2019届高考物理真题同步分类解析专题06磁场

2019高考物理试题重点原创精品系列：专项10磁场（解析版）【考点预测】磁场一般会以选项题和计算题两种形式出现，假设是选项题一般考查对磁感应强度、磁感线、安培力和洛仑兹力这些概念的理解，以及安培定那么和左手定那么的运用；假设是计算题主要考查安培力大小的计算，以及带电粒子在磁场中受到洛伦兹力和带电粒子在磁场中的圆周运动的分析判断和计算，尤其是带电粒子在电场、磁场中的运动问题对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，仍是本考点的重点内容，有可能成为试卷的压轴题。

由于本考点知识与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此考题还可能以科学技术的具体问题为背景，考查学生运用知识解决实际问题的能力和建模能力。

预测2018年的高考基础试题仍是重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题、综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识、主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等、此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。

【考点定位】【三年真题】【2018高考试题解析】〔2018•重庆〕如下图，正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场、在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动，t＝0时刻，其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点、以下图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是()ABCD【考点定位】磁场〔2018·广东〕15.质量和电量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2种虚线所示，以下表述正确的选项是()A 、M 带负电，N 带正电B.M 的速度率小于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【答案】A【解析】由左手定那么可知M 带负电，N 带正电，故A 选项正确。

2019年高考物理试题磁场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拓展：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，L 2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B，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拓展：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【拓展】此题中套在一根铁芯上的两个线圈，实际上构成一个变压器。

专题10 磁场一．选择题1.【2019武汉联考】如图所示，PQ 、MN 是放置在水平面内的光滑导轨，GH 是长度为L 、电阻为r 的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为k 。

导体棒处在方向向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中。

图中E 是电动势为E 、内阻不计的直流电源，电容器的电容为C 。

闭合开关，待电路稳定后，下列说法正确的是( )A ．导体棒中电流为12ER R r ++B ．轻弹簧的长度增加1()BLEk R r +C ．轻弹簧的长度减少2()BLEk R r +D ．电容器带电量为1()ECrk R r +【参考答案】D2.（2019黑龙江齐齐哈尔五校联考）如图所示，长方形ABCD 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，边长，E 、F 分别为AD 、BC 边的中点，在A 处有一粒子源，可以沿AB 方向射出不同速率的带正电的同种粒子，粒子的质量为m ，电量为q ，不计粒子的重力，对于粒子在磁场中的偏转，下列说法正确的是A. 粒子可能从C点射出磁场B. 粒子在磁场中的运动时间可能为C. 从D点射出的粒子在磁场中运动的时间是从E点射出粒子在磁场中运动时间的2倍D. 从E点射出的粒子在磁场中运动的时间是从F点射出粒子在磁场中运动时间的2倍【参考答案】D粒子在磁场中做圆周运动的周期：，粒子从AD边离开磁场时在磁场中的运动时间：，粒子恰好从BC中点离开磁场时的运动时间：，粒子从BF间离开磁场时的运动时间：，由此可知，粒子在磁场在的运动时间为：、或、或，由于，粒子在磁场中的运动时间不可能为，故B错误；从D点射出的粒子在磁场中运动的时间与从E点射出粒子在磁场中运动时间相等，都为，故C错误；从E点射出的粒子在磁场中运动的时间为，F点是BC的中点，从F点射出粒子在磁场中运动时间是，故从E点射出的粒子在磁场中运动的时间一定是从F点射出粒子在磁场中运动时间的2倍，故D正确。

