2020年高考物理试题分类汇编——磁场
全国通用2020-2022年三年高考物理真题分项汇编专题10磁场
4、（2022·全国甲卷·T18）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（ 平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
AC．在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误；
CD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于 ＋ ，即Q对电子秤的压力大小等于 ＋ ，选项C错误，D正确。
故选D。
8、（2022·浙江1月卷·T3）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图像，则正确的是（ ）
减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有
故BC正确，AD错误。
故选BC。
11、（2022·浙江1月卷·T22）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O。有一由x轴、y轴和以O为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域Ⅰ，整个区域Ⅰ内存在大小可调、方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域Ⅰ右侧还有一左边界与y轴平行且相距为l、下边界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，其中的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），调节区域Ⅰ的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m、电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为ν的光照射板M时有光电子逸出，
2020年高考磁场专题复习卷(附答案)
2020年高考磁场专题复习卷（附答案）一、单选题（共14题；共28分）1.在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同．已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于（）A. 在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B. 在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C. 在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D. 在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小2.如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足（）A. B＞B. B＜C. B＞D. B＜3.平面OM和平面ON之间的夹角为，其横截面纸面如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外一带电粒子的质量为m，电荷量为粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成角已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场不计重力粒子离开磁场的射点到两平面交线O的距离为A. B. C. D.4.关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是（）A. 由真空中点电荷的电场强度公式E=k 可知，当r趋近于零时，其电场强度趋近于无限大B. 电场强度的定义式E= 适用于任何电场C. 由安培力公式F=BIL可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场D. 通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强5.如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（）A. B. C. D.6.如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1或U2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（）A. 仅增大U1d将增大B. 仅增大U1 d将减小C. 仅增大U2 d将增大D. 仅增大U2 d将减小7.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场．其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直；穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角，设粒子从S到A、B 所需时间分别为t1、t2，则t1∶t2为(重力不计)( )A. 1∶3B. 4∶3C. 1∶1D. 3∶28.如图所示，竖直悬挂的金属棒AB原来处于静止状态．金属棒CD棒竖直放置在水平磁场中，CD与AB通过导线连接组成回路，由于CD棒的运动，导致AB棒向右摆动，则CD棒的运动可能为()A. 水平向右平动B. 水平向左平动C. 垂直纸面向里平动D. 垂直纸面向外平动9.如图5所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点( )A. B. C. D.10.下列说法中正确的是（）A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值．即B=B. 通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零C. 磁感应强度B= 只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向11.如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出（）A. 带电粒子带正电，是从B点射入的B. 带电粒子带负电，是从B点射入的C. 带电粒子带负电，是从A点射入的D. 带电粒子带正电，是从A点射入的12.春天，水边上的湿地是很松软的，人在这些湿地上行走时容易下陷，在人下陷时（）A. 人对湿地地面的压力大小等于湿地地面对他的支持力大小B. 人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C. 人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力D. 下陷的加速度方向未知，不能确定以上说法哪一个正确13.如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ，从右边界射出时速度方向偏转了θ角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了2θ角．己知磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为（）A. 2cosθB. sinθC. cosθD. tanθ14.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是（）A. 质子在匀强磁场每运动一周被加速一次B. 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关C. 质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRD. 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子二、多选题（共4题；共12分）15.如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。
