .假设将R oA . R o 两端的电压将小于 E/2B . R o 两端的电压将等于 E/2C .滑动变阻器上消耗的功率一定小于 PD .滑动变阻器上消耗的功率可能大于P【解析】在甲图中，设变阻器 R 滑动头以上、以下的电阻 分不为R上、R 下，那么R o //R 下=R 上，有R o > R 上；当接成乙图 电路时，由于R o >R 上，那么R o 两端的电压必大于 E/2，故A 、 而滑动变阻器上消耗的功率能够大于 P .应选D .【答案】D4•如下图io-2-17是一电路板的示意图，a 、b 、c 、d 为接线柱，a 、d 与22oV 的交流电源连接, 间、cd 间分不连接一个电阻.现发觉电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分不测得 两点间以及a 、c 两点间的电压均为 22oV ，由此可知〔 A . ab 间电路通， cd 间电路不通 B . ab 间电路不通，bc 间电路通 C . ab 间电路通， bc 间电路不通 D . bc 间电路不通，cd 间电路通【解析】第一应明确两点：〔 1〕电路中无电流即l=o 时，任何电阻两端均无电压；〔 2〕假设电路中仅有一处断路，那么电路中哪里断路，横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压.由题可知， bd 间电压为22oV ，讲明断路点必在 bd 之间；ac 间电压为22oV ，讲明断点又必在 ac 间；两者共同区间是 bc ,故bc 断路，其余各段均完好. 【答案】CD5•传感器可将非电学量转化为电学量，起自动操纵作用.如运算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录象机、影碟机、空调机中有光电传感器 ……演示位移传感器的工作原理如下图 io-2-17，物体M 在导 轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆 P ,通过电压表显示的数据， 来反映物 体位移的大小 X ，假设电压表是理想的， 那么以下讲法中正确的选项是 〔 〕A .物体M 运动时，电源内的电流会产生变化B .物体M 运动时，电压表的示数会发生变化C .物体M 不动时，电路中没有电流D .物体M 不动时，电压表没有示数【解析】滑动变阻器与电流构成闭合回路，因此回路中总是有电流的，这与与电源位置互换，接成图〔乙〕所示电路时，滑动触头 S 的位置不变，那么〔〔甲〕 〔乙〕ab 间、bc b 、d M 运动与否无关，C 错误.图〕E图 io-2-17中的滑动变阻器实际上是一个分压器，电压表测量的是滑动变阻器左边部分的电压，在图中假设杆 P 右移那么示数增大，左移那么示数减小•因表是理想的，因此 P 点的移动对回路中的电流是无阻碍的•综上所 述，只有B 正确. 【答案】 6.如下图 R 1、R 2、 P'1: P'2: 【解析】 P 1: R 1、 =6 : P 2 : R 2、 B 10-2-18的电路中，电阻 R i =1 Q, R 2=2 Q, R B =3 Q,在A 、B 间接电源，S i 、S 2都打开，现在电阻 R B 消耗的功率之比 P 1: P 2: _______ P 3= ;当S 1、S 2都闭合时，电阻 R 1、R 2、R 3消耗的功率之比 P'3= ________. 当S 1、S 2都打开时， P 3= R 1 ： R 2： R 3= 1 R 3相互并联， R 1、R 2、R 3相互串联，那么 :2: 3•当S 1、S 2都闭合时，A P'1: P'2: P'3=1/R 1： 1/R 2: 1/R 3 Si- R 2 RB 3: 2. 【答案】1 : 2 : 3, 6: S 2 图 10-2-18 7•在图 10-2-19 B 间的总电阻为 【解析】用等效替代法，可把除 R 1 与等效电阻R 为并联关系，那么R AB =RR 1〔R+R 1〕=12R 〔 12+R 〕=4，解得R=6Q , 假设 R‘1=6 Q 时，那么 R'AB =RR'1/〔 R+R'1〕=6 ⑹〔6+6〕=3 Q.【答案】3 8.如下图 10-2-20 的电路中，R 1=4 Q, R 2=10 Q, R B =6 Q, R 4=3 Q, a 、b 为接线柱，电路两端所加电压为 24V ，当a 、b 间接入一理想电流表时， - 它的示数应是多少？ 【解析】如图乙所示，从图能够看出，接入理想电流表后， 再与R 2串联；而R 2+ R 34与R 1又是并联关系.电流表测的是 的电流之和. R 34 = R 3R 4/〔 R 3+R 4〕=2 Q R 234=R 34 + R 2=12 Q|2=U/R 234 =2A l 1=U/R 1=6A【答案】6.67A 8个不同的电阻组成，R 1=12 Q,其余电阻值未知， 测得A 、 4 Q,今将R 1换成6 Q 的电阻，A 、B 间总电阻变成 ____________ Q. R 1外的其他电阻等效为一个电阻 R ，在AB 间 所示的 旦_ _a bR 3R 2l 3/|4=R 4/R 3=1/2 ••• l 3=|2/3=2/3A ,••• I A =I 1 + I 3=6.67AR 3与R 4并联, R i 与 R 3 —R 4R 2-------- 0 ——_. R4R U --------------图 10-2-20其总电阻为 电路两端加上恒定电压 U ，移动R 的滑动触片，求电流表的示数变化范畴.【解析】设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为R x . 电路连接为R 0与R x 并联，再与滑动变阻器右边部分的电阻 R - R x 串联, 9.如下图10-2-21，电路中R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器, U -乙 R ,当在U 图 10-2-21那么干路中的电流 R 并 + R — R x R 0R xR R xR o R x因此电流表示数| R 0 R xUR °R x R 0R 0 R x "、0、xR RR 0 R xXUR 。
2020年高考物理电磁场压轴精选14道(答案和解析)
物理电磁场压轴精炼14道（有答案和精细解析）1．（16分）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在-3m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d = 2m。
一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q =--3.2×10-19C的带电粒子从P点以速度v = 4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力。
求：⑴带电粒子在磁场中运动时间；⑵当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；⑶若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
2．（18分）如图a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷qm＝106 C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过15π×10－5 s后，电荷以v0＝1.5×104 m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t＝0时刻)．求：(1)匀强电场的电场强度E的大小；（保留2位有效数字）(2)图b中t＝45π×10－5 s时刻电荷与O点的水平距离；(3)如果在O点右方d＝68 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80) （保留2位有效数字）3．（20分）一个质量m =0.1kg的正方形金属框，其电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AB重合），由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边CD平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与CD重合）。
高中物理-专题 电磁感应-2020高考真题(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第四部分电磁感应专题4.电磁感应-2020高考真题一．选择题1．（2020高考全国理综I）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。
ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。
一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。
经过一段时间后A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度大小趋于恒定值C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值【参考答案】BC【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力及其相关知识点，考查的核心素养是运动和力的物理观念、科学思维。
【解题思路】用水平恒力F向右拉动金属框，bc边切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流i，bc 边受到水平向左的安培力作用，设金属框的质量为M，加速度为a1，由牛顿第二定律，F-BiL=Ma1；导体棒MN受到向右的安培力向右加速运动，设导体棒的质量为m，加速度为a2，由牛顿第二定律，BiL=ma2，二者运动的速度图像如图所示。
设金属框bc边的速度为v时，导体棒的速度为v’，则回路中产生的感应电动势为E=BL（v-v’），由闭合电路欧姆定律I=E/R=()'BL v vR-，F安=BIL可得金属框ab边所受的安培力和导体棒MN所受的安培力都是F安=B 2L 2（v-v’）/R ，即金属框所受的安培力随着速度的增大而增大。
对金属框，由牛顿运动定律，F - F 安=Ma 1，对导体棒MN ，由牛顿运动定律， F 安=ma 2，二者加速度之差△a= a 1- a 2=（F - F 安）/M- F 安/m=F/M- F安（1/M+1/m ），随着所受安培力的增大，二者加速度之差△a 减小，当△a 减小到零时，即F/M=()22'B L v v R-（1/M+1/m ），所以金属框和导体棒的速度之差△v=（v-v’）=()22FRmB L m M +保持不变。
2020高考物理名师练习卷：专题九《磁场》含答案
2020衡水名师原创物理专题卷专题九 磁场考点25 电流的磁场 安培力考点26 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动考点27 带电粒子在复合场中的运动考点28 现代科技中的电磁场问题一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。