故选：D。

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。

阶段示范性金考卷(八)(教师用书独具)本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷 (选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、2、4、6、7、9、10、12小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第3、5、8、11小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小为B.下列说法正确的是( )A. O 点的磁感应强度大小为2BB. O 点的磁感应强度大小为5BC. O 点的磁感应强度方向水平向右D. O 点的磁感应强度方向沿OI 3方向指向I 3解析：由安培定则可知电流大小为I 3的导线在O 点产生的磁感应强度方向垂直于O 点指向I 2，同样由安培定则可知I 1与I 3在O 处磁感应强度相同，I 2在O 点磁感应强度方向指向I 3.由平行四边形定则可得B 0＝＋2＋B 2＝5B ，设方向与OI 3连线夹角为α，可得tan α＝2B B＝2，所以α＝arctan2.答案：B2. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L 、质量为m 的直导线，当通以电流I 时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B 的大小和方向可能是( )A. B ＝mgtan α/(IL)，方向垂直斜面向上B. B ＝mgsin α/(IL)，方向垂直斜面向下C. B ＝mgtan α/(IL)，方向竖直向上D. B ＝mg/(IL)，方向水平向右解析：当磁场方向垂直斜面向上时，由左手定则可知，安培力方向沿斜面向下，导线不可能静止，A 错误；同理可知C 、D 错误；磁场方向垂直斜面向下时，安培力沿斜面向上，由平衡条件得：BIL ＝mgsin α，解得B ＝mgsin αIL，故答案为B. 答案：B3. [2018·广州实验中学检测]如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．如果台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而增大解析：如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向下，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为N极，选项A正确，选项B、C错误．由F＝BIL可知选项D正确．答案：AD4. 如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是( )A. 始终做匀速运动B. 始终做减速运动，最后静止于杆上C. 先做加速运动，最后做匀速运动D. 先做减速运动，最后做匀速运动解析：给滑环一个瞬时作用力，滑环获得一定的速度v，当qvB＝mg时，滑环将以v做匀速直线运动，故A 正确．当qvB<mg时，滑环受摩擦阻力做减速运动，直到停下来，故B正确．当qvB>mg时，滑环先做减速运动，当减速到qvB＝mg后，以速度v＝mgqB做匀速直线运动，故D对．由于摩擦阻力作用，滑环不可能做加速运动，故C错，应选C.答案：C5. [2018·山西四校联考]如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入．下面判断正确的是( )A. 两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B. 两电子在磁场中运动的时间一定不相同C. 进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D. 进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场解析：两个电子以相同的速度分别飞入两个磁感应强度相同的磁场区域，两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同，A 正确；当运动的轨道半径等于圆形磁场区域的半径时，两电子在磁场中运动的时间都为T/4，时间相同，B 错误；进入圆形磁场区域的电子不一定先飞离磁场，二者可能同时飞出磁场，进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场，C 错误，D 正确．答案：AD6. 如图所示，一个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端由静止下滑到底端时速度为v ，若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，则带电体滑到底端时速度将( )A. 大于vB. 小于vC. 等于vD. 无法确定解析：由左手定则判断带负电的物体沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所以使物体与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端的过程中克服摩擦力做的功增多，根据动能定理可知，滑到底端时的动能小于无磁场时滑到底端的动能，故速率变小．答案：B7. [2018·江西景德镇]如图所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R 的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M 、N ，现有一束速率不同、比荷均为k 的正、负离子，从M 孔以α角入射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N 孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)．则从N 孔射出的离子( )A. 是正离子，速率为kBR/cos αB. 是正离子，速率为kBR/sin αC. 是负离子，速率为kBR/sin αD. 