2022年高考物理试题分类汇编磁场
带详细的解析
（2022年高考北京卷，19）
19．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b （不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子bA．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小
【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误。【答案】C
全国卷1
方向沿纸面向上，大小为1)ILBB.
方向沿纸面向上，大小为1)ILBC.
方向沿纸面向下，大小为1)ILBD.
方向沿纸面向下，大小为1)ILB
答案A
【解析】本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d 之间的直导线长为
(21)L来等效代替,根据FBIl,可知大小为(21)BIL,方向根据左手定则.A正
确.
26（21分）（注意：在试题卷上作答无效）．．．．．．．．．
如图，在某轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于某y平面向外。P是
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y轴上距原点为h的一点，N0为某轴上距原点为a的一点。A是一块平行于某轴的挡板，与
某轴的距离为，A的中点在y轴上，长度略小于。带点粒子与挡板碰撞前后，某方向的
分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子从P点瞄准N0点入射，最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。26.【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为NO,与板碰撞后再次进入磁场的位置为N1.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有R
mv
,粒子速率不变,每次进入qB
磁场与射出磁场位置间距离某1保持不变有某1NONO2Rin,粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离某2始终不变,与NON1相等.由图可以看出某2a
设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3).若粒子能回到P点,由对称性,出射点的某坐标应为-a,即
n1某1n某22a,由两式得某1n2a
n1
若粒子与挡板发生碰撞,有某1某2n<3联立得
a
联立得4
v
qBn2
a把in
2minn1
hah
2
2
代入中得
a2h2
vo,n0
mh3a2h2
v1,n1⑾
4mh2a2h2
v2,n2⑿
3mh
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广东卷
1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是A．洛伦兹B．库仑C．法
拉第D．奥斯特答案.B
13．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下
列表述正确的是A．洛伦兹力对带电粒子做功
B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关
D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向答案.B
【解析】根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,A错.B对.根据FqvB,可知大小与速度有关.洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小.
安徽卷
19.右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室
中穿过某种
金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子A.
带正电，由下往上运动B.带正电，由上往下运动C.带负电，由上往下运
动D.带负电，由下往上运动答案：A。
解析：粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式r
mv
可qB
知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛仑兹力的方向指
向圆心，由左手定则，粒子带正电。选A。
福建卷18.如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属
导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁
感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆
ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦
因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨
运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过
程
A.杆的速度最大值为
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B.流过电阻R的电量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D.恒力F
做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量答案BD
B2d2vmFmgRr，A
0得vm【解析】当杆达到最大速度vm时，Fmg
B2d2Rr
错；由公式q
Rr
BSBdL
，B对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由动
RrRr
能定理有：WFWfW安EK，其中Wfmg，W安Q，恒力F做的功与摩擦力
做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；恒力F
做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。22.(20分)图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象
限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，
-3
磁感应强度大小B=2.0某10T,在某轴上距坐标原点L=0.50m的P处
为离子的入射口，在Y
4
上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5某10m/的速率从P
处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运
动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。（1）求上述粒子的比荷
q；m
（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；
（3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形
。
答案（1）
q77
t7.9106；S0.25m2=4.9某10C/kg（或5.0某10C/kg）；（2）（3）m
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【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动。第（2）问涉及到复合场（速度选择器模型）第（3）问是带电粒子在有界磁场（矩形区域）中的运动。
（1）设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得r
2L
①
2
由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得
v2
qvBm②
r
联立①②并代入数据得
q77
=4.9某10C/kg（或5.0某10C/kg）③m
（2）设所加电场的场强大小为E。如图乙，当粒子子经过Q点时，速度沿y轴正方向，依题意，在此时加入沿某轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有
qEqvB④代入数据得
E70N/C⑤
所加电场的长枪方向沿某轴正方向。由几何关系可知，圆弧PQ所对应的圆心角为45°，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为t，则有
450
T⑥t
3600
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T
2r
⑦v
6
联立①⑥⑦并代入数据得t7.910⑧
（3）如图丙，所求的最小矩形是MM1P1P，该区域面积
S2r⑨联立①⑨并代入数据得S0.25m
矩形如图丙中MM1P1P（虚线）
22
宁夏卷
16.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流
计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁
极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管
壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。
由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微
小电势差。在达到平衡
时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力
和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的
厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。
则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A.1.3m/，a正、b负B.2.7m/，a正、b负C．1.3m/，a负、b正D.2.7m/，a负、b正16.A
全国卷225.（18分）
如图,在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场
和匀强电场，磁场方
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向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电
荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂
直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不
计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时
间之比。
l12d22dl答案arcin(212)
2dl2l1d
【解析】本题考查带电粒子在有界磁场中的运动.
粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度
与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得
R2l1(Rd)2①
设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛仑兹力公式和牛顿第
二定律得
2
v2
qvBm
R
②
设P为虚线与分界线的交点,POP,则粒子在磁场中的运动时间为t1式中有in
R
③v
l1
④粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.R
设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得qEma⑤由运动学公式有d
12
at⑥l2vt2⑦2
2
由①②⑤⑥⑦式得
l1d2Ev⑧2Bl2
2
t1l1d22dl
由①③④⑦式得212)
t22dl2l1d
山东卷
25．（18分）如图甲所示，建立O某y坐标系，两平行极
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板P、Q垂直于y轴且关于某轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于O某y平面向里。位于极板左侧的粒子源沿某轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。
已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
（1）求电压U的大小。
（2）求
时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。2
（3）何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。v0图甲
解析：
（1）t0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为
图乙
U1
l，则有E0①，
l2
Eqma②112
lat0③22
ml2
联立以上三式，解得两极板间偏转电压为U02④。
qt0
（2）
111
t0时刻进入两极板的带电粒子，前t0时间在电场中偏转，后t0时间两极板没有222
电场，带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿某轴方向的分速度大小为v0
l
⑤t0
12
带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为vyat0⑥
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带电粒子离开电场时的速度大小为v
v2
设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有Bvqm⑧
R
联立③⑤⑥⑦⑧式解得R
⑨。2qBt0
（3）2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为v'yat0⑩，
设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，则tan
v0
，'vy
联立③⑤⑩式解得
4
，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为
2
2
，所求最短时间为tmin
12mT,带电粒子在磁场中运动的周期为T，联立以4Bq
上两式解得tmin
m
2Bq
。
【考点】带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动
四川卷
24.(19分)
如图所示，直线形挡板p1p2p3与半径为r的圆弧形挡板p3p4p5平滑
连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。线圈
c1c2c3的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻R1和平行板电容
器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈c1c2c3阻值
的2倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3内有一面积为S、方向垂直于线圈
平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大。质量为m的
小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从p1位
置出发，沿挡板运动并通过p5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2在电场外，间距为l,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余
部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：
(1)小滑块通过p2位置时的速度大小。(2)电容器两极板间电场强度
的取值范围。(3)经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围。
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24．（19分）解：
（1）小滑块运动到位置P2时速度为v1，由动能定理有：
mgl
v1
=
1212
m1mv0①22
②
说明：①式2分，②式1分。
（2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5，设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为N，匀强电场的电场强度为E，由动能定理有：
112
mgl2rEq=mv2mv0③
22
v2
当滑块在位置p时，由牛顿第二定律有：N+Eq=m
r
由题意有：N0⑤
④
2m(v02ugl)
由以上三式可得：E⑥
5qr2m(v02ugl)
E的取值范围：0 5qr 说明：③④⑤⑥式各2分，⑦式1分 （3）设线圈产生的电动势为E1，其电阻为R，平行板电容器两端的电压为U，t时间内磁感应强度的变化量为B，得：⑧U=Ed 由法拉第电磁感应定律得E1=n BS ⑨t 由全电路的欧姆定律得E1=I（R+2R）⑩U=2RI经过25.(20分) 2 3md(v02gl) t，磁感应强度变化量的取值范围：0 10nqr 带详细的解析 如图所示，轻弹簧一端连于固定点O，可在竖直平面内自由转动，另一端连接一带电小球P,其质量m=2某10-2kg,电荷量q=0.2C.将弹簧拉至水平后，以初速度v0=20m/竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O1点时速度恰好水平，其大小v=15m/.若O、O1相距R=1.5m,小球P在O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6某10-1kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间，小球P脱离弹簧，小球N脱离细绳，同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的弱强磁场。