物理高考复习专题11 磁场选择题(解析版)

专题11 电磁感应1．（2021届福建省厦门外国语高三质检）2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒珠的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。

武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型。

污水内含有大量正、负离子，从直径为d 的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。

空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，并测出M 、N 间的电压U ，则下列判断正确的是（ ）A ．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的B ．容器内液体的流速为Uv Bd=C ．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D ．污水流量为2UdQ Bπ=【答案】B【解析】根据左手定则，正、负离子所受洛伦兹力方向相反，故A 错误；容器内离子受力平衡，有Uq Bqv d=，化简得Uv Bd=，故B 正确；不带电的液体不受洛伦兹力，所以不会发生偏转，在MN 两点之间不会产生电压，无法由B 选项的分析测流速，故C 错误；污水的流量为2()24U d Ud Q vS Bd Bππ===，故D 错误。

故选B 。

2．（2021届福建省厦门外国语高三质检）放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化．螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合．下列说法正确的是（ ）A ．4Tt =时刻，圆环有扩张的趋势 B ．4Tt =时刻，圆环有收缩的趋势C ．4T t =和34T t =时刻，圆环内的感应电流大小相等D ．34Tt =时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流【答案】BC【解析】4Tt =时刻，螺线管中电流增大，产生的磁场变强，圆环中的磁通量增多，圆环要阻碍磁通量的增多，有收缩的趋势．故选项A 错误，选项B 正确．4T t =和34Tt =时刻，螺线管内电流的变化率相等，所以圆环内的感应电流大小相等．故C 选项正确．34Tt =时刻，螺线管中俯视顺时针方向的电流减弱，圆环中的向下磁通量减少，圆环要阻碍磁通量的减少，产生向下的磁通量，所以圆环内有俯视顺时针方向的感应电流，故D 选项错误。

专题11 磁场（1）-高考物理精选考点专项突破题集一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术。

磁体悬浮的原理是（）①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】D【解析】超导体中产生的是感应电流，根据楞次定律的“增反减同”原理，这个电流的磁场方向与原磁场方向相反，对磁体产生排斥作用力，这个力与磁体的重力达平衡，因此选项D正确。

故本题选D。

【考点】磁场的应用性【难度】中等2、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（）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【解析】根据题意知地理南北极与地磁场存在一个夹角叫磁偏角，两者不重合，因此选项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，因此选项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，因此选项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洛伦兹力作用，因此选项D正确。

故本题选C。

【考点】地磁场【难度】中等3、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中。

在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。

已知a点的实际磁感应强度为0，则下列正确的是()A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为0D．d点的实际磁感应强度与b点相同【答案】B【解析】a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁场方向水平向左，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向里，因此选项A错误。

高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案解析一、选择题1．如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两2．回旋加速器是加速带电粒子的装置个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A．减小磁场的磁感应强度B．增大匀强电场间的加速电压C．增大D形金属盒的半径D．减小狭缝间的距离3．如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a＝m b＜m c＝m d，以不等的速度v a＜v b＝v c＜v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射到A1的是c离子D．射到A2的是d离子4．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，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间5．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为υ．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭．则元件的（）A．前表面的电势比后表面的低B．前、后表面间的电压U与υ无关C．前、后表面间的电压U与c成正比D．自由电子受到的洛伦兹力大小为eU a6．如图所示，一束粒子射入质谱仪，经狭缝S后分成甲、乙两束，分别打到胶片的A、C两点。

专题11 磁场一、单选题1．下列说法正确的是（）A. 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B. 卡文迪许最先通过实验测出了静电力常量C. 库仑研究了电荷之间的作用力，安培提出了电荷周围存在着它产生的电场D. 奥斯特发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则【答案】 A【解析】密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值,选项A正确；卡文迪许最先通过实验测出了万有引力常量，选项B错误；库仑研究了电荷之间的作用力，法拉第提出了电荷周围存在着它产生的电场，选项C错误；安培发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则，选项D错误；故选A.2．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。

线段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所受到的磁场的作用力的合力( )A. 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点睛：本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成。

视频3．如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导体，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为A. 都向纸里B. 都向纸外C. a中电流方向向纸外，b中向纸里D. a中电流方向向纸里，b中向纸外【答案】 C【解析】A、若a、b中均向纸外，根据安培定则判断可知：a在p处产生的磁场B a方向垂直于ap连线向上，b在p处产生的磁场B b方向垂直于连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，如图所示，故A错误；B、若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故B错误；C、若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故C正确；D、若a中向纸里，b中向纸外，同理可知，则得P点的磁感应强度方向水平向左．故D错误；故选C。

高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。

关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，Ａ对；ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，B错；由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，C错；b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。

【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断，A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，I2在线圈位置产生的磁场方向向外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以判断B中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量可能为零，A、B正确；C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里，D中I1，I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外，C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零．【考点】通电直导线周围磁场的方向。