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。
【复习指导】2020年高考物理重点试题分项版汇编系列专题11磁场含解析
，可知，导致半径减小，则
qB
x 也减小，故 C 错误；减小偏转电场的电压
U 的大小，设速度与磁场边界的夹角为
θ，则由半径公式
R
mv
m v0 sin ，结合几何关系，可得：
Bq Bq
x=2Rsin θ2＝mv0 ，则会导致 x 不变，故 D 正确；故选 D． Bq
点睛：考查粒子做类平抛运动与匀速圆周运动的处理规律，掌握圆周运动的半径公式，注意运动的合成与分解的
C. 超级电容器相当电源，放电时两端电压不变
D. 在电容器放电过程中，电容器电容不断减小
【答案】 B
【解析】电容器下极板接正极，所以充电后
N乙极带正电，故 A 错误；放电时，电流由 F 到 E，则由左手定则可
知，安培力向右，所以导体棒向右运动，故
B 正确；电容器放电时，电量和电压均减小，故
C 错误；电容是电容
粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹如图所示，则正确的说法
()
A. 1 是 ， 2 是钍 B. 1 是钍， 2 是 C. 3 是 ， 4 是钍 D. 3 是钍， 4 是 【答案】 B 【解析】 一个静止的铀核发生 衰变后变为钍核，
三种情况下带电粒子在两个相互平行平面之间运动时间及加速度大小．各自由相应规律表示出时间和加速度，从
而得到结论． 在复合场中，带电粒子做匀速直线运动，则有
Eq=Bqv，则有 E=Bv．在复合场中的时间
t1
d
，而在单一电场中
v
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水平方向也是做匀速直线运动，
所以运动的时间 t2
段 ab、bc 和 cd 的长度均为 L，且∠ abc ＝∠ bcd＝ 135°。流经导线的电流为 I ，方向如图中箭头所示。 导线段 abcd
2020年磁场测试(含答案)(1)
2020年普通高等学校招生全国统一考试磁场能力测试二、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．下列关于磁场的说法中，正确的是( )A. 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B. 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C. 磁极与磁极间是直接发生作用的D. 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生15．长为10 cm的通电直导线，通以1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度( )A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误16、关于磁感应强度B＝FIL和电场强度E＝Fq，下列说法中正确的是( )A．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，说明此处一定无磁场B．一试探电荷在某处不受电场力作用，说明此处一定无电场C．一小段通电导线在磁场中所受磁场力越大，说明此处的磁场越强D．磁感应强度的方向与该处一小段通电导线所受磁场力的方向可能相同17．如图所示是等腰直角三棱锥，其中侧斜面abcd为边长为L的正方形，abef和ade均为竖直面，dcfe为水平面。
将次等腰直角三棱锥安图示方式放置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，下面说法中正确的是A．通过abcd面的磁通量大小为BL²B．通过dcfe面的磁通量大小为BL²C．通过ade的磁通量为零D．通过abfe面的磁通量大小为BL²18．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。
两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。
当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。
下列说法正确的是A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用19、如图为显像管原理示意图，电子束经电子枪加速后，进入偏转磁场偏转，不加磁场时，电子束打在荧光屏正中的O点。
2020年高考物理试题分类汇编——电磁感应
2020 年高考物理试题分类汇编——电磁感觉〔全国卷1〕17．某地的地磁场磁感觉强度的竖直重量方向向下，大小为 4.5 10 5 T。
一敏捷电压表连结在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水〔视为导体〕流过。
设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s。
以下讲法正确的选项是A ．河北岸的电势较高B．河南岸的电势较高C．电压表记录的电压为9mV D．电压表记录的电压为5mV【答案】BD【分析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解得为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。
依据右手定那么，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低， D 对 C 错。
依据法拉第电磁感觉定律E BLv 4.5 10 5100 2 9 10 3V, B对A错。
【命题企图与考点定位】导体棒切割磁场的实质应用题。
〔全国卷2〕18. 如图，空间某地区中有一匀强磁场，磁感觉强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上界限 b 和下界限 d 水平。
在竖直面内有一矩形金属一致加线圈，线圈上下面的距离特意短，下面水平。
线圈从水平面 a 开始着落。
磁场上下界限之间的距离大于水平面a、 b 之间的距离。
假定线圈下面刚经过水平面b、c〔位于磁场中〕和 d 时，线圈所遇到的磁场力的大小分不为F b、 F c和 F d，那么A.F d> F c> F bB. F c<F d< F bC.F c> F b> F dD. F c< F b< F d【答案】 D【分析】线圈从a到b 做自由落体运动，在b 点开始进入磁场切割磁感线所有遇到安培力F b，因为线圈的上下面的距离特意短，所以经历特意短的变速运动而进入磁场，此后线圈中磁通量不变不产生感觉电流，在 c 处不受安培力，但线圈在重力作用下仍旧加快，所以从 d 处切割磁感线所受安培力必然大于答案 D。
b 处，【命题企图与考点定位】线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感觉定律求解。
2020年高考物理模拟试题分类汇编磁场(解析版)
D.三角形线框遇到的安培力的大小为
【答案】BD
【分析】
