高考物理新电磁学知识点之磁场经典测试题含解析(1)

高考物理新电磁学知识点之磁场经典测试题含解析(1)一、选择题1．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（）A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直2．如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a＝m b＜m c＝m d，以不等的速度v a＜v b＝v c＜v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定( )A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射到A1的是c离子D．射到A2的是d离子3．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t4．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 ．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 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eU a5．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。

其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。

则下列说法正确的是（）A．带电粒子从磁场中获得能量B．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关C．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关D．带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大6．如图为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是()A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大7．如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到M点的右下方N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（）A ．小球可能做匀变速运动B ．小球一定做变加速运动C ．小球动量可能不变D ．小球机械能守恒8．某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图所示，给导线通入恒定电流，小磁针再次静止时偏转了30°，已知该处地磁场水平分量55.010B T -=⨯，通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为（ ）A ．52.910T -⨯B ．57.110T -⨯C ．58.710T -⨯D ．41.010T -⨯9．如图所示，在以原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 方向垂直于纸面向里的匀强磁场，A 、C 、D 为磁场边界上的点，A 、C 为边界与坐标轴的交点，OD 连线与x 轴负方向成45°。

一带负电粒子从A 点以速度v 沿AC 方向射入磁场，恰好从D 点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（ ）A ．2r v πB ．34r v πC ．54r v πD ．52r vπ 10．如图所示，地面附近某真空环境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，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN 运动，由此可以判断A ．匀强电场方向一定是水平向左B ．油滴沿直线一定做匀加速运动C ．油滴可能是从N 点运动到M 点D ．油滴一定是从N 点运动到M 点11．如图，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，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab 边中点和ac 边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向外的匀强磁场，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1F ；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为2F 。

导线框中的电流大小为（ ）A ．12F F Bl -B ．21F F Bl -C ．122()F F Bl -D ．212()F F Bl- 12．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。

如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。

分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（ ）A ．它们在磁场中运动的周期相同B ．它们的最大速度不相等C ．两次所接高频电源的频率不相同D ．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能13．如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab 上，挂有两个相同的金属环M 和N ．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（ ）A ．两环静止不动B ．两环互相远离C ．两环互相靠近D ．两环同时向左运动14．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则A．a为电源正极，到达A板的为α射线B．a为电源正极，到达A板的为β射线C．a为电源负极，到达A板的为α射线D．a为电源负极，到达A板的为β射线15．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场．一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（）A．质量m B．初速度v C．电荷量q D．比荷q m16．我国探月工程的重要项目之一是探测月球32He含量。

如图所示，32He（2个质子和1个中子组成）和42He（2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。

下列说法正确的是（）A．速度选择器内部的磁场垂直纸面向外B．平板S下方的磁场垂直纸面向里C．经过狭缝P时，两种粒子的速度不同D．痕迹N是32He抵达照相底片上时留下的17．无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示；磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。

则（）A ．2T t =时，线圈产生的电动势最大B ．2T t =时，线圈内的磁通量最大 C ．0~4T 过程中，线圈产生的电动势增大 D ．3~4T T 过程中，线圈内的磁通量增大 18．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。

电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关 S 的瞬间（ ）A ．两个金属环都向左运动B ．两个金属环都向右运动C ．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D ．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力19．如图，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿过铝板后到达PQ 的中点O ，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为A ．2B 2C ．1D ．2220．在两个倾角均为α的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流I 1和I 2，磁场的磁感应强度大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面向上，如图所示，两金属棒均处于平衡状态．则两种情况下的电流之比I 1:I 2为A ．sinα:1B ．1:sinαC ．cosα:1D ．1:cosα21．如图所示，ab 和cd 是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l ，其电阻可忽略不计。

ac 之间连接一阻值为R 的电阻。

ef 为一垂直于ab 和cd 的金属杆，它与ab 和cd 接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。