每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1、某空间存在匀强磁场和匀强电场。
一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后,做匀速直线运动;若仅撤除电场,则该粒子做匀速圆周运动,下列因素与完成上述两类运动无关的是( )A.磁场和电场的方向B.磁场和电场的强弱C.粒子的电性和电量D.粒子入射时的速度2、如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为1N ,现在磁铁正上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为2N ,则以下说法正确的是( )A.弹簧长度将变长,12N N >B.弹簧长度将变短,12N N >C.弹簧长度将变长,12N N <D.弹簧长度将变短,12N N <3、如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M N 、两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a O b 、、在M N 、的连线上,O 为MN 的中点,c d 、位于MN 的中垂线上,且a b c d 、、、到O 点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )A.O 点处的磁感应强度为零B.a b 、两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c d 、两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a c 、两点处磁感应强度的方向不同4、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轨道平面向里.一可视为质点,质量为m ,电荷量为()0q q >的小球由轨道左端A 处无初速度滑下,当小球滑至轨道最低点C 时,给小球再施加一始终水平向右的外力F ,使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D 点,若小球始终与轨道接触,重力加速度为g ,则下列判断正确的是( )A.小球在C 点受到的洛伦兹力大小为gRB.小球在C 点对轨道的压力大小为32mg qB gR -C.小球从C 到D 的过程中,外力F 大小保持不变D.小球从C 到D 的过程中,外力F 的功率不变5、图示是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E ,平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片12A A ,平板S 下方有强度为0B 的匀强磁场.不计粒子重力.下列表述加速电场正确的是（ ）A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C.能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E BD.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ,粒子的荷质比越小6、如图所示，在足够长的荧光屏MN 上方分布着水平方向的匀强磁场，磁感应强度的大小B =0.1T 、方向垂直纸面向里。
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案1．[2024·浙江省湖州市月考]奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场．如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是()A．向右，向左B．向左，向左C．向左，向右D．向右，向右答案：A解析：将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左，A正确．2．安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图甲所示).以下说法正确的是()A．这一假说能够说明磁可以生电B．这一假说能够说明磁现象产生的电本质C．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示D．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示答案：B解析：这一假说能够说明磁现象产生的电本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故B 正确，A错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视)，C、D错误．3．[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N 极指向为北偏东60°，如图虚线所示．设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B ，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为( )A ．B 2 B ．3B 2C ．BD ． 3 B 答案：B解析：磁矿所产生的磁场水平分量与地磁场水平分量垂直时，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小，为B′min ＝B cos 60°＝32B ，B 正确．4．[2024·河北省邯郸市多校联考]如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图，P 、Q 为磁场中的两点，下列说法正确的是( )A ．P 点的磁感应强度小于Q 点的磁感应强度B ．同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力C ．同一线圈在P 点的磁通量一定大于在Q 点的磁通量D ．同一线圈在P 点的磁通量一定小于在Q 点的磁通量 答案：B解析：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知，P 点的磁感应强度大于Q 点的磁感应强度，A 错误；电流元在磁场中的受力与放置方式有关，同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力，B 正确；磁通量大小不只与磁感应强度大小有关，还与线圈的放置方式有关，故同一线圈在P 、Q 两点的磁通量无法比较，C 、D 错误．5．[2024·陕西省西安市质检]在匀强磁场中，一根长为0.4 m 的通电导线中的电流为20 A ，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015 N ，则磁感应强度的大小为( )A ．7.2×10－4 TB ．3.75×10－3 TC ．1.875×10－3 TD ．1.5×10－3 T答案：C解析：根据安培力公式F ＝ILB ，代入数据求得B ＝F IL ＝0.0150.4×20 T ＝1.875×10－3 T ，C 正确．6．在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一顺时针的环形电流，当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 1，如图甲所示；当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 2，如图乙所示．已知B 1＝22B 2，则环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为( )A ．12B B ．BC ．32 B D ．2B答案：B解析：设环形电流中心轴线的磁感应强度大小为B′，根据安培定则可知其方向为垂直纸面向内，则有B 21 ＝B′2＋B 2，B 2＝B′＋B ，解得环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为B′＝B ，B 项正确．7．如图所示，直角三角形abc 中，∠abc ＝30°，将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处，则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0.现再将一电流大小为4I 、方向垂直纸面向里的长直导线放置在顶点b 处．已知长直通电导线产生的磁场在其周围空间某点的磁感应强度大小B ＝k Ir ，其中I 表示电流大小，r 表示该点到导线的距离，k 为常量．则顶点c 处的磁感应强度( )A ．大小为 3B 0，方向沿ac 向上 B ．大小为B 0，方向垂直纸面向里C ．大小为3B 0，方向沿∠abc 平分线向下D ．大小为2B 0，方向垂直bc 向上 答案：A解析：令ac 间距为r ，根据几何知识可知bc 间距为2r ，由安培定则可知，a 点处电流产生的磁场在c 点处的磁感应强度方向垂直ac 向左，大小为B 0＝k Ir .用安培定则判断通电直导线b 在c 点上所产生的磁场方向垂直于bc 斜向右上，大小为B b ＝k 4I 2r ＝2k Ir ＝2B 0.如图所示由几何知识可得θ＝60°，根据矢量的合成法则，则有各通电导线在c 点的合磁感应强度，在水平方向上的分矢量B x ＝2B 0cos 60°－B 0＝0在竖直方向上的分矢量B y ＝2B 0sin 60°＝ 3 B 0所以在c 点处的磁感应强度大小为 3 B 0，方向沿ac 向上．。
2020届新高考物理专题复习《磁场》冲刺提升三(Word版附答案)
