2014年高三备考电磁场最新试题汇编

L单元电磁感应电磁感应现象、楞次定律14．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化14．D [解析] 本题考查了感应电流产生的条件．产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流．本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确．C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确．8．(16分)[2014·重庆卷] 某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问题8图(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？(2)供电电流I 是从C 端还是D 端流入？求重物质量与电流的关系．(3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？8．[答案] (1)从C 端流出 (2)从D 端流入2nBIL g (3)2nBL g P R本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态．[解析] (1)感应电流从C 端流出．(2)设线圈受到的安培力为F A ，外加电流从D 端流入．由F A ＝mg 和F A ＝2nBIL得m ＝2nBL gI (3)设称量最大质量为 m 0.由m ＝2nBL gI 和P ＝I 2R 得m 0＝2nBL g P R15．、[2014·广东卷] 如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A ．在P 和Q 中都做自由落体运动B ．在两个下落过程中的机械能都守恒C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大15．C [解析] 磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A 、B 错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P 中的下落时间比在Q 中的长，落至底部时在P 中的速度比在Q 中的小，选项C 正确，选项D 错误．20．[2014·全国卷] 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( )A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变20．C [解析] 本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律．竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的时候，磁铁匀速运动．所以C正确．3．（2014·浙江效实中学摸底）如图X21­2所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )图X21­2A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变3．AD [解析] 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项A、D正确．4．（2014·石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图X21­3所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转．下列说法正确的是( )。

磁场专题训练大连市物理名师工作室门贵宝【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应该是：（A）A.带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A.【例2】如图所示，正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC）A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大【例3】如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC）A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的B.C点的实际磁感应强度也为0C. d，方向斜向下，与B夹角为450D.以上均不正确解析:题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和．a处磁感应强度为0，说明直线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场B的大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里．在圆周上任一点，由直导线产生的磁感应强度大小均为B＝1T，方向沿圆周切线方向，可知C点的磁感应强度大小为2T，方向向右.d，方向与B成450斜向右下方．【例4】如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C．φB＞φC D．φB＜φC解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁总线分布在线圈是外，所以B、C 两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面较少，c圆面较多，但都比垂直向外的少，所以 B、C磁通方向应垂直纸面向外，φB＞φC，所以A、C正确．分析磁通时要注意磁感线是闭合曲线的特点和正反两方向磁总线条数的多少，不能认为面积大的磁通就大．答案：AC【例5】如图4所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量（）A．是增加的；B．是减少的C．先增加，后减少；D．先减少，后增加解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近B磁感线的分布情况．条形磁铁在 N 极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加．D 选项正确．点评：要知道一个面上磁通量，在面积不变的条件下，也必须知道磁场的磁感线的分布情况．因此，牢记条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管和通电圆环等磁场中磁感线的分布情况在电磁学中是很必要的．【例16】如图所示边长为100cm 的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB 、CD两边中点连线OO /的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B 1＝0．6T ，B 2=0．4T 的匀强磁场。

09.磁场1.（2014年 安徽卷）18．“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞。

已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子的运动半径不变。

由此可判断所需的磁感应强度B 正比于AB ．T CD ．2T 【答案】A【解析】由于等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，即k E T ∝。

带电粒子在磁场中做圆周运动，洛仑磁力提供向心力：2v qvB m R =得mv B qR =。

而212k E mv =故可得：mvB qR ==又带电粒子的运动半径不变，所以B ∝∝A 正确。

2.（2014年 大纲卷）25．(20 分)如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x 轴负向。

在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d ，0)点沿垂直于x 轴的方向进人电场。

不计重力。

若该粒子离开电场时速度方向与y 轴负方向的夹角为θ，求：⑪电场强度大小与磁感应强度大小的比值； ⑫该粒子在电场中运动的时间。

25. 【答案】（１）201tan 2v θ （２）02tan d v θ【考点】带电粒子在电磁场中的运动、牛顿第二定律、 【解析】（1）如图粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度大小为B ，粒子质量与所带电荷量分别为m 和q ，圆周运动的半径为R 0，由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得：2000mv qv B R =由题给条件和几何关系可知：R 0＝d设电场强度大小为E ，粒子进入电场后沿x 轴负方向的加速度大小为a x ，在电场中运动的时间为t ，离开电场时沿x 轴负方向的速度大小为v y 。

由牛顿定律及运动学公式得： x qE ma = x qE ma =x v at = 2xv d = 粒子在电场中做类平抛运动，如图所示tan y v v θ=联立得201tan 2E v B θ= （２）同理可得02tan d t v θ=3.（2014年 广东卷）36、（18分）如图25所示，足够大的平行挡板A 1、A 2竖直放置，间距6L 。

2014高考物理最新名校试题汇编大题冲关专题07 电磁感应综合题1.（20分）（2014山东省青岛二模）如图所示，两条平行的金属导轨相距L = lm，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN 和PQ的质量均为m=0.2kg，电阻分别为RMN =1Ω和RPQ = 2Ω．MN置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t=0时刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由静止开始以a =1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ则在平行于斜面方向的力F2作用下保持静止状态．t=3s时，PQ 棒消耗的电功率为8W，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN始终在水平导轨上运动．求：【参照答案】．（1）B = 2T代入数据可得: q = 3C…………………. (1分)2．（18分）（2014北京市顺义区模拟）如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直竖直轨道平面。

竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为3．(19分) （2014年3月福建省龙岩市模拟）如图所示，倾角=30o、宽L=lm的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

一根质量m=0.2Kg，电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置。

现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在曲棒上．使ab棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2。

求：(1)若牵引力恒定，请在答题卡上定性画出ab棒运动的v—t图象；(2)若牵引力的功率P恒为72W，则ab棒运动的最终速度v为多大?(3)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab棒的速度为零，通过ab棒的电量q=0.48C，则撤去牵引力后ab棒滑动的距离S多大?4．（18分）（2014广东省揭阳市质检）如图，两根足够长平行光滑的金属导轨相距为l，导轨与水平面夹角为θ,并处于磁感应强度为B2、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。

