题型12+磁场-(第一篇)高考600分考法之物理题型抢分卷+Word版含解析.doc

一、考法分析和解题技法二、真题再现考例1 (2018全国II 卷，T20)（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2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 0，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013B 和012B ，方向也垂直于纸面向外。

则( )A. 流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0712BB. 流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0112BC. 流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0112BD. 流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0712B【答案】AC【考法】对磁场的理解：磁感应强度B的矢量合成。

考例2 (2017课标卷Ⅰ，T19)（多选）如图，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∶ 3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1【答案】BC【解析】如图，由磁场的叠加知，L2与L3中的电流在L1处产生的合磁场的方向在L2、L3连线的中垂线上，由左手定则知，L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行．选项A错误．L1与L2中的电流在L3处产生的合磁场的方向与L1、L2的连线平行，由左手定则知，L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直．选项B正确．由几何关系知，设电流在另外导线处产生磁场的磁感应强度为B，而L1、L2所在处两个磁场方向的夹角均为120°，则B合＝B，而L3所在处两个磁场方向的夹角为60°，则B′合＝3B，由F＝ILB 知，L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3.选项C正确，选项D错误．【考法】安培力作用下导体的平衡。

考例3 (2017课标卷Ⅱ，T18)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点．大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场．若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点分布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则v 2∶v 1为()A.3∶2 B ．2∶1 C.3∶1 D ．3∶ 2【答案】C同理可知，粒子以v 2入射及出射情况，如图乙所示．由几何关系知r 2＝R R R 23222=⎪⎭⎫⎝⎛-， 可得r 2∶r 1＝3∶1.因为m 、q 、B 均相同，由公式r ＝mvqB可得v ∝r ， 所以v 2∶v 1＝3∶1.故选C.【考法】带电粒子在匀强磁场中的运动。

考例4 (2016课标卷Ⅰ，T15)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()A ．11B ．12 C.121 D ．144【答案】D【考法】带电粒子在组合场中的运动。

考例5 (2017课标卷Ⅰ，T16)如图，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 c B．m b>m a>m cC．m c>m a>m b D．m c>m b>m a【答案】B【解析】设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即m a g＝qE①b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则m b g＝qE＋qvB②c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则m c g＋qvB＝qE③比较①②③式得：m b>m a>m c，选项B正确．【考法】带电粒子(带电体)在叠加场中的运动。

三、试题预测预测1 在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0.将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P 点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴心在水平面内旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南北极与地理北、南极重合)( )A ．B 1－B 0 B ．B 1＋B 0C.B 20＋B 21 D ．2B 20＋B 21－2B 0B 1【答案】D【考法】对磁场的理解：磁感应强度B 的矢量合成。

预测2 如图所示，两平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a 导线通有电流强度为I ，b 导线中通过电流方向相反且电流强度为2I 的电流时，a 导线受到的安培力为F 1，b 导线受到的安培力为F 2，则a 导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为( )A.F 22ILB ．F 1ILC.2F 1－F 22ILD ．2F 1－F 2IL【答案】C【解析】a 、b 中电流方向相反，两导线之间的安培力为斥力，设大小为F ，对a 有：F 1＝F ＋BIL ，对b 有：F 2＝F ＋2BIL ，解两式得：F ＝2F 1－F 2，对于导线b ，F ＝2F 1－F 2＝B ′·2IL ，解得B ′＝2F 1－F 22IL ，C 项正确．【考法】安培力作用下导体的平衡。

预测3 如图所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度v 0抛出，落在地面上的A 点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，则小球的落点( )A ．仍在A 点B ．在A 点左侧C ．在A 点右侧D ．无法确定【答案】C【考法】对洛伦兹力的理解。

预测4 如图所示，在直角三角形abc 区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，∠a ＝60°，∠b ＝90°，边长ab ＝L .粒子源在b 点将带负电的粒子以大小、方向均不同的速度射入磁场，已知粒子质量均为m ，电荷量均为q .则在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是( )A.qBL 2mB ．qBL 3mC.3qBL2mD ．3qBL3m【答案】D【解析】由于所有粒子的质量均为m ，电荷量均为q ，则所有粒子在磁场中做圆周运动的周期相等．在磁场中运动时间最长的粒子是垂直bc 边入射并由bc 边射出的粒子，其中轨迹半径最大的粒子的运动轨迹与ac 边相切，由几何关系可知，该粒子的轨迹半径R ＝L t an 30°＝33L ，又由半径公式R ＝mv qB ，解得v ＝3qBL3m，D 项正确． 【考法】带电粒子在匀强磁场中的运动。

