高考物理一轮复习练习及解析第11单元磁场练习二十八磁场对运动电荷的作用

磁场对运动电荷的作用一、选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )2．如图1所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a 点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a 点。

在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )图1A．向上B．向下C．向左D．向右3．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图2所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会( )图2A．向上偏转 B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转4.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图3所示。

若不计粒子的重力，则下列说法正确的是( )图3A．a粒子带正电，b粒子带负电B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C．b粒子的动能较大D．b粒子在磁场中运动时间较长5. (2017·陕西渭南一模)在真空室中，有垂直于纸面向里的匀强磁场，三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图4所示的初速度v1、v2和v3经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是s1、s2和s3，不计质子重力，则有( )图4A．s1＞s2＞s3 B．s1＜s2＜s3 C．s1＝s3＞s2 D．s1＝s3＜s26．如图5为洛伦兹力演示仪的结构图。

励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。

电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节。

下列说法正确的是( )图5A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大7.如图6所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。

1．(2023·广东广州市执信中学高三测试)关于磁场的说法正确的是()A．通电导线在磁场中受到的安培力越大，该位置的磁感应强度越大B．因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向D．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行2.(2021·全国甲卷·16)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、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B3.光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内．释放C，它将()A．沿着水平面向右运动B．沿着水平面向左运动C．顺时针转动，同时向B靠近D．逆时针转动，同时向A靠近4.(多选)如图所示，用细线将一条形磁体挂于天花板上，磁体处于水平且静止的状态，条形磁体的正下方固定一直导线ab，现将直导线中通入由a指向b的电流，在磁体转动90°的过程中，下列说法正确的是()A．条形磁体的N极向纸面内偏转B．条形磁体的N极向纸面外偏转C．条形磁体受到的拉力小于其受到的重力D．条形磁体受到的拉力大于其受到的重力5．(2023·北京市模拟)如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁体的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈．电表指针固定在铝框上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．蹄形磁体与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场的方向平行．关于磁电式电表，下列说法不正确的是()A．磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动B．改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转C．增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度D．用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上6.如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到I0的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成30°角时保持静止．已知重力加速度为g.在此过程中，下列说法正确的是()A．绳1受到的拉力先增大后减小B ．绳2受到的拉力先增大后减小C ．绳3受到的拉力最大值为3mgD ．导体棒中电流I 0的值为3mg Bl7.(2023·福建省莆田第二中学模拟)如图所示，边长为l 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 和ac 边的中点，虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时通电导线框处于静止状态，细线的拉力大小为F 1.保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方，稳定后细线的拉力大小为F 2.已知导线框的质量为m ，则重力加速度g 的大小为( )A.F 1＋F 2mB.F 1＋2F 23mC.F 1＋F 22mD.F 2－F 1m8．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半径为R 的N 匝圆形线圈(线圈平面即纸面)，线圈所在处的磁感应强度大小为B ，磁场方向如图中箭头所示，在图(b)中当沿顺时针方向电流大小为I 时．线圈所受安培力大小为( )A ．0B ．2BIRC ．2NBIRD ．2πNBIR9．(2023·福建龙岩市第一中学模拟)在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，接电源负极，沿边缘内壁放一个半径与玻璃皿内径相当的圆环形电极，接电源正极，电源电动势为E ，内阻不计．在玻璃皿中加入导电液体．如果把玻璃皿放在U 形磁铁的磁场中，液体就会旋转起来．导电液体等效电阻为R ，下列说法正确的是( )A ．导电液体在电磁感应现象的作用下旋转B ．改变磁场方向，液体旋转方向不变C ．俯视发现液体顺时针旋转，则U 形磁铁下端为S 极，上端为N 极D ．通过液体的电流大小等于E R10.(多选)在倾角θ＝37°的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势E ＝3 V ，内阻r ＝ Ω的电源，滑轨间距L ＝50 cm ，将一个质量m ＝40 g ，电阻R ＝1 Ω的金属棒水平放置在滑轨上．若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S 后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示．已知sin 37°＝，cos 37°＝，g ＝10 m/s 2，下列说法正确的是( )A ．磁感应强度有最小值，为 T ，方向垂直滑轨平面向下B ．磁感应强度有最大值，为 T ，方向水平向右C ．磁感应强度有可能为 T ，方向竖直向下D ．磁感应强度有可能为 T ，方向水平向左11.(多选)某同学设计了一种天平，其装置如图所示．两相同的同轴圆线圈M 、N 水平固定，圆线圈P 与M 、N 共轴且平行等距．初始时，线圈M 、N 通以等大反向的电流后，在线圈P 处产生沿半径方向的磁场，线圈P 内无电流且天平平衡．设从上往下看顺时针方向为正向．当左托盘放入重物后，要使线圈P 仍在原位置且天平平衡，可能的办法是( )A ．若P 处磁场方向沿半径向外，则在P 中通入正向电流B ．若P 处磁场方向沿半径向外，则在P 中通入负向电流C ．若P 处磁场方向沿半径向内，则在P 中通入正向电流D ．若P 处磁场方向沿半径向内，则在P 中通入负向电流12.如图，两形状完全相同的平行金属环A 、B 竖直固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O 1、O 2的连线为一条水平线，其中M 、N 、P 为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO 1＝O 1N ＝NO 2 ＝O 2P .当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M 点的磁感应强度大小为B 1、N 点的磁感应强度大小为B 2，如果将右侧的金属环B 取走，P 点的磁感应强度大小应为( )A ．B 2－B 1B ．B 1－B 22C ．B 1＋B 22 D.B 13。