(电磁感应专题)1．在边长为L 的等边三角形区域直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L 在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef 界bcB2、如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f 为线框中有电动势的正方向.以下四个ε-t 关系示意图中的是3、所示，当磁场的磁感应强度B中正确表示线圈感应电动势E 4（力学）如下图所示，物体m 通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M ，则水平地面对斜面体( )A ．无摩擦力B ．有水平向左的摩擦力C ．支持力为(M ＋m)gD ．支持力小于(M ＋m)gt A .t C2-E -2E ABCD5（自感现象）．如图所示，A 、B 、C 是三个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）．则( ) A ．S 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭 B ．S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭 C ．电路接通稳定后，三个灯亮度相同 D ．电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭6[2013·南京质检]如图所示是两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域．当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为( )A. 12E B . 13EC. 23E D. E7[2013·金乡高三月考]如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，则( ) A. W 1＝13W 2 B. W 1＝W 2C . W 1＝3W 2D. W 1＝9W 28(多选)在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自轨道右侧的P 点无初速度滑下，则下列判断正确的是( )A ．圆环中将有感应电流产生B ．圆环能滑到轨道左侧与P 点等高处C ．圆环最终停在轨道的最低点D ．圆环将会在轨道上永远的滑动下去 以下为各章综合复习9(传送带模型)如图8所示，水平传送带AB 长L ＝10 m ，向右匀速 运动的速度v 0＝4 m/s ，一质量为1 kg 的小物块(可视为质点)以v 1＝6 m/s 的初速度从传送带右端B 点冲上传送带，物块与传送； 图8带间的动摩擦因数μ＝0.4，g 取10 m/s 2.求： (1)物块相对地面向左运动的最大距离；(2)物块从B 点冲上传送带到再次回到B 点所用的时间．10．如图所示，质量分别为m A 和m B 的物体A 、B 用细绳连接后跨过滑轮，A 静止在倾角为45°的斜面上，B 悬挂着。

2014高考物理磁场专题名师精选题组大连市物理名师工作室 门贵宝一．单选题1..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 ( B )A ．B <3mv 3aq B ．B <3mv 3aqC ．B >3mv aqD ．B <3mv aq2..用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I 1、I 2时，则有( A )A ．两导线环相互吸引B ．两导线环相互排斥C ．两导线环无相互作用力D ．两导线环先吸引后排斥解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用，由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．另解，将环形电流等效成条形磁铁，异名磁极相吸，故A 正确(转换思维法)．3.下列说法中正确的是（ A ）A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的B ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线C ．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向D ．因为IL F B，所以某处磁感强度的大小与放在该处的小段通电导线IL 乘积成反比4．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。

已知磁场方向垂直纸面向里，图4中四个选项，能正确表示两粒子运动轨迹的是（ A ）图4 5．如图所示，一段导线abcd 弯成半径为R 、圆心角为90°的部分扇形形状，置于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于A B C D纸面向里)垂直．线段ab 和cd 的长度均为R 2.流经导线的电流为I ，方向如图中箭头所示．则导线abcd 所受到的安培力为 ( A )A ．方向沿纸面向上，大小为2BIR 2B ．方向沿纸面向上，大小为π－2B IR 2C ．方向沿纸面向下，大小为2BIR 2D ．方向沿纸面向下，大小为π－2B IR 2解析：导线abcd 的等效长度为2R 2，电流方向等效为水平向右，由左手定则可知安培力方向沿纸面向上，大小为2BIR 2，A 正确(等效思维法)． 6.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，带电粒子的动能逐渐减小，则下列说法中正确的是-( B )(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 如图所示，带正电的物块A 放在不带电的小车B 上，开始时都静止，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。

磁场专题训练大连市物理名师工作室门贵宝【例1】根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应该是：（A ）A. 带负电;B.带正电;C.不带电;D.不能确定解析: 因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选 A.【例2】如图所示，正四棱柱abed 一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC ）· cA.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab 上，从 a 到b，磁感应强度是先增大后减小· b · dD.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大B 【例3】如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T 的匀强磁场· a中，在以导线为圆心，半径为r 的圆周上有a,b,c,d 四个点，若 a 点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC）A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的B.C 点的实际磁感应强度也为0C. d 点实际磁感应强度为2T ，方向斜向下，与 B 夹角为450D.以上均不正确解析: 题中的磁场是由直导线电流的磁场和匀强磁场共同形成的，磁场中任一点的磁感应强度应为两磁场分别产生的磁感应强度的矢量和． a 处磁感应强度为0，说明直线电流在该处产生的磁感应强度大小与匀强磁场B的大小相等、方向相反，可得直导线中电流方向应是垂直纸面向里．在圆周上任一点，由直导线产生的磁感应强度大小均为B＝1T，方向沿圆周切线方向，可知 C 点的磁感应强度大小为2T，方向向右.d 点的磁感应强度大小为2T，方向与 B 成45 斜向右下方．【例4】如图所示， A 为通电线圈，电流方向如图所示，B、C 为与A 在同一平面内的两同心圆，φB、φC 分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（）A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C．φB＞φC D．φB＜φC解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁总线分布在线圈是外，所以B、C两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同， B 圆面较少， c 圆面较多，但都比垂直向外的少，所以 B 、C 磁通方向应垂直纸面向外，φB＞φC，所以A、C正确．分析磁通时要注意磁感线是闭合曲线的特点和正反两方向磁总线条数的多少，不能认为面积大的磁通就大．答案：AC【例5】如图 4 所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁N极附近下落，保持bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量（）A．是增加的；B．是减少的C．先增加，后减少；D．先减少，后增加解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近1磁感线的分布情况．条形磁铁在N 极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加．D选项正确．点评：要知道一个面上磁通量，在面积不变的条件下，也必须知道磁场的磁感线的分布情况．因此，牢记条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电螺线管和通电圆环等磁场中磁感线的分布情况在电磁学中是很必要的．【例16】如图所示边长为100cm 的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB 、CD两边中点连线OO/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B1＝0．6T，B2=0．4T 的匀强磁场。

2014高考物理三轮冲刺经典试题 电磁感应（必考试题,含2014模拟试题） 1.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，5）如图，在水平面(纸面) 内有三根相同的均匀金属棒ab、Ac和MN其中ab、ac在a点接触，构成“v” 字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀碰场。

用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时．运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

下列关于回路中电流i与时间t的关系图线．可能正确的是（? ） 2.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，5）如图所示，电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ，其PMN部分是半径为r的1/4圆弧，NQ部分水平且足够长，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于PMNQ平面指向纸里. 一粗细均匀的金属杆质量为m，电阻为R，长为r，从图示位置由静止释放，若当地的重力加速度为g，金属杆与轨道始终保持良好接触，则（ ?） A．杆下滑过程机械能守恒 B．杆最终不可能沿NQ匀速运动 C．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于 D．杆从释放到杆全部滑至水平轨道过程中，通过杆的电荷量等于 3.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，21）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。