此后，小球P在竖直平面内做半径r=0.5m的圆周运动。小球P、N均可视为质点，小球P的电荷量保持不变，不计空气阻力，取g=10m/2。那么，（1）弹簧从水平摆至竖直位置的过程中，其弹力做功为多少？ （2）请通过计算并比较相关物理量，判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。 (3)若题中各量为变量，在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下，请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示，其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。 25.（20分）解： （1）设弹簧的弹力做功为W，有： mgRW 代入② 说明：①②式各2分。（2）由题给条件知，N碰后作平抛运动，P所受电场力和重力平衡，P带正电荷。设P、N碰后的速度大小分别为v1和V，并令水平向右为正方向，有:mvmv1MV③而：v1 1212 mvmv0①22 2.05数据，得：W＝J Bqr ④m 若P、N碰后速度同向时，计算可得V 、 带详细的解析 N碰后瞬时必为反向运动。有：V mvBqr ⑤M P、N速度相同时，N经过的时间为tN，P经过的时间为tP。设此时N 的速度V1的方向与水平方向的夹角为，有：co VV ⑥V1v1 gtNV1inv1in⑦ 代入数据，得： tN ⑧2m ⑨Bq 对小球P，其圆周运动的周期为T，有：T 经计算得：tNT P经过tP时，对应的圆心角为，有：tP T⑩2 当B的方向垂直纸面朝外时，P、N的速度相同，如图可知，有：联立相 关方程得：tP1 215 比较得，tNtP1，在此情况下，P、N的速度在同一时刻不可能相同。当B 的方向垂直纸面朝里时，P、N的速度相同，同样由图，有：a2同上得： tP2 15 比较得，tNtp2，在此情况下，P、N的速度在同一时刻也不可能相同。说明： 式各1分。 （3）当B的方向垂直纸面朝外时，设在t时刻P、N的速度相同，tNtPt， ()m2g 再联立④⑦⑨⑩解得：r22 Bqin m2g2n1考虑圆周运动的周期性，有：rn0,1,222 Bqin 当B的方向垂直纸面朝里时，设在t时刻P、N的速度相同tNtPt，带详细的解析 m2g同理得：r B2q2in 2g 2n1m考虑圆周运动的周期性，有:rn0,1,222 Bqin （给定的B、q、r、m、等物理量决定n的取值） 天津卷 11.(18分)如图所示，直角坐标系某Oy位于竖直平面内，在水平的某轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直某Oy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球， 2022年高考物理试题分类汇编磁场 带详细的解析 （2022年高考北京卷，19） 19．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b （不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子bA．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小 【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv=Eq即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误。【答案】C 全国卷1 方向沿纸面向上，大小为1)ILBB. 方向沿纸面向上，大小为1)ILBC. 方向沿纸面向下，大小为1)ILBD. 方向沿纸面向下，大小为1)ILB 答案A 【解析】本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d 之间的直导线长为 (21)L来等效代替,根据FBIl,可知大小为(21)BIL,方向根据左手定则.A正 确. 26（21分）（注意：在试题卷上作答无效）．．．．．．．．． 如图，在某轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于某y平面向外。P是 带详细的解析 y轴上距原点为h的一点，N0为某轴上距原点为a的一点。A是一块平行于某轴的挡板，与 某轴的距离为，A的中点在y轴上，长度略小于。带点粒子与挡板碰撞前后，某方向的 分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子从P点瞄准N0点入射，最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。26.【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为NO,与板碰撞后再次进入磁场的位置为N1.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有R mv 专题11 磁场 专题训练 一、单选题 1．（2022·浙江温州·二模）如图所示，正方形abcd 的四个顶角各有一根垂直于正方形平面的细长直导线，通有大小相同的电流，相邻导线电流方向相反，O 为正方形的中心，下列说法正确的是（ ） A ．a 、b 连线中点的磁感应强度为零 B ．a 、b 连线中点与a 、d 连线中点的磁感应强度相同 C ．a 、c 两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直 D ．a 、b 两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直 2．（2022·湖南岳阳·二模）两个完全相同的弹簧秤竖直放置，下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab ，长度为L 。整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。若在ab 中通入由a 到b 的恒定电流I ，其中一个弹簧秤的示数为F 1，若将电流反向，大小变为2I ，则其中一个弹簧秤的示数为F 2.下列说法正确的是（ ） A ．直导线ab 的质量12 F F m g += B ．直导线ab 的质量12 23F F m g += C ．匀强磁场的磁感应强度2123F F B IL -=（） D ．匀强磁场的磁感应强度21 3F F B IL -= 3．（2022·重庆·模拟预测）如题图（俯视图）所示，粗糙水平面上固定一通电长直导线MN ，长直导线周围磁场的磁感应强度大小I B k r =，式中常量0k >，I 为电流强度，r 为距导线的距离。在该直导线右侧有一质量为m 的单匝矩形线圈abcd ，ad 边与MN 平行，且距MN 距离为L 。该线圈内通有逆时针方向的恒定电流，线圈与水平面间动摩擦因数为μ，且22ab ad L ==。当MN 内通以电流强度为0I 的电流时线圈恰能保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。则此时矩形线圈abcd 内的电流强度大小是（ ） 2022年高考物理真题分类汇编：磁场 [2022上海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 S Φ = ，所以磁感应强度也称为刺痛密度。 [2022上海8].