A．由图可知，导体棒MN电流方向有M指向N，由左手定章可得，安培力方向平行于线框平面，且垂直
于导体棒MN，故A错误；
BMLNMNMN
于边MN的电阻的两倍，二者为并联关系，依据欧姆定律可知，导体棒MN中的电流是导体棒
F安=mgsinθ
由a均衡可知
F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ
由c均衡可知
F绳=mcg
因为绳中拉力大小相等，故
2mgsinθ=mcg
即物块c的质量为2msinθ，故A错误；
B．b放上以前，依据能量守恒知，a增添的重力势能与a、c增添的动能之和等于c减小的重力势能，故B
错误；
C．b棒放上导轨后，a匀速上涨重力势能在增添，故依据能量守恒知，物块c减少的重力势能等于回路消
F向左
B.I顺时针，
F向右
C. I逆时针，
F向左
D. I逆时针，
F向右
【答案】
B
【分析】
金属线框
abcd放在导线
MN
上，导线中电流产生磁场，依据安培定章判断可知，线框
abcd左右双侧磁场方
向相反，线框左边的磁通量小于线框右边的磁通量，磁通量存在抵消的状况。若
MN
中电流忽然减小时，
穿过线框的磁通量将减小。依据楞次定律可知，感觉电流的磁场要阻挡磁通量的变化，则线框
应选B。
4、（2020·金太阳高三放学期线上一模）
如下图， 等边三角形线框
LMN
由三根同样的导体棒连结而成，
固定于匀强磁场中，线框平面与磁感觉强度方向垂直，线框极点
2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：磁场
2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：磁场一、单选题1．（2分）下列说法正确的是（）A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率2．（2分）如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO′上，其所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。
导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。
下列说法正确的是（）A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tanθ与电流I成正比D．sinθ与电流I成正比3．（2分）如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。
一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。
下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（）A．B．C．D．4．（2分）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（xOy平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。
一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。
下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）A．B．C．D．5．（2分）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（）A．B．C．D．6．（2分）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。
2020年高考物理 高考试题+模拟新题分类汇编专题11 磁场
K单元磁场K1 磁场安培力2．K1 [2020·天津卷] 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2．A [解析] 作出侧视图(沿MN方向)，并对导体棒进行受力分析，如图所示．据图可得tanθ＝BILmg，若棒中的电流I变大，则θ变大，选项A正确；若两悬线等长变短，则θ不变，选项B错误；若金属棒的质量m变大，则θ变小，选项C错误；若磁感应强度B变大，则θ变大，选项D错误．K2 磁场对运动电荷的作用17．K2[2020·全国卷] 质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是( )A ．若q 1＝q 2，则它们做圆周运动的半径一定相等B ．若m 1＝m 2，则它们做圆周运动的半径一定相等C ．若q 2≠q 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D ．若m 1≠m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等17．A [解析] 根据半径公式r ＝mvqB ，两粒子的动量mv 大小相等，磁感应强度B 相同，若q 1＝q 2，则它们做圆周运动的半径一定相等，A 正确，B 错误．根据周期公式T ＝2πm qB ，若mq相等，则周期相等，C 、D 错误．9．K2[2020·江苏卷] 如图所示，MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界. 一质量为m 、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场．若粒子速度为v 0，最远能落在边界上的A 点．下列说法正确的有( )图7A ．若粒子落在A 点的左侧，其速度一定小于v 0B ．若粒子落在A 点的右侧，其速度一定大于v 0C ．若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内，其速度不可能小于v 0－qBd 2mD ．若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内，其速度不可能大于v 0＋qBd2m9．BC [解析] 带电粒子沿垂直边界的方向射入磁场时，落在边界上的点离出发点最远，当入射方向不是垂直边界的方向时，落在边界上的点与出发点的距离将小于这个距离，即速度大于或等于v 0，但入射方向不是90°时，粒子有可能落在A 点的左侧，A 项错误；但粒子要落在A 点的右侧，其速度一定要大于临界速度v 0，B 项正确；设OA 之间距离为L ，若粒子落在A 点两侧d 范围内，则以最小速度v 入射的粒子做圆周运动的直径应为L－d，由洛伦兹力提供向心力，qvB＝mv2L－d2，qvB＝mv2L2，解得v＝v0－qBd2m，C项正确；由于题中没有强调粒子的入射方向，因此无法确定速度的最大值，D项错误．15．K2[2020·广东卷] 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2中虚线所示．下列表述正确的是()图2A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间15．A [解析] 由左手定则判断知，A正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m v2r，半径r＝mvqB，在质量与电荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T＝2πmqB，故M的运行时间等于N的运行时间，D错误．16．K2 [2020·北京卷] 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( ) A．与粒子电荷量成正比B．与粒子速率成正比C．与粒子质量成正比D．与磁感应强度成正比16．