整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。

t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示。

下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及ab两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（?） 4.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，19）如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为正现使线框沿AC方向匀速穿过一磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是（? ） 5.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，21）如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。

高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作）2014年高考物理真题分类汇编：磁场15．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A ．安培力的方向可以不垂直于直导线 B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半15．B [解析] 本题考查安培力的大小和方向．安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面，因此，安培力总与磁场和电流垂直，A 错误，B 正确；安培力F ＝BIL sin θ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角，C 错误；将直导线从中点折成直角，导线受到安培力的情况与直角导线在磁场中的放置情况有关，并不一定变为原来的一半， D 错误．16．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O ，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )A ．2 B.2 C ．1 D.2216．D [解析] 本题考查了带电粒子在磁场中的运动．根据q v B ＝m v 2r 有B 1B 2＝r 2r 1·v 1v 2，穿过铝板后粒子动能减半，则v 1v 2＝2，穿过铝板后粒子运动半径减半，则r 2r 1＝12，因此B 1B 2＝22，D 正确．18．[2014·山东卷] 如图所示，场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ，水平边ab 长为s ，竖直边ad 长为h .质量均为m 、带电荷量分别为＋q 和－q 的两粒子，由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力．若两粒子轨迹恰好相切，则v 0等于( )A.s 22qE mh B.s2qEmhC.s 42qE mhD.s4qEmh18．B [解析] 两个粒子都做类平抛运动．两个粒子在竖直方向上都做加速度大小相等的匀加速直线运动，因为竖直位移大小相等，所以它们的运动时间相等．两个粒子在水平方向上都做速度大小相等的匀速直线运动，因为运动时间相等，所以水平位移大小相等．综合判断，两个粒子运动到轨迹相切点的水平位移都为s 2，竖直位移都为h2，由h 2＝Eq 2m t 2，s 2＝v 0t 得v 0＝s2Eqmh，选项B 正确． 20． [2014·新课标Ⅱ卷] 图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( )A ．电子与正电子的偏转方向一定不同B ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小20．AC [解析] 电子、正电子和质子垂直进入磁场时，所受的重力均可忽略，受到的洛伦兹力的方向与其电性有关，由左手定则可知A 正确；由轨道公式R ＝m vBq 知 ，若电子与正电子与进入磁场时的速度不同，则其运动的轨迹半径也不相同，故B 错误．由R ＝m v Bq ＝2mE kBq 知，D 错误．因质子和正电子均带正电，且半径大小无法计算出，故依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子，C 正确．9．[2014·江苏卷] 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H Bd ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比9．CD [解析] 由于导电物质为电子，在霍尔元件中，电子是向上做定向移动的，根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力方向向后表面，故霍尔元件的后表面相当于电源的负极，霍尔元件前表面的电势应高于后表面，A 选项错误；若电源的正负极对调，则I H 与B 都反向，由左手定则可判断电子运动的方向不变，B 选项错误；由于电阻R 和R L 都是固定的，且R 和R L 并联，故I H ＝R L R ＋R L I ，则C 正确；因B 与I 成正比，I H 与I 成正比，则U H ＝k I H Bd ∝I 2，R L 又是定值电阻，所以D 正确．、18．[2014·安徽卷] “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞．已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变．由此可判断所需的磁感应强度B 正比于( )A.T B ．T C.T 3 D ．T 218．A [解析] 本题是“信息题”：考查对题目新信息的理解能力和解决问题的能力．根据洛伦兹力提供向心力有q v B ＝m v 2r 解得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径r ＝m v qB .由动能的定义式E k ＝12m v 2，可得r ＝2mE kqB ，结合题目信息可得B ∝T ，选项A 正确。

