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（选修3-1）第三部分磁场专题3.11 圆形边界磁场问题（基础篇）一．选择题1.（2019合肥三模）图示为一粒子速度选择器原理示意图。
半径为l0cm的圆柱形桶内有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.0×10-4T，方向平行于轴线向外，圆桶的某直径两端开有小孔，粒子束以不同角度由小孔入射，将以不同速度从另一个孔射出。
有一粒子源发射出速度连续分布、比荷为2.0×1011C/kg的带正电粒子，若某粒子出射的速度大小为×106m/s，粒子间相互作用及重力均不计，则该粒子的入射角θ为（）A. B. C. D.【参考答案】B【命题意图】本题以带电粒子射入圆形匀强磁场区域做匀速圆周运动为情景，考查洛伦兹力、牛顿运动定律及其相关知识点。
【解题思路】画出粒子在圆形匀强磁场区域运动轨迹，如图所示，由图中几何关系可得rcosθ=R，由洛伦兹力提供向心力，qvB=m2vr，q/m=2.0×1011C/kg，联立解得θ=45°，选项B正确。
【方法归纳】对于带电粒子在有界匀强磁场中的运动，首先根据题述情景画出带电粒子运动轨迹，根据几何关系得出轨迹半径r （或r 的表达式），然后利用洛伦兹力等于向心力列方程解答。
2.(多选)(2019·广东省惠州市模拟)如图所示，在半径为R 的圆形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P 以速度v 垂直磁场正对着圆心O 射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q 、质量为m ，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是( )A ．粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长B ．射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心OC ．射出磁场的粒子一定能垂直打在MN 上D ．只要速度满足v ＝qBR m ，入射的粒子出射后一定垂直打在MN 上【参考答案】 BD【名师解析】 速度不同的同种带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中轨道半径越大，弧长越长，轨迹对应的圆心角θ越小，由t ＝θ2πT 知，运动时间t 越小，故A 错误；带电粒子的运动轨迹是圆弧，根据几何知识可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线一定过圆心，故B 正确；速度不同，半径不同，轨迹对应的圆心角不同，对着圆心入射的粒子，出射后不一定垂直打在MN 上，与粒子的速度有关，故C 错误；速度满足v ＝qBR m 时，粒子的轨迹半径为r ＝mvqB ＝R ，入射点、出射点、O 点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径垂直，粒子一定垂直打在MN 板上，故D 正确．3．（6分）（2019湖北武汉武昌5月调研）如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界），两圆的半径分别为R 、3R ，圆心为O ．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P 点沿PO 方向以速度v 1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P 点射入的速度大小变为v 2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v 1：v 2至少为（ ）A．B．C．D．2【参考答案】B【命题意图】本题以带电粒子在圆环形磁场区域的运动为情景，意在考查洛伦兹力和牛顿运动定律及其相关知识点。
专题10 磁场一．选择题1．（2019年1月湖北黄冈市调研）已知长直通电导线产生的磁场中，某点的磁感应强度满足B=k rI (其中k 为比例系数，I 为电流强度，r 为该点到直导线的距离)。
如图，A 、B 、C 三根相互平行的固定长直导线分别位于等腰直角三角形的三个顶点，均通有电流I ，A 、B 两根导线中电流方向垂直纸面向里，C 导线中电流垂直纸面向外，下列说法正确的是A.A 导线所受磁场作用力的方向与AB 平行B.C 导线所受磁场作用力的方向与AB 垂直C.A 、B 、C 三根单位长度所受的磁场作用力大小之比为1︰1︰2D.A 、B 、C 三根单位长度所受的磁场作用力大小之比为2︰2︰1【参考答案】BC2. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，直径为d 的圆形区域内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，MN 为圆的直径，一重力不计的带电粒子从M 点沿MN 方向以速度ν射入磁场区域，最后从圆周上的P 点离开磁场，若∠NOP=60°，下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子的比荷为Bdv 332 C.洛伦兹力对粒子的冲量为零 D.粒子在磁场中运动的时间为vd 63 【参考答案】BD 【命题意图】本题考查带电粒子在圆形磁场区域运动，冲量和动量定理及其相关知识点。
【方法归纳】带电粒子在有界匀强磁场中运动，可根据题述条件画出运动轨迹，由几何条件可以得出运动轨迹半径r ，由洛伦兹力提供向心力列方程得出待求量。
若容易得出轨迹弧长s，由t=s/v得出带电粒子在磁场中的运动时间。
3.（2019福建泉州质检）如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不断地释放出同种粒子，粒子以相同的速率v射入磁场、粒子重力及粒子间的作用均不计。
图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。
专题 磁场1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）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，已如导体棒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 ．0【答案】B【解析】设每一根导体棒的电阻为R ，长度为L ，则电路中，上下两路电阻之比为，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比12:1:2I I =。
