2019年高考第二轮专题复习：磁场

2019年高考第二轮专题复习：磁场一、单选题1．如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中电流为I.要使导体棒静止在斜面上,需要外加匀强磁场的磁感应强度B的值不．可能为()A．2mgIL B．mgILC．mg2ILD．mg3IL2．用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为＋q的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度大小和方向可能是()A．v＝mgqB ，水平向右B．v＝mgqB，水平向左C．v＝mgtanαqB ，竖直向上D．v＝mgtanαqB，竖直向下3．如图所示，三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置，分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动，P＝M＝N分别为轨道的最低点，如图所示，则下列有关判断正确的是()A．小球第一次到达轨道最低点的速度关系v p＝v M<v NB．小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系F P＝F M>F NC．小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系t P=t M<t ND．三个小球到达轨道右端的高度都不相同，但都能回到原来的出发点位置4．如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以逆时针方向的电流。

图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。

此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其它条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2。

则导线框中的电流大小为＝ ＝A．F2−F1Bl B．F2−F12BlC．2(F2−F1)BlD．2(F2−F1)3Bl5．空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示。

规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面。

一电荷量q＝5π×10﹣7C、质量m＝5×10﹣10kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝πm/s沿某方向开始运动。

不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。

则在磁场变化N个周期（N为整数）的时间内带电粒子的平均速度的大小等于（）A．πm/s B．π2m/s C．√2m/s D．2√2m/s6．如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电、磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是()A．当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛伦兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小7．如图为两形状完全相同的金属环A＝B平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O l＝O2的连线为一条水平线，其中M＝N＝P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO l=O1N=NO2 =O2P．当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1＝N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为A．B2−B1B．B1−B22C．B2−B12D．B138．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1＝L2和L3垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为a的正方形的四个点上，L1与L2中的电流均为I，方向均垂直于纸面向外，L3中的电流为2I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kIr(其中k为常数)。

某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45∘斜向上经过原点O，速度大小为v，则质子此时所受磁场力为()A．方向垂直纸面向里，大小为2√3kIveaB．方向垂直纸面向外，大小为3√2kIve2aC．方向垂直纸面向里，大小为3√2kIveaD．方向垂直纸面向外，大小为2√3kIve2a二、多选题9．地面附近空间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，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成θ角的直线MN运动．如图所示，由此可以判断：（）A．油滴一定做匀速直线运动B．油滴可能做匀变速直线运动C．如果油滴带正电，它是从N点运动到M点D．如果油滴带正电，它是从M点运动到N点10．如图所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子，3为α粒子（24He）的径迹。

它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨道半径r1＞r2＞r3并相切于P点，设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（）A．T1＝T2＜T3B．v1＞v2＞v3C．a1＞a2＞a3D．t1＞t2＞t311．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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，关于回旋加速器的下列说法正确的是（）A．用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率B．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D．狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关12．如图所示，在矩形区域abcd内有匀强电场和匀强磁场，电场方向平行于ad边且由a指向d，磁场方向垂直于abcd平面，ab边长为√3L＝ad边长为2L＝一带电粒子从ad边的中点O平行于ab方向以大小为v0的速度射入场内，恰好做匀速直线运动；若撤去电场，其他条件不变，粒子从c点射出场区(粒子重力不计)。

下列说法正确的是A．磁场方向一定是垂直abcd平面向里B．撤去电场后，该粒子在磁场中的运动时间为πL3v0C．若撤去磁场，其他条件不变，粒子一定从bc边射出场区D．若撤去磁场，其他条件不变，粒子一定从ab边射出场区13．如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E=2mgq，磁感应强度大小为B＝一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μo现使圆环以初速度v o向下运动，经时间t o，圆环回到出发点。

若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。

则下列说法中正确的是A．环经过t02时间刚好到达最低点B．环的最大加速度为a m=g+μqv0BmC．环在t0时间内损失的机械能为12m(v02−m2g2μ2q2B2)D．环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等14．如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板长和宽分别为a和b，这两个电极与可变电阻R相连。

在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。

发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出。

不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，则A．运动的等离子体产生的感应电动势为E=Ba vB．可变电阻R中的感应电流方向是从Q到PC．若可变电阻的阻值为R=ρdab ，则其中的电流为I=Bvab2ρD．若可变电阻的阻值为R=ρdab ，则可变电阻消耗的电功率为P=B2v2dab4ρ15．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，不计摩擦阻力，则以下说法中正确的是() A．液滴一定带正电B．液滴在C点时的动能最大C．从A到C过程液滴的电势能增大D．从C到B过程液滴的机械能增大16．如图所示，空间存在一水平向左的匀强电场和一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，电场强度大小为E=√3mgq，电场方向和磁场方向相互垂直．在此电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上．若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，且小球电量保持不变，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球的初速度为v0=2mgqBB．若小球的初速度为3mgqB，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后匀速C．若小球的初速度为mgqB，小球将做加速度不断增大的加速运动，最后匀速D．若小球的初速度为mgqB ，则运动中克服摩擦力做功为m3g22q2B217．“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快效率高等优点。

如图是“电磁炮”的原理结构示意图。

光滑水平导轨电阻不计，宽为L。

在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝“电磁炮”弹体总质量为m，其中弹体在轨道间的电阻为R。

可控电源的内阻为r，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。

在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I，不计空气阻力。

则＝ ＝A．弹体所受安培力大小为BILB．弹体从静止加速到v，轨道长度至少为2mv2BILC．弹体从静止加速到v的过程中电源提供的总能量为mvBL (IR+Ir+BLv2)D．可控电源的电压应随时间均匀增加，才能保证“电磁炮”匀加速发射18．如图所示，边长为L的正方形虚线框内充满着垂直于纸面的匀强磁场，虚线AC及其上方的框内磁场方向向里，虚线AC下方的框内磁场方向向外，磁感应强度大小均为B。

现有两个比荷相同的带电粒子a＝b，分别以v1＝v2的速度沿图示方向垂直磁场方向射入磁场，并分别从B＝C两点离开磁场，设a＝b两粒子在磁场中运动的时间分别为t1＝t2。

则下列说法中正确的是A．粒子a一定带正电，粒子b一定带负电B．v1＝v2可能等于1＝2C．v1＝v2一定等于1＝1 D．t1＝t2可能等于3＝2三、解答题19．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电荷量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子。

从静止开始经U0＝10 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm，(粒子重力不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：(1)带电粒子到达P点时速度v的大小；(2)若磁感应强度B＝2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离；(3)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件．20．如图所示，真空中有以O1为圆心、r半径的圆形匀强磁场区域，坐标原点O为圆形磁场边界上的一点。