L单元电磁感应电磁感应现象、楞次定律14．[2018·新课标全国卷Ⅰ] 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化14．D [解析] 本题考查了感应电流产生的条件．产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流．本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确．C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确．8．(16分)[2018·重庆卷] 某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问题8图(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？(2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系．(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？8．[答案] (1)从C端流出(2)从D端流入2nBILg(3)2nBLgPR本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态．[解析] (1)感应电流从C端流出．(2)设线圈受到的安培力为F A，外加电流从D端流入．由F A＝mg和F A＝2nBIL得m＝2nBL gI(3)设称量最大质量为 m0.由m＝2nBLgI和P＝I2R得m0＝2nBLgPR15．、[2018·广东卷] 如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A．在P和Q中都做自由落体运动B．在两个下落过程中的机械能都守恒C．在P中的下落时间比在Q中的长D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大15．C [解析] 磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A、B错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P中的下落时间比在Q中的长，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项C正确，选项D错误．20．[2018·全国卷] 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率( )A．均匀增大B．先增大，后减小C．逐渐增大，趋于不变D．先增大，再减小，最后不变20．C [解析] 本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律．竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的时候，磁铁匀速运动．所以C 正确．3．（2018·浙江效实中学摸底）如图X21­2所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是( )图X21­2A ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B ．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D ．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变3．AD [解析] 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项A 、D 正确．4．（2018·石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图X21­3所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转．下列说法正确的是( )图X21­3A ．回路中电流的大小变化，方向不变B ．回路中电流的大小不变，方向变化C ．回路中电流的大小和方向都周期性变化D ．回路中电流的方向不变，从b 导线流进电流表4．D [解析] 圆盘辐向垂直切割磁感线，由E ＝12Br 2ω可得，电动势的大小一定，则电流的大小一定；由右手定则可知，电流方向从圆盘边缘流向圆心，电流从b 导线流进电流表，选项D 正确．5．（2018·浙江六校联考）如图X21­4所示，A 为多匝线圈，与开关、滑动变阻器相连后接入M 、N 间的交流电源，B 为一个接有小灯珠的闭合多匝线圈，下列关于小灯珠发光情况的说法正确的是( )图X21­4A ．闭合开关后小灯珠可能发光B ．若闭合开关后小灯珠发光，则再将B 线圈靠近A ，则小灯珠更亮C ．闭合开关瞬间，小灯珠才能发光D ．若闭合开关后小灯珠不发光，将滑动变阻器的滑片左移后，小灯珠可能会发光5．AB [解析] 闭合开关后，A 产生交变磁场，穿过B 的磁通量发生变化，小灯珠通电后可能发光，选项A 正确，选项C 错误；闭合开关后再将B 靠近A ，穿过B 的磁通量的变化率增大，产生的感应电动势增大，小灯珠更亮，选项B 正确；闭合开关后小灯珠不发光，将滑动变阻器的滑片左移后，A 中的电流减小，穿过B 的磁通量的变化率减小，小灯珠不会发光，选项D 错误．法拉第电磁感应定律、自感6． [2018·四川卷] 如图所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B ＝(0.4－0.2t) T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到DB ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到C C ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 ND ．t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N6．AC [解析] 由于B ＝(0.4－0.2 t) T ，在t ＝1 s 时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C 到D ，A 正确．在t ＝3 s 时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C 到D ，B 错误．由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt Ssin 30°＝0.1 V ，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I ＝ER ＝1 A ，在t ＝1 s 时，B ＝0.2 T ，方向斜向下，电流方向从C到D ，金属杆对挡板P 的压力水平向右，大小为F P ＝BILsin 30°＝0.1 N ，C 正确．同理，在t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力水平向左，大小为F H ＝BILsin 30°＝0.1 N ，D 错误．2．[2018·江苏卷] 如图X21­1所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )图X21­1A.Ba 22Δt B.nBa 22Δt C.nBa 2Δt D.2nBa 2Δt2．B [解析] 根据法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB·S Δt ，这里的S 指的是线圈在磁场中的有效面积，即S ＝a 22，故E ＝n （2B －B ）S Δt ＝nBa22Δt，因此B 项正确．7．（2018·吉林九校联考）如图X21­7所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x 按B ＝B 0＋kx(x ＞0，B 0、k 为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd 处于磁场中，在外力作用下始终保持dc 边与x 轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a 的方向为正方向，则从t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内，图X21­8中关于该导线框中产生的电流i 随时间t 变化的图像正确的是( )图X21­77．A [解析] 线框abcd 向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A 正确．电磁感应与电路的综合16．[2018·山东卷] 如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )A．F M向右 B．F N向左C．F M逐渐增大 D．F N逐渐减小16．BCD [解析] 根据安培定则可判断出，通电导线在M区产生竖直向上的磁场，在N区产生竖直向下的磁场．当导体棒匀速通过M区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左．当导体棒匀速通过N区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左．选项B正确．设导体棒的电阻为r，轨道的宽度为L，导体棒产生的感应电流为I′，则导体棒受到的安培力F安＝BI′L＝B BLvR＋r L＝B2L2vR＋r，在导体棒从左到右匀速通过M区时，磁场由弱到强，所以F M逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N区时，磁场由强到弱，所以F N逐渐减小．选项C、D正确．电磁感应与力和能量的综合3. （2018·深圳一模）图X22­3甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图乙所示．则列车的运动情况可能是( )图X22­3A．匀速运动 B．匀加速运动C．匀减速运动 D．变加速运动3．C [解析] 当列车通过线圈时，线圈的左边或右边切割磁感线，由E＝BLv可得电动势的大小由速度v 决定，由图像可得线圈产生的感应电动势均匀减小，则列车做匀减速运动，选项C正确．8．（2018·广州一模）如图X22­9所示，匀强磁场垂直于铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处，另一端紧贴圆环，可绕O匀速转动．通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，R1、R2是定值电阻．带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间的M点，被拉起到水平位置；合上开关S，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧．已知磁感应强度为B，a的角速度为ω，长度为l，电阻为r，R1＝R2＝2r，铜环的电阻不计，P、Q两板的间距为d，小球的质量为m、带电荷量为q，重力加速度为g.求：(1)a匀速转动的方向；(2)P、Q间电场强度E的大小；(3)小球通过N 点时对细线拉力F 的大小．图X22­98. (1)导体棒a 沿顺时针方向转动 (2)B ωl25d(3)3mg －2Bq ωl25d[解析] (1)依题意可知，P 板带正电，Q 板带负电．由右手定则可知，导体棒a 沿顺时针方向转动． (2)导体棒a 转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势的大小 ε＝ΔΦΔt ＝12Bl 2ωΔtΔt ＝12Bl 2ω由闭合电路的欧姆定律有I ＝εR 1＋R 2＋r由欧姆定律可知，PQ 间的电压U PQ ＝IR 2 故PQ 间匀强电场的电场强度E ＝U PQd由以上各式解得E ＝B ωl25d.(3)设细绳的长度为L ，小球到达N 点时速度为v ，由动能定理可得 mgL －EqL ＝12mv 2又F －mg ＝mv2L由以上各式解得F ＝3mg －2Bq ωl25d.2．（2018·广州四校联考）如图X23­2所示，金属棒ab 、cd 与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场的方向竖直向下．则ab 棒在恒力F 作用下向右运动的过程中，有()图X23­2A ．安培力对ab 棒做正功B ．安培力对cd 棒做正功C ．abdca 回路的磁通量先增加后减少D ．F 做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和2．BD [解析] ab 棒向右运动产生感应电流，电流通过cd 棒，cd 棒受向右的安培力作用随之向右运动．设ab 、cd 棒的速度分别为v 1、v 2，运动刚开始时，v 1>v 2，回路的电动势E ＝BL （v 1－v 2）R ，电流为逆时针方向，ab 、cd 棒所受的安培力方向分别向左、向右，安培力分别对ab 、cd 棒做负功、正功，选项A 错误，选项B 正确；导体棒最后做加速度相同、速度不同的匀加速运动，且v 1>v 2，abdca 回路的磁通量一直增加，选项C 错误；对系统，由动能定理可知， F 做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量，而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量，选项D 正确．3. （2018·孝感模拟）如图X23­3所示，两根等高光滑的14圆弧轨道半径为r 、间距为L ，轨道的电阻不计．在轨道的顶端连有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道的最低位置cd 开始，在拉力作用下以速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中( )图X23­3A ．通过R 的电流方向为由内向外B ．通过R 的电流方向为由外向内C ．R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04RD ．通过R 的电荷量为πBLr2R3．BC [解析] 由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，选项B 正确；通过R 的电荷量q ＝ΔΦR ＝BLrR ，选项D 错误；金属棒产生的瞬时感应电动势E ＝BLv 0cos v 0r t ，有效值E有＝BLv 02，R 上产生的热量Q ＝E 2有R t ＝B 2L 2v 202R ·πr 2v 0＝πrB 2L 2v 04R ，选项C 正确．