如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L ，根据安培力计算公式F ILB =，可知，得12F F '=，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN 所受的合力大小为，故本题选B 。
2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）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 ．14kBlB ．14kBl ，54kBlC ．12kBlD ．12kBl ，54kBl【答案】B【解析】a 点射出粒子半径R a =4l=a mv Bq ，得：v a =4Bql m =4Blk ，d 点射出粒子半径为，R =54l ，故v d =54Bql m =54klB ，故B 选项符合题意3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。
一质量为m 、电荷量为q （q >0）的粒子垂直于x 轴射入第二象限，随后垂直于y 轴进入第一象限，最后经过x 轴离开第一象限。
粒子在磁场中运动的时间为A ．5π6mqBB ．7π6mqBC ．11π6mqBD ．13π6mqB【答案】B【解析】运动轨迹如图。
高考物理磁场高考真题2019年高考物理试题中，磁场部分是考查学生掌握磁场相关知识的重要环节。
磁场是物理学中一个重要的概念，也是高考物理考试的热点之一。
下面将介绍一些高考真题中的磁场问题，帮助考生更好地理解和应对这一考点。
**1. 某电子以速度v进入均匀磁感应强度为B的磁场内，磁场方向与电子速度方向成90度，求磁场作用力与电子速度方向的夹角。
**根据洛伦兹力的公式F=qvBsinθ，其中F为磁场作用力，q为电子电荷，v为电子速度，B为磁感应强度，θ为磁场与速度的夹角。
由题可知，θ=90度，所以sinθ=1，因此磁场作用力与电子速度方向的夹角为90度。
**2. 一条长直导线通以电流I，沿导线有两点A、B，A处离导线距离为r1，B处离导线距离为r2，r1小于r2。
设磁感应强度为B1与B2，那么B1与B2的关系是什么？**根据安培环路定理，磁场大小与电流的大小成正比，与导线到磁场的距离成反比。
由此可知，B1与B2的关系为B1>B2。
**3. 一匀强磁场使质子运动，若质子受到的磁场力和向心力大小相等，则质子的速率为多少？**在匀强磁场中，磁场力F=qvB，向心力Fc=mv²/r，其中q为质子电荷，v为质子速率，B为磁感应强度，m为质子质量，r为运动半径。
当F=Fc时，有qvB=mv²/r，解得v=Br/q。
**4. 一长度为l的直导线通以电流I，在它上端$A$处放置一个带正电的粒子，粒子受安培力作用，求安培力的大小。
**根据洛伦兹力的公式F=qvBsinθ，其中F为安培力，q为粒子电荷，v为粒子速度，B为磁感应强度，θ为速度与磁场的夹角。
在该题中，θ=90度，所以sinθ=1，即安培力的大小为F=qvB。
通过以上几道高考物理磁场真题的解析，我们可以看到磁场问题在高考物理考试中的重要性。
掌握好磁场相关知识，熟练应用公式进行计算，将有助于考生在高考中取得更好的成绩。
希望同学们在复习备考中多多练习，提升解题能力，取得优异的成绩。
（选修3-1）第三部分 磁场专题3.11 圆形边界磁场问题（基础篇）一．选择题1.（2019合肥三模）图示为一粒子速度选择器原理示意图。
半径为l 0cm 的圆柱形桶内有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.0×10-4T ，方向平行于轴线向外，圆桶的某直径两端开有小孔，粒子束以不同角度由小孔入射，将以不同速度从另一个孔射出。
有一粒子源发射出速度连续分布、比荷为2.0×1011C/kg 的带正电粒子，若某粒子出射的速度大小为×106m/s ，粒子间相互作用及重力均不计，则该粒子的入射角θ为（ ）A. B. C. D.2.(多选)(2019·广东省惠州市模拟)如图所示，在半径为R 的圆形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板．从圆形磁场最高点P 以速度v 垂直磁场正对着圆心O 射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q 、质量为m ，不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是( )A ．粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长B ．射出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心OC ．射出磁场的粒子一定能垂直打在MN 上D ．只要速度满足v ＝qBR m，入射的粒子出射后一定垂直打在MN 上 3．（6分）（2019湖北武汉武昌5月调研）如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界），两圆的半径分别为R 、3R ，圆心为O ．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P 点沿PO 方向以速度v 1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为（）A．B．C．D．24.（2018金考卷）如图所示，在xOy坐标系中，以（r，0）为圆心的圆形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在y>r的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场。
2019高考物理二轮专项练习精品卷--磁场考试范围：磁场一、选择题〔此题共10小题，每题4分，共40分。
在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
〕1、电子作近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场。