磁场1.如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为( )A.5πm6qB B.7πm6qBC.11πm6qBD.13πm6qB2.如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出.已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力.求(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间.3.如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为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12H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60°,并从坐标原点O 处第一次射出磁场,11H的质量为m,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)12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离.4.一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π,求该粒子的比荷及其从M点运动6到N点的时间.5.如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,在x轴上的a点以速度v0与x轴负方向成60°角射入磁场,从y=L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c点.不计粒子重力.求:(1)磁感应强度B的大小;(2)电场强度E的大小;(3)带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比.6.如图所示,在坐标系xOy的第一象限有沿x轴正方向的匀强电场,第二象限充满方向垂直坐标平面=5.0×1010 C/kg的带负电粒子从a(6,0)沿y轴正方向射入,速度大小为向外的匀强磁场.有一比荷qmv a=8.0×106 m/s,粒子通过y轴上的b(0,16)点后进入磁场.不计粒子的重力.求:(1)电场强度E的大小,粒子通过b点时速度v b的大小及方向;(2)为使粒子不再进入电场,匀强磁场磁感应强度B应满足什么条件.7.如图,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.ab为P点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点, L.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,它与P点相距PQ=√52水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)粒子的发射速率;(2)匀强电场的场强大小和方向;(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值.8.如图所示,在坐标系xOy平面内,区域xOO1a中存在与x轴正方向成60°斜向上的匀强电场,电场强度大小为E1(未知),区域aO1bc内存在一个边界与y轴平行的矩形匀强磁场(图中没画出)区域,方向垂.一质量为m、电荷量为q的直纸面向里,y轴左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小E2=mv02qd的A点沿y轴右侧的电场方向以初速度v0射入,粒子刚射入磁带正电粒子从x轴上距直线O1a为d2场时速度为2v0,粒子经磁场偏转后恰好从b点垂直y轴进入y轴左侧匀强电场,最后击中x轴上的C 点,已知OO1=O1b=d,O1a、bc均与x轴平行,粒子重力不计.(1)求y轴右侧匀强电场的电场强度E1的大小;(2)求匀强磁场磁感应强度B的大小及矩形匀强磁场区域的最小面积;(3)求粒子在y轴右侧和左侧电场中的电势能分别变化多少;(4)求粒子从A点运动到C点过程所用的时间.9.如图所示,边长为3L的正方形区域分成相等的三部分,左右两侧为匀强磁场,中间区域为匀强电场.,方向垂直纸面向外;右侧磁场的磁感应强度大小为左侧磁场的磁感应强度大小为B1=√6mqU2qL,方向垂直于纸面向里;中间区域电场方向与正方形区域的上下边界平行.一质量为m、电荷B2=√6mqUqL量为+q的带电粒子,从平行金属板的正极板开始由静止被加速,加速电压为U,加速后粒子从a点进入左侧磁场,又从距正方形上下边界等间距的b点沿与电场平行的方向进入电场,不计粒子重力.求:(1)粒子经过平行金属板加速后的速度大小;(2)粒子在左侧磁场区域内运动时的半径及运动时间;(3)电场强度的取值在什么范围内时,粒子能从右侧磁场的上边缘cd间离开.10.如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界线,OM与x轴负方向成45°夹角.在+y轴与直线OM的左侧空间存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在+x轴下方与直线OM的右侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一带负电微粒从坐标原点O 沿y轴负方向进入磁场,第一次经过磁场边界时的位置坐标是(-L,-L).已知微粒的电荷量大小为q,质量为m,不计微粒所受重力,微粒最后从+y轴上某点飞出场区(图中未画出),求:(1)带电微粒从坐标原点O进入磁场时的初速度.(2)带电微粒在电场和磁场区域运动的总时间.11.如图所示,PQ为一竖直放置的荧光屏,一半径为R的圆形磁场区域与荧光屏相切于O点,磁场的方向垂直纸面向里且磁感应强度大小为B,图中的虚线与磁场区域相切,在虚线的上方存在水平向左的匀强电场,电场强度大小为E.在O点放置一粒子发射源,能向右侧180°角的范围发射一系列的带正电的粒子,粒子的质量为m、电荷量为q,经测可知粒子在磁场中的轨道半径为R,忽略粒子的重力及粒子间的相互作用.求:(1)如图,当粒子的发射速度方向与荧光屏成60°角时,该带电粒子从发射到达到荧光屏上所用的时间为多少?粒子到达荧光屏的位置距O点的距离为多大?(2)从粒子源发射出的带电粒子到达荧光屏时,距离发射源的最远距离应为多少?参考答案1.如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为1B和B、方向均垂直于纸面向外的2匀强磁场.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为( )A.5πm6qB B.7πm6qBC.11πm6qBD.13πm6qB答案B2.如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出.已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力.求(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间.答案(1)4UB2d2(2)Bd24Uπ2+√333.如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为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12H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60°,并从坐标原点O 处第一次射出磁场,11H 的质量为m,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)12H 第一次离开磁场的位置到原点O 的距离.答案(1)2√33h (2)√6mE qh (3)2√33(√2-1)h4.一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π6,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.答案(1)见解析图(2)2El′Bl (3)4√3El′B2l2BlE(1+√3πl18l′)⑧5.如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,在x轴上的a点以速度v0与x轴负方向成60°角射入磁场,从y=L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c点.不计粒子重力.求:(1)磁感应强度B的大小;(2)电场强度E的大小;(3)带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比.答案(1)3mv02qL (2)mv022qL(3)2π96.如图所示,在坐标系xOy的第一象限有沿x轴正方向的匀强电场,第二象限充满方向垂直坐标平面=5.0×1010 C/kg的带负电粒子从a(6,0)沿y轴正方向射入,速度大小为向外的匀强磁场.有一比荷qmv a=8.0×106 m/s,粒子通过y轴上的b(0,16)点后进入磁场.不计粒子的重力.求:(1)电场强度E的大小,粒子通过b点时速度v b的大小及方向;(2)为使粒子不再进入电场,匀强磁场磁感应强度B应满足什么条件.(2)B<2.0×10-3 T答案(1)6.0×103 N/C 1×107 m/s,与竖直方向夹角的余弦cos θ=457.如图,在真空室内的P点,能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.ab为P点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点, L.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,它与P点相距PQ=√52水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)粒子的发射速率;(2)匀强电场的场强大小和方向;(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值.答案(1)5BqL8m (2)25qLB28m(3)2.208.如图所示,在坐标系xOy平面内,区域xOO1a中存在与x轴正方向成60°斜向上的匀强电场,电场强度大小为E1(未知),区域aO1bc内存在一个边界与y轴平行的矩形匀强磁场(图中没画出)区域,方向垂直纸面向里,y轴左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度大小E2=mv02qd.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上距直线O1a为d2的A点沿y轴右侧的电场方向以初速度v0射入,粒子刚射入磁场时速度为2v0,粒子经磁场偏转后恰好从b点垂直y轴进入y轴左侧匀强电场,最后击中x轴上的C 点,已知OO1=O1b=d,O1a、bc均与x轴平行,粒子重力不计.(1)求y轴右侧匀强电场的电场强度E1的大小;(2)求匀强磁场磁感应强度B的大小及矩形匀强磁场区域的最小面积;(3)求粒子在y轴右侧和左侧电场中的电势能分别变化多少;(4)求粒子从A点运动到C点过程所用的时间.答案(1)3√3mv024qd (2)3mv0qd23d2(3)32mv022m v02(4)(81+16√3+8π)d36v09.如图所示,边长为3L的正方形区域分成相等的三部分,左右两侧为匀强磁场,中间区域为匀强电场.左侧磁场的磁感应强度大小为B1=√6mqU2qL,方向垂直纸面向外;右侧磁场的磁感应强度大小为B2=√6mqUqL,方向垂直于纸面向里;中间区域电场方向与正方形区域的上下边界平行.一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,从平行金属板的正极板开始由静止被加速,加速电压为U,加速后粒子从a点进入左侧磁场,又从距正方形上下边界等间距的b点沿与电场平行的方向进入电场,不计粒子重力.求: (1)粒子经过平行金属板加速后的速度大小;(2)粒子在左侧磁场区域内运动时的半径及运动时间;(3)电场强度的取值在什么范围内时,粒子能从右侧磁场的上边缘cd间离开.答案(1)√2qUm (2)√3πL3√2m3qU(3)11U16L≤E≤2UL10.