电磁感应综合24．[2018·浙江卷] 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r ＝R3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．a 点与导轨相连，b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h ＝0.3 m 时，测得U ＝0.15 V ．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g 取10 m/s 2)第24题图(1)测U 时，与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？ (2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失． 24．[答案] (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J[解析] 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力． (1)正极(2)由电磁感应定律得U ＝E ＝ΔΦΔtΔΦ＝12BR 2Δθ U ＝12B ωR 2v ＝r ω＝13ωR所以v ＝2U3BR ＝2 m/s(3)ΔE ＝mgh －12mv 2ΔE ＝0.5 J25．[2018·新课标Ⅱ卷] 半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、质量为m 且质量分布均匀的直导体棒AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，方向竖直向下．在内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小g.求(1)通过电阻R 的感应电流的方向和大小： (2)外力的功率．25. [答案] (1)从C 端流向D 端 3ωBr22R(2)32μmgωr＋9ω2B2r44R[解析] (1)在Δt时间内，导体棒扫过的面积为ΔS＝12ωΔt[(2r)2－r2]①根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为ε＝BΔS Δt②根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端．因此，通过电阻R的感应电流的方向是从C端流向D 端．由欧姆定律可知，通过电阻R的感应电流的大小I满足I＝εR③联立①②③式得I＝3ωBr22R.④(2)在竖直方向有mg－2N＝0⑤式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N，两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为f＝μN⑥在Δt时间内，导体棒在内、外圆轨上扫过的弧长为l1＝rωΔt⑦和l2＝2rωΔt⑧克服摩擦力做的总功为W f＝f(l1＋l2)⑨在Δt时间内，消耗在电阻R上的功为W R＝I2RΔt⑩根据能量转化和守恒定律知，外力在Δt时间内做的功为W＝W f＋W R○11外力的功率为P＝WΔt○12由④至12式得P＝32μmgωr＋9ω2B2r44R○1333．[答案] (1)BCE(2)(ⅰ)320 K (ⅱ)43p 0 [解析] (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动是花粉颗粒的无规律运动，反映了水分子的无规则运动，A 项错误；空中的小雨滴表面有张力，使小雨滴呈球形，B 项正确；液晶具有各向异性，利用这个特性可以制成彩色显示器，C 项正确；高原地区的气压低，因此水的沸点低，D 项错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，主要是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热，从而温度降低的缘故，E 正确．(2)(i)活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程，设气缸容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度T 2，按题意，气缸B 的容积为V B 4V 1＝34V 0＋12V 04＝78V 0① V 2＝34V 0＋14V 0＝V 0② V 1T 1＝V 2T 2③ 由①②③式和题给数据得T 2＝320 K ．④(ii)活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直到活塞上升的距离是气缸高度的116时，活塞a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V′1，压强为p′1，末态体积 V′2，压强p′2 ，由题给数据和玻意耳定律有V′1＝14V 0，p′1＝p 0，V′2＝316V 0⑤ p′1V′1＝p′2V′2⑥得p′2＝43p 0.⑦ 24．(20分)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识．如图所示，固定于水平面的U 形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN 在与其垂直的水平恒力F 作用下，在导线框上以速度v 做匀速运动，速度v 与恒力F 方向相同；导线MN 始终与导线框形成闭合电路．已知导线MN 电阻为R ，其长度L 恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B.忽略摩擦阻力和导线框的电阻．(1) 通过公式推导验证：在Δt 时间内，F 对导线MN 所做的功W 等于电路获得的电能W 电，也等于导线MN 中产生的热量Q;(2)若导线MN 的质量m ＝8.0 g 、长度L ＝0.10 m ，感应电流I ＝1.0 A ，假设一个原子贡献一个自由电子，计算导线MN 中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v e (下表中列出一些你可能会用到的数据)；(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞．展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型；在此基础上，求出导线MN 中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f 的表达式．5．(2018·襄阳模拟)在如图X23­5所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直于斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直于斜面向下，磁场的宽度均为L.一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑，当ab 边刚越过GH 进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度v 1做匀速直线运动；当ab 边下滑到JP 与MN 的中间位置时，又恰好以速度v 2做匀速直线运动，ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中的，线框动能的变化量为ΔE k ，重力对线框做的功为W 1，安培力对线框做的功为W 2，下列说法中正确的有( )图X23­5A ．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v 2＞v 1B ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中机械能守恒C ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中，有(W 1－ΔE k )的机械能转化为电能D ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中，线框动能的变化量ΔE k ＝W 1－W 25．CD [解析] 根据平衡条件，线框第一次做匀速运动时有mgsin θ＝B 2L 2v 1R，第二次做匀速运动时有mgsin θ＝4B 2L 2v 2R，则v 2<v 1，选项A 错误；ab 进入磁场后，安培力做负功，机械能减少，选项B 错误；ab 从进入GH 到运动至JP 与MN 的中间位置，由动能定理有W 1－W 2＝ΔE k ，选项D 正确；线框克服安培力做的功为W 2，等于产生的电能，且W 2＝W 1－ΔE k ，选项C 正确．6．(2018·江西九校联考)如图X23­6所示，空间存在一个有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场的宽度为l.一个质量为m 、边长也为l 的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在的平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t ＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I)，导线框的速度为v 0，经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零，此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I(不计空气阻力)．则( )图X23­6A ．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小B ．上升过程中，导线框克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率C ．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多D ．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等6．AC [解析] 上升过程中，导线框的加速度a 1＝mg ＋B 2l 2v R m随速度v 的减小而减小，选项A 正确；下降过程中，导线框的加速度a 2＝mg －B 2l 2v R m 随速度v 的增大而减小，平均加速度a 1＞a 2，由x ＝12at 2可知上升的时间短，由P ＝mgh t 知，上升时重力做功的平均功率大，选项B 错误；由于安培力做负功，导线框在下降过程的速度小于同一高度上升时的速度，对全程应用动能定理，上升过程中合力做的功大于下降过程中合力做的功，选项D 错误；在下降过程中的安培力小于同一高度上升时的安培力，上升过程克服安培力做的功多，选项C 正确．4．（2018·湖南四校联考）如图G8­5甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1与L 2、L 3与L 4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小为1 T ，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd ，宽度cd ＝L ＝0.5 m ，质量为0.1 kg ，电阻为2 Ω，将其从图示位置(cd 边与L 1重合)由静止释放，速度随时间变化的图像如图乙所示，t 1时刻cd 边与L 2重合，t 2时刻ab 边与L 3重合，t 3时刻ab 边与L 4重合，t 2～t 3之间的图线为与t 轴平行的直线，t 1～t 2之间和t 3之后的图线均为倾斜直线，已知t 1～t 2的时间间隔为0.6 s ，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．(重力加速度g 取10 m/s 2)则( )图G8­5A ．在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为2.5 CB ．线圈匀速运动的速度为8 m/sC ．线圈的长度ad ＝1 mD ．0～t 3时间内，线圈产生的热量为4.2 J4．B [解析] t 2～t 3时间内，线圈做匀速直线运动，而E ＝BLv 2，F ＝BEL R ，F ＝mg ，解得v 2＝mgR B 2L 2＝8 m/s ，选项B 正确；线圈在cd 边与L 2重合到ab 边与L 3重合的过程中一直做匀加速运动，则ab 边刚进磁场时，cd 边也刚进磁场，设磁场宽度为d ，则3d ＝v 2t －12gt 2，解得d ＝1 m ，则ad 边的长度为2 m ，选项C 错误；在0～t 3时间内，由能量守恒定律，有Q ＝5mgd －12mv 22＝1.8 J ，选项D 错误；在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量q ＝ΔΦR＝BLd R＝0.25 C ，选项A 错误． 5．（2018·青岛质检）如图G8­6所示，光滑斜面PMNQ 的倾角为θ，斜面上放有矩形导体线框abcd ，其中ab 边的长度为l 1，bc 边的长度为l 2，线框的质量为m ，电阻为R.有界匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于斜面向上，ef 为磁场的边界，且ef ∥MN.线框在恒力F 作用下从静止开始运动，其ab 边始终保持与底边MN 平行，F 沿斜面向上且与斜面平行．已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是( )图G8­6A ．线框进入磁场前的加速度为F －mgsin θm B ．线框进入磁场时的速度为（F －mgsin θ）R B 2l 21C ．线框进入磁场时有a→b→c→d→a 方向的感应电流D ．线框进入磁场的过程中产生的热量为(F －mgsin θ)l 15. ABC [解析] 线框进入磁场前做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度a ＝F －mgsin θm ，选项A 正确；线框刚进入磁场时做匀速运动，由平衡条件得mgsin θ＋B 2l 21v R ＝F ，则速度v ＝（F －mgsin θ）R B 2l 21，选项B 正确；线框进入磁场时，磁通量增大，由楞次定律可知，有a→b→c→d→a 方向的感应电流，选项C 正确；线框进入磁场的过程中产生的热量等于安培力做的功，则Q ＝(F －mgsin θ)l 2，选项D 错误．。

