2022届高考物理二轮复习专题练习 ：专题11 磁场(word版含答案)
新高考物理复习专题十一磁场练习含答案
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。
2022年高考物理三轮冲刺过关回归教材重难点11法拉第电磁感应定律及其应用(原卷版+解析)
回归教材重难点11 法拉第电磁感应定律及其应用2022年高考考查的内容较大概率以法拉第电磁感应定律的理解及其应用为核心，侧重力与电的综合应用，有可能和欧姆定律一起综合命题考查。
在备考过程中首先要重视对物理概念、物理规律的理解，在应用中深化理解，夯实双基；其次要重视与电路、牛顿运动定律、动量、能量相结合的综合性题型的训练，如“电磁感应中的电路问题”“电磁感应中的力学问题”“电磁感应中的能量问题”等，让考生掌握各种典型问题的解决办法，培养考生模型建构能力、推理论证能力。
知识点一磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负．知识点二、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．知识点三、感应电流方向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．知识点四、楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如下：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”知识点五、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝E R ＋r. 2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，n 为线圈匝数． 3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv .(2)若B ⊥l ，l ⊥v ，v 与B 夹角为θ，则E ＝Blv sin_θ.知识点六、自感与涡流1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E ＝L ΔI Δt. (3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．知识点七、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt. (2)路端电压：U ＝IR ＝E R ＋r·R . 知识点八、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t 变化的图象如B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和i －t 图象．(2)随位移x 变化的图象如E －x 图象和i －x 图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象．知识点九、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小⎭⎪⎬⎪⎫安培力公式：F ＝BIl感应电动势：E ＝Blv 感应电流：I ＝E R ⇒F ＝B 2l 2v R 2．安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定安培力方向．(2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反．知识点十、电磁感应中的能量转化1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能．2．安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．1. （2021·河北卷）如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O 点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x 轴夹角均为θ，一电容为C 的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x 轴垂直，在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（ ）A ．通过金属棒的电流为22tan BCv θB ．金属棒到达0x 时，电容器极板上的电荷量为0tan BCvx θC ．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电D ．金属棒运动过程中，外力F 做功的功率恒定2.（2021·山东卷）如图所示，电阻不计的光滑U 形金属导轨固定在绝缘斜面上。
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案1．[2024·浙江省湖州市月考]奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场．如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是()A．向右，向左B．向左，向左C．向左，向右D．向右，向右答案：A解析：将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左，A正确．2．安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性，他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流，分子电流会形成磁场，使分子相当于一个小磁体(如图甲所示).以下说法正确的是()A．这一假说能够说明磁可以生电B．这一假说能够说明磁现象产生的电本质C．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图乙所示D．用该假设解释地球的磁性，引起地磁场的环形电流方向如图丙所示答案：B解析：这一假说能够说明磁现象产生的电本质，即磁场都是由运动的电荷产生的，故B 正确，A错误；由右手螺旋定则可知，引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视)，C、D错误．3．[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N 极指向为北偏东60°，如图虚线所示．设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B ，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为( )A ．B 2 B ．3B 2C ．BD ． 3 B 答案：B解析：磁矿所产生的磁场水平分量与地磁场水平分量垂直时，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小，为B′min ＝B cos 60°＝32B ，B 正确．4．[2024·河北省邯郸市多校联考]如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图，P 、Q 为磁场中的两点，下列说法正确的是( )A ．P 点的磁感应强度小于Q 点的磁感应强度B ．同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力C ．同一线圈在P 点的磁通量一定大于在Q 点的磁通量D ．同一线圈在P 点的磁通量一定小于在Q 点的磁通量 答案：B解析：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由图可知，P 点的磁感应强度大于Q 点的磁感应强度，A 错误；电流元在磁场中的受力与放置方式有关，同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力，B 正确；磁通量大小不只与磁感应强度大小有关，还与线圈的放置方式有关，故同一线圈在P 、Q 两点的磁通量无法比较，C 、D 错误．5．[2024·陕西省西安市质检]在匀强磁场中，一根长为0.4 m 的通电导线中的电流为20 A ，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为0.015 N ，则磁感应强度的大小为( )A ．7.2×10－4 TB ．3.75×10－3 TC ．1.875×10－3 TD ．1.5×10－3 T答案：C解析：根据安培力公式F ＝ILB ，代入数据求得B ＝F IL ＝0.0150.4×20 T ＝1.875×10－3 T ，C 正确．6．