D [解析] 由电流的定义I＝Qt可知，设粒子的电荷量为q，质量为m，在磁场中运动的周期为T＝2πmqB，则I＝qT＝q2B2πm，对于一个粒子来说，电荷量和质量是一定的，所以产生的环形电流与磁感应强度成正比，D项正确，A、B、C项错误．K3 带电粒子在组合场及复合场中运动24．K3[2020·重庆卷] 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷(电荷量与质量之比)均为1k的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线为O′O进入两金属板之间，其中速率为v的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板．重力加速度为g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用．求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)速率为λv(λ＞1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离．[解析] (1)设带电颗粒的电荷量为q，质量为m.有Eq＝mg将qm＝1k代入，得E＝kg(2)如图，有qv0B＝mv2RR2＝(3d)2＋(R－d)2得B＝kv0 5d(3)如图所示，有qλv0B＝mλv2R1tanθ＝3dR21－3d2y 1＝R1－R21－3d2y2＝ltanθy＝y1＋y2得y＝d(5λ－25λ2－9)＋3l25λ2－912．K3 [2020·天津卷] 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义．如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动．离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I.不考虑离子重力及离子间的相互作用．(1)求加速电场的电压U；(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M；(3)实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化．若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，ΔUU应小于多少？(结果用百分数表示，保留两位有效数字)12．[解析] (1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得qU＝12mv2①离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即qvB＝m v2 R②由①②式解得U＝qB2R2 2m(2)设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量为Q，则Q＝It③N＝Q q ④M＝Nm⑤由③④⑤式解得M＝mIt q(3)由①②式有R＝1B2mUq设m′为铀238离子质量，由于电压在U±ΔU之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为R max ＝1B2m U＋ΔUq铀238离子在磁场中最小半径为R′min ＝1B2m′U－ΔUq这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为R max ＜R′min即1B2m U＋ΔUq＜1B2m′U－ΔUq则有m(U＋ΔU)<m′(U－ΔU)得ΔUU＜m′－mm′＋m其中铀235离子的质量m＝235 u(u为原子质量单位)，铀238离子的质量m′＝238 u，故ΔU U ＜238 u－235 u 238 u＋235 u解得ΔUU＜0.63%图1025．K3[2020·课标全国卷] 如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O到直线的距离为35R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域．若磁感应强度大小为B，不计重力，求电场强度的大小．25．[解析] 粒子在磁场中做圆周运动．设圆周的半径为r，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB＝m v2 r①式中v为粒子在a点的速度．过b点和O点作直线的垂线，分别与直线交于c和d点．由几何关系知，线段a c、b c和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形．因此a c＝b c＝r②设cd＝x，由几何关系得ac＝45R＋x③bc＝35R＋R2－x2④联立②③④式得r＝75R⑤再考虑粒子在电场中的运动．设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动．设其加速度大小为a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE＝ma⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r，由运动学公式得r＝12at2⑦r＝vt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间．联立①⑤⑥⑦⑧式得E＝14qRB25m⑨15．K3[2020·江苏卷] 如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场．图中装置由加速器和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成，极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反．质量为m、电荷量为＋q的粒子经加速电压U0加速后，水平射入偏转电压为U1的平移器，最终从A点水平射入待测区域．不考虑粒子受到的重力．(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1；(2)当加速电压变为4U时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为 F.现取水平向右为x轴正方向，建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示.射入方向y －y z －z受力大小5F 5F 7F 3F图1815．[解析] (1)设粒子射出加速器的速度为v，由动能定理得qU0＝12mv2由题意得v 1＝v 0，即v 1＝2qU 0m(2)在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t. 加速度的大小a ＝qU 1md在离开时，竖直分速度v y ＝at 竖直位移y 1＝12at 2水平位移l ＝v 1t粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t 竖直位移y 2 ＝v y t由题意知，粒子竖直总位移y ＝2y 1＋y 2 解得y ＝U 1l 2U 0d则当加速电压为4U 0时，U ＝4U 1(3)(a)由沿x 轴方向射入时的受力情况可知：B 平行于x 轴，且E ＝Fq .(b)由沿±y 轴方向射入时的受力情况可知：E 与Oxy 平面平行． F 2＋f 2 ＝(5F)2，则f ＝2F 且f ＝qv 1B 解得B ＝F q2m qU 0(c)设电场方向与x 轴方向夹角为α.若B 沿x 轴方向，由沿z 轴方向射入时的受力情况得 (f ＋Fsinα)2＋(Fcosα)2 ＝(7F)2 解得α＝30°或α＝150°即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°.