如下图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点〔图中白点〕为坐标原点，沿z 轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为 〔 〕【思路点拨】我们可以从条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布看出，两极处磁感线最密，而磁铁的两极处磁场最强。
因此磁感线的疏密可以反映磁场的强弱，磁感线分布密的地方磁场就强，反之那么弱。
【答案】C【解析】磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线。
其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，沿z 轴正方向磁感线由密到疏再到密，即磁感应强度由大到小再到大，只有C 正确。
2、如右图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd ，e 是ad 的中点，f是cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的带电粒子，恰好从e 点射出，那么〔〕A 、如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d 点射出B 、如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f 点射出C 、如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d 点射出D 、只改变粒子的速度使其分别从e 、d 、f 点射出时，从f 点射出所用时间最短【命题立意】主要考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式。
【思路点拨】假设带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v 做匀速圆周运动。
①轨道半径公式：r =mv /qB ②周期公式：T =2πm /qB 。
【答案】AD【解析】作出示意图如下图，根据几何关系可以看出，当粒子从d 点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式qBmv R =可知，速度也增大为原来的二倍，选项A 正确，显然选项C 错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从f 点射出，选项B 错误；据粒子的周期公式qBm T π2=，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e 、d 射出时所用时间相等，从f 点射出时所用时间最短。
高考物理电磁学知识点之磁场基础测试题含解析(4)一、选择题1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断A．匀强电场方向一定是水平向左B．油滴沿直线一定做匀加速运动C．油滴可能是从N点运动到M点D．油滴一定是从N点运动到M点2．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是（）A．N1＞N2,弹簧长度将变长B．N1＞N2,弹簧长度将变短C．N1＜N2,弹簧长度将变长D．N1＜N2,弹簧长度将变短3．2019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.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两4．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5．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6．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7．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。
专题能力训练8电场性质及带电粒子在电场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.一个正七边形七个顶点上各固定一个电荷量为q的点电荷,各电荷的电性如图所示,O点是正七边形的几何中心。
若空间中有一点M,且MO垂直于正七边形所在平面,则下列说法正确的是()A.M点的电场强度方向是沿着OM连线,由O点指向M点B.M点的电场强度方向是沿着OM连线,由M点指向O点C.将一个负检验电荷从M点移动到无穷远处,电场力做正功D.将一个正检验电荷从M点移动到无穷远处,电场力做正功2.(2018·全国卷Ⅰ)如图所示,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。
设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号,B.a、b的电荷异号,C.a、b的电荷同号,D.a、b的电荷异号,3.如图所示,匀强电场中有一圆,其平面与电场线平行,O为圆心,A、B、C、D为圆周上的四个等分点。
现将某带电粒子从A点以相同的初动能向各个不同方向发射,到达圆周上各点时,其中过D点动能最大,不计重力和空气阻力。
则()A.该电场的电场线一定是与OD平行B.该电场的电场线一定是与OB垂直C.带电粒子若经过C点,则其动能不可能与初动能相同D.带电粒子不可能经过B点4.真空中有一带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。
根据电势图象(φ-r图象),下列说法正确的是()A.该金属球可能带负电B.A点的电场强度方向由A指向BC.A点和B点之间的电场,从A到B,其电场强度可能逐渐增大D.电荷量为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做功W=q(φ2-φ1)5.电源和一个水平放置的平行板电容器、两个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路。
2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题10 磁场1．某空间存在匀强磁场和匀强电场。