在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一顺时针的环形电流，当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 1，如图甲所示；当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时，环心O 处的磁感应强度为B 2，如图乙所示．已知B 1＝22B 2，则环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为( )A ．12B B ．BC ．32 B D ．2B答案：B解析：设环形电流中心轴线的磁感应强度大小为B′，根据安培定则可知其方向为垂直纸面向内，则有B 21 ＝B′2＋B 2，B 2＝B′＋B ，解得环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为B′＝B ，B 项正确．7．如图所示，直角三角形abc 中，∠abc ＝30°，将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处，则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0.现再将一电流大小为4I 、方向垂直纸面向里的长直导线放置在顶点b 处．已知长直通电导线产生的磁场在其周围空间某点的磁感应强度大小B ＝k Ir ，其中I 表示电流大小，r 表示该点到导线的距离，k 为常量．则顶点c 处的磁感应强度( )A ．大小为 3B 0，方向沿ac 向上 B ．大小为B 0，方向垂直纸面向里C ．大小为3B 0，方向沿∠abc 平分线向下D ．大小为2B 0，方向垂直bc 向上 答案：A解析：令ac 间距为r ，根据几何知识可知bc 间距为2r ，由安培定则可知，a 点处电流产生的磁场在c 点处的磁感应强度方向垂直ac 向左，大小为B 0＝k Ir .用安培定则判断通电直导线b 在c 点上所产生的磁场方向垂直于bc 斜向右上，大小为B b ＝k 4I 2r ＝2k Ir ＝2B 0.如图所示由几何知识可得θ＝60°，根据矢量的合成法则，则有各通电导线在c 点的合磁感应强度，在水平方向上的分矢量B x ＝2B 0cos 60°－B 0＝0在竖直方向上的分矢量B y ＝2B 0sin 60°＝ 3 B 0所以在c 点处的磁感应强度大小为 3 B 0，方向沿ac 向上．。
2022届高考物理一轮复习：磁场含答案
2022届高考物理：磁场一轮复习含答案一、选择题1、(多选) 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。
若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( )A.该束带电粒子带负电极板带负电B.速度选择器的P1磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量m不一定大D.在B22、(多选)如图所示，空间中有一斜向右下方、与水平方向成θ角的匀强磁场，磁感应强度为B，一绝缘竖直挡板AC垂直于纸面所在的平面竖直放置，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态。
下列说法正确的是()A．若挡板AC表面光滑，略减小杆中电流，杆可能仍然静止于O点B．若挡板AC表面光滑，略增大杆中电流，要使杆仍然静止，可将挡板绕过O 点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度C．若挡板AC表面粗糙，略增大杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力一定增大D．若挡板AC表面粗糙，略减小杆中电流，杆可能仍然静止，且杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上甲乙3、（双选）如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B．则()A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将顺时针转动D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl4、1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”。
罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转。
忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法错误的是()A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流B．小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转5、在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转6、(多选)如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场(场强大小为E)，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。
20222022届高三物理第二轮专题练习之磁场(新人教)
2222磁场1.长为L 的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q 的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：A．使粒子的速度v<BqL/4m；B．使粒子的速度v>5BqL/4m；C．使粒子的速度v>BqL/m；D．使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4m。
2.如图，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 = 1350 。
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)ILB3.如图10-1，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是：A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁对桌面的压力不变D．以上说法都不可能 4.关于磁感应强度，下列说法正确的是A、一小段通电导线放在B 为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B、通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C、放置在磁场中1m 长的通电导线，通过1A 的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1TD、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受到磁场力F 的方向相同5.如图10-4 所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化是：A．先减小后增大B．始终减小C．始终增大D．先增大后减小6.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。
2022届人教版新高考物理一轮复习11专题十一 磁 场【含答案】
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。
专题11磁场-2022年高考真题和模拟题物理分类汇编(解析版)
CD．对 PQ 的整体受力分析，竖直方向电子秤对 Q 的支持力大小等于 GP ＋ GQ ，即 Q 对电子秤的压力大小 等于 GP ＋ GQ ，选项 C 错误，D 正确。
故选 D。 8、（2022·浙江 1 月卷·T3）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强 磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度 L 不变，改变电流 I 的大小，然后保持电流 I 不变，改变导线通 电部分的长度 L，得到导线受到的力 F 分别与 I 和 L 的关系图像，则正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
AB．由题意知当质子射出后先在 MN 左侧运动，刚射出时根据左手定则可知在 MN 受到 y 轴正方向的洛伦 兹力，即在 MN 左侧会向 y 轴正方向偏移，做匀速圆周运动，y 轴坐标增大；在 MN 右侧根据左手定则可知 洛伦兹力反向，质子在 y 轴正方向上做减速运动，故 A 正确，B 错误；
A.