是负离子，速率为kBR/cos α解析：根据左手定则可判断出，从N 孔射出的离子是正离子，从N 孔射出的离子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹所对圆心角等于入射离子的偏向角2α，如图所示，根据几何关系可得，粒子做圆周运动的轨道半径r ＝R/sin α，根据洛伦兹力提供向心力得，Bvq ＝mv2r，解得，v ＝kBR/sin α，B 项正确．答案：B8. [2018·江西重点中学联考]如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导电圆环上载有如图所示的恒定电流I ，则下列说法正确的是( )A. 导电圆环有收缩的趋势B. 导电圆环所受安培力方向竖直向上C. 导电圆环所受安培力的大小为2BIRD. 导电圆环所受安培力的大小为2πBIR解析：若导线圆环上载有如图所示的恒定电流I ，由左手定则可得导线圆环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsin θ，选项AB 正确．答案：AB9. 如图所示，有a 、b 、c 、d 四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，它们的质量关系有m a ＝m b <m c ＝m d ，以不等的速率v a <v b ＝v c <v d 进入速度选择器后，有两个离子从速度选择器中射出，进入磁感应强度为B 2的磁场，另两个离子射向P 1和P 2.由此可判定( )A. 射向P 1的是a 离子B. 射向P 2的是b 离子C. 射向A 1的是c 离子D. 射向A 2的是d 离子解析：通过在磁场中的偏转轨迹知，离子带正电．在速度选择器中，有qE ＝qvB.v ＝EB ，只有速度满足一定值的离子才能通过速度选择器．所以只有b 、c 两离子能通过速度选择器．a 的速度小于b 的速度，所以a 受到的电场力大于洛伦兹力，a 向P 1偏转，故A 正确、B 错误；b 、c 两离子通过速度选择器进入磁感应强度为B 2的磁场中，根据r ＝mvqB知，质量大的半径大，故射向A 1的是b 离子，射向A 2的是c 离子，故C 、D 错误．答案：A10. 利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．板MN 下方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场．板上有一小孔O 和宽为d 的缝AC ，小孔与缝左端A 的距离为L.一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从小孔垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A. 这些粒子从缝射出的速度方向不一定垂直于MNB. 从缝右端C 点射出的粒子比从缝左端A 点射出的粒子在磁场中运动的时间长C. 射出粒子的最大速度为＋mD. 保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差不变解析：由几何关系可知，当粒子垂直于MN 射入磁场时，一定以垂直于MN 的方向射出磁场，在磁场中运动的时间与速度大小无关，故选项A 、B 错误；射出粒子的最大半径为R ＝L ＋d 2，由Bqv ＝m v2R 得最大速度为＋2m，选项C 错误；最小速度为LBq 2m ，最大速度与最小速度之差Δv ＝dBq2m，与L 无关，故选项D 正确．答案：D11. [2018·江苏扬州中学高三质检]如图所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向自A 点射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )A ．从P 射出的粒子速度大B ．从Q 射出的粒子速度大C ．从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D ．两粒子在磁场中运动的时间一样长解析：作出各自的轨迹如图所示，根据圆周运动特点知，分别从P 、Q 点射出时，速度方向与AC 边夹角相同，故可判定从P 、Q 点射出时，半径R 1<R 2，所以从Q 点射出的粒子速度大，B 正确；根据图示可知，两个运动轨迹所对应的圆心角相等，所以从P 、Q 点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．BD 正确．答案：BD12. 如图所示，有一长方体金属块放在垂直表面C 的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属块的厚度为d ，高为h ，当有稳恒电流I 沿平行平面C 的方向通过金属块时，金属块上、下两面M 、N 上的电势分别为j M 、j N ，则下列说法中正确的是( )A. 由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为BI ed |1j M －j N |B. 由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为BI eh |1j M －j N |C. M 面比N 面电势高D. 金属块的左面比右面电势低解析：由于洛伦兹力作用使电子堆积在金属块上表面且形成一附加电场，方向向上．设两面M 、N 上的电势差为U ，则U ＝|j M －j N |，稳定时电子所受的洛伦兹力与电场力相平衡，则evB ＝eU/h ，根据金属导电时的规律I ＝neSv ，式中S ＝dh ，联立各式可得金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目n ＝BI ed |1j M －j N |，选项A 对，B错；由左手定则可知，电子积累在上端面，电势低，故C 错；由于电源外的电路中电流由高电势流向低电势，故D 错．答案：A第Ⅱ卷 (非选择题，共50分)二、计算题(本题共4小题，共50分)13. (12分)[2018·苏州模拟]如图所示为一电流表的原理示意图．质量为m 的均质细金属棒MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于ab .