一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。
2．（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和，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B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 AC可解得： ;故AC正确；故选AC点睛：磁场强度是矢量，对于此题来说ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。
3．（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是（）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 AD【解析】本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。
专题10 磁场一、单选题1．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（）A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】 C【解析】由于在放射现象中放出组成α射线的α粒子带正电，β射线的β粒子带负电，γ射线不带电，根据电场力的方向与左手定则，可判断三种射线在电磁场中受力的方向，即③④表示α射线，①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，所以C正确，A、B、D错误。
考点：本题考查三种射线、电场力、洛伦兹力（左手定则的应用）2．取两个完全相同的长导线．用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当在该螺线管中通以电流强度为I的电流长，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。
若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A. 0B. 0.5BC. BD. 2B【答案】 A考点：磁场的叠加，右手定则。
3．关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是（）A.利用回旋加速器加速粒子时，通过增大半径，可以使粒子的速度超过光速B.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性C.用双缝干涉测光波的波长时，若减小双缝间的距离，则同种光波的相邻明条纹间距将减小D.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性【答案】 B考点：回旋加速器；激光；光的干涉。
4．如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是（）【答案】 A【解析】要使导线能够静止在光滑的斜面上，则导线在磁场中受到的安培力必须是斜向上的，通过左手定则判断得出，只有A受到的安培力才是斜向上的，故A是正确的。
考点：左手定则，力的平衡。
5．如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为L的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内。
当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小．方向是 ( ) （）B. ，竖直向下C. D.【答案】 D【解析】为了使该棒仍然平衡在该位置上，得：，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上．故D正确，考点：考查了安培力的求解6．如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是（）A. 摩擦力大小不变，方向向右B. 摩擦力变大，方向向右C. 摩擦力变大，方向向左D. 摩擦力变小，方向向左【答案】 B考点：考查了安培力，法拉第电磁感应定理，楞次定律【名师点睛】本题关键根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势如何变化，即可判断感应电流和安培力的变化．7．如图所示，带电平行金属板相互正对水平放置，两板间存在着水平方向的匀强磁场。
专题9.3 磁场叠加一．选择题1．如图所示，在直角三角形ABC 的A 点和B 点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限长通电直导线，其电流强度分别为I A 和I B ，∠A ＝30°，通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度B ＝k I r，k 为比例系数，r 为该点到导线的距离，I 为导线的电流强度．当一电子在C 点的速度方向垂直纸面向外时，所受洛伦兹力方向垂直BC 向下，则两直导线的电流强度I B 与I A 之比为( )A ．12B ．34C ．32D ．14【参考答案】D2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有一根水平放置的通电长直导线，电流方向向左，abcdef是与直导线在同一平面内关于直导线对称的正六边形，且与磁场方向平行，下列关于各点的磁感应强度大小与方向的说法主确的是A. a、d两点的磁场方向相同B. b、e两点的磁场方向相同C. a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度D. a点的磁感应强度大于f点的磁感应强度【参考答案】C【点睛】根据安培定则判断电流周围的磁场；磁感应强度是矢量，需按平行四边形定则合成来比较大小。