B.
C.
D.
【答案】B 【解析】
根据
F=BIL 可知先保持导线通电部分的长度 L 不变，改变电流 I 的大小，则 F-I 图像是过原点的直线，图像 B 正确，图 像 A 错误；若保持电流 I 不变，改变导线通电部分的长度 L，则 F-L 是过原点的直线，则 CD 均错误。 故选 B。 9、（2022·湖北·T8）在如图所示的平面内，分界线 SP 将宽度为 L 的矩形区域分成两部分，一部分充满方 向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，SP 与磁场左右边界垂直。离子源从 S 处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与 SP 成 30°角。已知离子比荷为 k，不计重力。若离子从 Р 点射出，设出射方向与入射方向的夹角为 θ，则离子的入 射速度和对应 θ 角的可能组合为（ ）
高中物理人教版选修11第二章磁场：专项练习习题(含解析)
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________。
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专题11 磁场 专题训练一、单选题1．（2022·浙江温州·二模）如图所示，正方形abcd 的四个顶角各有一根垂直于正方形平面的细长直导线，通有大小相同的电流，相邻导线电流方向相反，O 为正方形的中心，下列说法正确的是（ ）A ．a 、b 连线中点的磁感应强度为零B ．a 、b 连线中点与a 、d 连线中点的磁感应强度相同C ．a 、c 两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直D ．a 、b 两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直2．（2022·湖南岳阳·二模）两个完全相同的弹簧秤竖直放置，下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab ，长度为L 。
整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。
若在ab 中通入由a 到b 的恒定电流I ，其中一个弹簧秤的示数为F 1，若将电流反向，大小变为2I ，则其中一个弹簧秤的示数为F 2.下列说法正确的是（ ）A ．直导线ab 的质量12F F m g+=B ．直导线ab 的质量1223F F m g+=C ．匀强磁场的磁感应强度2123F F B IL-=（）D ．匀强磁场的磁感应强度213F F B IL-=3．（2022·重庆·模拟预测）如题图（俯视图）所示，粗糙水平面上固定一通电长直导线MN ，长直导线周围磁场的磁感应强度大小IB kr=，式中常量0k >，I 为电流强度，r 为距导线的距离。
在该直导线右侧有一质量为m 的单匝矩形线圈abcd ，ad 边与MN 平行，且距MN 距离为L 。
该线圈内通有逆时针方向的恒定电流，线圈与水平面间动摩擦因数为μ，且22ab ad L ==。
当MN 内通以电流强度为0I 的电流时线圈恰能保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。
则此时矩形线圈abcd 内的电流强度大小是（ ）A ．32mgkI μ B ．23mgkI μ C ．2mgkI μ D ．mgkI μ 4．（2022·黑龙江齐齐哈尔·一模）如图所示，用一根不可伸长的轻质绝缘细线将一通有恒定电流的金属棒挂在图示位置，电流方向垂直纸面向外，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒保持在图示位置静止且磁感应强度最小，则所加磁场方向应为（ ）A ．沿细线向上B ．竖直向上C ．水平向右D ．水平向左5．（2022·吉林长春·二模）坐标原点O 处有一粒子源，沿xOy 平面向第一象限的各个方向以相同速率发射带正电的同种粒子。
有人设计了一个磁场区域，区域内存在着方向垂直于xOy 平面向里的匀强磁场，使上述所有粒子从该区域的边界射出时均能沿y 轴负方向运动。