当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合，当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，cb ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx ，则有mg ＝k Δx ， ① 解得：Δx ＝mgk. ②(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下，因此M 端应接正极． (3)设电流表满偏时通过MN 的电流强度为I m ，则有BI m ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)， ③ 联立并代入数据得I m ＝2.5 A ． ④(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有 2B′I m ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)． ⑤解得：B′＝k cb2I m ab. ⑥代入数据得：B′＝0.10 T.答案：(1)mgk(2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10 T14. (12分)如图所示，在xOy 坐标平面的第一象限内存在有场强大小为E 、方向竖直向上的匀强电场，第二象限内存在有方向垂直纸面向外的匀强磁场．荧光屏PQ 垂直于x 轴放置且距y 轴的距离为L.一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子(不计重力)自坐标为(－L,0)的A 点以大小为v 0、方向沿y 轴正方向的速度进入磁场，粒子恰好能够到达原点O 而不进入电场．现若使该带电粒子仍从A 点进入磁场，但初速度大小为22v 0、方向与x 轴正方向成45°角，求：(1)带电粒子到达y 轴时速度方向与y 轴正方向之间的夹角． (2)粒子最终打在荧光屏PQ 上的位置坐标．解析：(1)设磁场的磁感应强度为B ，则由题意可知，当粒子以速度v 0进入磁场时，设其圆周运动的半径为R ，有Bqv 0＝m v 20R ，其中R ＝L2当粒子以初速度大小为22v 0、方向与x 轴正方向成45°角进入磁场时，设其圆周运动的半径为R′，则有Bq22v 0＝m 8v 2R′由以上各式可解得R′＝2L由几何关系可知粒子做圆周运动的圆心在y 轴上，所以该粒子必定垂直于y 轴进入匀强电场．故粒子到达y 轴时，速度方向与y 轴正方向之间的夹角为90°.(2)由几何关系可知CO ＝(2－1)L带电粒子在电场中做类平抛运动，设其运动时间为t ，在电场中向上运动的距离为h ，则有： L ＝22v 0t ，h ＝12at 2，a ＝qEm以上各式联立可解得：h ＝qEL216mv 20所以粒子最终打在荧光屏PQ 上的位置坐标为 (L ，qEL 216mv 20＋(2－1)L) 答案：(1)90° (2)(L ，qEL216mv 20＋(2－1)L) 15. (12分)如图所示，水平放置的矩形容器内充满垂直纸面向外的匀强磁场，容器的高为d ，右边足够宽，底面MN 为荧光屏，在荧光屏中心O 处置一粒子源，可以向纸面内以OA 、OB 为边界的区域内连续均匀发射速率为v 0、质量为m 、电荷量为q 的正粒子，其中沿OA 方向发射的粒子刚好不碰到容器的上板面打在荧光屏上产生荧光．OA 、OB 与MN 的夹角分别为α＝60°，β＝30°，不计粒子的重力及粒子间的相互作用．求：(1)磁场的磁感应强度B 的大小；(2)分别沿OA 、OB 方向发射的粒子在磁场中运动的时间差Δt. 解析：如图为粒子在匀强磁场中的运动轨迹．(1)设粒子源发出的粒子在磁场中运动的半径为r ，对于沿OA 方向发射的粒子，由几何关系得 r ＋rsin β＝d 解得r ＝2d3由牛顿第二定律得Bqv 0＝mv 2r联立解得B ＝3mv 02qd(2)沿OA 、OB 方向发射的粒子在磁场中运动的时间分别设为t 1、t 2，粒子做匀速圆周运动的周期设为T ，则 T ＝2πmBqt 1＝23Tt 2＝16TΔt ＝2T 3－16T联立解得Δt ＝2πd3v 0.答案：(1)3mv 02qd (2)2πd3v 016. (14分)如图所示，第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向外的匀强磁场B 1，磁场的下边界与x 轴重合．一质量m ＝1×10－14kg 、电荷量q ＝1×10－10C 的带正电微粒以某一速度v 沿与y 轴负方向成60°角的方向从N 点射入，经P 点进入第四象限内沿直线运动，一段时间后，微粒经过y 轴上的M 点并沿与y 轴负方向成60°角的方向飞出．第四象限内有互相正交的匀强电场E 与匀强磁场B 2，E 的大小为0.5×103V/m ，B 2的大小为0.5 T ；M 点的坐标为(0，－10 cm)，N 点的坐标为(0,30 cm)，不计微粒重力．(1)求匀强磁场B 1的大小和微粒的运动速度v. (2)B 1磁场区域的最小面积为多少？解析：(1)带正电微粒以某一速度v 沿与y 轴负方向成60°角的方向从N 点射入，由于重力忽略不计，微粒在第一象限内仅受洛伦兹力做匀速圆周运动；微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以微粒必做匀速直线运动，因此，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，由力的平衡有Eq ＝B 2qv所以v ＝E B 2＝0.5×1030.5 m/s ＝1×103m/s根据题意画出微粒的运动轨迹如图：因为M 点的坐标为(0，－10)，N 点的坐标为(0,30)，由几何关系可知微粒在第一象限内做圆周运动的半径为R ＝2033 cm ＝315m 微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即qB 1v ＝m v 2R解得B 1＝32T. (2)由图可知，磁场B 1的最小区域应该分布在图示的矩形PACD 内．由几何关系易得 PD ＝2Rsin60°＝0.2 m PA ＝R(1－cos60°)＝330m 所以，所求磁场的最小面积为 S ＝PD·PA＝15×330 m 2＝3150 m 2.答案：(1)32 T 1×103m/s (2)3150m 2。