3．（2012·全国）如题21-13图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、o、b在M、N的连线上，o为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到o 点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是A．.o点处的磁感应强度为零B．.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．.a、c两点处磁感应强度的方向不同【参考答案】CD4．（2014·江苏省四市调研）如题21-14图甲所示，无限长导线，均通以恒定电流I．直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图乙中O处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是( )【参考答案】A【名师解析】图甲中O处磁场的磁感应强度实际上是两段1/4圆弧顺时针方向电流产生的。
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考点10 磁场一、选择题1.（2018·海南物理·T7）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
下列说法正确的是（ ）A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应，定量经出了电能和热能之间的转换关系 【思路点拨】对物理学史的认识。
【精讲精析】选ACD 。
奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间的联系，故A 正确；欧姆定律是反映了导体中的电流与电压和电阻的关系，B 错误；法拉第实现了转磁为电的梦想，揭示了磁现象和电现象的关系，故C 正确；焦耳发现了电流的热效应，并且定量给出了电能和热能之间的转换关系，故D 正确.2.（2018·海南物理·T10）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。
一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射。
这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。
不计重力。
下列说法正确的是（ ）A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大【思路点拨】解答本题时可以根据粒子在磁场中运动的周期和半径公式决定。
【精讲精析】选BD 。
根据带电粒子在磁场中运动的周期mT qBπ=２，由此可知两种粒子在磁场中的运动周期相同，若速度不同的粒子在磁场中转过的圆心角相同时，轨迹可以不同，但运动时间相同，由半径公式mv R qB=可知，入射角相同的粒子，轨迹相同。
专题能力训练10 带电粒子在组合场、复合场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.右图为“滤速器”装置示意图。
a、b为水平放置的平行金属板,其电容为C,板间距离为d,平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
a、b板带上电荷,可在平行板内产生匀强电场,且电场方向和磁场方向互相垂直。
一带电粒子以速度v0经小孔O进入正交电磁场可沿直线OO'运动,由O'射出,粒子所受重力不计,则a板所带电荷量情况是()A.带正电,其电荷量为B.带负电,其电荷量为C.带正电,其电荷量为CBdv0D.带负电,其电荷量为2.1922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,则下列说法正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小3.如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面。
当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()A.0B.2mgC.4mgD.6mg4.如图所示,虚线区域空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电磁复合场,有一个带正电小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么带电小球可能沿直线通过的是()A.①②B.③④C.①③D.②④5.如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束,下列说法正确的是()A.组成A、B束的离子都带负电B.组成A、B束的离子质量一定不同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外6.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。
大学物理磁场考试练习题一、选择题1．空间某点的磁感应强度的方向，一般可以用下列几种办法来判断，其中哪个是错误的？（） （A ）小磁针北（N ）极在该点的指向；（B ）运动正电荷在该点所受最大的力与其速度的矢积的方向；（C ）电流元在该点不受力的方向；（D ）载流线圈稳定平衡时，磁矩在该点的指向。
2．下列关于磁感应线的描述，哪个是正确的?（） （A ）条形磁铁的磁感应线是从N 极到S 极的； （B ）条形磁铁的磁感应线是从S 极到N 极的； （C ）磁感应线是从N 极出发终止于S 极的曲线； （D ）磁感应线是无头无尾的闭合曲线。
3．磁场的高斯定理说明了下面的哪些叙述是正确的？（）a 穿入闭合曲面的磁感应线条数必然等于穿出的磁感应线条数；B⎰⎰=⋅0S d Bb 穿入闭合曲面的磁感应线条数不等于穿出的磁感应线条数；c 一根磁感应线可以终止在闭合曲面内；d 一根磁感应线可以完全处于闭合曲面内。
（A ）ad ；（B ）ac ；（C ）cd ；（D ）ab 。
4．如图所示，在无限长载流直导线附近作一球形闭合曲面S ，当曲面S 向长直导线靠近时，穿过曲面S 的磁通量和面上各点的磁感应强度B 将如何变化？（） （A ）增大，B 也增大； （B ）不变，B 也不变； （C ）增大，B 不变； （D ）不变，B 增大。
5．两个载有相等电流I 的半径为R 的圆线圈一个处于水平位置，一个处于竖直位置，两个线圈的圆心重合，则在圆心o 处的磁感应强度大小为多少?（） （A ）0；（B ）； （C ）；（D ）。