3.如图所示，带负电的金属环绕轴OO/以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右【答案】C【解析】因为带负电的金属环绕轴OO/以角速度ω匀速旋转，根据右手定则可知此环形电流产生的磁场方向沿着O/-O的方向沿轴线向左，故小磁针最后静止时N极沿轴线向左，选项C 正确。

高中物理：磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域；如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。

已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A．磁场中某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的乘积的比值B＝FIL,即磁场中某点的磁感应强度B．通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2．5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0．5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A．0．1 A B．0．2 A C．0．05 A D．0．01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ＝53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°＝0.8,g取10 m/s2则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A．4qBm B．3qBm C．2qBm D．qBm6、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∶1B．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A＝23S0C,则下列说法中正确的是()A．甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A．B1＋B2B．B1－B2C．B1＋B22D．B1－B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。

专题11 带电粒子在电磁场中的运动一．选择题1．【2019届模拟仿真卷】(多选)如图所示为两平行金属极板P 、Q ，在P 、Q 两极板上加直流电压U 0，极板Q 的正方形匀强磁场区域abcd ，匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里。

P 极板上中心O 处有一粒子源，可发射出初速度为零、比荷为k 的带电粒子，Q 极板中心有一小孔，可使粒子射出后垂直磁场方向从a 点沿对角线ac 方向进入匀强磁场区域，则下列说法正确的是( )A ．如果带电粒子恰好从d 点射出，则满足22012U kB L =B ．如果带电粒子恰好从b 点射出，则粒子源发射的粒子可能带负电CD 【参考答案】ACD2．【江西省红色七校2019届高三第一次联考】(多选)如图所示，在直角三角形ABC 内充满垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，AB 边长度为d ，π6B ∠=。

现垂直AB 边射入一群质量均为m 、电荷量均为q 、速度大小均为v 的带正电粒子，已知垂直AC 边射出的粒子在磁场中运动的时间为t ，而运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为43t (不计重力)。

则下列判断中正确的是( )A ．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4tB ．该匀强磁场的磁感应强度大小为π2m qtC ．粒子在磁场中运动的轨道半径为25dD 【参考答案】ABC3．【成都2019届摸底】(多选)如图，在x 轴上方存在方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在x 轴下方存在方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为2B 的匀强磁场。

一带负电的粒子（不计重力）从原点O 以与x 轴正方向成30°角的速度v 射入磁场，其在x 轴上方运动的半径为R 。

则( )A ．粒子经偏转一定能回到原点OB ．粒子完成一次周期性运动的时间为2π3R vC ．粒子射入磁场后，第二次经过x 轴时与O 点的距离为3RD ．粒子在x 轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1 : 2【参考答案】CD4．【2019德州质检】(多选)如图所示，以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，∠A ＝60°，AO ＝L ，在O 点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子（不计重力作用），粒子的比荷为q m ，发射速度大小都为v 0，且满足0qBL v m=。

高中物理选修1-1第二章磁场-专项练习习题〔含解析〕一、单项选择题1.有一通电金属导线在赤道上方，东西向程度放置，电流方向向西，它受到地磁场的作用力方向为〔〕A.向东B.向西C.向上D.向下2.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想假如对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向挪动的电荷，那么由此判断，地球应该〔〕A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定3.如下图，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，比拟它们的重力G a、G b、G c间的关系，正确的选项是〔〕A.G a最大B.G b最大C.G c最大D.G a最小4.如图示，固定长直导线通以图示方向的电流，导线旁有一导线框，两者共面，框中通以顺时针方向的电流时，框的运动是〔〕A.绕OO′轴顺时针转动B.分开长直导线向右平动C.靠近长直导线向左平动D.向上或向下平动5.如下图，有一质量为m、带电荷量为q 的油滴，在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中由静止释放，可以断定〔〕A.油滴在电场中做抛物线运动B.油滴在电场中做匀速直线运动C.油滴在电场中做匀加速直线运动D.油滴运动到极板上的时间只取决于两板间间隔6.以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是〔〕A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C.放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处一样D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关7.为理解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在如图四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是〔〕A. B. C. D.8.阴极射线管中电子流向由左向右，其上方放置一根通有如下图电流的直导线，导线与阴极射线管平行，那么阴极射线将〔〕A.向上偏转B.向下偏转C.向纸里偏转D.向纸外偏转二、多项选择题9.关于磁场中某点的磁感应强度方向，以下说法中正确的选项是〔〕A.磁感应强度的方向就是自由转动的小磁针静止时N极的指向B.磁感应强度的方向就是小磁针N极在该点的受力方向C.磁感应强度的方向就是一小段通电直导线在该点的受力方向D.磁感应强度的方向就是磁感线在该点的切线方向10.关于电场和磁场，以下说法正确的选项是〔〕A.电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向一样B.电流在磁场中某点不受磁场力作用，那么该点的磁感应强度一定为零C.磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向一样D.试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，那么该点的电场强度一定为零11.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽为d，杆与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时ab恰好在导轨上静止，如下图．以下图是从右侧观察时的四种不同的匀强磁场方向下的四个平面图，其中通电细杆ab与导轨间的摩擦力不可能为零的是〔〕A. B. C.D.三、填空题12.如下图，一束电子〔电量为e〕以速度v垂直射入磁感强度为B ，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，那么电子的质量是________，穿透磁场的时间是________。