2019年物理试卷“磁场”部分试题解析A.考纲要求“磁场”部分知识，其出题综合度之大，考查程度之深，要求分析能力之高，让无数考生望而生畏，让优秀生同样不敢轻视。

考生普遍感到“磁场”部分知识当属高考知识困难之最，其出题广泛度不亚于牛顿力学，并且经常综合牛顿力学作为压轴题出现。

基础薄弱的考生可能对此类题毫无头绪，基础好的考生也需沉着冷静，以极其严谨的态度才能拿下此类题，其区分度在高考中较大，所以常用来拉开分数差距。

参阅2019年新课标高考物理部分考纲，“磁场”为高考必考内容。

其内容包括：磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向、安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力、洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式、带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪和回旋加速器。

各知识点的掌握要求如表1所示，其中“Ⅰ”表示对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用，与课程标准中"了解"和"认识"相当；“Ⅱ”表示对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中"理解"和"应用"相当。

表1磁场各知识点大纲考察要求知识点磁场磁感应强度磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器能力要求ⅠⅠⅡⅡⅡⅠB ．2019年高考中该部分知识点考题解析1.(广州卷，6分)质量和电量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2种虚线所示，下列表述正确的是()A ．M 带负电，N 带正电 B.M 的速度率小于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【解析】选A。

2019届专题卷物理专题八答案与解析1．【命题立意】主要考查磁场的磁感线分布与磁感应强度大小的变化的特点。

【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，反之则弱。

【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．【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】若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】作出示意图如图所示，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qB mv 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。

3．【命题立意】主要考查洛伦兹力的特性。

【思路点拨】洛伦兹力的大小f =qvB ，条件v ⊥B 当v ∥B 时，f =0。

洛伦兹力的特性：洛伦兹力始终垂直于v 的方向，所以洛伦兹力一定不做功。

【答案】B 【解析】由题意知，粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动14周期，由几何关系知r ＝2R ，又r ＝mv qB ，解得v ＝qBr m＝22×106 m/s 。

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。

2019 高考物理试题分类汇编- 电磁感觉 ( 纯 word 附分析 )〔 2018 上海〕 25、正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感觉强度随时间均匀增添，变化率为k。