专题42 磁现象和磁场一、单选题1．（2023·海南·统考高考真题）汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个矩形线圈abcd ，埋在地下的线圈分别为1、2，通上顺时针（俯视）方向电流，当汽车经过线圈时（ ）A．线圈1、2产生的磁场方向竖直向上B ．汽车进入线圈1过程产生感应电流方向为abcdC ．汽车离开线圈1过程产生感应电流方向为abcdD ．汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向相同2．（2023·浙江·高考真题）某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I 的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场1B I k =，通有待测电流I '的直导线ab 垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场2B k I ''=。

k k 3．（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4．（2022·浙江·统考高考真题）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5．（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（）A．B、0B．0、2B C．2B、2B D．B、B6．（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。

2014年高考物理真题分类汇编：磁场1．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A ．安培力的方向可以不垂直于直导线 B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 B 2．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O ，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )A ．2 B.2 C ．1 D.2D3．如图所示，场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ，水平边ab 长为s ，竖直边ad 长为h .质量均为m 、带电荷量分别为＋q 和－q 的两粒子，由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力．若两粒子轨迹恰好相切，则v 0等于( )A.s 22qE mhB.s2qEmhC.s 42qE mh D.s 4qEmh B4． 图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( )A ．电子与正电子的偏转方向一定不同B ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 AC5．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H Bd ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比 CD6． “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞．已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变．由此可判断所需的磁感应强度B 正比于( )A.T B ．TC.T 3 D ．T 2 A7． 带电粒子a 、b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a 运动的半径大于b 运动的半径．若a 、b 的电荷量分别为q a 、q b ，质量分别为m a 、m b ，周期分别为T a 、T b .则一定有( )A. q a <q bB. m a <m bC. T a <T bD. q a m a<q bm bA8．如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x 轴负向．在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d ，0)点沿垂直于x 轴的方向进入电场．不计重力．若该粒子离开电场时速度方向与y 轴负方向的夹角为θ，求：(1 )电场强度大小与磁感应强度大小的比值； (2)该粒子在电场中运动的时间．[答案] (1)1v 0tan 2θ (2)2d9 (18分)如图25 所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面，Ⅰ区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外. A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电荷量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区，P点与A1板的距离是L的k倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．(1)若k＝1，求匀强电场的电场强度E；(2)若2<k<3，且粒子沿水平方向从S2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式．(1)qB20L22md(2)v＝（k2＋1）qB0L2m B＝k3－k B010．在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r＝944m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角θ＝37°.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C.小物体P1质量m＝2×10－3 kg、电荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F ＝9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力．当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t＝0.1 s与P1相遇．P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ＝0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力．求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度s.(1)4 m/s(2)0.56 m11．同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型．M、N为两块中心开有小孔的平行金属板．质量为m、电荷量为＋q的粒子A(不计重力)从M板小孔飘入板间，初速度可视为零．每当A进入板间，两板的电势差变为U，粒子得到加速，当A离开N板时，两板的电荷量均立即变为零．两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离．A 经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化．不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应．求：(1)A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小；.(2)在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功率P n；(3)若有一个质量也为m、电荷量为＋kq(k为大于1的整数)的粒子B(不计重力)与A同时从M板小孔飘入板间，A、B初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变．下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹．在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹，并经推导说明理由．A B C D(1)1R2mUq(2)qUπRnqU2m(3)A 图，12．如题9图所示，在无限长的竖直边界NS 和MT 间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM 平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和2B ，KL 为上下磁场的水平分界线，在NS 和MT 边界上，距KL 高h 处分别有P 、Q 两点，NS 和MT 间距为1.8h ，质量为m ，带电荷量为＋q 的粒子从P 点垂直于NS 边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g .(1)求电场强度的大小和方向．(2)要使粒子不从NS 边界飞出，求粒子入射速度的最小值． (3)若粒子能经过Q 点从MT 边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值．(1)E ＝mgq ，方向竖直向上 (2) (9－62)qBhm (3)可能的速度有三个：0.68qBhm ，0.545qBh m，0.52qBhm13．某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示．装置的长为L ，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B 、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d .装置右端有一收集板，M 、N 、P 为板上的三点，M 位于轴线OO ′上，N 、P 分别位于下方磁场的上、下边界上．在纸面内，质量为m 、电荷量为－q 的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成30°角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P 点．改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置．不计粒子的重力．(1)求磁场区域的宽度h ；(2)欲使粒子到达收集板的位置从P 点移到N 点，求粒子入射速度的最小变化量Δv ； (3)欲使粒子到达M 点，求粒子入射速度大小的可能值．[答案] (1)()23L －3d⎝⎛⎭⎫1－32 (2)qB m ⎝⎛⎭⎫L 6－34d(3)qB m ⎝⎛⎭⎫L n ＋1－3d ⎝⎛⎭⎫1≤n <3L 3d －1，n 取整数14．(20分) 如图甲所示，间距为d 、垂直于纸面的两平行板P 、Q 间存在匀强磁场．取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子(不计重力)，以初速度v 0.由Q 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区．当B 0和T B 取某些特定值时，可使t ＝0时刻入射的粒子经Δt 时间恰能垂直打在P 板上(不考虑粒子反弹)．上述m 、q 、d 、v 0为已知量．(1)若Δt ＝12T B ，求B 0；(2)若Δt ＝32T B ，求粒子在磁场中运动时加速度的大小； (3)若B 0＝4mv 0qd ，为使粒子仍能垂直打在P 板上，求T B .[答案] (1)mv 0qd (2)3v 20d (3)()π2＋arcsin 14d 2v 0。