如图所示,在xOy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界线,OM与x轴负方向成45°夹角.在+y轴与直线OM的左侧空间存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在+x轴下方与直线OM的右侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一带负电微粒从坐标原点O 沿y轴负方向进入磁场,第一次经过磁场边界时的位置坐标是(-L,-L).已知微粒的电荷量大小为q,质量为m,不计微粒所受重力,微粒最后从+y轴上某点飞出场区(图中未画出),求:(1)带电微粒从坐标原点O进入磁场时的初速度.(2)带电微粒在电场和磁场区域运动的总时间.答案(1)qBLm,方向沿y 轴负方向 (2)2πm qB+BL E +√mL qE11.如图所示,PQ 为一竖直放置的荧光屏,一半径为R 的圆形磁场区域与荧光屏相切于O 点,磁场的方向垂直纸面向里且磁感应强度大小为B,图中的虚线与磁场区域相切,在虚线的上方存在水平向左的匀强电场,电场强度大小为E.在O 点放置一粒子发射源,能向右侧180°角的范围发射一系列的带正电的粒子,粒子的质量为m 、电荷量为q,经测可知粒子在磁场中的轨道半径为R,忽略粒子的重力及粒子间的相互作用.求:(1)如图,当粒子的发射速度方向与荧光屏成60°角时,该带电粒子从发射到达到荧光屏上所用的时间为多少?粒子到达荧光屏的位置距O 点的距离为多大?(2)从粒子源发射出的带电粒子到达荧光屏时,距离发射源的最远距离应为多少? 答案(1)2πm3qB +2-√32qB m+√qE R+BR √3qRmE (2)R+2BR √qR mE。
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。
高考物理《磁场》真题练习含答案
高考物理《磁场》真题练习含答案1．[2024·全国甲卷](多选)如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面(纸面)内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块．线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平．在t＝0时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场．运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平．以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是()答案：AC解析：线框在减速进入磁场的过程中，对线框受力分析，根据牛顿第二定律有mg＋B2L2vR－T＝ma，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有T－Mg＝Ma，联立解得a＝B2L2v（M＋m）R－M－mM＋mg，则随着速度的减小，加速度不断减小，B错误；结合B项分析可知，若匀强磁场区域高度与线框宽度相等且物块质量与线框质量相等，则线框在磁场中一直做加速度逐渐减小的减速运动，出磁场后匀速运动，则A选项的图像可能正确；若匀强磁场区域高度大于线框宽度且物块质量与线框质量相等，则线框进磁场和出磁场阶段均做加速度逐渐减小的减速运动，完全在磁场中运动时不受安培力，做匀速运动，完全出磁场后，也做匀速运动，则C选项的图像可能正确；D选项的图像中线框出磁场后匀加速，说明物块质量大于线框质量，但在此情况下，结合B项分析可知，存在第二段匀速阶段时，不会存在第三段减速阶段，D错误．2.[2023·新课标卷]一电子和一α粒子从铅盒上的小孔O竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕P上的a和b两点，a点在小孔O的正上方，b点在a点的右侧，如图所示．已知α粒子的速度约为电子速度的110，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为()A．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里B．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外C．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里D．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外答案：C解析：假设电子打在a点，即其所受电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，故eE＝evB，由于α粒子的速度v′小于电子的速度v，所以2eE＞2ev′B，α粒子经过电、磁组合场后向右偏转，即其所受合力方向向右，由于α粒子带正电，所以电场方向水平向右，AB错误；电子所受电场力水平向左，则其所受洛伦兹力水平向右，则磁场方向垂直纸面向里，D 错误，C正确．假设α粒子打在a点，同样可以得出C正确．3.[2023·全国乙卷]如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面(xOy平面)向里，磁场右边界与x轴垂直．一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点；SP＝l，S与屏的距离为l2，与x轴的距离为a.如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏．该粒子的比荷为()A．E2aB2B．EaB2C．B2aE2D．BaE2答案：A解析：由题知，一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，则根据几何关系可知粒子做圆周运动的半径r＝2a则粒子做圆周运动有qvB＝m v2r则有qm＝v 2a·B如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏，则有Eq＝qvB联立有qm＝E2a·B2故选A.4．[2023·湖南卷]如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下(与纸面平行)，磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF 垂直，且与电场和磁场方向均垂直．A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ.若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0.若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是()A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，则t>t0B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则t>t0C ．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为34 B 2，则t ＝t 02 D ．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为24B 2，则t ＝ 2 t 0 答案：D 解析：由题知粒子在AC 做直线运动，则有qv 0B 1＝qE区域Ⅱ中磁感应强度大小为B 2，则粒子从CF 的中点射出，则粒子转过的圆心角为90°，根据qvB ＝m 4π2T 2 r ，有t 0＝πm 2qB 2若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B 1，则粒子沿AC 做直线运动的速度，有qv A ·2B 1＝qE则v A ＝v 02再根据qvB ＝m v 2r，可知粒子运动半径减小，则粒子仍然从CF 边射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则t ＝t 0，A 错误；若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E ，则粒子沿AC 做直线运动的速度，有qv 1＝q·2E 则v 1＝2v 0再根据qvB ＝m v 2r，可知粒子运动半径变为原来的2倍，则粒子F 点射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则t ＝t 0，B 错误；若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为34B 2，则粒子沿AC 做直线运动的速度仍为v 0，再根据qvB ＝m v 2r ，可知粒子半径变为原来的43>2，则粒子从OF 边射出，根据几何关系可知转过的圆心角为60°，根据qvB ＝m 4π2T 2 r ，有t ＝43πm 9qB 2则t ＝83t 09C 错误；若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为24B 2，则粒子在AC 做直线运动的速度仍为v 0，再根据qvB ＝m v 2r ，可知粒子半径变为原来的42>2，则粒子从OF 边射出，根据几何关系可知转过的圆心角为45°，根据qvB＝m4π2T2r，有t＝2πm 2qB2则t＝ 2 t0 D正确．故选D.。
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。
2020高考物理精品习题：磁场(全套含解析)高中物理