高考物理新电磁学知识点之磁场解析含答案(2)一、选择题1．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B． C．D．2．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。

如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。

分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（）A．它们在磁场中运动的周期相同B．它们的最大速度不相等C．两次所接高频电源的频率不相同D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能3．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。

一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶14．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边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为F 1；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F 2 。

已知重力加速度为g ，则导线框的质量为A ．2123F F g+ B ．2123F F g- C ．21F F g- D ．21F F g+ 5．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。

线圈中a 、b 两条导线长度均为l ，未通电流时，a 、b 处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。

专题11 磁场1．（2020·天津高考真题）如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。

一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角45θ=︒。

粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。

已知OM a=，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。

则（）A．粒子带负电荷B．粒子速度大小为qBa mC．粒子在磁场中运动的轨道半径为a D．N与O点相距1)a【答案】AD【解析】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确；BC．粒子运动的轨迹如图由于速度方向与y轴正方向的夹角45θ=︒，根据几何关系可知1145OMO OO M ∠=∠=︒， 1OM OO a ==则粒子运动的轨道半径为1r O M ==洛伦兹力提供向心力2v qvB m r=解得v m=BC 错误；D ．N 与O 点的距离为11)NO OO r a =+=D 正确。

故选AD 。

2．（2020·浙江省高考真题）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（ ）A ．b 点处的磁感应强度大小为0B ．d 点处的磁感应强度大小为0C ．a 点处的磁感应强度方向竖直向下D ．c 点处的磁感应强度方向竖直向下 【答案】C 【解析】A ．通电直导线周围产生磁场方向由安培定判断，如图所示1I 在b 点产生的磁场方向向上，2I 在b 点产生的磁场方向向下，因为12I I >即12B B >则在b 点的磁感应强度不为零，A 错误；BCD ．如图所示，d 点处的磁感应强度不为零，a 点处的磁感应强度竖直向下，c 点处的磁感应强度竖直向上，BD 错误，C 正确。

专题十一磁场五年高考考点过关练考点一磁场对电流的作用1.(2021全国甲,16,6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、2BC.2B、2BD.B、B答案B2.(2021广东,5,4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答案C3.(2022全国乙,18,6分)(多选)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。

如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面。

某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。

根据表中测量结果可推知()A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50 μTC.第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方答案BC4.(2022湖南,3,4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,悬绳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,导线对悬绳的拉力不变C.tan θ与电流I成正比D.sin θ与电流I成正比答案D5.(2022湖北,11,4分)(多选)如图所示,两平行导轨在同一水平面内。

必刷11 磁场例31．容器中有质子，α粒子的混合物，为了把它们分开，先让它们从静止开始经电场加速，穿出加速电场后，第一种：垂直进入匀强电场；第二种：垂直进入匀强磁场，利用电场或磁场使它们偏转，最后穿出电场或磁场，从而达到分开的目的。

对于上述两种情况，能使质子和α粒子分开的是（不计粒子重力）（）A．两种情况都能使质子和α粒子分开B．两种情况都不能使质子和α粒子分开C．进入电场后可以分开进入磁场不能分开D．进入电场后不能分开进入磁场能够分开【答案】D【解析】设加速电场电压为U，则在电场中加速过程，根据动能定理有：；进入电场时，粒子做类平抛运动，设电场强度为E，则在垂直电场线方向上有：，沿电场线方向上有：，则可知，偏转位移与荷质比无关，故无法将两种粒子分开；进入磁场时，根据洛伦兹力充当向心力则有：，解得：，因荷质比不同，则两种粒子运动半径不同，故在磁场中散开，由以上分析可知，D正确，A、B、C错误。