不计粒子的重力和粒子间相互作用，则该匀强磁场区域面积最小时对应的形状为（ ）A ．B ．C ．D ．6．（2022·安徽·芜湖一中一模）三根足够长的绝缘直导线a 、b 、c按图示方式固定放置在同一纸面内，其交点分别为M 、N 、P ，三点恰好构成正三角形，O 点为该三角形的中心，'O 点与O 点关于导线c 对称。
现在a 、b 、c 三根导线中分别通入恒定电流I 、2I 、3I 。
已知长直导线电流在空间某点产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到直导线的距离成反比。
若O 点的磁感应强度大小为B 0，方向垂直纸面向里，则'O 点的磁感应强度为（ ）A ．大小为034B ，方向垂直纸面向里B ．大小为034B ，方向垂直纸面向外C ．大小为014B ，方向垂直纸面向里D ．大小为014B ，方向垂直纸面向外7．（2022·江西南昌·一模）如图所示，边长为L 的正方形ABCD 边界内有垂直纸面向里的匀强磁场B ，E 为AD 上一点，ED=L 。
完全相同的两个带电粒子a 、b 以不同速度分别从A 、E 两点平行AB 向右射入磁场，且均从C 点射出磁场。
已知a 粒子在磁场中运动的时间为t ，不计粒子的重力和相互作用，则b 粒子在磁场中运动的时间为（ ）A ．13tB ．12tC ．23tD ．34t8．（2022·山东潍坊·一模）如图所示，正六边形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。
一带正电粒子以速度1v 从a 点沿ad 方向射入磁场，从c 点离开磁场；若该粒子以速度2v 从a 点沿ae 方向射入磁场，则从d 点离开磁场。
不计粒子重力，12v v 的值为（ ）AB C D 9．（2022·辽宁沈阳·一模）如图，足够长的绝缘竖直杆处于正交的匀强电磁场中，电场方向水平向左、场强大小为E ，磁场方向水平向里，磁感应强度大小为B 。
一质量为m ，电荷量为-q （q >0）的小圆环套在杆上（环内径略大于杆的直径）无初速下滑。
若重力加速度大小为g ，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ（μqE <mg ），圆环电荷量不变，则能反映圆环下滑过程中速度v 随时间t 变化关系的图象是（ ）A ．B ．C ．D ．二、多选题10．（2022·湖南·二模）半径为R 的半圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场。
不计重力的a 、b 两粒子从圆周上的P 点沿着半径方向射入磁场，分别从A 、B 两点离开磁场，运动轨迹如图所示。
已知a 、b 两粒子进入磁场时的速率之比为1：2，AOB 为直径，60AOP ∠=︒。
下列说法正确（ ）A ．a 粒子带正电，b 粒子带负电B ．a 、b 两粒子的比荷之比为3：2C ．a 、b 两粒子在磁场中运动时间之比为2：1D ．a 、b 两粒子的轨道半径之比为1：311．（2022·福建福建·一模）如图所示，射线OM 与ON 夹角为30,MON ︒之外分布着垂直于纸面向里的足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，一质量为m 、电荷量为q -的粒子（不计重力），从O 点垂直于OM 以某一速度射出。
则（ ）A ．粒子第一次穿过边界ON 时，速度方向与边界ON 的夹角为60︒B ．粒子第一次穿过边界OM 之后，在磁场中运动的时间为53mqBπ C ．仅减小粒子射出的速率，粒子可能第二次经过边界ON D ．仅增大粒子射出的速率，粒子一定能两次经过边界OM12．（2022·安徽·模拟预测）如图所示，边长为L 的正三角形abc 区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m ，电荷量均为q 的三个粒子A 、B 、C 以大小不等的速度从a 点沿与ab 边成30°角的方向垂直射入磁场后从ac 边界穿出，穿出ac 边界时与a 点的距离分别为3L 、23L 、L 。