2020高考物理精品习题：磁场（全套含解析）高中物理第Ⅰ课时磁场•磁感应强度1．以下关于磁场的讲法中，正确的选项是( )A．只有磁铁周围才存在磁场B．磁场是假想的，不是客观存在的C．磁场是在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间差不多上通过磁场发生相互作用【解析】磁铁和电流周围都能够产生磁场，答案A错；磁场归根结底是运动电荷产生的客观物质，答案B 错；在磁体或电流周围第一产生磁场，其次放入磁场中的磁体或电流将通过磁场与之发生相互作用，因此C错，D对．【答案】D2．关于磁感线，以下讲法中正确的选项是( )A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致B．两条磁感线的间隙处不存在磁场C．不同磁场形成的磁感线能够相交D．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线【解析】磁感线上每一点的切线方向确实是该点的磁场方向，因此A正确；用磁感线的疏密反映磁场的强弱，但不等于间隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的，因此B错误；不同磁源产生的磁场在某一区域叠加合成，磁感线应描画的是叠加后的合磁场，某处的磁感应强度是唯独的，因此磁感线是不相交的，C 错误；磁感线是形象描画磁场假想的曲线，能够用实验来模拟，然而不存在的，D错误．【答案】A3．一条竖直放置的长直导线，通有由下而上的电流，它产生的磁场在它正北方某处的磁感应强度与地磁场在该处的磁感应强度大小相等，设地磁场方向水平向北，那么该处的磁场方向为( ) A．向东偏北450 B．向正西C．向西偏北450 D．向正北【解析】作水平面内的平面图如下图，地磁场的磁感应强度重量向正北，直导线电流产生的磁场在该点的磁感应强度重量向正西，由矢量平行四边形定那么合成可得该点的磁感应强度应为西偏北450角方向．【答案】C4．通电螺线管邻近放置四个小磁针，如下图11-1-7，当小磁针静止时，图中小磁针的指向可能的是(涂黑的一端为N极)( )A．a B．b C．c D．d图11-1-7【解析】依照安培定那么判定在通电螺线管的内部磁感线方向应是向左的，外部是向右的，如图是螺线管内外磁场用磁感线描画的分布图，要求学会用磁感线将磁场的空间分布形象化，以便判定磁场的方向和大小．由此可判定小磁针acd的N极都应向左，而小磁针b的N极应向右．【答案】B5．以下所述的情形，哪一种情形能够确信钢棒没有磁性( )A．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的这一端接近磁针的S极时，那么两者互相排斥B．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相排斥，再将钢棒的另一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引C．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的S极时，那么两者仍互相吸引D．将钢棒的一端接近磁针的N极时，那么两者互相吸引，再将钢棒的另一端接近磁针的N 极时，那么两者仍互相吸引【解析】A．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，因为异名磁极互相吸引，再将钢棒的这一端S极接近磁针的S极，两者相互排斥，因为同名磁极互相排斥，因此情形A可能；B．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相排斥，钢棒的这一端一定是N极，再将钢棒的另一端S 极接近磁针的N极，两者互相吸引，因此情形B成立；C．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，再将钢棒的另一端N极接近磁针的S极，两者互相吸引，因此情形C可能；D．将钢棒的一端接近磁针的N极，两者互相吸引，钢棒的这一端可能是S极，再将钢棒的另一端N极接近磁针的N极，两者应互相排斥，与所述矛盾．假设钢棒没有磁性，当它接近磁针的N极时，钢棒被磁化，且该端为S极，因此互相吸引，当钢棒的另一端接近磁针N极时，钢棒又被磁化为S极，互相吸引，与所述情形D相符．【答案】D6．〔2002年上海春季高考〕如图11-1-8是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动，由此可判定：电磁铁的上端为_____极，永磁铁的下端为_____极〔N或S〕【解析】从线圈的绕制方向和安培定那么判定电磁铁上端等效于S 极，由异名磁极相吸原理可知永磁体下端为N极．【答案】S、N7．实验室有一旧的蓄电池，输出端的符号变得模糊不清，无法分不正、负极，某同学设计了下面的判定电源两极的方法：在桌面上放一个小磁针，在磁针右侧放置一个螺线管，如图11-1-9为水平桌面上的俯视图．闭合开关后，磁针指南的一端向东偏转，由此可判定电源A端是_____极〔正或负〕．【解析】磁针指南的一端确实是S极，由于电磁铁的作用而逆时针向东偏转，可知电图11-1-9磁铁的左侧等效于N极，因此判定电路中电流为逆时针方向，B端为电源正极，A端为电源负极．【答案】负8．某试验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B与导线上电流强度I0和距离r间的关系，设计了如下图11-1-10的试验：一根固定通电长直导线通以可调剂的电流强度I0，一根能够自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流I=2A，长度L=0.1m，应用操纵变量法：〔1〕使两导线距离r保持不变,调剂长直导线中的电流强度I0，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据：试验次数 1 2 3 4 5电流强度I0/A 5.0 10 15 20 25磁场力F/×10-4N 1.01 2.00 2.98 3.96 5.02磁感应强度B/×10-3T填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和产生磁场的长直导线上的电流I0的关系是______________．〔2〕使长直导线中的电流强度I0保持不变，调剂短导线与之的距离r，测得相应的磁场力F，得到如下实试验次数 1 2 3 4 5距离r/m 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25磁场力F/×10-4N 12.0 5.9 4.1 3.0 2.4磁感应强度B/×10-3T填充上述表格中的磁感应强度B一栏的值，并归纳磁感应强度B和空间位置与长直导线间的距离r的关系是______________．【解析】由磁感应强度的定义式IL F B =运算相应的磁感应强度的值，从数据能够归纳出磁感应强度B 与产生磁场的长直导线上的电流I 0成正比，与距离r 成反比．【答案】0.505，1.00，1.49，1.98，2.51，成正比；6.00，2.95，2.05，1.50，1.20，成反比．9．长为1.2m ,质量为1kg 的金属杆静止于相距1m 的两水平轨道上，金属杆中通有方向如下图11-1-11、大小为20A 的恒定电流，两轨道内外存在竖直方向的匀强磁场．金属杆与轨道间的动摩擦因数为0．6，〔1〕欲使杆向右匀速运动，求磁场的磁感应强度大小和方向〔2/10s m g =〕；〔2〕欲使杆向右以加速度为2/2s m 作匀加速运动，求磁场的磁感应强度大小．【解析】〔1〕匀速运动时磁场力与滑动摩擦力平稳，因此磁场力N mg F F f 6===μ，金属杆上有电流通过部分是导轨间的1m 长，由定义式得T ILF B 3.0==，由左手定那么可判定磁场方向竖直向上．〔2〕匀加速运动时由牛顿第二定律，ma F F f =-，得N F ma F f 8=+=，T B 4.0=． 【答案】0.3T ，0.4T10．如下图11-1-12，不计电阻的U 形导轨水平放置，导轨宽l =0.5m ，左端连接电源，电动势E=6V ，内阻r=0.9Ω和可变电阻R ，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN ，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m =20g 的重物，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，改变可变电阻的阻值，在1Ω≤R≤5Ω的取值范畴内都能使MN 处于静止，求匀强磁场的磁感应强度．〔g =10m/s 2〕 【解析】可变电阻在一定的取值范畴内都能使MN 处于静止，讲明导体棒MN与导轨间存在摩擦力，由左手定那么判定导体棒所受到的磁场力水平向左，当R=1Ω时，由闭合电路欧姆定律可知电流强度最大且I 1=3A ，所受最大静摩擦力m F 方向向右，三力平稳关系是mg F L BI m +=1，当R=5Ω时，电流强度最小I 2=1A ，所受最大静摩擦力m F 方向向左，三力平稳关系是mg F L BI m =+2，可得mg I I BL 2)(21=+，变形可得磁感应强度为T T I I L mg B 2.0)13(5.01002.02)(221=+⨯⨯⨯=+=． 【答案】0.2T第Ⅱ课时 磁场对电流的作用1．如下图11-2-10是磁场对直线电流的作用力判定，其中正确是( )【解析】A 图中导线是与磁场垂直放置的，所受安培力应该是最大的力的方向也遵守左手定那么，因此A 正确；B 图中的安培力方向应该是垂直导线向左；C 图中的安培力方向向下，大小应该是最大值；D 图中由于导线与磁场平行，因此不受安培力作用．【答案】A2．在赤道上空，沿东西方向水平放置两根通电直导线a 和b ，且导线a 在北侧，导线b 在南侧，导线a 图11-2-10图11-1-11 图11-1-12中的电流方向向东，导线b 中的电流方向向西，那么关于导线a 和地磁场对导线b 的安培力F 1和F 2的方向判定正确的选项是 ( )A ．F 1水平向南， F 2竖直向下B ．F 1竖直向下， F 2水平向北C ．F 1水平向北， F 2竖直向上D ．F 1竖直向上， F 2水平向南【解析】由安培定那么判定导线a 产生的磁场在导线b 所在处的方向是竖直向下，由左手定那么判定安培力F 1向南，在赤道上空的地磁场方向是水平向北，因此F 2竖直向下．【答案】A3．一根用导线绕制的螺线管，每匝线圈之间存在一定的间隙，螺线管水平放置，在通电的瞬时，可能发生的情形是( )A ．伸长B ．缩短C ．弯曲D ．转动【解析】每匝线圈等效于一个小磁针，且相邻的两个是异名磁极，因此互相吸引，螺线管有收缩可能．【答案】B4．如下图11-2-11，一根通有电流I 的直铜棒MN ，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，现在两根悬线处于张紧状态，以下哪些措施可使悬线中张力为零( )A ．适当增大电流强度IB ．使电流反向并适当减小电流强度IC ．保持电流强度I 不变，适当减小磁感应强度BD ．使电流反向，适当减小磁感应强度B【解析】依照左手定那么判定，铜棒MN 所受的安培力竖直向上，但因为小于铜棒重力，因此悬线依旧处于张紧状态，适当增大电流强度I 使安培力恰好平稳重力时，张力就为零．【答案】A5．磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，假设其余条件都相同，那么灵敏度高的电流表具有( )A ．比较小的通电线圈的横截面积B ．劲度系数比较大的两个螺旋弹簧C ．比较少的通电线圈匝数D ．比较强的辐向分布的磁场【解析】电流表中指针偏转角度与线圈匝数n 、磁感应强度B 、线圈面积S 和与两个螺旋弹簧劲度系数k 的关系为k nBS =θ， 因此n 、B 、S 越大，灵敏度越高；k 越大，灵敏度越低． 【答案】D6．在磁感应强度B ＝0.4T 的匀强磁场中，一段长为0.5m 的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流强度为4A ，运动速度是0.6m ／s ，电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，那么移动这段导线所需要的功率是 W ．【解析】导体所受安培力方向与电流方向和磁场方向两两垂直，而外力与安培力两力平稳，因此能够判定外力与导体速度方向相同，因此48w .0v BIL v =⋅=⋅=外F P ．【答案】0.487．一只磁电式电流表，线圈长为2.0cm ，宽为1.0cm ，匝数为250匝，线圈所在处的平均辐向分布的磁场的磁感应强度为0.2T ．