例32．如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E和B.一个质量为m，电荷量为＋q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象中正确的是()A．B．C．D．【答案】A【解析】小球向下运动的过程中，在水平方向上受向右的电场力qE和向左的洛伦兹力qvB和管壁的弹力N的作用，水平方向上合力始终为零，则有：N＝qE－qvB①在竖直方向上受重力mg和摩擦力f的作用，其中摩擦力为：f＝μN＝μ(qE－qvB)①在运动过程中加速度为：a＝＝g－①由①式可知，N－v图象是一条直线，且N随v的增大而减小，选项A正确；由①①①式可知，小球向下运动的过程中，速度的变化不是均匀的，所以加速度的变化也不是均匀的，选项B错误；由式可知，在速度增大的过程中，摩擦力是先减小后增大的(在达到最大速度之前)，结合①式可知加速度先增大后减小，C图体现的是加速度先减小后增大，所以选项C错误；在速度增到到最大之前，速度是一直增大的，而图D体现的是速度先减小后增大，所以选项D错误．例33．（多选）如图1所示，一个带正电的物块m，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来．已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失，现在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，如图2，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下．后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，如图3，再次让物块从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来．则下列说法中正确的是（）A．D′点一定在D点左侧B．D′点一定与D点重合C．D″点一定在D点右侧D．D″点一定与D点重合【答案】BC【解析】设物体的质量为m，电量为q，电场强度大小为E，斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ．根据动能定理不加电场时：①加电场时：①将两式对比得到，，则D'点一定与D点重合．故A错误，B正确；加磁场时，①比较①①两式可得＞，所以D″点一定在D点右侧，故C正确，D错误．75. 如图所示，①、①、①是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，①处于匀强磁场中，①和①处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（）A．在K处球a速度最大B．在K处球b对轨道压力最大C．球b需要的时间最长D．球c机械能损失最多【答案】C【解析】对a小球受力分析可知，，所以；对b球受力分析可得，，所以；对c球受力分析可知，所以；由于a球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；b球受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小最小，所以b球的运动的时间也长，所以A错误，C正确；c球受到的电场力对小球做正功，到达最低点时球的速度大小最大，所以c球的机械能增加，c球对轨道压力最大，所以B错误，D错误.76.如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是()A．液滴一定做匀速直线运动B．液滴一定带正电C．电场线方向一定斜向上。

高考物理最新电磁学知识点之磁场解析含答案一、选择题1．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力2．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，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间3．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t4．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。

一边长为L、电阻为R的单匝正方形导体线圈abcd，水平向右运动到图示位置时，速度大小为v，则（）A．ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右B．ab边受到的安培力向右，cd边受到的安培力向左C．线圈受到的安培力的大小为22 2B L vRD．线圈受到的安培力的大小为22 4B L vR5．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（）A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关D．磁感线越密，磁感应强度越大6．电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。

专题十一磁场挖命题【考情探究】应等应用分析解读本专题考查要点:①磁场的基本知识点,有电流的磁场、地磁场、磁感应强度、磁感线、磁场的叠加等;②带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动模型;③带电粒子在复合场中的运动,往往是综合考查匀速圆周和类平抛两种模型结合;④磁场在现代科技中的应用,如回旋加速器、质谱仪、速度选择器等;⑤安培力的计算,限于直导线与B平行或垂直的两种情况;⑥洛伦兹力的计算限于v与B平行或垂直的两种情况。

【真题典例】破考点【考点集训】考点一磁场、安培力1.(多选)关于电场强度和磁感应强度,下列说法中正确的是()A.电场强度的定义式E=适用于任何静电场B.电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同C.磁感应强度公式B=说明磁感应强度B与放入磁场中的通电导线所受安培力F成正比,与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积成反比D.磁感应强度公式B=说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同答案AB2.电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。

测量前天平已调至平衡,测量时,在左边托盘中放入质量m1=15.0 g的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量m0=10.0 g,匝数n=10,下边长l=10.0 cm的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中,如图甲所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势E=1.5 V,内阻r=1.0 Ω。

开关S闭合后,调节可变电阻使理想电压表示数U=1.4 V时,R1=10 Ω,此时天平正好平衡。

g=10 m/s2,求:(1)线圈下边所受安培力的大小F,以及线圈中电流的方向;(2)矩形线圈的电阻R;(3)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。

甲乙答案(1)天平平衡,因此有 m1g=m0g+F可得:F=m1g-m0g=0.05 NF的方向竖直向下,根据左手定则可判断出线圈中电流方向为顺时针(2)线圈中电流的大小为:I=(E-U)/r=0.1 A根据电路规律有:U=I(R1+R)可得:R=4 Ω(3)矩形线圈下边所受安培力为:F=nBIl将数值代入可得: B=0.5 T3.某同学设计了一个测量物体质量的电子装置,其结构如图甲、乙所示。

高考物理信阳电磁学知识点之磁场解析含答案一、选择题1．如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线2．科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小IB kl，式中常量k>0，I为电流强度，l为该点与导线的距离。

如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流3I和I（方向已在图中标出），其中a、b为两根足够长直导线连线的三等分点，O为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是( )A．a点和b点的磁感应强度方向相同B．a点的磁感应强度比O点的磁感应强度小C．b点的磁感应强度比O点的磁感应强度大D．a点和b点的磁感应强度大小之比为5：73．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的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A．减小磁场的磁感应强度B．增大匀强电场间的加速电压C．增大D形金属盒的半径D．减小狭缝间的距离4．如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a＝m b＜m c＝m d，以不等的速度v a＜v b＝v c＜v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射到A1的是c离子D．射到A2的是d离子5．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，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间6．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。