高考物理试题分类汇编电场部分1. 选择题 2004春季高考理综北京卷 第I 卷大题 21小题 6分考题： 21．如图，O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从很远处以初速度0υ射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN 。

a 、b 、c 是以O 为中心，R a 、R b 、R c 为半径画出的三个圆，R c －R b ＝R b －R a 。

1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点。

以||12W 表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做的功的大小，||34W 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则A ．||12W ＝2||34WB ．||12W ＞2||34WC ．P 、O 两电荷可能同号，也可能异号D ．P 的初速度方向的延长线与O 之间的距离可能为零2. 选择题 2004夏季高考物理上海卷 一大题 6小题 5分考题： 6．某静电场沿x 方向的电势分布如图所示，则A ．在0—x 1之间不存在沿x 方向的电场。

B ．在0—x 1之间存在着沿x 方向的匀强电场。

C ．在x 1—x 2之间存在着沿x 方向的匀强电场。

D ．在x 1—x 2之间存在着沿x 方向的非匀强电场。

3. 非选择题 2004夏季高考物理上海卷 四大题 19小题 8分考题： 19．（8分）“真空中两个静止点电荷相距10cm.它们之间相互作用力大小为9×10－4N.当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10－8C 的点电荷.问原来两电荷的带电量各为多少？某同学求解如下：根据电荷守恒定律：a C q q =⨯=+-821103 （1） 根据库仑定律：b C C F k r q q =⨯=⨯⨯⨯⨯==---21524922221101109109)1010( 以12/q b q = 代入（1）式得： 0121=+-b aq q解得C b a a q )104109103(214(211516321---⨯-⨯±⨯=-±= 根号中的数值小于0，经检查，运算无误.试指出求解过程中的问题并给出正确的解答.54．两种电荷．电荷守恒1. 单项选择题 2005夏季高考大综广东卷 一大题 30小题 3分考题： 30． 2004年联合国第 58次全体会议作出决议，将 2005年定为“国际物理年”，并高度评价物理学在认识世界、改变人类社会、提高人的科学素质等方面所起的重大作用。

专题10 电磁感应1.（2014上海）如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。

则磁场（）（A）逐渐增强，方向向外（B）逐渐增强，方向向里（C）逐渐减弱，方向向外（D）逐渐减弱，方向向里答案:CD解析：本题考查了楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍引起闭合回路中磁通量的变化，体现在面积上是“增缩减扩”，而回路变为圆形，面积是增加了，说明磁场是在逐渐减弱．因不知回路中电流方向，故无法判定磁场方向，故CD都有可能。

2．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( )A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化答案:D解析：产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流．本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确．C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确．3．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图(a)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )答案:C解析： 本题考查了电磁感应的图像．根据法拉第电磁感应定律，ab 线圈电流的变化率与线圈cd 上的波形图一致，线圈cd 上的波形图是方波，ab 线圈电流只能是线性变化的，所以C 正确．4.[2014·江苏卷] 如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt答案:B解析： 根据法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt，这里的S 指的是线圈在磁场中的有效面积，即S ＝a 22，故E ＝n （2B －B ）S Δt ＝nBa 22Δt，因此B 项正确． 5.．[2014·山东卷] 如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小答案:BCD解析： 根据安培定则可判断出，通电导线在M 区产生竖直向上的磁场，在N 区产生竖直向下的磁场．当导体棒匀速通过M 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左．当导体棒匀速通过N 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左．选项B 正确．设导体棒的电阻为r ，轨道的宽度为L ，导体棒产生的感应电流为I ′，则导体棒受到的安培力F 安＝BI ′L ＝B BLv R ＋r L ＝B 2L 2v R ＋r，在导体棒从左到右匀速通过M 区时，磁场由弱到强，所以F M 逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N 区时，磁场由强到弱，所以F N 逐渐减小．选项C 、D 正确．6．[2014·四川卷] 如图所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B ＝(0.4－0.2t ) T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到DB ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到CC ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 ND ．t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N答案:AC解析： 由于B ＝(0.4－0.2 t ) T ，在t ＝1 s 时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C 到D ，A 正确．在t ＝3 s 时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C 到D ，B 错误．由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ΔtS sin 30°＝0.1 V ，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I ＝E R＝1 A ，在t ＝1 s 时，B ＝0.2 T ，方向斜向下，电流方向从C 到D ，金属杆对挡板P 的压力水平向右，大小为F P ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，C 正确．同理，在t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力水平向左，大小为F H ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，D 错误．7．[2014·安徽卷] 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一个半径为rB ，环上套一带电荷量为＋q 的小球．已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k 大小是( )A ．0 B.12r 2qk C ．2πr 2qk D ．πr 2qk 答案:D解析： 本题考查电磁感应、动能定理等知识点，考查对“变化的磁场产生电场”的理解能力与推理能力．由法拉第电磁感应定律可知，沿圆环一周的感生电动势E 感＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S ＝k ·πr 2，电荷环绕一周，受环形电场的加速作用，应用动能定理可得W ＝qE感＝πr 2qk .选项D 正确。