权掇市安稳阳光实验学校考点33 磁场对运动电荷的作用考点名片Ⅰ第15题、全国卷Ⅱ第18题、全国卷Ⅲ第18题、四川高考第4题、北京高考第22题、浙江高考第5题、全国卷Ⅰ第14题、重庆高考第1题、海南高考第1题、四川高考第7题、全国卷Ⅱ第19题、广东高考第16题、全国卷Ⅰ第16题、山东高考第24题、全国卷Ⅱ第20题、浙江高考第25题、安徽高考第18题、江苏高考第14题、北京高考第16题、福建高考第22题等。

一、基础与经典1．一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )A ．运动速度v 和磁感应强度B B ．磁感应强度B 和运动周期TC ．轨迹半径R 和运动速度vD ．轨迹半径R 和磁感应强度B 答案 B解析 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式r ＝mvqB可知，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道运动速度v 、磁感应强度B 和轨迹半径r ，故A 、C 、D 错误；由周期公式T ＝2πmqB可知，磁感应强度B 和运动周期T可确定带电粒子的比荷，B 正确。

2. 质量和电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中虚线所示，下列表述正确的是( )A ．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 的运行时间答案 A解析 由左手定则可知M 带负电，N 带正电，故A 选项正确。

由qvB ＝m v 2R 得R ＝mvBq，由题意可知两个带电粒子的质量和电量都相等，又进入到同一个匀强磁场中，由题图可知R N <R M ，故v N <v M ，所以B 选项错误。

由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力永远不会对M 、N 做功，则C 选项错误。

由T ＝2πR v ＝2πm Bq及题给条件可知，这两个带电粒子在磁场中运动的周期相等，又由题图可知两个带电粒子在磁场中的偏转角相等，均偏转了180°，故在磁场中运动的时间相等，所以D 选项错误。

