磁场——2023届高考物理一轮复习高考原题.pdf
（8）磁场2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】1.【2022年 湖 南 卷】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0 0 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/,静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为6。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/增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C.tan 6与电流/成正比D.sin。与电流/成正比2.【2022年 广 东 卷】如图所示，一个立方体空间被对角平面MNP。划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直 平 面 进 入 磁 场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可3.【2022年 广 东 卷】如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上，下列说法正确的有（）A.电子从N 到尸，电场力做正功 B.N点的电势高于P 点的电势C.电子从M 到 M洛伦兹力不做功 D.电子在M 点所受的合力大于在P 点所受的合力4.【2022年 河 北 卷】将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为加，小圆面积均为S。，垂直线圈平面方向有一随时间f变化的磁场，磁感应强度大小8=小+公，综和A均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（）A g B.5&邑 C.k（S,-5S2）D,k（St+5S2）（二）考情分析带电粒子在磁场中的运动历来都是高考命题的热点问题，高考对该部分的考查以带电粒子在各种有界磁场中的运动为主，通常涉及临界极值问题，对考生利用数学知识解决物理问题的能力要求较高。（三）变式训练5.如图所示，在匀强磁场区域内有一倾角为。的光滑斜面，在斜面上水平放置一根长为L、质量为胆的导线，通以如图所示方向的电流/时，通电导线能静止在斜面上，重力加速度为g,下列说法正确的是（）A.导线所受的安培力方向可能垂直于斜面向下B.磁感应强度大小可能为8=黑，方向竖直向上C.磁感应强度大小可能为8=簧，方向水平向左.+T 廿 _L I 曰 I U S I/Jr X r.Ig S ill，D.磁感应强度方向垂且于斜面向下时，其大小最小，且取小值为8=6.磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，将一个三分之二圆弧形导体时固定在图示位置,其圆心为。，半径为小 在导体中通以方向从O f b的恒定电流/,将磁场沿顺时针方向绕垂直纸面并过。点的轴缓慢旋转，下列说法正确的是（）A.导体岫受到的安培力方向始终垂直纸面向外B.导体受到的安培力大小可能为零C.导体ab受到的安培力大小可能为BIrD.导体必受到的安培力最大值为28/r7.一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成久。和c三个微粒，a和匕在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图所示，c未在图中标出。仅考虑磁场对带电微粒的作用力，下列说法正确的是（）xXXx bXA.a带负电荷C.c带负电荷B.带正电荷D.a和b的动量大小一定相等8.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为8,在 宜为平面内,从原点。处与x轴正方向成。角（06兀），以速率u发射一个带正电的粒子（重力不计），贝I J下列说法正确的是（）A.若 v一定，。越大,则粒子离开磁场的位置距。点越远B.若 v一定，9越大,则粒子在磁场中运动的时间越短C.若。一定，v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大D.若。一定，v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短9.如图所示，a 和 6 是从A 点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且匕=2“，不计重力的影响，则由此可知()1 4A.两粒子均带正电，质量之比口=彳1m,1c.两粒子均带正电，质量之比口=彳%4in 2B.两粒子均带负电，质 量 之 比.=：D.两粒子均带负电，质量之比为=:m,210.如图所示，“、如两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为1 0,边长/“=3/，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()X.X X.X XX X X X|X|X I -I X ”X X a X X XXXXXA.