如下图11-2-12．当通入电流为0.10mA 时，作用在线圈上的安培力的力矩大小为 ，线圈转动的方向为 ；假设螺旋弹簧的旋转力矩M ＝K θ，其中K ＝3.3×10-6N ·m ／rad ，那么线圈偏转的角度为 ．【解析】1．安培力力矩公式是nBIS M =，面积S=2.0×10-4m 2电流强度I=10-4A,因此Nm Nm M 64410100.2102.0250---=⨯⨯⨯⨯=；依照左手定那么，左边所受安培力竖直向上，右边所受安培力竖直向下，线圈顺时针方向转动．2．当螺旋弹簧的旋转力矩与安培力力矩平稳时，偏转角度稳固，且0662.173.0103.310==⨯==--rad rad k M θ． 【答案】10-6Nm ，顺时针方向，17.20图11-2-11 图11-2-128．电磁炮是一种理想的兵器，它的要紧原理如下图11-2-13，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g 的炮体(包括金属杆MN 的质量)加速到10km ／s的电磁炮，假设轨道宽为2m ，长为100m ，通过的电流为10A ，那么轨道间所加匀强磁场的磁感应强度B 为多少?(不计摩擦)【解析】电磁炮作匀加速直线运动，依照as v v t 2202=-，电磁炮的加速度为252242/105/1002)10(2s m s m s v a t ⨯=⨯==，使之加速的力确实是安培力，因此安培力N N ma F 353101.1105102.2⨯=⨯⨯⨯==-，磁感应强度T T IL F B 55210101.13=⨯⨯==． 【答案】55T9．如图11-2-14，质量为m ，长为L 的金属棒MN ，通过柔软金属丝挂于a ，b 点，ab 点间电压为U ，电容为C 的电容器与a 、b 相连，整个装置处于磁感应强度为B ，竖直向上的匀强磁场中．接通S ，电容器瞬时终止放电后又断开S ，那么MN 能摆起的最大高度是多少? 【解析】分析金属棒MN 的物理过程有：〔1〕在金属丝竖直时，电容器放电的瞬时，受到安培力冲量作用而获得水平动量，〔2〕在竖直平面内以ab 为轴线向上摆动，此过程中金属棒机械能守恒．由动量定理，mv t L I B =⋅，得mv BqL =，而CU q =，因此mBCUL v =；摆动过程mgh mv =221，最大高度为2222)(2gmBCUL g v h ==． 【答案】222)(gmBCUL 10. 如下图11-2-15，在倾角为300的斜面上，放置两条宽L=0.5m 的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg 的金属杆ab ，电源电动势E=12V ，内阻r=0．3Ω，金属杆与导轨间最大静摩擦力为fm=0.6N ，磁场方向垂直轨道所在平面，B=0.8T ．金属杆ab 的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计．欲使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻的范畴多大?(g 取10m ／s 2)【解析】重力沿斜面向下的分力G 1=mgsin300=1.0N >fm,因此在没有安培力的情形下，金属杆ab 将下滑．金属杆ab 所受的安培力方向沿斜面向上，假如所取电阻较小，电流强度较大，那么安培力BIL 可能大于金属杆ab 的重力沿斜面方向的分力G 1，金属杆ab 有向上滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向下，当静摩擦力为最大值时，金属杆ab 处于临界状态；反之，假如所取电阻较大，电流强度较小，那么安培力BIL 可能小于G 1，金属杆ab 有向下滑动的趋势，静摩擦力沿斜面向上，当静摩擦力为最大值时，金属杆ab 又处于临界状态；在两个临界状态的临界条件分不为：m f G L BI +=11和12G f L BI m =+，对应的电流强度A BLf G I m 411=+=和112=-=BL f G I m A ，依照闭合电路欧姆定律最小电阻Ω=--=5.211r r I E R ab 和最大电阻Ω=--=5.1122r r I E R ab ． 【答案】2.5Ω≤R≤11.5Ω第Ⅲ课时 磁场对运动电荷的作用1．如下图11-3-10，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，那么电子射线将( )A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸内偏转D ．向纸外偏转【解析】依照安培定那么，通电导线产生的磁场在电子射线处的方向是指向图11-2-13 图11-2-14图11-2-15 图11-3-10读者，射线管内电子的运动方向是水平向右，依照左手定那么判定电子所受洛伦兹力方向向上，因此电子向上偏转，答案A 正确．【答案】A2．一带电粒子，沿垂直于磁场的方向射人一匀强磁场，粒子的一段径迹如下图11-3-11，径迹上每一小段都能够看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐步减小(电量不变)，那么可判定( )A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从b 到a ，带正电C ．粒子从a 到b ，带负电D ．粒子从b 到a ，带负电【解析】带电粒子在运动中动能逐步减少，即速率逐步减小，依照半径公式，粒子的运动半径逐步减小，由轨迹形状可知，粒子的运动方向是b 到a ，选择轨迹上的一个点〔如b 点〕依照左手定那么能够判定粒子是带正电的．【答案】B3．如下图11-3-12，电子以垂直于匀强磁场的速度V A ，从A 处进入长为d ，宽为h 的磁场区域，发生偏移而从B 处离开磁场,从A 至B 的电子通过的弧长为s,假设电子电量为e ，磁感应强度为B ，那么( )A ．电子在磁场中运动的时刻为t=d ／V AB ．电子在磁场中运动的时刻为t ＝s ／V AC ．洛伦兹力对电子做功是BeV A ·hD ．电子在A 、B 两处的速度相同【解析】解题时容易受带电粒子在匀强电场中运动的负迁移，错误地将电子的运动判定成类似于平抛运动的匀变速曲线运动，答案A 和C 确实是这种错误判定引起的；要区分洛伦兹力作用下的匀速圆周运动和匀强电场中在电场力作用下的匀变速曲线运动，此题中在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动时，洛伦兹力是一个变力，对粒子不做功；A 、B 两处的速度方向是不同的，故答案D 错误；因为是匀速圆周运动，因现在间等于弧长除于速度，答案B 正确．【答案】B4．在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如下图11-3-13．电子从电子枪射出，向右射入圆形区域内的偏转磁场，磁场方向垂直于圆面，设磁场方向向里时磁感应强度为正值．当不加磁场时，电子束将通过O 点而打在屏幕的中心M 点．为了使屏幕上显现一条以M 点为中点，并从P 点向Q 点逐次扫描的亮线PQ ，偏转磁场的磁感应强度B 随时刻变化的规律应是图11-3-14中的〔 〕【解析】第一要使通过磁场的电子在中心点O 左右两侧偏转，那么需改变磁场的方向，在一次扫描过程中，沿电子运动方向观看，由左向右逐次扫描，那么洛伦兹力先向左后向右，依照左手定那么判定，磁场方向应先向外〔B 为负值〕后向里〔B 为正值〕；其次要使电子偏转到PQ 间任何一点上，即通过磁场时，要求有不同的偏转角度，因此磁感应强度B 的大小应随时刻而变化，答案C 正确．【答案】C5．如下图11-3-15，比荷为e /m 的电子，以速度0v 从A 点沿AB 边射入边长为图11-3-11 图11-3-12图11-3-13 图11-3-14图11-3-15a 的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子能从BC 边穿出，磁感应强度B 的取值为〔 〕A ．ae mvB 03= B ．ae mv B 02=C ．ae mv B 03<D ．aemv B 02< 【解析】先依照题意画出电子沿弧运动的轨迹，因为弧上任意一点的速度方向必定与过该点的半径垂直，故能够过A 点作与0v 方向〔即AB 方向〕垂直的直线，此直线即为带电粒子做匀速圆周运动的半径所在的直线．同理过C 点作垂直于BC 的直线，也为过该点的半径所在的直线，两直线相交于O点，即为带电粒子做匀速圆周运动的圆心，如下图，由图示情形能够看出圆心角∠AOC=1200,θ=600．当3232sin 2a a a r ===θ时,电子刚好不能从BC 边射出， 要使电子能够从BC 边射出，必满足r ＞3a，而r ＝Bemv 0， 因此 B ＜aemv 03时，电子能够从BC 边射出． 【答案】C6．质量为m 、电量为+q 的带电粒子〔不计重力〕，以速度V 垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，并作顺时针方向的匀速圆周运动，那么粒子的角速度大小为________，向心加速度大小为________；带电粒子的匀速圆周运动等效于一个环形电流，该环形电流的电流强度为________，其产生的磁场的方向与匀强磁场的方向________〔相同或相反〕．【解析】洛伦兹力提供向心力2ωmr Bqv =，且r v ω=，得到2ωωmr r Bq =，mBq =ω；向心加速度mBqv a =；等效环形电流的电流强度m Bq T q I π22==；电流方向是顺时针方向，由安培定那么判定电流产生的磁场垂直轨道平面向里，而依照左手定那么判定匀强磁场方向垂直轨道平面向外，因此两者方向相反．【答案】m Bq =ω；mBqv a =；m Bq I π22=；相反． 7．如下图11-3-16为一正方形空腔的横截面，a 、b 、c 为三个小孔(孔径不计)，腔内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束具有不同速率的电子，由孔a 垂直磁场方向射入空腔．如从孔b 、c 分不有电子射出，那么从两孔射出电子的速率之比V b :V c ＝________，飞行时刻之比t b :t c =________.【解析】由各孔的轴线方向可知，从孔b 射出的电子的速度方向改变1800，圆周运动的圆心为ab 的中点，直径为ab ；从孔c 射出的电子的速度方向改变900,圆周运动的圆心是b 点，半径是ab ．因此两者的轨道半径之比为1：2，依照半径公式可知，两者的速度之比为1：2；轨道对应的圆心角之比是2：1,依照时刻公式Bq mt θ=，可知两者的运动时刻之比是2：1． 图11-3-16 图11-3-17【答案】1：2； 2：18．〔2001年高考全国卷〕如下图11-3-17，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy 平面并指向纸面外，磁感应强度为B ，一带正电的粒子以速度V 0从O 点射入磁场，入射方向在xoy 平面内，与x 轴正方向的夹角为θ，假设粒子射出磁场的位置与O 点的距离为L ，求该粒子的电量和质量之比(比荷)q/m ．