同理，若B 沿－x 轴方向，E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为－30°或－150°.K4 磁场综合23．K4[2020·山东卷] 如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U0，周期为T.在t＝0时刻将一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝T2时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区．(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)图甲图乙(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件．(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小．23．[解析] (1)粒子由S1至S2的过程，根据动能定理得qU0＝12mv2①由①式得v＝2qU0 m②设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得q Ud＝ma③由运动学公式得d＝12a⎝⎛⎭⎪⎫T022④联立③④式得d＝T42qUm⑤(2)设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得qvB＝m v2 R⑥要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，须满足2R＞L 2⑦联立②⑥⑦式得B＜4L2mUq⑧(3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t1，有d＝vt1⑨联立②⑤⑨式得t 1＝T4⑩若粒子再次到达S2时速度恰好为零，粒子回到极板间应做匀减速运动，设匀减速运动的时间为t2，根据运动学公式得d＝v2t2⑪联立⑨⑩⑪式得t 2＝T2⑫设粒子在磁场中运动的时间为tt＝3T0－T2－t1－t2⑬联立⑩⑫⑬式得t＝7T4⑭设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由⑥式结合运动学公式得T＝2πm qB⑮由题意可知T＝t⑯联立⑭⑮⑯式得B＝8πm7qT⑰图118．K4[2020·全国卷] 如图，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18．C [解析] 磁感应强度是矢量，某处磁感应强度大小和方向由M、N两点处的电流产生的磁感应强度的矢量之和决定．直线电流的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，某点磁感应强度的方向就是该点磁感线的切线方向．在o点，同方向的磁场相叠加，磁感应强度不是零，A错误．a、b处的磁感应强度等于M、N分别在a、b处产生的磁感应强度相叠加，因此，a、b处的磁感应强度大小相等，方向都是向下，所以B错误；同理，可得C正确．对M、N分别在c处产生的磁感应强度矢量叠加求和，可知方向向下，与a处的磁感应强度方向相同，D错误．24．K4[2020·浙江卷] 如图所示，两块水平放置、相距为d 的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m 、水平速度均为v 0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U ，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M 点．(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度B 的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M 点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？24．[解析] (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动，有q U d＝mg 解得：q ＝mgd U由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷．(2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有qv 0B ＝m v 20R考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R ＝d联立解得B ＝v 0U gd 2(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为R′，有qv 0B′＝m v 20R′由图示可得：R′2＝d 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫R′－d 22 得：R′＝54d 联立解得：B′＝4v 0U 5gd 21．2020·临汾月考关于导体在磁场中受力，下列说法正确的是( )A ．通电导体在磁场中一定受到力的作用B ．通电导体在磁场中有时不会受到力的作用C ．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到力的作用D ．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到力的作用1．B2．2020·江西调考如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导线环上载有如图所示的恒定电流I ，则下列说法正确的是( )A．导电圆环所受安培力方向竖直向下B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ3．BD [解析] 将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为：F＝BIL＝2πBIRsinθ，方向为竖直向上，所以B、D正确．3．2020·陕西调研如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S.某一时刻，从S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同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场．已知∠AOC＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T2(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为( )A.T8B.T6C.T4D.T33．A [解析] 因为所有粒子的初速度大小相同，它们在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝mvBq也相同；如图所示，当粒子沿SA方向水平向右进入磁场，然后沿图中实线运动，最后交OC 于M 时，在磁场中的运动时间最长为T 2，设OS ＝l ，由几何关系可得，轨道半径r ＝32l ；当粒子在磁场中运动后交OC 于N 点，而SN ⊥OC 时，粒子的运动时间最小，根据几何关系可知，其运动时间为T 6，所以这些粒子在磁场中的运动时间T 6～T 2之间，本题答案为A.4．2020·忻州联考回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流两极相连接的两个D 形金属盒，盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法正确的是( )A ．