如图，一束电子沿z 轴正向流淌，则在图中y 轴上A 点的磁场方向是 （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 轴正向流淌，电流方向向z 轴负向，由安培定则可以推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。 [2022理综I-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头被加速电场加速，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头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. 11 B. 12 C. 121 D. 144 [答案] D 【解析】 设质子的质量数和电荷数分别为1m 、1q ，一价正离子的质量数和电荷数为2m 、2q ，对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得： 21 02 qU mv =- 得 2qU v m = ① 在磁场中应满足 2 v qvB m r = ② 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 匀速圆周运动的半径12mU r B q =，由于加速电压不变， 故 1212212111 r B m q r B m q =⋅⋅= 其中211212B B q q ==，，可得 121144 m m = 故一价正离子与质子的质量比约为144 [考点]带电粒子在电场、磁场中的运动、质谱仪。 [2022全国II-18]. 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 ． 3w B B ．2w B C ．w B D ．2w B 【答案】A 【解析】 试题分析：作出粒子的运动轨迹，由几何学问可得，轨迹的圆心角为( )2436 π ππ -⨯=，两个运动具有等时性， 则 6022360m qB w π π⨯=，解得3q w m B =，故选A. [考点]：带电粒子在磁场中的运动 [2022海南8]．如图（a ）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。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对里 2022届高考物理：磁场一轮复习含答案 一、选择题 1、(多选) 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( ) A.该束带电粒子带负电 极板带负电 B.速度选择器的P 1 磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 C.在B 2 磁场中运动半径越大的粒子，质量m不一定大 D.在B 2 2、(多选)如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成θ角的匀强磁场，磁感应强度为B，一绝缘竖直挡板AC垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态。下列说法正确的是() A．若挡板AC表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于O点 B．若挡板AC表面光滑，略增大杆中电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O 点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度 C．若挡板AC表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩 擦力一定增大 D．若挡板AC表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上 甲乙 3、（双选）如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B．则() A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将顺时针转动D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl 4、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 2022高考物理第一轮复习 09 磁场及综合 一、单选题(共15题；共30分) 1．（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． 2．（2分）如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0) 的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90° ； 若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60° ，不计重力，则v1 v2为（） A．12B．√3 3 C．√3 2 D．√3 3．（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。若一根无限长直导线通过电流I 时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感 应强度大小分别为（） A．B、0B．0、2B C．2B、2B D．B、B 4．（2分）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小 为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场 中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ ，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R 的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重 力，下列说法正确的是（） 3．发生电磁感应现象的理论解释 (1)导体在磁场中做切割磁感线运动而发生的电磁感应现象，可以用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用来解释． (2)磁场变化使穿过磁场中闭合回路的磁通量改变而发生的电磁感应现象，可以用麦克斯韦的电磁场理论来解释． 二、感应电流方向的判断 1．右手定则 使用方法如图所示．右手定则适用于导体切割磁感线(平动或转动)产生的感应电流方向的判定． 2．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 楞次定律主要用来判断感应电流的方向．它涉及两个磁场，感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系．(2)对“阻碍”意义的理解 理解角度解释 谁阻碍谁“感应电流的磁场”阻碍“产生感应电流的原磁场”的磁通量的变化 阻碍什么阻碍的是穿过回路的“磁通量的变化”，而不是磁通量本身 如何阻碍原磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，起抵消作用)；原磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，起补偿作用)，简称“增反减同” 结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，结果是阻而未止3.