2014年高考物理真题分类汇编：磁场 15．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )安培力的方向可以不垂直于直导线安培力的方向总是垂直于磁场的方向安培力的大小与通电D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半　[解析] 本题考查安培力的大小和方向．安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面，因此，安培力总与磁场和电流垂直，错误，正确；安培力F＝BIL，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角，错误；将直导线从中点折成直角，导线受到安培力的情况与直角导线在磁场中的放置情况有关，并不一定变为原来的错误．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．( ) A．2 B. C．1 D. 16．D　[解析] 本题考查了带电粒子在磁场中的运动．根据qvB＝有＝ ，穿过铝板后粒子动能减半，则＝，穿过铝板后粒子运动半径减半，则＝，因此＝，正确．[2014·山东卷] 如图所示，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h.质量均为m、带电荷量分别为＋q和－q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)．不计重力．若两粒子轨迹恰好相切，则v等于( ) A. B. C. D. 18．B　[解析] 两个粒子都做两个粒子在竖直方向上都做加速度大小相等的匀加速直线运动，因为竖直位移大小相等，所以它们的运动时间相等．两个粒子在水平方向上都做速度大小相等的匀速直线运动，因为运动时间相等，所以水平位移大小相等．综合判断，两个粒子运动到轨迹相切点的水平位移都为，竖直位移都为，由＝，＝v得v＝B正确．[2014·新课标Ⅱ卷] 图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些( )电子与正电子的偏转方向一定不同电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小　[解析] 电子、正电子和质子垂直进入磁场时，所受的重力均可忽略，受到的洛伦兹力的A正确；由轨道公式R＝知 ，若电子与正电子与进入磁场时的速度不同，则其运动的轨迹半径也不相同，故错误．由R＝＝知，错误．因质子和正电子均带正电，且半径大小无法计算出，故依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子，正确．[2014·江苏卷] 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U满足：U＝，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R远大于R，霍尔元件的电阻可以忽略，则( ) A．霍尔元件前表面的电势低于后表面若电源的正负极对调，电压表将反偏与I成正比电压表的示数与R消耗的电功率成正比　[解析] 由于导电物质为电子，在霍尔元件中，电子是向上做定向移动的，根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力方向向后表面，故霍尔元件的后表面相当于电源的负极，霍尔元件前表面的电势应高于后表面A选项错误；若电源的正负极对调，则I与B都反向，由左手定则可判断电子运动的方向不变，选项错误；由于电阻R和R都是固定的，且R和R并联，故I＝，则正确；因B与I成正比，I与I成正比，则U＝k，R又是定值电阻，所以正确．[2014·安徽卷] “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞．已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变．由此可判断所需的磁感应强度正比于( ) B．T C. D．T2 18．A　[解析] 本题是“信息题”：考查对题目新信息的理解能力和解决问题的能力．根据洛伦兹力提供向心力有＝m解得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径＝由动能的定义式＝，可得＝，结合题目信息可得，选项A正确。

33．（14分）（普陀）如图，A 为位于一定高度处的质量为m 、带电荷量为+q 的小球，B 为位于水平地面上的质量为M 的用特殊材料制成的长方形空心盒子，且M=2m ，盒子与地面间的动摩擦因数μn1=（n 取自然数）,盒内存在着竖直向上的匀强电场，场强大小qm gE 2=，盒外没有电场。

盒子的上表面开有一系列略大于小球的小孔1、2、3……，孔间距满足一定的关系，使得小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触。

当小球A 以v 0的速度从孔1进入盒子的瞬间，盒子B 恰以6v 0的速度向右滑行。

已知盒子通过电场对小球施加的作用力与小球通过电场对盒子施加的作用力大小相等方向相反。

设盒子足够长，小球恰能顺次从各个小孔进出盒子。

试求： （1）小球A 从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间； （2）盒子上至少要开多少个小孔，才能保证小球始终不与盒子接触； （3）小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中，盒子通过的总路程。

33．（15分）（徐汇）如图，两根相距d ＝1m 的平行金属导轨OC 、O ′C ′，水平放置于匀强磁场中，磁场方向水平向左，磁感应强度B 1＝5/6T 。

导轨右端O 、O ′连接着与水平面成30°的光滑平行导轨OD 、O ′D ′，OC 与OD 、O ′C ′与O ′D ′分别位于同一竖直平面内，OO ′垂直于OC 、O ′C ′。

倾斜导轨间存在一匀强磁场，磁场方向垂直于导轨向上，磁感应强度B 2＝1T 。

两根与倾斜导轨垂直的金属杆M 、N 被固定在导轨上，M 、N 的质量均为m ＝1kg ，电阻均为R ＝0.5Ω，杆与水平导轨间的动摩擦因数为μ＝0.4。

现将M 杆从距OO ′边界x ＝10m 处静止释放，已知M 杆到达OO ′边界前已开始做匀速运动。

当M 杆一到达OO ′边界时，使N 杆在一平行导轨向下的外力F 作用下，开始做加速度为a ＝6m/s 2的匀加速运动。

导轨电阻不计，g 取10m/s 2。

2014高考物理三轮冲刺经典试题磁场（必考试题,含2014模拟试题）1.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，20）如图所示，在边长为L的正方形区的速度沿DB方向射入域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以v磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是（）A．匀强磁场的磁感应强度为B．电荷在磁场中运动的时间为C．若电荷从CD边界射出，随着入射速度的减小，电荷在磁场中运动的时间会减小D．若电荷的入射速度变为2v0，则粒子会从AB中点射出2.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，17）如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB=BC=CD=DE=l，且∠C=120°、∠B=∠D=150°。

现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为（）A．B．C．D．3.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，16）一带负电小球在从a点运动到b 点的过程中，受重力、电场力和空气阻力作用，小球克服重力做功3J，电场力对小球做功2J，小球克服空气阻力做功1 J，此过程中下列说法正确的是（）A．小球的重力势能减少了3 J B．小球的机械能增加了1JC．小球的动能减少了1J D．小球的电势能增加了2J4.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，20）某空间存在着如图（甲）所示的足够大的，沿水平方向的匀强磁场。

在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑绝缘水平地面=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。

在t1使A，B由静止开始做加速度相同的运动。

在A、B一起向左运动的过程中，以下说法中正确的是（）A．图（乙）可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系，图中y表示洛伦兹力大小B．图（乙）可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小C．图（乙）可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小D．图（乙）可以反映B对地面的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小5.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) 如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向。