2016年磁场高考试题汇编

2016年磁场高考试题汇编一、选择题1.（全国新课标I卷，15）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。

质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。

若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍此离子和质子的质量比约为（）B. 12D. 144【答案】D【解析】设质子的质量数和电荷数分别为为m2、q2，对于任意粒子，在加速电场中,m、q，—价正离子的质量数和电荷数由动能定理得：得在磁场中应满足由题意，由于两种粒子从同一入口垂直进入磁场，从同一出口垂直离开磁场，故在磁场中做匀速圆周运动的半径应相同.由①②式联立求解得故一价正离子与质子的质量比约为1442.（全国新课标II卷，18）—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. 11C. 121—二• ・•d/加理电场«V •JP£・-b山LX"• ・ *q2，可得匹m21144其中B2伽，q匀速圆周运动的半径r由粒子在磁场中的运动规律可知2F 向 m 2T n r ①F 向 F 合=qvB ②由①②得T即比荷9字③Bqm BT由圆周运动与几何关系可知t 粒子t 筒即亜T 粒子360则T 粒子3T i又有T 筒 2— 90T 筒 360筒④⑤ 由③④⑤得3.（全国新课标IIIq —m 3B卷，18）平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面（纸面）如图所示，平面 OM±方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B,方向垂 直于纸面向外。

一带电粒子的质量为 m ,电荷量为q （q>0） o 粒子沿纸面以大小 为v 的速度从PM 的某点向左上方射入磁场，速度与 OM 成30°角。

已知粒子在 磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，并从OM 上另一点射出磁场。

不计重力。

粒子离开磁场的射点到两平面交线 O 的距离为A.3B【答案】A 【解析】如图所C.由几何关系可知粒子的运动轨迹圆心为O',MO 'N ' 30°<BX zKXXX . X/y X XA. B.、3 C ZmrD.【答案】D【解析】如图所示，粒子运动轨迹与ON只有一个交点，则轨迹与ON相切于C, 由几何关系可知：AB 2rsin30 r.则三角形O AB为等边三角形，CO A为一条直线，三角形AOC为直角三角形，所以AO 4r，又r mV，故距离为4mV。

qB qB4. （北京卷，16）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。

磁感应强度B随时间均匀增大。

两圆坏半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和&，不考虑两圆环间的相互影响。

下列说法正确的是A. E a： 6=4:1，感应电流均沿逆时针方向B. E a： 6=4:1，感应电流均沿顺时针方向C. E a： E b=2:1，感应电流均沿逆时针方向D. E a: E b=2:1，感应电流均沿顺时针方向【答案】B【解析】E 旦S,根据题意可得S a—，故旦—,感应电流产生的磁场要阻t t S b 1 E b 1碍原磁场的变大，即产生向里的感应磁场，根据楞次定律可知，感应电流均沿顺时针方向。

5. （北京卷17）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地轴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［来源：学。

科。

网］【解析】试题分析：根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，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，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，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的洛伦兹力作用，D正确；6. （上海卷，5）磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁v（A ）向上运动（B ）向下运动（C ）向左运动（D ）向右运动 【答案】B【解析】从图可知，穿过线圈的原磁通向下，由安培定则可知线圈中的电流激发 磁场方向向上，由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在灯架， 故选B< 7. （上海卷，8）如图，一束电子 沿z 轴正向流动，则在图中y 轴上A 点的磁场 方向是I.电子流/ □ 2 7（A ） +x 方向 （B ） -x 方向 （C ） +y 方向 （D ） -y 方向 【答案】A【解析】据题意，电子流沿z 轴正向流动，电流方向向z 轴负向，由安培 定则 可以判断电流激发的磁场以z 轴为中心沿顺时针方向（沿z 轴负方向看），通过 y 轴A 点时方向向外，即沿X 轴正向，则选项A 正确。