楞次定律和右手定则的区别 3．导体切割磁感线 (1)感应电动势公式：E ＝BLv (可由法拉第电磁感应定律推出)． (2)说明： ①上式仅适用于导体各点以相同的速度在匀强磁场中切割磁感线的情况，且L 、v 与B 两两垂直． ②当L ⊥B ，L ⊥v ，而v 与B 成θ角时，感应电动势E ＝BLv sin θ. ③若导线是曲折的，则L 应是导线的有效切割长度．下图中，棒的有效长度均为ab 间的距离． ④公式E ＝BLv 中，若v 是一段时间内的平均速度，则E 为平均感应电动势；若v 为瞬时速度，则E 为瞬时感应电动势． 4．导体转动切割磁感线 如图所示，导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势E ＝ 1 2Bωl 2(用中点的线速度来计算)． 四、自感和涡流 1．自感 (1)自感现象：由于通过导体的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫自感现象． (2)自感电动势：自感现象中产生的电动势叫自感电动势，E ＝L ΔI Δt .自感电动势和电流的变化率ΔI Δt 及自感系 数L 成正比．自感系数由导体本身的特性决定，线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大；线圈中加入铁芯，自感系数也会增大． (3)通电自感：通电时电流增大，阻碍电流增大，自感电动势和原来电流方向相反． (4)断电自感：断电时电流减小，阻碍电流减小，自感电动势和原来电流方向相同． 自感线圈的特点可以总结为这样几句话：闭合时，像电阻；稳定时，像导线；断开时，像电源． 2．涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流． L 电磁感应 L1 电磁感应现象、楞次定律 1．L1 L2[2022·北京卷] 如图1-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．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b ，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( ) 图1- A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a ∶E b ＝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 B [解析] 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ，则E ＝n ΔB Δt πR 2.由于R a ∶R b ＝2∶1，则E a ∶E b ＝4∶1. 由楞次定律和安培定则可以推断产生顺时针方向的电流．选项B 正确． 2．L1 [2022·江苏卷] 电吉他中电拾音器的基本结构如图1-所示，磁体四周的金属弦被磁化，因此弦振动 时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有( ) 图1- A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D ．磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 BCD [解析] 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消逝，电吉他不能正常工作，选项B 正确；依据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项C 正确；依据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D 正确． L2 法拉第电磁感应定律、自感 3．L2[2022·全国卷Ⅱ] 法拉第圆盘发电机的示意图如图1-所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、 Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆回旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是( ) 图1- A ．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流淌 C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D ．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍 AB [解析] 将圆盘看成由很多辐条组成，各辐条都在切割磁感线，从而产生感应电动势，消灭感应电流，当圆盘顺时针转动时(从上往下看)，依据右手定则可推断，圆盘上感应电流从边缘向中心，流过电阻R 的电流方向从a 到b ，B 正确；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势E ＝BL v ＝12BL 2ω，而I ＝E R ，故A 正确， C 错误；当角速度ω变为原来的2倍时，感应电动势E ＝1 2BL 2ω变为原来的2倍，感应电流I 变为原来的2 倍，电流在R 上的热动率P ＝I 2R 变为原来的4倍，D 错误． 4．L2 M1[2022·全国卷Ⅲ] 如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开头，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( ) 图1- A ．两导线框中均会产生正弦沟通电 B ．两导线框中感应电流的周期都等于T C ．在t ＝T 8 时，两导线框中产生的感应电动势相等 D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 BC [解析] 设导线圈半径为l ，角速度为ω，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E ＝1 2B ωl 2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框 中应当产生方波沟通式电，如图所示，A 错误；由T ＝2π ω 可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为T ，B 综合卷 电磁感应 2022年高考物理二轮专题训练 一、单选题 1．（2022·山西长治·高山阶段练习）如图所示，a 、b 是同一导线制成的粗细均匀的闭合导线环，两导线环的半径之比为4:5，其中仅在a 环所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。当该磁场均匀变化时，a 、b 两环内的感应电流之比为（ ） A ．1：1 B ．4：5 C ．5：4 D ．16：25 2．（2022·安徽·合肥市第八中学高山开学考试）如图所示，光滑水平面上一有限范围的1T B =的匀强磁场，宽度为5cm d =，若将一个电阻为0.4Ω，边长1cm L =的正方形均匀导线框在外力作用下以速度01cm s v =匀速通过磁场区域，则下列说法错的是（ ） A ．导线框中无感应电流的时间为3 s B ．