预测5 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．若经同一电场加速的一束粒子由极板间射入质谱仪后分裂为a 、b 两束，分别运动到磁场边界的胶片上，它们的运动轨迹如图所示．则下列相关说法中正确的是( )A ．a 的质量一定大于b 的质量B ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量C ．在磁场中a 运动的时间大于b 运动的时间D ．a 的比荷q a m a 大于b 的比荷q b m b【答案】D【考法】带电粒子在组合场中的运动。

预测6 如图所示，含有11H 、21H 、42He 的带电粒子束从小孔O 1处射入速度选择器，沿直线O 1O 2运动的粒子在小孔O 2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P 1、P 2两点．则( )A ．粒子在偏转磁场中运动的时间都相等B ．打在P 1点的粒子是42He C ．打在P 2点的粒子是21H 和42He D ．O 2P 2的长度是O 2P 1长度的4倍 【答案】C【解析】带电粒子在沿直线O 1O 2通过速度选择器时，所受电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反，即：qvB 1＝qE ，所以v ＝E B 1，可知从速度选择器中射出的粒子具有相等的速度，在偏转磁场中，粒子的轨道半径：r ＝mv qB 2，不全相同，粒子运动的周期：T ＝2πr v，所以粒子在偏转磁场中运动的时间不全相等，A 错误；带电粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以r ＝mvqB，可知粒子的比荷越大，运动的半径越小，所以打在P 1点的粒子是11H ，打在P 2点的粒子是21H 和42He ，B 错误，C 正确；由题中的数据可得，11H 的比荷是21H 和42He 的比荷的2倍，所以11H 运动轨道的半径是21H和42He 的半径的12，即O 2P 2的长度是O 2P 1长度的2倍，D 错误．【考法】带电粒子(带电体)在叠加场中的运动。

四、跟踪速练1．(2018开封高三上学期期末)质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为R p 和R α，周期分别为T p 和T α.则下列选项正确的是( )A ．R p ∶R α＝1∶2，T p ∶T α＝1∶2B ．R p ∶R α＝1∶1，T p ∶T α＝1∶1C ．R p ∶R α＝1∶1，T p ∶T α＝1∶2D ．R p ∶R α＝1∶2，T p ∶T α＝1∶1 【答案】A2．(2018·江西赣中南五校高三第一次联考)一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，从图中情况可以确定( )A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电【答案】C【解析】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r ＝mvqB可知，粒子运动的轨迹半径是逐渐减小的，所以粒子的运动轨迹是从b 到a ，选项A 、B 错误；再根据左手定则可知，粒子带正电，选项C 正确，D 错误．3.(2018福建厦门模拟)（多选）如图所示，在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R .则( )A ．粒子经偏转一定能回到原点OB ．粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2C ．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm3qBD ．粒子第2次射入x 轴上方磁场时，沿x 轴前进3R 【答案】BD4．(2018梅州月考)如图所示，两个完全相同的通电圆环A 、B 的圆心O 重合、圆面相互垂直放置，通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心O 处独立产生的磁感应强度大小为B 0，则O 处的磁感应强度大小为( )A ．0B ．2B 0 C.2B 0 D ．无法确定【答案】C【解析】据安培定则可知，图中A 环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，B 环在圆心O 处产生的磁感应强度的方向竖直向下．据平行四边形定则可知，圆心O 处磁感应强度大小为2B 0.5.(2018湖南长郡中学摸底)（多选）如图所示，同一平面内有两根平行的无限长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a 、b 两点与两导线共面，a 点在两导线的中间且与两导线的距离均为r ，b 点在导线2右侧，与导线2的距离也为r .现测得a 点的磁感应强度大小为B 0，已知距一无限长直导线d 处的磁感应强度大小B ＝kI d，其中k 为常量，I 为无限长直导线的电流大小，下列说法正确的是( )A ．b 点的磁感应强度大小为B 04B ．若去掉导线2，b 点的磁感应强度大小为B 06C ．若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b 点的磁感应强度为0D ．若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a 点的磁感应强度大小仍为B 0 【答案】BD6．(2018安徽四校高三第一次摸底考试)如图所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽l ＝10 cm ，共N ＝9匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I ＝0.10 A(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m 1、m 2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，左边再加上质量为m ＝4.32 g 的砝码后，天平重新平衡．重力加速度g 取10 m/s 2，由此可知( )A ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为0.24 TB ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为0.12 TC ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为0.24 TD ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为0.12 T 【答案】A7．(2018天水高三质检)（多选）如图所示，虚线空间中存在由匀强电场E 和匀强磁场B 组成的正交或平行的电场和磁场(图中实线为电场线)，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( )【答案】CD【解析】带电小球进入复合场时受力情况：其中只有C 、D 两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，A 项中洛伦兹力随速度v 的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，小球做曲线运动，所以A 错．8.(2017全国Ⅲ卷，T18)如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。