增大电场的加速电压B ．增大D 形金属盒的半径C ．减小狭缝间的距离D ．减小磁场的磁感应强度4．B [解析] 根据Bqv ＝mv 2r ，可得E k ＝12mv 2＝B 2q 2r 22m，可见，质子被加速获得的动能受到D 形金属盒半径和磁感应强度的制约，即可通过增大D 形金属盒的半径和增大磁场的磁感应强度来增大带电粒子射出时的动能．本题答案为B.5．2020·佛山模拟如图所示，将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v ，两金属板的板长为L ，板间距离为d ，板平面的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于速度方向，负载电阻为R ，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I ，那么板间电离气体的电阻率为( )A.d S (Bdv I －R)B.S d (Bdv I－R) C.S d (BLv I －R) D.S L (Bdv I－R) 5．B [解析] 在洛伦兹力的作用下，正离子向极板B 偏转，负电子向极板A 偏转，在极板间建立电场，形成电势差．电路闭合时，E ＝Bdv ＝I(R ＋r)＝I ⎝⎛⎭⎪⎫R ＋ρd S ，可得：ρ＝S d (Bdv I －R)．。
【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( )
2020高考物理试题分类汇编-电磁感应(10)
2020高考物理试题分类汇编（十）电磁感应1.（2020全国卷Ⅱ）管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。
焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（ ）A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第2. （2020江苏卷）如图所示，两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合.下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（ ）A.同时增大1B 减小2BB.同时减小1B 增大2BC.同时以相同的变化率增大1B 和2BD.同时以相同的变化率减小1B 和2B3．（2020全国卷Ⅲ）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。
圆环初始时静止。
将图中开关S 由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（ ）A．拨至M端或N端，圆环都向左运动B．拨至M端或N端，圆环都向右运动C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动4. （2020全国卷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.金属框的速度太小趋于恒定值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5．（2020北京卷）如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。
现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。
下列说法正确的是A．偏转原因是圆盘周围存在电场B．偏转原因是圆盘周围产生了磁场C．仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变D．仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变6. （2020山东卷）如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。
【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。
2020高考物理专题卷：专题九《磁场》 含答案解析
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（2、3、4、7、10）考点26 洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动（6、9、11、13、16、18）考点27 带电粒子在复合场中的运动（1、8、12、15、17、19、20）考点28 现代科技中的电磁场问题（5、14）第I卷（选择题 68分）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.【山东省实验中学2017届高三第一次诊断性考试】考点27 易一带电粒子在电场和磁场同时存在的空间中(不计重力)，不可能出现的运动状态是（）A．静止B．匀速直线运动C．匀加速直线运动D．匀速圆周运动2．【2017·浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】考点25 易如图所示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将（）A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸内偏转3．【2017·重庆市高三上学期（一诊）期末测试】考点25 易如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I.要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为（）A．2mgIL B．32mgILC．mgIL D．3mg4．【2017·天津市五区县高三上学期期末考试】考点25 易如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点.以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系.过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。
则过C点的通电直导线所受安培力的方向为（）A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向5.【2017·河北省定州中学高三上学期第二次月考】考点28 中速度相同的一束粒子（不计重力）经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如右图所示，则下列相关说法中正确的是（）A．该束带电粒子带正电B．速度选择器的P1极板带负电C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于1EBD．若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小6．【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点26中不计重力的两个带电粒子1和2经小孔S 垂直磁场边界，且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图所示.分别用v 1与v 2，t 1与t 2， 11m q 与 22m q 表示它们的速率、在磁场中运动的时间及比荷，则下列说法正确的是（ ）A ．若 11m q ＜ 22m q ，则v 1＞v 2B ．