线框进入磁场的过程中流过线框某一横截面的电量为42.510 C -⨯ C ．线框穿过磁场的过程中线框中产生的焦耳热为8510J -⨯ D ．若无外力作用，线框穿过磁场后速度为v ，则线框在磁场中匀速运动的速度为012 v v v += 3．（2022·辽宁·高山期末）如图所示的电路中，A 、B 是规格相同的灯泡，L 是自感系数较大、电阻可以忽略不计的线圈，电源电动势E 不变。下列说法正确的是（ ） A．合上S，电流稳定后A、B亮度相同 B．合上S的瞬间，B先亮，A逐渐变亮 C．电流稳定后断开S的瞬间，A、B均立即熄灭 D．电流稳定后断开S的瞬间，A闪亮后逐渐熄灭，B立即熄灭 4．（2022·新疆·乌鲁木齐八一中学高山期末）如图甲所示，阻值为R=8Ω的电阻与阻值为r=2Ω的单匝圆形金属线圈连接成闭合回路。金属线圈的面积S=1.0m2，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，导线的电阻不计，则前2s时间内（） A．流过电阻R的电流方向为从E到F B．流过电阻R的电流大小为0.4A C．电阻R上产生的热量为0.064J D．通过电阻R的电荷量为0.4C 5．（2021·吉林·长春十一高高山阶段练习）如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中（） 五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编24-电磁感应现象及感应电流方向的判断（含解析） 一、单选题 1．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，将一通电螺线管竖直放置，螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B=kt的匀强磁场，在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管，其电阻率为ρ、高度为h、半径为r、厚度为d（d≪r），则（） A．从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向 B．圆管的感应电动势大小为 2 k r h π C．圆管的热功率大小为 23 2 dhk r π ρ D．轻绳对圆管的拉力随时间减小 2．（2022·北京·高考真题）如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（） A．线框中产生的感应电流方向为a b c d a →→→→ B．线框中产生的感应电流逐渐增大 C．线框ad边所受的安培力大小恒定 D．线框整体受到的安培力方向水平向右 3．（2021·北京·高考真题）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体 框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度v0开始运动，最终停在导体框上。在此过程中（） A．导体棒做匀减速直线运动B．导体棒中感应电流的方向为a b → C．电阻R消耗的总电能为 2 2() mv R R r + D．导体棒克服安培力做的总功小于2 1 2 mv 4．（2021·北京·高考真题）某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（） A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 5．（2021·天津·高考真题）科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的（） A．牛顿发现“万有引力定律”B．库仑发现“库仑定律” C．法拉第发现“电磁感应现象”D．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因” 6．（2020·全国·统考高考真题）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（） 2022高考物理试卷分类汇编（12）-电学实验（含详 解） 1．(2020全国新课标).（10分） 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D 为位于纸面内的U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱；○ A 为电流表；S 为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图。 （2）完成下列要紧实验步骤中的填空 ①按图接线。 ②保持开关S 断开，在托盘内加入适量细沙，使D 处于平稳状态；然后用天平称出细沙质量m 1。 ③闭合开关S ，调剂R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。 ④用米尺测量_______________。 （3）用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，能够得出B =_________。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 [答案] ③重新处于平稳状态, 电流表的示数I , 现在细沙的质量m 2 ④D 的底边长L （3） IL g m m B 21-= （4）12m m > 2．(2020全国理综).（6分） 在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω，2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω，1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。 （1）在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式； （2）假如将1、3接线柱用导线连接起来，1、2接线柱之间的电阻为______ 2022届全国高三物理模拟试题汇编：带电粒子在在磁场中运动 一、单选题 1．（2分）如图所示，氕H11、氘H12、氚H13三种核子分别从静止开始经过同一加速电压U1（图中未画出）加速，再经过同一偏转电压U2偏转后进入垂直于纸面向里的有界匀强磁场，氕H11的运动轨迹如图。则氕H11、氘H12、氚H13三种核子射入磁场的点和射出磁场的点间距最大的是（） A．氕H11B．氘H12C．氚H13D．无法判定 2．（2分）速度选择器装置如图所示，α粒子（24He）以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，恰沿O′做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确的是（） A．α粒子（24He）以速度v0自O′点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动 B．电子（−10e）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线OO′做匀速直线运动 C．氘核（12H）以速度12v0自O点沿中轴线OO′射入，动能将减小 D．氚核（13H）以速度2v0自O点沿中轴线OO′射入，动能将增大 二、多选题 3．（3分）如图所示，四分之一圆环区域abcd存在垂直纸面方向的匀强磁场，圆心为O，内圆半径为r。