整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B 。

当施外力使杆ef 以速度v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安培力为（ ）A ．B ．C ．D ．22．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为A ．13：B ．1∶2C ．1∶1D ．2∶123．如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 构成一个等边三角形，O 为三角形的中心，M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点,当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时，M 点磁感应强度的大小为B 1，O 点磁感应强度大小为B 2，若将导线ab 中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N 点磁感应强度的大小为（ ）A ．B 1＋B 2 B ．()21132B B -C ．()2112B B +D ．B 1－B 224．如图所示，以O 为圆心的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外的勻强磁场，磁场边界上的A 点有一粒子发射源，沿半径AO 方向发射出速率不同的同种粒子（重力不计），垂直进入磁场，下列说法正确的是A ．率越大的粒子在磁场中运动的时间越长B ．速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长C ．速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大D ．速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大25．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 a【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．C解析：C【解析】【分析】左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．【详解】根据左手定则的内容知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直，故C 正确，ABD 错误．【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，知道安培力垂直于电流方向与磁场方向构成的平面．2．A解析：A【解析】试题分析：通过在磁场中偏转知，粒子带正电．在速度选择器中，有qE=qvB ．E v B =，只有速度满足一定值的粒子才能通过速度选择器．所以只有b 、c 两粒子能通过速度选择器．a 的速度小于b 的速度，所以a 的电场力大于洛伦兹力，a 向P 1板偏转．故A 正确，B 错误．只有b 、c 两粒子能通过速度选择器进入磁场B 2，根据2.mv r qB =，知质量大的半径大，知射向A 1的是b 离子，射向A 2的是c 离子．故C 、D 错误．故选A ．考点：速度选择器；带电粒子在匀强磁场中的而运动.3．C解析：C【解析】试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化． 带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由2v Bqv m r=，得：mv P r qB qB ==，P 、q 都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r 不变，故轨迹应为pa ，因周期2m T qBπ=可知，因m 增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa 所用的时间将大于t ，C 正确； 【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式mv R Bq =，周期公式2m T Bq π=，运动时间公式2t T θπ=，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，4．D解析：D【解析】【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A 错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有=,=U F evB F eE e a =洛电，故=U F e a 洛，故D 正确，由U evB e a =则电压U avB =，故前后表面的电压与速度有关，与a 成正比，故BC 错误．5．C解析：C【解析】【详解】A 、由回旋加速器原理可知，它的核心部分是两个D 形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，两盒间的窄缝中形成匀强磁场，交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙，两盒间的匀强电场一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速，在磁场中洛伦兹力不做功，带电粒子是从电场中获得能量的，故A 错误.B 、粒子从D 形盒出来时速度最大，由qvB=m ，粒子被加速后的最大动能E km =m =,可见带电粒子加速所获得的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压的大小无关，故B 错误，C 正确.D 、高频电源周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同，由带电粒子做圆周运动的周期T=2可知，周期T 由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与半径无关，故D 错误.故选：C.【点睛】解决本题的关键是掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子是从电场中获得能量，但回旋加速器的最大速度与电场无关，与磁感应强度和D 形盒的半径有关. 6．B解析：B【解析】【分析】本题主要考查了洛伦兹力、动能定理、圆周运动．根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式，利用速度公式推导出周期表达式，增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，当提高电子枪加速电压，速度增大，并结合以上公式即可解题．【详解】电子在加速电场中加速，由动能定理有：212eU mv =，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有：2v eBv m r =，解得：12mv mU r eB B e ==，那么周期为：2mT eBπ=,当增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，半径在减小，周期变小，故AC 错误；当提高电子枪加速电压，速度增大，电子束的轨道半径变大、周期不变，故B 正确，D 错误．7．B解析：B 【解析】 【分析】 【详解】A ．小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不可能做匀变速运动，故A 错误；B ．小球向下偏转，则初始时刻合力一定向下，又因为一定是曲线运动，因此洛伦兹力方向一定变化，所以小球合力一定变化，一定做变加速运动，故B 正确；C ．由于小球一定做变加速运动，由动量定理可知，小球的动量一定变化，故C 错误；D ．小球运动过程中电场力做负功，所以机械能减少，故D 错误。