专题十一磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.[2019全国Ⅰ,17,6分]如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为()A.2FB.1.5FC.0.5FD.02.[2020浙江7月选考,9,3分]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I1和I2,I1>I2.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()A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方向竖直向下D.c点处的磁感应强度方向竖直向下拓展变式1.[2018全国Ⅱ,20,6分,多选]如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称.整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外.已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外.则()A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B02.[2017全国Ⅰ,19,6分,多选]如图所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反.下列说法正确的是 ()A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1∶1∶D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶13.[2019江苏,7,4分,多选]如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固定的平行长直导线,通过的电流强度相等.矩形线框位于两条导线的正中间,通有顺时针方向的电流,在a、b产生的磁场作用下静止,则a、b的电流方向可能是()A.均向左B.均向右C.a的向左,b的向右D.a的向右,b的向左4.如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心,且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图方向的电流后,线圈的运动情况是()A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动5.[新角度——与动量定理结合][多选]如图所示,水平桌面上固定两条光滑平行导轨,导轨左端连接电源,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中(图中未画出).现将两根质量相同的导体棒M、N依次静置于导轨上的同一位置,接通电源,导体棒沿导轨运动后从桌面右侧水平抛出,始终与地面平行,落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1和s2.不计电源和导轨电阻,导体棒与导轨垂直且接触良好,则接通电源使导体棒通电瞬间,两次相比 ()A.通过棒的电荷量之比为1:1B.安培力对棒的冲量之比为s1:s2C.安培力对棒做的功之比为s1:s2D.安培力对棒做的功之比为:考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.[2020全国Ⅲ,18,6分]真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示.一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场.已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力.为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为 ()A. B. C. D.2.[2020江苏,16,16分]空间存在两个垂直于xOy平面的匀强磁场,y轴为两磁场的边界,磁感应强度分别为2B0、3B0.甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场,速度均为v.甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q,其轨迹如图所示.甲经过Q时,乙也恰好同时经过该点.已知甲的质量为m,电荷量为q.不考虑粒子间的相互作用和重力影响.求:(1)Q到O的距离d;(2)甲两次经过P点的时间间隔Δt;(3)乙的比荷可能的最小值.拓展变式1.[2019全国Ⅱ,17,6分]如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外.ab边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子.已知电子的比荷为k,则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A.kBl,kBlB.kBl,kBlC.kBl,kBlD.kBl,kBl2.[2020全国Ⅰ,18,6分]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. B.C.D.3.[2019江苏,16,16分]如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B.磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N,MN=L,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d,且d<L.粒子重力不计,电荷量保持不变.(1)求粒子运动速度的大小v;(2)欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M的最大距离d m;(3)从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场,PM=d,QN=,求粒子从P到Q的运动时间t.4.