【解析】如下图，带正电粒子在磁场中匀速圆周运动而从x 轴上的A 点射出，半径O 1O 和O 1A 分不与入射的初速度和出射的末速度垂直，由平面几何知识能够判定：其中∠OO 1A=2θ，那么∠OO 1D=θ，因此圆周运动的半径为θsin 2L r =，由半径公式Bq mv r =，可得比荷为LB v Br v m q θsin 20⋅==． 【答案】LB v θsin 20⋅9．两极板M 、N 相距为d ，板长为3d ，两极板都未带电，板间有垂直于纸面向外的匀强磁场，如下图11-3-18，一群电子沿平行于极板的方向从各个位置以速度V 射入板间．为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B 的取值范畴是如何样的?(设电子电量为e 、质量为m)【解析】如下图，电子射入磁场时所受洛伦兹力向上，都向上偏转，明显从下极板A 点射入的电子最容易从右侧或左侧穿出，因此以该电子为研究对象，假设半径足够大，恰好从上极板C 点处射出，对应的半径为r 1,由直角三角形O 1CD 得22121)3()(d d r r +-=，d r 51=；假设半径足够小，恰好从上极板D 点处射出，对应的半径为r 2,22d r =,由半径公式Bq mv r =，得de mv q r mv B 511==，de mv B 22=．当电子的轨道半径的取值为2r <r <1r 时，电子可不能从板间穿出，依照半径公式可知磁感应强度越大，电子的轨道半径越小，因此磁感应强度B 的范畴是：21B B B <<．【答案】demv B de mv 25<< 10．正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如下图11-3-19〔俯视图〕，位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子作圆周运动的〝容器〞，通过加速器加速后的正、负电子分不引人该管道时，具有相等的速度v ，它们沿管道向相反的方向运动．在管道内操纵它们运动的是一系列圆形电磁铁，即图中的n 个A 1、A 2、A 3、……An ，同时平均分布在整个圆环上(图中只示意性地用细实线画了几个．其它的用虚线表示)，每个电磁铁内的磁场差不多上匀强磁场，同时磁感应强度都相同，方向都竖直向下．每个磁场区域的直径为d ，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁感应强度，从而改变电子偏转角度的大小，通过精确的调整，第一实现了电子沿管道的粗虚线运动，这时电子经每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形电磁铁的直径两端，这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了预备．〔 1 〕试确定正、负电子在管道中分不沿什么方向运动；〔 2 〕正、负电子的质量差不多上m ，所带的电荷为e ，重力不计．求电磁铁内磁感应强度的大小．【解析】〔 1 〕如下图，以电子通过磁场中C 点时分析：洛伦兹力指向圆心O ，由左手定那么判定，负电子在磁场中应从C 点顺时针方向向D 点运动，正电子在图中沿逆时针方向运动．图11-3-19 图11-3-18〔 2 〕电子通过每个电磁铁产生的磁场时，入射点与出射点是直径的两端，圆弧CD 对应的圆心角是n πθ2=，因此由图所示可知，r d 22sin =θ ，半径2sin 2θd r =，电子在电磁铁内做圆运动的半径为Be mv r =，解得de nmv B )sin 2(π⋅=． 【答案】正电子沿逆时针方向运动，负电子沿顺时针方向运动；de nmv )sin 2(π⋅．第Ⅳ课时 带电粒子在复合场中的运动 1．用回旋加速器分不加速α粒子和质子时，假设磁场相同，那么加在两个D 形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为( )A ．1：1B ．1:2C ．2:1D ．1：3【解析】粒子每次在磁场中回旋的时刻是匀速圆周运动的半周期，那个时刻也正是交变电压的半周期，因此交变电压的频率确实是粒子在磁场中匀速圆周运动的频率，依照m Bq f π2=，频率与粒子的比荷成正比，α粒子和质子的比荷之比是1：2，因此频率之比也是1：2.【答案】B2．如11-4-10图，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向水平向里．一个带电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，那么带电粒子运动的方向可能是〔 〕 A . 水平向右 B . 水平向左C. 竖直向上D. 竖直向下 【解析】带电粒子所受的洛伦兹力一定对它不做功，而粒子的动能又保持不变，因此能够判定所受的电场力对它也没有做功，粒子一定沿电场中的等势面移动，即竖直方向，假设是竖直向上运动，不论是正电荷依旧负电荷，洛伦兹力与电场力一定方向相反，可能平稳而作匀速直线运动，粒子的动能保持不变；假设是竖直向下运动，不论是正电荷依旧负电荷，洛伦兹力与电场力一定方向相同，在两力的作用下而作曲线运动，电场力做功，粒子的动能将发生变化．【答案】C3．如下图11-4-11，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为V ，假设加一个垂直纸面向外的匀强磁场，当滑块沿斜面滑至底端，那么滑至底端时的速率( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．条件不足，无法判定【解析】由左手定那么判定带负电的滑块沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，因此使滑块与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端过程中克服摩擦力做功增大，依照动能定理，滑到底端时的动能小于无磁场时到底端的动能，速率变小．【答案】B4．某空间存在着如下图11-4-12的水平方向的匀强磁场，A 、B 两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上．物块A 带正电，物块B 为不带电的绝缘块．水平恒力F 作用在物块B 上，使A 、B 一起由静止开始向左运动．在A 、B 一起向左运动的过程中，以下关于A 、B 受力的讲法中正确的选项是〔 〕 A ．A 对B 的压力变小 B ．B 对A 的摩擦力保持不变C ．A 对B 的摩擦力变大D ．B 对地面的压力保持不变【解析】AB 系统在水平方向仅受水平恒力F 作用，因此作匀加速直线运动，随着AB 速度的增大，带正电的物块A 所受的洛伦兹力逐步增大，且由左手定那么判定洛伦兹力方向竖直向下，因此A 对B 的压力变大，B 对地面的压力变大，B 对A 的摩擦力为静摩擦力，且a m F A f =，由于系统作匀加速直线运动，加速度a× × × × × × B E 图11-4-10图11-4-11图11-4-12。
【高考复习】2020版高考物理 单元测试 磁场(含答案解析)
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( )
【推荐】2020届高考物理专题卷8：磁场 答案与解析
绝密★启用前高考物理专题八考试范围：磁场一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
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．电子作近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场。
如下图所示，为某种用束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为（）2．如右图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则（）A．如果粒子的速度增大为原的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原的三倍，将从f点射出C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原的二倍，也将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短3．“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理，挑选出具有所需速度的粒子的装置。
右图是某粒子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场，方向平行于轴线。
在圆柱形桶的某直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，离子束以不同角度入射，先后有不同速度的离子束射出，现有一离子发射的比荷为2×1011C/g的阳离子，且粒子束中速度分布连续，当θ=45°时，出射粒子的速度v的大小是（）A．2×106m/s B．22×106 m/sC．22×108 m/s D．42×106 m/s4．如右图所示，竖直光滑的墙面上有一闭合导线框a，在导线框a的下方有一面积比导线框a稍小的磁场区域b。
导线框a从图示位置自由下落，在其整个下落过程中，下列说法正确的是（）A ．导线框做自由落体运动B ．导线框通过磁场区域后做曲线运动C ．导线框通过磁场区域时机械能会减少D ．导线框在穿过磁场区域时，上下两个导线受到的安培力方向都向上5．2010年，上海成功举办盛大的世界博览会。
2020年高考物理《磁场、带电粒子在磁场中的运动》专题训练卷及答案解析
2020年高考物理专题训练卷磁场、带电粒子在磁场中的运动一、选择题1.如图所示，A、B、C三根平行通电直导线均为m，通入的电流大小均相等，其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向，A、B放置在粗糙的水平面上，C静止在空中，三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点，且三根导线均保持静止，重力加速度为g，则A导线受到B导线的作用力大小和方向为A.33mg，方向由A指向B B.33mg，方向由B指向AC.3mg，方向由A指向BD.3mg，方向由B指向A解析三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点，通入的电流大小均相等，则F BC＝F AC＝F AB，又反向电流相互排斥，对电流C受力分析如图。
由平衡条件可得：2F AC cos 30°＝mg，解得：F AC＝33mg，则F AB＝33mg，同向电流相互吸引，A导线受到B导线的作用力方向由A指向B。
综上答案为A。