1．(2023·浙江省高三模拟)一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动轨迹，下列说法正确的是()A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小2.(2023·安徽合肥市模拟)如图，长直导线水平固定放置，通有向右的恒定电流，绝缘细线一端系于导线上的O点，另一端系一个带电小球，细线拉直，第一次让小球在A点由静止释放，让小球绕O点沿圆1在竖直面内做圆周运动；第二次让小球在B点由静止释放，让小球绕O 点沿圆2在竖直面内做圆周运动．圆1与直导线在同一竖直面内，圆2与直导线垂直，A、B 两点高度相同，不计空气阻力，则两次小球运动到最低点C时()A．速度大小相等，线的拉力相等B．速度大小不等，线的拉力相等C．速度大小相等，线的拉力不等D．速度大小不等，线的拉力不等3．(2022·北京卷·7)正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷．在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示．下列说法正确的是()A．磁场方向垂直于纸面向里B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D．轨迹3对应的粒子是正电子4.(2023·福建三明市质检)如图，在xOy区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核11H和一个氦核42He同时从O点以相同的动能射出，速度方向均沿x轴正方向．不计重力及两粒子间的相互作用．以下对氕核11H和氦核42He的运动轨迹图判断正确的是()5.(2022·广东卷·7)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()6．(多选)核聚变具有效率极高、原料丰富以及安全清洁等优势，中科院等离子体物理研究所设计制造了全超导非圆界面托卡马克实验装置(EAST)，这是我国科学家率先建成世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置．将原子核在约束磁场中的运动简化为带电粒子在匀强磁场中的运动，如图所示，磁场水平向右分布在空间中，所有粒子的质量均为m、电荷量均为q，且粒子的速度在纸面内，忽略粒子重力及粒子间相互作用的影响，以下判断正确的是()A．甲粒子受到的洛伦兹力大小为q v B，且方向水平向右B．乙粒子受到的洛伦兹力大小为0，做匀速直线运动C．丙粒子做匀速圆周运动D．所有粒子运动过程中动能不变7．(2023·福建福州市模拟)洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如图(a)、图(b)所示．电子束从电子枪向右水平射出，使玻璃泡中的稀薄气体发光，从而显示电子的运动轨迹．调节加速极电压可改变电子速度大小，调节励磁线圈中的电流可改变磁感应强度，某次实验，观察到电子束打在图(b)中的P点，下列说法正确的是()A．两个励磁线圈中的电流均为顺时针方向B．当增大励磁线圈中的电流时，电子可能出现完整的圆形轨迹C．当加大加速极电压时，电子打在玻璃泡上的位置将上移D．在出现完整轨迹后，减小加速极电压，电子在磁场中圆周运动的周期变小8.如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外且磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，质量为m 、带电荷量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动．下列说法中正确的是( )A ．滑块受到的摩擦力逐渐增大B ．滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C ．滑块最终要离开斜面D ．滑块最终可能静止于斜面上9．(多选)如图所示，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为 T 的匀强磁场，一质量为 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为 kg 、带电荷量q ＝＋ C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左、大小为 N 的恒力，g 取10 m/s 2，则( )A ．木板和滑块一直做加速度为2 m/s 2的匀加速运动B ．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C ．最终木板做加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s 的匀速直线运动D ．最终木板做加速度为3 m/s 2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s 的匀速直线运动10.(多选)如图所示，一磁感应强度大小为B 的匀强磁场垂直纸面向里，且范围足够大．纸面上M 、N 两点之间的距离为d ，一质量为m 的带电粒子(不计重力)以水平速度v 0从M 点垂直进入磁场后会经过N 点，已知M 、N 两点连线与速度v 0的方向成30°角．以下说法正确的是( )A ．粒子可能带负电B ．粒子一定带正电，电荷量为m v 0dBC ．粒子从M 点运动到N 点的时间可能是πd 3v 0D ．粒子从M 点运动到N 点的时间可能是13πd 3v 011．(2023·广东省模拟)如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速转动，某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带．该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v－t图像如图乙所示．物块所带电荷量保持不变，下列说法正确的是()A．物块带正电B．1 s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为m/sC．传送带的速度可能比m/s大D．若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也会增大12.(多选)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则在小球从管口飞出前的过程中，下列说法正确的是()A．小球带负电B．小球相对水平桌面的运动轨迹是一条抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．水平拉力F不断变大。