如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,磁感应强度为B,已知AB边长为L,∠C=30°,比荷均为的带正电粒子(不计重力)以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场,则()A.粒子速度越大,在磁场中运动的时间越短B.粒子在磁场中运动的最长时间为C.粒子速度越大,在磁场中运动的路程越短D.粒子在磁场中运动的最长路程为πL5.[2016全国Ⅱ,18,6分]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. B. C. D.考点3 带电粒子在复合场中的运动1.[2019天津,4,6分]笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭,则元件的()A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与v无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为2.[2020山东,17,14分]某型号质谱仪的工作原理如图甲所示.M、N为竖直放置的两金属板,两板间电压为U,Q板为记录板,分界面P将N、Q间区域分为宽度均为d的Ⅰ、Ⅱ两部分,M、N、P、Q所在平面相互平行,a、b为M、N上两正对的小孔.以a、b所在直线为z轴,向右为正方向,取z轴与Q板的交点O为坐标原点,以平行于Q板水平向里为x轴正方向, 竖直向上为y轴正方向, 建立空间直角坐标系O-xyz.区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满沿x轴正方向的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度大小、电场强度大小分别为B和E.一质量为m,电荷量为+q的粒子,从a孔飘入电场(初速度视为零),经b孔进入磁场,过P面上的c点(图中未画出)进入电场,最终打到记录板Q上.不计粒子重力.图甲图乙(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径R以及c点到z轴的距离L;(2)求粒子打到记录板上位置的x坐标;(3)求粒子打到记录板上位置的y坐标(用R、d表示);(4)如图乙所示,在记录板上得到三个点s1、s2、s3,若这三个点是质子H、氚核H、氦核He 的位置,请写出这三个点分别对应哪个粒子(不考虑粒子间的相互作用,不要求写出推导过程).拓展变式1.[2018天津,11,18分]如图所示 ,在水平线ab的下方有一匀强电场,电场强度为E,方向竖直向下,ab的上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.磁场中有一内、外半径分别为R、R的半圆环形区域,外圆与ab的交点分别为M、N.一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放,由M进入磁场,从N射出.不计粒子重力.(1)求粒子从P到M所用的时间t;(2)若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出,同样能由M进入磁场,从N射出.粒子从M到N 的过程中,始终在环形区域中运动,且所用的时间最少,求粒子在Q时速度v0的大小.2.如图所示,在y>0区域存在着垂直xOy平面向外的匀强磁场,在第四象限的空间中存在着平行于xOy平面沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从坐标原点以初速度v0射入磁场,方向与x轴负方向成60°角斜向上,然后经过M点回到电场,并从y轴负半轴的N点垂直y轴射出电场.已知M点坐标为(L,0),粒子所受的重力不计,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2)匀强电场的电场强度E的大小.3.[2017江苏,15,16分]一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.4.[2017全国Ⅰ,16,6分]如图所示,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为m a、m b、m c.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是()A.m a>m b>m cB.m b>m a>m cC.m c>m a>m bD.m c>m b>m a5.[四川高考]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= m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和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ=0.5,取g=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.6.[2018浙江下半年选考,10,3分]磁流体发电的原理如图所示.将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在间距为d、宽为a、长为b两平行金属板间便产生电压.如果把上、下板和电阻R连接上,上、下板就是一个直流电源的两极.若稳定时等离子体在两板间均匀分布,电阻率为ρ,忽略边缘效应.下列判断正确的是()A.上板为正极,电流I=B.上板为负极,电流I=C.下板为正极,电流I=D.下板为负极,电流I=7.如图所示,真空中存在着多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,宽度均为d.电场强度为E,方向水平向左;垂直纸面向里的磁场的磁感应强度为B1,垂直纸面向外的磁场的磁感应强度为B2.电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层磁场左侧边界以初速度v0射入,方向与边界夹角为θ,设粒子始终在电场、磁场中运动,除B1、B2、E以外其他的物理量已知,不计粒子的重力.(cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)(1)若θ=53°且B1=,要求粒子不穿出电场,则E至少多大?(2)若E已知,求粒子从第n层磁场右侧边界穿出时速度的大小;(3)若B1、E均已知,且粒子从第n层磁场右侧边界穿出时速度方向恰好与原方向平行,求B2的值.