若v 1＝v 2，则 11m q ＜ 22m qC ．若 11m q ＜ 22m q ，则t 1＜t 2D ．若t 1＝t 2，则 11m q ＞ 22m q7．【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点25 难如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由M 指向N ，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t =0时导线恰好静止，若B 按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是（ ）A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小 8．【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点27 中如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B 的匀强磁场，某种正离子以初速度v 0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为 θ.在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为θ（不计离子的重力），则下列判断正确的是（ ）A ．匀强电场的电场强度大小为θBv E cos 0=S21MNB（甲）（乙） B /Tt /sT θv 0B ．匀强电场的电场强度大小为 θBv E sin 0C ．离子穿过电场和磁场的时间之比为 θθsinD ．离子穿过电场和磁场的时间之比为 0sin v θθ9.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国2卷正式版）】考点26 中如图，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，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速度为1v ，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为2v ，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 21:v v 为（ ）32： 21：31： D. 2：10.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国3卷正式版）】考点25 难 如图，在磁感应强度大小为 0B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为 l 的a 点处的磁感应强度为零。
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2020年高考物理试题分类汇编——磁场〔全国卷1〕26．〔21分〕如以下图，在03x a ≤≤区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在0～180°范畴内。
沿y 轴正方向发射的粒子在0t t =时刻刚好从磁场边界上(3,)P a a 点离开磁场。
求：⑴ 粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷q ／m ；⑵ 现在刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范畴； ⑶ 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时刻。
【答案】⑴a R 332=32Bt m q π= ⑵速度与y 轴的正方向的夹角范畴是60°到120°⑶从粒子发射到全部离开所用 时刻 为02t【解析】 ⑴粒子沿y 轴的正方向进入磁场，从P 点通过做OP 的垂直平分线与x 轴的交点为圆心，依照直角三角形有222)3(R a a R -+=解得a R 332=23sin ==R a θ，那么粒子做圆周运动的的圆心角为120°，周期为03t T =粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，依照牛顿第二定律得R T m Bqv 2)2(π=，T Rv π2=，化简得032Bt m q π= ⑵仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于120°，如此粒子角度最小时从磁场右边界穿出；角度最大时从磁场左边界穿出。
角度最小时从磁场右边界穿出圆心角120°，所通过圆弧的弦与⑴中相等穿出点如图，依照弦与半径、x 轴的夹角差不多上30°，因此现在速度与y 轴的正方向的夹角是60°。
角度最大时从磁场左边界穿出，半径与y 轴的的夹角是60°，那么现在速度与y 轴的正方向的夹角是120°。
因此速度与y 轴的正方向的夹角范畴是60°到120° ⑶在磁场中运动时刻最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界相切，在三角形中两个相等的腰为a R 332=，而它的高是 a a a h 333323=-=，半径与y 轴的的夹角是30°，这种粒子的圆心角是240°。
所用 时刻 为02t 。
因此从粒子发射到全部离开所用 时刻 为02t 。
(全国卷2)26〔21分〕图中左边有一对平行金属板，两板相距为d ，电压为V;两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B 0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。
图中右边有一边长为a 的正三角形区域EFG(EF 边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面朝里。
假设一系列电荷量为q 的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF 边中点H 射入磁场区域。
不计重力〔1〕这些离子中的离子甲到达磁场边界EG 后，从边界EF 穿出磁场，求离子甲的质量。
〔2〕这些离子中的离子乙从EG 边上的I 点〔图中未画出〕穿出磁场，且GI 长为34a ，求离子乙的质量。
〔3〕假设这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，咨询磁场边界上什么区域内可能有离子到达。
RRR解析：〔1〕在粒子进入正交的电磁场做匀速直线运动，设粒子的速度为v ，电场的场强为E 0，依照平稳条件得00E q B qv = ①0VE d=② 由①②化简得0Vv B d=③ 粒子甲垂直边界EF 进入磁场，又垂直边界EF 穿出磁场，那么轨迹圆心在EF 上。
粒子运动中通过EG ，讲明圆轨迹与EG 相切，在如图的三角形中半径为R=acos30°tan15° ④ tan15°=1cos3023sin 30-︒=︒⑤联立④⑤化简得3(3)2R a = ⑥在磁场中粒子所需向心力由洛伦磁力提供，依照牛顿第二定律得203(3)2mv B qv a= ⑦联立③⑦化简得03(3)2qadBB m V =⑧ 〔2〕由于1点将EG 边按1比3等分，依照三角形的性质讲明此轨迹的弦与EG 垂直，在如图的三角形中，有1cos30sin 302cos304a a R ︒︒⨯==︒⑨同理4qadBB m V=〔10〕 〔3〕最轻离子的质量是甲的一半，依照半径公式mvR Bq=离子的轨迹半径与离子质量呈正比，因此质量在甲和最轻离子之间的所有离子都垂直边界EF 穿出磁场，甲最远离H 的距离为(233)a -，最轻离子最近离H 的距离为3(3)2a -，因此在离H 的距离为(233)a -到3(3)2a -之间的EF 边界上有离子穿出磁场。