导体框质量为B m、边长为 L，总电阻为 R，在恒定外力 F 作用下由静止开始运动。

导F__________，导体框中感觉电流做功的体框在磁场中的加快度大小为功率为 _______________。

F/ m，k2L4/ R，25.【考点】此题观察电磁感觉的力学识题和能量问题【分析】导体框在磁场中遇到的合外力等于F，依据牛顿第二定律可知导体框的加快度为F。

因为导体框运动不产生感觉电流，仅是磁感觉强度增添产生感觉电流，因此磁场am变化产生的感觉电动势为，故导体框中的感觉电流做功的功率为B l2 kE StE 2k 2 l 4PRR【答案】F k 2l 4m R【方法总结】闭合线框在匀强磁场中切割磁场时，固然产生感觉电动势，但是不产生感觉电流。

匀强磁场变化产生感觉电流，但是闭合线框所受安培力的合力为零。

〔 2018 上海〕 26、〔 4 分〕为判断线圈绕向，可将敏捷电流计G与线圈 L 连接，以下图。

线圈由 a 端开始绕至 b 端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。

〔 1〕将磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入L 时，发现指针向左偏转。

俯视野圈，其绕向为 _______________〔填“顺时针”或“逆时针” 〕。

〔 2〕当条形磁铁从图中虚线地点向右远离L 时，指针向右偏转。

俯视野圈，其绕向为_______________ 〔填“顺时针”或“逆时针”〕。

〔 1〕顺时针，〔 2〕逆时针，26.【考点】此题观察楞次定律【分析】〔 1〕磁铁 N极向下从线圈上方竖直插入 L 时，线圈的磁场向下且加强，感觉磁场向上，且电流流入电流计左端，依据右手定那么可知线圈顺时针绕向。

〔2〕条形磁铁从图中虚线地点向右远离 L 时，线圈的磁场向上且减弱，感觉电流从电流计右端流入，依据右手定那么可知线圈逆时针绕向。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟2019高考物理真题·电磁学综合题及答案（8道题）1．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 =2d，求粒子从P 到Q 的运动时间t ．【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】（1）qBd v m =；（2）m d =；（3）A.当1L nd d =+（时，π2L m t d qB =（），B.当L nd d =+（时， π2L m t d qB =-（）分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有：2v qvB m R=，解得：mv R qB = 由题可得：R d = 解得qBdv m=； （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解得m d =（3）粒子的运动周期2πmT qB=设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t '，则 (1,3,5,)4Tt nt n '=+=A.当1L nd d =+（时，粒子斜向上射出磁场 112t T '=解得π2L m t d qB =+（）B.当L nd d =+（时，粒子斜向下射出磁场 512t T '=解得π2L m t d qB =-（）．2．空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B ．A 不带电，B 的电荷量为q （q >0）．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为2t．重力加速度为g ，求 （1）电场强度的大小；（2）B 运动到P 点时的动能．【来源】2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ)【答案】（1）3mg E q=；（2）222k 0=2()E m v g t +分析：（1）设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a ．根据牛顿定律、运动学公式和题给条件，有 mg +qE =ma ①2211()222t a gt =② 解得3mg E q=③（2）设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有2k 112E mv mgh qEh -=+④且有102tv v t =⑤ 21书山有路勤为径，学海无涯苦作舟联立③④⑤⑥式得222k 0=2()E m v g t +⑦ 3．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S =0.3m 2、电阻R =0.6Ω，磁场的磁感应强度B =0.2T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt =0.5s 时间内合到一起．求线圈在上述过程中 （1）感应电动势的平均值E ；（2）感应电流的平均值I ，并在图中标出电流方向； （3）通过导线横截面的电荷量q ．【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】（1）E =0.12V ；（2）I =0.2A （电流方向见图）；（3）q =0.1C分析：（1）由法拉第电磁感应定律有： 感应电动势的平均值E t∆Φ=∆ 磁通量的变化B S ∆Φ=∆ 解得：B SE t∆=∆ 代入数据得：E =0.12V ；（2）由闭合电路欧姆定律可得： 平均电流E I R=代入数据得I =0.2A由楞次定律可得，感应电流方向如图：（3）由电流的定义式qI t=∆可得：电荷量q =I ∆t 代入数据得q =0.1C 。