2016年磁场高考试题汇编
一、选择题
1.（全国新课标I卷，15）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（）
B. 12
D. 144
【答案】D
【解析】设质子的质量数和电荷数分别为
为m2、q2，对于任意粒子，在加速电场中,
m、q，—价正离子的质量数和电荷数
由动能定理得：
得
在磁场中应满足
由题意，
由于两种粒子从同一入口
垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半
径应相同.
由①②式联立求解得
故一价正离子与质子的质量比约为144
2.（全国新课标II卷，18）—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，射入时的运动方向与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. 11
C. 121
—二? ??
d
/
加理电场
?V ?
JP
￡
?-b
山LX"
? ? *
q2，可得匹m
2
1
144
其中B2伽，q
匀速圆周运动的半径r
由粒子在磁场中的运动规律可知
2
F 向 m 2T n r ①
F 向 F 合=qvB ②
由①②得T
即比荷9字③
Bq
m BT
由圆周运动与几何关系可知
t 粒子
t 筒
即亜T 粒子
360
则
T 粒子3T i
又有T 筒 2— 90
T 筒 360
筒
④
⑤ 由③④⑤得
3.（全国新课标III
q —
m 3B
卷，18）平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面
（纸面）如图所示，平面 OM±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q （q>0） o 粒子沿纸面以大小 为v 的速度从PM 的某点向左上方射入磁场，速度与 OM 成30°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.
3B
【答案】A 【解析】如图所
C.
由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为
O',
MO 'N ' 30°
<
B
X zK
X
X
X . X/y X X
A. B.、3 C Zmr
D.
【答案】D
【解析】如图所示，粒子运动轨迹与ON只有一个交点，则轨迹与ON相切于C, 由几何关系可知：AB 2rsin30 r.则三角形O AB为等边三角形，CO A为一条直线，三角形AOC为直角三角形，所以AO 4r，又r mV，故距离为4mV。
qB qB
4. （北京卷，16）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆坏半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和&，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正
确的是
A. E a： 6=4:1，感应电流均沿逆时针方向
B. E a： 6=4:1，感应电流均沿顺时针方向
C. E a： E b=2:1，感应电流均沿逆时针方向
D. E a: E b=2:1，感应电流均沿顺时针方向
【答案】B
【解析】E 旦S,根据题意可得S a—，故旦—,感应电流产生的磁场要阻
t t S b 1 E b 1
碍原磁场的变大，即产生向里的感应磁场，根据楞次定律可知，感应电流均沿顺时针方向。
5. （北京卷17）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围
地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是
地轴
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
【答案】C［来源：学。科。网］
【解析】
试题分析：根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B 正确；由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，C 错误；在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，
根据左手定则可得射向赤道的粒子受到的洛伦兹力作用，D正确；
6. （上海卷，5）磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁
v
（A ）向上运动（B ）向下运动（C ）向左运动（D ）向右运动 【答案】B
【解析】从图可知，穿过线圈的原磁通向下，由安培定则可知线圈中的电流激发 磁场方向向上，由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在灯架， 故选B< 7. （上海卷，8）如图，一束电子 沿z 轴正向流动，则在图中y 轴上A 点的磁场 方向是
I.电子流
/ □ 2 7
（A ） +x 方向 （B ） -x 方向 （C ） +y 方向 （D ） -y 方向 【答案】A
【解析】据题意，电子流沿z 轴正向流动，电流方向向z 轴负向，由安培 定则 可以判断电流激发的磁场以z 轴为中心沿顺时针方向（沿z 轴负方向看），通过 y 轴A 点时方向向外，即沿X 轴正向，则选项A 正确。 8.
（四川卷，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 2:1
a
f B. V b : V c 2 :1 ，t b :t c 1:2 / J T
?七 v ； V
C. V b : V c 2 :1 ，t b :t c 2:1 f *
* ?皿
D. V b : V c 1:
2 ，t b :t c 1:2
I ? V %
?* :*
1 f
* ? !: 【答案】
A
c
d
【解析】由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动， 且洛伦
兹力提供作圆周运动的向心力，由公式
2
V qvB m —
r
qB
且粒子运动一周为2
，可以得出时间之比等 于偏转角之比。由下图看出偏转角之比为2:1 则St 。2:1，可得选项A 正确，B ，C, D 错误
9. （海南卷。8）如图（a ）所示，扬声器中有
俯视图（b ）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面
即纸面）磁场方向如图中 箭头所示，在图（b ）中
A. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里
B. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 C ?当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 【答案】BC
【解析】将环形导线分割成无限个小段，每段成直线，依据左手定则，可知安培 力垂直纸面向外，A 错，B 对；当电流逆时针时，安培力向里，C 对，D 错。
二、 填空题
1. _________________________________________________ （上海卷，21）形象描述磁场分布的曲线叫做 _________________________________ ,通常 ____________ 的大小也叫做磁通量密度。 【答案】磁感线；磁感应强度
【解析】为了形象的描述磁场而假想出来的曲线， 曲线上任意一点的切线方向均 表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度 表示，在磁通量中有：B ，所以磁感应强度也称为刺痛密度。
S
三、 计算题
可以得出V b ：V c 「b ：「c 1：2
,又由
一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时, 线圈带动纸盆振动，发出声音。 圈C B )
i.（北京卷，22）如图所示，质量为m 电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 沿 垂直磁场方向射入磁感应强度为 B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计 带电粒子所受重力
（1）求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期T ；
（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强 电场，求电场强度E 的大小。
【答案】（1）R mV 、T 乙卫（2）E vB
Bq
qB
2
【解析】⑴由qvB m —.
R
E vB
2. （上海卷，33）（ 14分）如图，一关于y 轴对称的导体轨道位于水平面.内，磁 感应强度为B 的匀强磁场与平面垂直。一足够长，质量为m 的直导体棒沿x 轴方 向置于轨道上，在外力F 作用下从原点由静止开始沿y 轴正方向做加速度为a 的匀速加速直线运动，运动时棒与x 轴始终平行。棒单位长度的电阻p ，与电阻
带电粒子做圆周运动半径
mv qB
匀速圆周运动的周期 T
2 m qB
⑵粒子受电场力F qE ,洛仑磁力
qvB ，粒子做匀速直线运动， 则qE qvB ,场强
不计的轨道接触良好, 运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为 P=ky 3/2 (SI )。
求: :>
x x