答案专题十一磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.B 设三角形边长为l,通过导体棒MN的电流大小为I,则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为,如图所示,依题意有F=BlI,则导体棒ML和LN所受安培力的合力为F1=BlI=F,方向与F的方向相同,所以线框LMN受到的安培力大小为1.5F,选项B正确.2.C 由于I1、I2不相等,而两长直导线到b、d的距离相等,所以两长直导线各自在这两点产生的磁场的磁感应强度大小不等,虽方向相反但矢量和不为零,故A、B错误;根据安培定则可知,两电流在a点产生的磁场的磁感应强度的方向均竖直向下,在c点产生的磁场的磁感应强度的方向均竖直向上,C正确,D错误.1.AC根据右手螺旋定则可知,L1直导线中的电流在a、b两点产生的磁场方向垂直纸面向里,大小相等;同理,L2直导线中的电流,在a点产生的磁场方向垂直纸面向里,在b点产生的磁场方向垂直纸面向外,但两点的磁场大小相等.依据矢量叠加原理,可得B0-B2-B1=,B0+B2-B1=,联立各式可解得B1=B0,B2=B0.故A、C两项正确,B、D两项错误.2.BC由对称性可知,每条通电导线在其余两导线所在处产生的磁场的磁感应强度大小相等,设为B.如图所示,由几何关系可得L1所在磁场的磁感应强度B1=2B cos 60°=B,方向与L2、L3所在平面垂直,再由左手定则知L1所受的磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行,L1上单位长度所受安培力的大小为F1=BI.同理可判定L3所受的磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直,单位长度所受安培力大小为F3=BI;L2上单位长度所受安培力大小为F2=BI,即F1:F2:F3=1:1:,故A、D错误,B、C正确.3.CD若a、b的电流方向均向左,根据安培定则和磁场的叠加可知,a直导线到a、b直导线正中间部分的磁场方向垂直纸面向外,而b直导线到a、b直导线正中间部分的磁场方向垂直纸面向里,再根据左手定则可知,矩形线框受到的安培力的合力不为零,与题中线框在磁场作用下静止不符;同理,若a、b的电流方向均向右,可知矩形线框受到的安培力的合力不为零,与题中线框在磁场作用下静止也不符,选项A、B均错误.若a的电流方向向左、b的电流方向向右,根据安培定则和磁场的叠加可知,a、b直导线在a、b直导线中间所有空间产生的磁场方向均垂直纸面向外,根据左手定则可知,矩形线框受到的安培力的合力为零,与题中线框在磁场作用下静止相符;若a的电流方向向右、b的电流方向向左,根据安培定则和磁场的叠加可知,a、b直导线在a、b直导线中间所有空间产生的磁场方向均垂直纸面向里,根据左手定则可知,矩形线框受到的安培力的合力也为零,与题中线框在磁场作用下静止相符,选项C、D均正确.4.A解法1:将通电线圈等效成一小磁针,由安培定则可知,通电线圈的左端相当于S极,根据异名磁极相互吸引知,线圈将向左运动,A正确.解法2:也可将左侧条形磁铁等效成与通电线圈电流方向相同的环形电流,根据结论“同向电流相吸引,反向电流相排斥”,可判断出线圈向左运动,故A正确.5.BD导体棒沿导轨从桌面右侧水平抛出后做平抛运动,下落高度相等,则平抛运动的时间相等,由s=v0t得,导体棒M、N平抛运动的初速度之比为v1:v2=s1:s2.由动量定理知BiLΔt=mv,即BLq=mv,即q=∝v,则通过棒的电荷量之比为q1:q2=v1:v2=s1:s2,选项A错误;安培力对棒的冲量I=BiLΔt=mv∝v,则I1:I2=v1:v2=s1:s2,选项B正确;根据动能定理得安培力对导体棒做功W=mv2∝v2,则做功之比为W1:W2=:=:,选项C错误,D正确.考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.C为使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,电子进入匀强磁场中做匀速圆周运动的半径最大时轨迹如图所示,设其轨迹半径为r,轨迹圆的圆心为M,磁场的磁感应强度最小为B,由几何关系有+r=3a,解得r=a,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动有evB=m,解得B=,选项C正确.2.(1)(2)(3)解析:(1)甲粒子先后在两磁场中做匀速圆周运动,设半径分别为r1、r2,由半径r=得r1=,r2=且d=2r1-2r2解得d=.(2)甲粒子先后在两磁场中做匀速圆周运动,设每次在左右两个磁场运动半个圆周所用的时间分别为t2、t1由T=得t1=,t2=且Δt=2t1+3t2解得Δt=.(3)乙粒子周期性地先后在两磁场中做匀速圆周运动若经过两磁场的次数均为n(n=1,2,3,…)相遇时,有n=d,n=t1+t2解得=n根据题意,n=1舍去.当n=2时,有最小值()min=若先后经过右侧、左侧磁场的次数分别为(n+1)、n(n=0,1,2,3,…),经分析不可能相遇,综上分析,比荷的最小值为.1.B电子从a点射出时,其轨迹半径为r a=,由洛伦兹力提供向心力,有ev a B=m,又=k,解得v a=;电子从d点射出时,由几何关系有=l2+(r d-)2,解得轨迹半径为r d=,由洛伦兹力提供向心力,有ev d B=m,又=k,解得v d=,选项B正确.2.C带电粒子在匀强磁场中运动,运动轨迹如图所示,由洛伦兹力提供向心力有qvB=m,解得r=,运动时间t==,θ为带电粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角,粒子在磁场中运动时间由轨迹所对圆心角决定.采用放缩法,粒子垂直ac射入磁场,则轨迹圆圆心必在直线ac上,将粒子的轨迹半径从零开始逐渐放大,当r≤0.5R(R为的半径)和r≥1.5R时,粒子从ac、bd区域射出磁场,运动时间等于半个周期.当0.5R<r<1.5R时,粒子从弧ab上射出,轨迹半径从0.5R逐渐增大,粒子射出位置从a点沿弧向右移动,轨迹所对圆心角从π逐渐增大,当半径为R时,轨迹所对圆心角最大,再增大轨迹半径,轨迹所对圆心角又逐渐减小,由几何关系可得圆心角最大值为θmax=π+=,故粒子最长运动时间为.3.(1)(2) d (3)(+)或(-)解析:(1)由洛伦兹力提供向心力有qvB=m解得v=.