比甲质量大的离子都从EG 穿出磁场，期中甲运动中通过EG 上的点最近，质量最大的乙穿出磁场的1位置是最远点，因此在EG 上穿出磁场的粒子都在这两点之间。
〔新课标卷〕25.(18分)如下图，在0≤x≤a 、o≤y≤2a范畴内有垂直于xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
坐标原点O 处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy 平面内，与y 轴正方向的夹角分布在0～90°范畴内.己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于2a到a 之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时刻恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一，求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的：(1)速度大小；(2)速度方向与y 轴正方向夹角正弦。
解析：设粒子的发射速度为v ，粒子做圆周运动的轨道半径为R ，由牛顿第二定律和洛伦磁力公式，得2mv qvB R=，解得：mv R qB =当2a＜R ＜a 时，在磁场中运动时刻最长的粒子，其轨迹是圆心为C 的圆弧，圆弧与磁场的边界相切，如下图，设该粒子在磁场中运动的时刻为t ，依题意，4T t =时，2OCA π∠=设最后离开磁场的粒子的发射方向与y 轴正方向的夹角为α，由几何关系可得：sin ,sin cos 2aR R R a R ααα=-=-再加上22sin cos 1αα+=，解得：6666(2),(2),sin 2210aqB R a v m α-=-=-= 〔上海物理〕13. 如图，长为2l 的直导线拆成边长相等，夹角为60的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为〔A 〕0 〔B 〕0.5BIl 〔C 〕BIl 〔D 〕2BIl 答案：C解析：导线有效长度为2l sin30°=l ，因此该V 形通电导线收到的安培力大小为BIl 。
选C 。
此题考查安培力大小的运算。
难度：易。
〔重庆卷〕21.如题21图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块，在纸面民内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示由以上信息可知，从图中a 、b 、c 处进大的粒子对应表中的编号分不为 A 3、5、4 B4、 2、5 C5、3、2 D2、4、5 答案：D【解析】依照半径公式Bqmvr =结合表格中数据可求得1—5各组粒子的半径之比依次为0.5︰2︰3︰3︰2，讲明第一组正粒子的半径最小，该粒子从MQ 边界进入磁场逆时针运动。
由图a 、b 粒子进入磁场也是逆时针运动，那么都为正电荷，而且a 、b 粒子的半径比为2︰3，那么a 一定是第2组粒子，b 是第4组粒子。
c 顺时针运动，都为负电荷，半径与a 相等是第5组粒子。
正确答案D 。
〔江苏卷〕9.如下图，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO ’与SS ’垂直。
a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速度大小相等，b 的速度方向与SS ’垂直，a 、c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分不为αβ、，且αβ>。
三个质子通过附加磁场区域后能达到同一点S ’，那么以下讲法中正确的有A ．三个质子从S 运动到S ’的时刻相等B ．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO ’轴上C ．假设撤去附加磁场，a 到达SS ’连线上的位置距S 点最近D ．附加磁场方向与原磁场方向相同答案：CD 解析：A.三个质子从S 运动到S’的时刻不相等，A 错误；B.三个质子在附加磁场意外区域运动时，只有b 运动轨迹的圆心在OO’轴上，因为半径相等，而圆心在初速度方向的垂线上，因此B 错误；C.用作图法可知，假设撤去附加电场，a 到达SS’连线上的位置距S 点最近，b 最远；C 正确；D.因b 要增大曲率，才能使到达SS’连线上的位置向S 点靠近，因此附加磁场方向与原磁场方向相同，D 正确；本体选CD 。
本体考查带电粒子在磁场中的运动。
难度：难。
〔福建卷〕21、〔19分〕如下图，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。
导体棒a 和b 放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。
斜面上水平虚线PQ 以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。
现对a 棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，现在放在导轨下端的b 棒恰好静止。
当a 棒运动到磁场的上边界PQ 处时，撤去拉力，a 棒将连续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，现在b 棒已滑离导轨。
当a 棒再次滑回到磁场边界PQ 处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。
a 棒、b 棒和定值电阻的阻值均为R,b 棒的质量为m ，重力加速度为g ，导轨电阻不计。
求〔1〕a 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a 棒中的电流强度I ，与定值电阻R 中的电流强度I R 之比；〔2〕a 棒质量m a ；〔3〕a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F 。
解析：〔1〕a 棒沿导轨向上运动时，a 棒、b 棒及电阻R 中的电流分不为I a 、I b 、I R ，有R b b I R I R = a b R I I I =+解得：21a b I I = 〔2〕由于a 棒在PQ 上方滑动过程中机械能守恒，因而a 棒在磁场中向上滑动的速度大小v 1与在磁场中向下滑动的速度大小v 2相等，即v 1=v 2=v设磁场的磁感应强度为B ，导体棒长为L 乙，a 棒在磁场中运动时产生的感应电动势为 E=Blv当a 棒沿斜面向上运动时322b EI R =⨯sin b A BI L m g θ=向下匀速运动时，a 棒中的电流为I a ’、那么'2a EI R='sin a A BI L m g θ=由以上各式联立解得：32a m m =〔3〕由题可知导体棒a 沿斜面向上运动时，所受拉力7sin sin 2a F BI L mg mg θθ=+=〔广东卷〕36.(18分)如图16〔a 〕所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N 1、N 2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L ，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角θ可调〔如图16〔b 〕〕；右为水平放置的长为d 的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N 1，能通过N 2的粒子经O 点垂直进入磁场。