8.（四川卷，4）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 2:1af B. V b : V c 2 :1 ，t b :t c 1:2 / J T•七 v ； VC. V b : V c 2 :1 ，t b :t c 2:1 f ** •皿D. V b : V c 1:2 ，t b :t c 1:2I • V %・* :*1 f* • !: 【答案】Acd【解析】由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动， 且洛伦兹力提供作圆周运动的向心力，由公式2V qvB m —rqB且粒子运动一周为2，可以得出时间之比等 于偏转角之比。

由下图看出偏转角之比为2:1 则St 。

2:1，可得选项A 正确，B ，C, D 错误9. （海南卷。

8）如图（a ）所示，扬声器中有俯视图（b ）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面）磁场方向如图中 箭头所示，在图（b ）中A. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B. 当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 C •当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 【答案】BC【解析】将环形导线分割成无限个小段，每段成直线，依据左手定则，可知安培 力垂直纸面向外，A 错，B 对；当电流逆时针时，安培力向里，C 对，D 错。

二、 填空题1. _________________________________________________ （上海卷，21）形象描述磁场分布的曲线叫做 _________________________________ ,通常 ____________ 的大小也叫做磁通量密度。

【答案】磁感线；磁感应强度【解析】为了形象的描述磁场而假想出来的曲线， 曲线上任意一点的切线方向均 表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度 表示，在磁通量中有：B ，所以磁感应强度也称为刺痛密度。

S三、 计算题可以得出V b ：V c 「b ：「c 1：2,又由一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时, 线圈带动纸盆振动，发出声音。

圈C B )i.（北京卷，22）如图所示，质量为m 电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 沿 垂直磁场方向射入磁感应强度为 B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。

不计 带电粒子所受重力（1）求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期T ；（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强 电场，求电场强度E 的大小。

【答案】（1）R mV 、T 乙卫（2）E vBBqqB2【解析】⑴由qvB m —.RE vB2. （上海卷，33）（ 14分）如图，一关于y 轴对称的导体轨道位于水平面.内，磁 感应强度为B 的匀强磁场与平面垂直。

一足够长，质量为m 的直导体棒沿x 轴方 向置于轨道上，在外力F 作用下从原点由静止开始沿y 轴正方向做加速度为a 的匀速加速直线运动，运动时棒与x 轴始终平行。

棒单位长度的电阻p ，与电阻带电粒子做圆周运动半径mv qB匀速圆周运动的周期 T2 m qB⑵粒子受电场力F qE ,洛仑磁力qvB ，粒子做匀速直线运动， 则qE qvB ,场强不计的轨道接触良好, 运动中产生的热功率随棒位置的变化规律为 P=ky 3/2 (SI )。

求: :>x x（1）导体轨道的轨道方程y=f （x）；（2）棒在运动过程中受到的安培力F m随y的变化关系；（3）棒从y=0运动到y=L过程中外力F的功。

【答案】（1）y （4a L）2x2（2）k y （3）W= —k L2+maLk V2a 2 殛【解析】（1）设棒运动到某一位置时与轨道接触点的坐标为（土x,y）,安培力的功率F B2|2VRA D 2 2 2P 4B2V_ ky3/2棒做匀加速运动2ay代入前式得y轨道形式为抛物线。

3. （天津卷，12）电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。

电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为。

一质量为m的条形磁铁滑入两铝条间，恰好匀速穿过，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动，铝条相对磁铁运动相同。

磁铁端面是边长为d的正方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B,铝条的高度大于d,电阻率为p,为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部/4aB 2 2分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条I联立可得vmgsi n 2B 2d2b间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为 g（1） 求铝条中与磁铁正对部分的电流I ;（2） 若两铝条的宽度均为b ,推导磁铁匀速穿过 铝条间时速度v 的表达式； （3） 在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度b' b 的铝条，磁铁仍以 速度v 进入铝条间，试简要分析说明磁铁在铝条间运动时的加速度和速度如何变 化。