不及粒子的重力及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）A ．粒子C 在磁场中做圆周运动的半径为2LB ．A 、B 、C 三个粒子的初速度大小之比为1：2：3 C ．A 、B 、C 三个粒子从磁场中射出的方向均与ab 边垂直D ．仅将磁场的磁感应强度减小为原来的13，则粒子B 从c 点射出三、填空题13．（2022·上海·模拟预测）在磁感应强度为B的匀强磁场中，半径为R的半球形球壳如图（a）放置，穿过它的磁通量为_______；面积为S的矩形线框在该磁场中的初始位置如图（b）中实线所示，线框绕O轴逆时针转动到与磁场垂直的虚线位置，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为______。
14．（2022·上海·模拟预测）直导线ab内通有稳恒电流，产生磁场方向如图，导线中的电流方向为_________（选填“从a到b”或“从b到a”）；一线框从M处沿ab所在竖直平面向下移动到N处，线框内的磁通量变化情况是________。
15．（2022·江苏·徐州市田家炳中学一模）如图所示，一边长为0.1 m的单匝正方形线圈从左侧匀速进入匀强磁场，磁场的磁感应度B＝2 T．从ab边开始进入磁场至cd边恰好进入磁场的过程中，线圈的磁通量变化了________Wb；若上述过程所经历的时间为0.2 s，则线圈中产生的感应电动势为________V.四、解答题16．（2021·全国·模拟预测）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，回旋加速器的原理如图，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、周期为T的交流电源上，位于D1圆心处的粒子源A能不断产生带电粒子（初速度可以忽略，重力不不计）。
它们在两盒之间被电场加速，粒子束以最大速度输出时的等效电流为I，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中，忽略粒子在电场中运动的时间及相互作用，且最大速度远小于光速，求：（1）粒子的荷质比qm；（2）粒子获得的最大速度：（3）回旋加速器输出时的平均功率P。
17．（2022·江苏·模拟预测）如图1所示，在直角坐标系第一象限内，以x 轴和y 轴为边界存在足够大匀强磁场。
磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图像如图2所示，B 0已知，垂直纸面向外为B 的正方向，一粒子源可持续均匀发射速度为v 0的粒子，粒子质量和电荷量分别为m 和+q ，不计重力；t =0时刻，打开粒子源，粒子从坐标原点O 沿y 轴正方向发射，在t =08T 时刻进入磁场的粒子恰好在t =02T时刻离开磁场，求：（1）磁场变化的周期T 0；（2）粒子从x 轴射出的区域宽度d 以及从第一象限射出的粒子在磁场中运动的最长时间m t ； （3）若在2T 时刻关闭粒子源，求从x 轴和y 轴射出的粒子数之比。
18．（2021·湖南岳阳·一模）如图所示，空间y >1m 虚线上方分布着垂直于xoy 向里的匀强磁场，0<y <1m 虚线下方分布着平行于x 轴匀强电场，电场强度大小均为E=100V/m ，在0x ≥的区域电场沿x 轴正向，在x <0的区域电场沿x 轴负向。
一带正电粒子（不计重力）在O 点沿y 轴正向以10m/s 的速度射入电场，经电场偏转后进入磁场，在磁场中绕y 轴上某点P （图中未画出）为圆心做匀速圆周运动后，又恰好回到O 点。
已知：粒子的质量为1010kg m -=，电荷量为1010C q -=。
（1）求粒子进入磁场时的速度大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B大小；（3）若磁感应强度大小不变，方向垂直于xoy向外，求：粒子在O点沿y轴正向以10m/s的速度射入电场后，从x轴穿出的横坐标。
答案第1页，共1页参考答案：1．D 2．C 3．A 4．A 5．D 6．D 7．C 8．C 9．D 10．BD 11．ABD 12．BC13． 2B R π⋅ ()cos 1BS θ+14． 从b 到a 先增大后减小再增大再减小 15． 0.02 0.116．（1）2q m BT π=；（2）2R T π；（3）2IBR P Tπ=17．（1）083m qB π；（2）00(31)mv qB ，083mqB π；（3）3:418．（1）102m/s v =；（2）20T B =；（3） 3m x =总答案第2页，共1页。