一比荷（q m）为k的粒子从O点以速率v沿半径方向与Oa成30°角射入磁场，已知粒子运动轨迹与cd边相切并从b点离开磁场。不计粒子重力，则（） A ．粒子在磁场中的加速度为√3v 2 3r B ．匀强磁场的磁感应强度为√3v kr C ．粒子在磁场中的运动时间为4πr 9v D ．扇形区域ad 边的长度为(√3−1)r 4．（3分）如图所示，在直角坐标xOy 平面内，有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的 大小为B ，方向垂直于纸面向里，边界与x 、y 轴分别相切于a 、b 两点，ac 为直径。一质量为m ，电荷量为q 的带电粒子从b 点以某一初速度v 0（v 0大小未知）沿平行于x 轴正方向进入磁场区域，从a 点垂直于x 轴离开磁场，不计粒子重力。下列判断正确的是（ ）。 A ．该粒子的初速度为v 0=qBR 2m B ．该粒子从bc 弧中点以相同的速度进入磁场后在磁场中运动的时间是第一次运动时间的1.5倍 C ．以12 v 0从b 点沿各种方向进入磁场的该种粒子从边界出射的最远点恰为a 点 D ．以2v 0从b 点沿各种方向进入磁场的该种粒子在磁场中运动的最长时间是πm 3qB 5．（3分）如图所示，在有圆形边界的匀强磁场区域，不计重力的氕核H 11和氘核H 12先后从P 点沿圆 形边界的直径方向射入磁场，射出磁场时，氕核和氘核的速度方向分别偏转了60°和120°角，关于氕核和氘核在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ） 五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编25-电磁感 应中能量的转化（线框进出磁场问题）（含解析） 一、单选题 1．（2018·全国·高考真题）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32 l 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 ． 二、多选题 2．（2022·山东·统考高考真题）如图所示，xOy 平面的第一、三象限内以坐标原点O 为2L 的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L 的正方形金属框绕其始终在O 点的顶点、在xOy 平面内以角速度ω顺时针匀速转动，0=t 时刻， 金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E 随时间t 变化规律的描述正确的是（ ） A ．在0=t 到2t πω= 的过程中，E 一直增大 B ．在0=t 到2t πω =的过程中，E 先增大后减小 C ．在0=t 到4t πω =的过程中，E 的变化率一直增大 D ．在0=t 到4t πω=的过程中，E 的变化率一直减小 3．（2021·全国·高考真题）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（ ） A ．甲和乙都加速运动 B ．甲和乙都减速运动 C ．甲加速运动，乙减速运动 D ．甲减速运动，乙加速运动 4．（2021·湖南·高考真题）两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为L ，通过长为L 的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边H 处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L ，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度0v 水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B 使其 2022届全国高三物理模拟试题汇编：电磁感应及磁通量 一、单选题 1．（2分）如图（a）所示，导体棒甲、导轨、硬金属环乙构成闭合回路，硬金属环丙放在乙的正中央，导棒甲在匀强磁场中向右做加速运动；把导棒甲和磁场去掉，如图（b）所示在导轨的两端加上电源，下列说法正确的是（） A．对图（a），乙丙两金属环的电流方向相同 B．对图（a），丙有扩张的趋势 C．对图（b），若电源是直流电源，则丙没有电能生成 D．对图（b），若电源是正弦交流电，则每个周期内乙丙的排斥时间为半个周期 2．（2分）疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（） A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应 B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小 C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流 D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用 3．（2分）图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（） A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高 B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高 C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势 D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势 4．（2分）电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（） A．B． C．D． 5．（2分）如图，有两个完全相同的金属棒a、b用绝缘细绳拴接，垂直放在两足够长的平行光滑水平金属导轨上，金属棒与导轨接触良好，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现对金属棒b 施加一水平向右的拉力F，两金属棒一起向右做匀加速运动。则下列说法正确的是（） 五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编27-电磁场电路综合问题、自感和涡流（导体棒在导轨上的运动问题）（含 解析） 一、单选题 1．（2021·浙江·高考真题）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd 二、多选题 2．（2020·天津·高考真题）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（） A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化 B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变 C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递 D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失 三、实验题 3．（2022·浙江·高考真题）（1）探究滑动变阻器的分压特性，采用图1所示的电路，探究滑片P从A移到B的过程中，负载电阻R两端的电压变化。 ①图2为实验器材部分连线图，还需要______（选填af、bf、fd、fc、ce或cg）连线。 ②图3所示电压表的示数为_______ V。 ③已知滑动变阻器的最大阻值R0=10Ω，额定电流I=1.0A。选择负载电阻R=10Ω，以R 两端电压U为纵轴，x L 为横轴（x为AP的长度，L为AB的长度），得到 x U L 分压特 性曲线为图4中的“I”；当R=100Ω，分压特性曲线对应图4中的__（选填“Ⅱ”或“Ⅲ”）；则滑动变阻器最大阻值的选择依据是____。 五年2018-2022高考物理真题按知识点分类汇编20-磁现象 和磁场（含解析） 一、单选题 1．（2022·江苏·高考真题）如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向（） A．平行于纸面向上 B．平行于纸面向下 C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里 D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外 2．（2022·浙江·高考真题）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3．（2021·全国·高考真题）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。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（） 4．（2021·浙江·统考高考真题）如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是（ ） A ．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场 B ．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场 C ．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场 D ．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场 5．（2020·北京·统考高考真题）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·浙江·统考高考真题）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流1I 和2I ，12I I 。a 、b 、c 三 点连线与两根导线等高并垂直， b 点位于两根导线间的中点，a 、 c 两点与b 点距离相等， d 点位于b 点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ） 2022届全国高三物理模拟试题汇编：带电粒子在有界磁场中运动 一、单选题 1．（2分）如图所示，虚线上方存在垂直纸面的匀强磁场（具体方向未知），磁感应强度大小为B，一比荷为k的带负电粒子由虚线上的M点垂直磁场射入，经过一段时间该粒子经过N点（图中未画出），速度方向与虚线平行向右，忽略粒子的重力。则下列说法正确的是（） A．磁场的方向垂直纸面向外 B．粒子由M运动到N的时间为π 6kB C．如果N点到虚线的距离为L，则粒子在磁场中圆周运动半径为2L D．如果N点到虚线的距离为L，则粒子射入磁场的速度大小为kBL 2．（2分）如图所示，边长为L的正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M垂直于ad边，以一定速度射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法正确的是（） A．若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子将从b点射出 B．若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2倍C．若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子将从a点射出 D．若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2倍3．（2分）反质子的质量与质子相同，电荷与质子相反。一个反质子从静止经电压U1加速后，从O 点沿角平分线进入有匀强磁场（图中未画岀）的正三角形OAC区域，之后恰好从A点射岀。已知反质子质量为m，电量为q，正三角形OAC的边长为L，不计反质子重力，整个装置处于真空中。则（） A．匀强磁场磁感应强度大小为1 L√ q mU1，方向垂直纸面向外 B．保持电压U1不变，增大磁感应强度，反质子可能垂直OA射出 C．保持匀强磁场不变，电压变为14U1，反质子从OA中点射岀 D．保持匀强磁场不变，电压变为14U1，反质子在磁场中运动时间减为原来的12 4．（2分）如图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/3。将磁感应强度的大小从原来的 B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则B2：B1等于（） A．2B．√3C．√2D．3 二、多选题 5．（3分）如图所示，在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，d是ac上任意一点，e 是bc上任意一点。大量质量、电量相同的带正电的粒子从a点以相同方向进入磁场，由于速度大小不同，粒子从ac和bc上不同点离开磁场，不计粒子重力。设从d、c、e点离开的粒子在磁场中运动的时间分别为t d、t c、t e，进入磁场时的速度分别为v d、v c、v e。下列判断正确的是（） A．t d一定小于t c，v c一定小于v d B．t d一定等于t c，v c一定大于v d C．t c一定小于t e，v c一定大于v e D．t c一定大于t e，v c一定小于v e 6．（3分）如图所示，在水平虚线MN边界的下方是一垂直纸面向里的匀强磁场，质子(11H)和α 2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：电磁感应 一、单选题 1．（2分）将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kt，B0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（） A．kS1B．5kS2C．k(S1−5S2)D．k(S1+5S2) 2．（2分）如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1> n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R 的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（） A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等 C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等 3．（2分）三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为I1、I2和I3。则（） A．I12022年高考物理试题分类汇编磁场
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