答案 A2.如图所示，两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P、Q中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板上，当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时，关于两线圈的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化，下列说法正确的是A．P顺时针转动，Q逆时针转动，转动时P与天花板连接的细线张力不变B．P逆时针转动，Q顺时针转动，转动时两细线张力均不变C．P、Q均不动，P与天花板连接的细线和与Q连接的细线张力均增大D．P不动，Q逆时针转动，转动时P、Q间细线张力不变解析根据安培定则，P产生的磁场方向垂直于纸面向外，Q产生的磁场水平向右，根据同名磁极相互排斥的特点，从上往下看，P将顺时针转动，Q逆时针转动；转动后P、Q 两环的电流的方向相反，两环靠近部分的电流方向相同，所以两个线圈相互吸引，细线张力减小。
由整体法可知，P与天花板连接的细线张力总等于两环的重力之和，大小不变；故A 正确，BCD错误。
故选A。
答案 A3.(多选)3条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。
2020届高考物理：带电粒子在电磁场中的运动专项练习(解析版)
2020届高考物理 带电粒子在电磁场中的运动专项练习（解析版）1. 如图，在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后，沿平行于x 辅的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出。
已知O 点为坐标原点，N 点在y 轴上，OP 与x 轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ，不计重力。
求 （1）带电粒子的比荷；（2）带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间。
【答案】（1）224Ud B （2）28d B U π⎛⋅ ⎝⎭或242Bd U π⎛+ ⎝⎭【解析】【详解】（1）粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得：2012qU mv =，解得：0v =根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子在磁场中运动的轨迹半径为：2r d =粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：20v qv B m r=联立方程得：224q U m d B=（2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度11=24S r d π⋅=粒子射出磁场后到运动至x 轴，运动的轨迹长度26tan 30S r =⋅=粒子从射入磁场到运动至x 轴过程中，一直匀速率运动，则12S S tv +=解得：28d Bt U π⎛=⋅ ⎝⎭或242Bd t U π⎛=+ ⎝⎭2. 平面直角坐标系xOy 中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y 轴负方向的匀强电场，如图所示。
一带负电的粒子从电场中的Q 点以速度v 0沿x 轴正方向开始运动，Q 点到y 轴的距离为到x 轴距离的2倍。
粒子从坐标原点O 离开电场进入电场，最终从x 轴上的P 点射出磁场，P 点到y 轴距离与Q 点到y 轴距离相等。
不计粒子重力，为： （1）粒子到达O 点时速度的大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
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。
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2020高考物理磁场专题练习（含答案）
1.如图1所示，a和b是一条磁感线上的两点，关于这两点磁感应强度大小的判断，正确的是()
图1
A.一定是a点的磁感应强度大
B.一定是b点的磁感应强度大
C.一定是两点的磁感应强度一样大
D.无法判断
答案D
2.磁场中某区域的磁感线如图2所示，则()
图2
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B b
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b
C.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
答案A
3.(多选)把一根不计重力的、通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图3所示.导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是()
图3
A.硬直导线先转动，然后边转动边下移
B.硬直导线只能转动，不会向下移动
C.硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直
D.在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外
答案AC
4.三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图4所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为()
图4
A.大小为B，方向沿OA方向
B.大小为22B，方向竖直向下
C.大小为2B，方向沿OB方向
D.大小为2B，方向沿OA方向
答案D
5.一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5所示.当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，则线圈L1将()
图5
A.不动
B.顺时针转动
C.逆时针转动
D.在纸面内平动
答案B
6.(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图6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()
图6
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
答案AD
7.如图7所示，将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中，电路中的电流为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点，流过圆弧acb和adb的电流相等.金属圆环处在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在的平面垂直，则金属圆环受到的安培力为()
图7
A.0
B.πBIR
C.2BIR
D.4BIR
答案C
8.如图8所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为()
图8
A.3∶1
B.3∶2
C.1∶1
D.1∶2
答案B
9.(多选)如图9所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长
直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则()
图9
A.c点的磁感应强度的值最小
B.b点的磁感应强度的值最大
C.b、d两点的磁感应强度不同
D.a、b两点的磁感应强度相同
答案AC
10.如图10所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态.则()
图10
A.导体棒中的电流方向从b流向a
B.导体棒中的电流大小为kx
BL
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大
答案B
11.图11中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示.O点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等)，则()
图11
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁场方向垂直Oc向下
C.导线a受到的安培力方向竖直向上
D.导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c
答案B
12.如图12所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒
与导轨间的动摩擦因数为μ＝
3
3，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通
过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()
图12
A.37°
B.30°
C.45°
D.60°
答案B
13.如图13，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.
图13
答案方向竖直向下0.01 kg
14. 音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图16是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.
图16
(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；
(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率.
答案(1)nBIL方向水平向右(2)nBIL v
解析(1)线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得
F＝nBIL①
由左手定则知方向水平向右
(2)安培力的功率为P＝F·v ②
联立①②式解得P＝nBIL v
15. 如图13所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上.导体棒与斜面的水平底边始终平行.已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.
图13
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B 的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向.
答案 (1)mg IL tan θ (2)mg IL
sin θ 方向垂直斜面向上 解析 (1)导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得：
mg sin θ＝BIL cos θ，
解得B ＝mg IL
tan θ.
(2)如图乙所示，当安培力平行斜面向上，安培力和重力沿斜面的分力平衡时，安培力最小，有
mg sin θ＝B min IL ，
2020高考物理：磁场专题练习题
11 / 11 解得B min ＝mg IL
sin θ. 由左手定则可知磁感应强度的方向垂直斜面向上.。