ΦΦΦΦΦR I 2/0μR I 2/20μR I /0μISIIo二、填空题1．如图所示，均匀磁场的磁感应强度为B =0.2T ，方向沿x 轴正方向，则通过abod 面的磁通量为_________，通过befo 面的磁通量为__________，通过aefd 面的磁通量为_______。
2．真空中一载有电流I 的长直螺线管，单位长度的线圈匝数为n ，管内中段部分的磁感应强度为________，端点部分的磁感应强度为__________。
磁场1.如图所示，表面粗糙的水平传递带在电动机的带动下以速度v 匀速运动，在空间中边长为2L的正方形固定区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。
质量为m，电阻为R，边长为L的正方形金属线圈abcd平放在传送带上，与传送带始终无相对运动，下列说法中正确的是A．在线圈进入磁场过程与穿出磁场过程中，感应电流的方向都沿abcda方向B．在线圈穿过磁场区域的过程中，线圈始终受到水平向左的安培力C．在线圈进入磁场过程中，线圈所受静摩擦力的功率为23 B L RvD．在线圈穿过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为23 2B L Rv2.如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力及空气阻力，下列说法正确的是（）A．甲带负电荷，乙带正电荷B．甲的质量大于乙的质量C．洛伦兹力对甲做正功D．甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间3. 对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”。
人们假定，在N 极上聚集着正磁荷，在S 极上聚集着负磁荷。
由此可以将磁现象与电现象类比，得出一系列相似的定律，引入相似的概念。
例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等。
在磁荷观点中磁场强度定义为：其大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同。
则一个磁荷量为6Nm/A （磁荷量的单位是“牛米每安”）的磁荷在磁场强度为3A/m （磁场强度的单位是“安每米”）的磁场中受到的磁场力为：A ．18NB ．0.5NC ．2ND ．3N 4. 如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M 、N 接电源线。
闸刀处于垂直纸面向里B ＝0.1 T 的匀强磁场中，CO 间距离10 cm 。
当磁场力为0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开。
则要使闸刀开关能跳开，通过绝缘手柄CO 中的电流的大小和方向为A ．电流大小为20A ，电流方向O →CB ．电流大小为20 A ，电流方向C →OC ．电流大小为2 A ，电流方向O →CD ．电流大小为2 A ，电流方向C →O5. 环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示正、负粒子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在与圆环平面垂直的匀强磁场，调节磁感应强度的大小可使两种带电粒子被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，并在碰撞区内迎面甲 乙 P B M Noo相撞。
为维持带电粒子沿环状空腔的中心线做匀速圆周运动，下列说法正确是A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m 越大，磁感应强度B 越小B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m 越大，磁感应强度B 越大C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子做圆周运动的周期越大D ．对于给定的带电粒子，粒子做圆周运动的周期与加速电压U 无关6. 如图25-1所示，R 为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B ，LL’为厚纸板，MN 为荧光屏，今在屏上P 点处发现亮斑，则到达P 点处的放射性物质微粒和虚线范围内B 的方向分别为（ ）A 、a 粒子，B 垂直于纸面向外B 、a 粒子，B 垂直于纸面向内C 、粒子，B 垂直于纸面向外D 、粒子B 垂直于纸面向内7. 如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B 1＝1T 。
位于纸面内的细直导线，长L ＝1m ，通有I ＝1A 的恒定电流。
当导线与B 成600夹角时，发现其受到的安培力为零。
则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B 2大小可能值（ ）ββA ．TB ．TC ．1 TD ．T8. 洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的．励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，玻璃泡内充有稀薄的气体，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹，其结构如图所示．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）A ．只增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变大，电子运动一周的时间（周期）不变B ．只增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变，电子运动一周的时间（周期）变短C ．只增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小，电子运动一周的时间（周期）不变D ．只增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变，电子运动一周的时间（周期）变长212339. 在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