(2)如图所示,粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切由几何关系得d m=d(1+sin 60°)解得d m= d.(3)粒子的运动周期T=设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t',则t=n+t'(n=1,3,5,…)(a)当L=nd+(1-)d时,粒子斜向上射出磁场t'=T,解得t=(+)(b)当L=nd+(1+)d时,粒子斜向下射出磁场t'=T,解得t=(-).4.B粒子可能由BC边射出,也可能由AC边射出,若粒子从AC边射出,由几何关系可知粒子在磁场中偏转的圆心角相同,都为θ=120°,可以判断其在磁场中运动的时间都相同,若粒子从BC边射出,粒子在磁场中偏转的圆心角小于120°,则t max=T=T=.由r=可知粒子速度越大,半径也越大,路程越长,当粒子运动轨迹与BC边相切时,粒子在磁场中运动的路程最长,粒子速度再增大,粒子的路程变小,最长路程轨迹如图所示,可知粒子在磁场中的运动轨迹与BC边相切于D点,圆心为O,分析可得半径r=L,其路程为s max=·2πr=×2πL=πL,故B 正确,A、C、D错误.5.A由题可知,粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,由几何关系可知,此段圆弧所对圆心角θ=30°,所需时间t=T=;由题意可知粒子由M飞至N'与圆筒旋转90°所用时间相等,即t==,联立以上两式得=,A项正确.考点3 带电粒子在复合场中的运动1.D由题意可判定,电子定向移动的方向水平向左,则由左手定则可知,电子所受的洛伦兹力指向后表面,因此后表面积累的电子逐渐增多,前表面的电势比后表面的电势高,A错误;当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,电子不再发生偏转,此时前、后表面间的电压达到稳定,对稳定状态下的电子有eE=eBv,又E=,解得U=Bav,显然前、后表面间的电压U与电子的定向移动速度v成正比,与元件的宽度a成正比,与长度c无关,B、C错误;自由电子稳定时受到的洛伦兹力等于电场力,即F=eE=,D正确.2.(1)-(2)(3)R-+(4)见解析解析:(1)设粒子经加速电场到b孔的速度大小为v,粒子在区域Ⅰ中,做匀速圆周运动对应圆心角为α,在M、N两金属板间,由动能定理得qU=mv2①在区域Ⅰ中,粒子做匀速圆周运动,磁场力提供向心力,由牛顿第二定律得qvB=m②联立①②式得R=③由几何关系得d2+(R-L)2=R2④cosα=⑤sinα=⑥联立①②④式得L=-⑦.(2)设区域Ⅱ中粒子沿z轴方向的分速度为v z,沿x轴正方向加速度大小为a,位移大小为x,运动时间为t,由牛顿第二定律得qE=ma ⑧粒子在z轴方向做匀速直线运动,由运动合成与分解的规律得v z=v cos α⑨d=v z t ⑩粒子在x方向做初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式得x=at2联立①②⑤⑧⑨⑩式得x=.(3)设粒子沿y方向偏离z轴的距离为y,其中在区域Ⅱ中沿y方向偏离的距离为y',由运动学公式得y'=vt sin α由题意得y=L+y'联立①④⑥⑨⑩式得y=R-+.(4)s1、s2、s3分别对应氚核H、氦核He、质子H的位置.1.(1)(2)解析:(1)设粒子在磁场中运动的速度大小为v,所受洛伦兹力提供向心力,有qvB=m①设粒子在电场中运动所受电场力为F,有F=qE ②设粒子在电场中运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有F=ma ③粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,有v=at ④联立①②③④式得t=⑤.(2)粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动,其周期与速度、半径无关,运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的圆心角的大小决定.故当轨迹与内圆相切时,所用的时间最短(如图所示).设粒子在磁场中的轨迹半径为r',由几何关系可得(r'-R)2+(R)2=r'2⑥设粒子进入磁场时速度方向与ab的夹角为θ,即圆弧所对圆心角的一半,由几何关系知tanθ=⑦粒子从Q射出后在电场中做类平抛运动,在电场方向上的分运动和从P释放后的运动情况相同,所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v.在垂直于电场方向上的分速度始终等于v0,由运动的合成和分解可得tanθ=⑧联立①⑥⑦⑧式得v0=.2.(1)(2)解析:(1)作出粒子的运动轨迹如图所示设在磁场中的运动半径为R,则由几何关系可得2R sin 60°=L由洛伦兹力提供向心力,则有qv0B=m联立解得B=.(2)粒子从M点到N点的过程为匀变速曲线运动,利用逆向思维可看作是从N到M的类平抛运动沿x轴方向有L=v0t cos 60°沿y轴方向v0sin 60°=at由牛顿第二定律得Eq=ma解得E=.3.(1)-L (2)图见解析-(3)L<[2-] 解析:(1)设甲种离子在磁场中的运动半径为r1经电场加速后有qU0=×2mv2且qvB=2m解得r1=根据几何关系有x=2r1-L解得x=-L.(2)甲种离子经过的区域如图所示,最窄处位于过两虚线交点的垂线上d=r1-解得d=-.(3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2r1的最小值r1min=r2的最大值r2max=由题意知2r1min-2r2max>L即->L解得L<[2-].4.B此题的空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场,根据题述,带正电的微粒a在纸面内做匀速圆周运动,可知其重力与受到的电场力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力,有m a g=qE,解得m a=;带正电的微粒b在纸面内向右做匀速直线运动,由左手定则可判断出所受洛伦兹力方向竖直向上,可知m b g=qE+qv b B,解得m b=+;带正电的微粒c在纸面内向左做匀速直线运动,由左手定则可判断出所受洛伦兹力方向竖直向下,可知m c g+qv c B=qE,解得m c=-.综上所述,可知m b>m a>m c,选项B正确.5.(1)4 m/s (2)0.56 m。