则下列说法中正确的是A ．甲、乙两粒子所带电荷种类不同B ．若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大C ．若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大D ．该磁场方向一定是垂直纸面向里10. 如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P 、Q 之间有一个很强的磁场。
一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。
把P 、Q 与电阻R 相连接。
下列说法正确的是A ．Q 板的电势高于P 板的电势B ．R 中有由b 向a 方向的电流C ．若只改变磁场强弱，R 中电流保持不变D ．若只增大粒子入射速度，R 中电流增大洛伦兹力演示仪实物图 励磁线圈玻璃泡 励磁线圈侧视图U + -励磁线圈 （前后各一个）玻璃泡电子枪初速度 电子运动径迹结构示意图 甲 乙11. 在粒子物理学的研究中，经常应用“气泡室”装置。
粒子通过气泡室中的液体时能量降低，在它的周围有气泡形成，显示出它的径迹。
如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。
下列有关甲、乙两粒子的判断正确的是A ．甲粒子带正电B ．乙粒子带负电C ．甲粒子从b 向a 运动D ．乙粒子从c 向d 运动12. 如图所示，平行板电容器上极板MN 与下极板PQ 水平放置，一带电液滴从下极板P 点射入，恰好沿直线从上极板N 点射出。
下列说法正确的是（ ）A ．该电容器上极板一定带负电B ．液滴从P 点到N 点的过程中速度增加C ．液滴从P 点到N 点的过程中电势能减少D ．液滴从P 点以原速度射入时，若再加一垂直纸面向内的匀强磁场，则液滴可能做匀速直线运动NS P b aR Q13.在匀强磁场中有一带正电的粒子甲做匀速圆周运动，当它运动到M点时，突然向与原运动相反的方向放出一个不带电的粒子乙，形成一个新的粒子丙。
如图3所示，用实线表示粒子甲运动的轨迹，虚线表示粒子丙运动的轨迹。
若不计粒子所受重力及空气阻力的影响，则粒子甲和粒子丙运动的轨迹可能是14. 在磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，固定金属杆和外电路接通（图中未画出），通有M至N的电流。
金属杆横横截面积为、接入电路部分长为，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。
设自由电子定向移动的速率均为，则下列说法正确的是：A．金属杆内自由电子个数为nSB．金属杆中自由电子运动方向为M至NC．金属杆所受所安培力的大小可表示为D．金属杆中电流强度为I = n e v15.如图所示，平行金属导轨MN和PQ与水平面成θ角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。
质量为m、电阻为图3甲丙AM甲丙CM甲丙DM甲丙BMR/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。
已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1，此时导体棒所受安培力的功率为P1；t2时刻导体棒上滑的速度为v2，此时电阻R2消耗的电功率为P2，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。
则( )A．t1时刻电阻R1的功率为P1/2B t2时刻导体棒的电功率为4P2C．t2时刻导体棒受到的安培力为4P2/v2D．t1~t2这段时间内整个回路产生的电热22121122Q mv mv =-16.如图3所示，平行金属导轨MN和PQ与水平面成θ角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。
质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。
已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1，此时电阻R1消耗的电功率为P1；t2时刻导体棒上滑的速度为v2，此时电阻R2消耗的电功率为P2，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。
则( )A．t1时刻导体棒受到的安培力的大小为6P1/v1B t2时刻导体棒克服安培力做功的功率为4P2C．t1~t2这段时间内导体棒克服安培力做的功为4P1(t2-t1)D ．t 1~t 2这段时间内导体棒受到的安培力的冲量大小为m (v 1-v 2)17. 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b 粒子在电场中的运动( )A ．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18. 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。
两个微粒所受重力均忽略。
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t图3 v 1 ab PN M θθR 1R 2C.轨迹为Pb，至屏幕的时间将等于tD.轨迹为Pa，至屏幕的时间将大于t19.如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场方向相互垂直。
一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转。
则这些粒子一定具有相同的qA．质量m B．电量q C．运动速度v D．比荷m20.为了科学研究的需要，常常将带电粒子储存在圆环形状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，如图所示。
如果磁场的磁感应强度为B，质子（11H）和α粒子（42He）在空腔中做圆周运动的轨迹相同，质子和α粒子在圆环空腔中运动的速率分别为v H和vα，运动周期分别为T H和Tα，则以下判断正确的是( )A．v H≠vα；T H≠TαB．v H=vα；T H=TαC．v H=vα；T H≠TαD．v H≠vα；T H=Tα21.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。