两线圈内产生顺时针方向的感应电流C.a、b线圈中感应电流之比为3：4B.a、线 圈产生的感应电动势之比为9：1D.a、6线圈的电功率之比为3：1答案以及解析1.答案：D解析：本题考查左手定则以及共点力的平衡。当导线静止在题图(a)右侧位置时，对导线受力分析可知，安培力为图示方向，根据左手定则可知，导线中电流方向由M 指向N,A项错误；电流增大时，导线受到的安培力及变大，方向始终垂直于导线，导线对悬线的拉力丁 =产K，G 变大，拉 力 7 变小，B 项错误；导线所受的安培力煌=8/，根据力的平衡可知，E =G sin ,因lit sin 0=/,即sin。与/成正比，C 项错误,D 项正确。2.答案：A解析：本题考查带电粒子在匀强磁场中运动的相关知识。根据左手定则可知，质子先向y 轴正方向偏转，再向y 轴负方向偏转，在整个运动过程中，质子在z 轴方向上不受力，在 z 轴上的坐标始终保持不变，A 项正确。3.答案：BC解析：本题考查电势、电势能、电场力做功、洛伦兹力等。由于电场线指向电势降低的地方，所以 N 点的电势高于P 点的电势，B 项正确；电子从N 到尸，电势能增大，电场力做负功，A 项错误;电子受到的洛伦兹力始终与速度垂直，洛伦兹力不做功，C 项正确；由于M 点和P 点在同一等势面上，故电子从M 到 P,电场力做功为0,而洛伦兹力不做功，M 点速度为0,根据动能定理可知,电子在P 点速度也为0,则电子在V、P 两点只受电场力的作用，大小尸=e ,所以电子在M 点受到的合力等于在尸点受到的合力，D 项错误。4.答案：D5.答案：D解析：导线所受的安培力若垂直于斜面向下，则导线所受合力不可能为零，导线不可能静止，A 错误；若磁场方向竖直向上，则安培力方向水平向左，导线不可能静止，B 错误；若磁场方向水平向左，则安培力方向竖直向下，导线不可能静止，C 错误；根据重力、支持力、安培力三力平衡可知,当安培力方向沿斜面向上时，即磁场方向垂直于斜面向下时，安培力最小，此时磁感应强度最小,有mg sin=B IL,解得8=鸣1,D 正确。6.答案：BC解析：圆弧形导体的有效长度为线段时的长度/,=2N布6()。=6 ，导体所受安培力F=B/Lsin8=&BIrsin。，其中。为磁场8 与ab连线方向的夹角，在磁场转过90 至 lj 2 7 0 的过程中，安培力垂直纸面向里，A项错；当磁场方向与他 连线方向平行时，导体所受安培力为零，B项正确；由安培力表达式可知，当$m。=且 时，安培力F=BIr,当磁场方向与连线方向垂直3时，安培力最大，最大值为C 项正确，D项错。7 .答案：BC解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动。由左手定则可知，粒子4、粒子b 均带正电，电中性的微粒分裂的过程中，总的电荷量应保持不变，则粒子C 应带负电，A项错误，B、C 项正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即4 国=机 上，解得R =7,由于粒子a 与粒子匕的质量、电荷量大小关系未知，则粒子a 与粒子的动量大小关系不确定，D项错误。8.答案：B解析：画出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，由几何关系得，轨迹对应的圆心角a =2 j i-2 6,粒子在磁场中运动的时间1 =早 7=,可得，若 V一定,。越大，粒子在2兀 2兀 qB qB磁场中运动的时间r 越短，若 6 一定，则粒子在磁场中的运动时间一定，故 B 正确，D错误；设粒子的轨迹半径为r,则，=彳，由图有A O =2 r s i n，=2 w：n,可得，若日是锐角，。越大，人。qB qB2 兀越大，若 e 是钝角，e 越大，4。越小，故 A错误；粒子在磁场中运动的角速度0=午，又7 =?，则0 =剪，与速度v 无 关,故 C 错误。qB m9.答案：B解析：两粒子进入磁场后均向下偏转，可知在A点均受到向下的洛伦兹力，由左手定则可知，两个粒子均带负电，选 项 AC 错误；在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有力8=加 二，得?=幽,r vni r 2因两粒子进入磁场的速度相同，电荷量也相同，又在同一磁场中运动，故 j =上=；,选项B 正%确，D错误。1 0 .答案：B解析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度同 E(9,则工T ：，选项A r Eb 1随时间均匀增大，设 崇-根 据 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 可 得 E =等=空P P 鹿 A.D klSB 正确；根据/一=一F 7 二 .2 L丁可知，I E，故以 h 线圈中感应电流之比为3：1,选R 犯 4pnl 4 pPSkl A R nk2PS项 c错误；电功率人公诟则Po c 儿故“、线圈的电功率之比为27,选项D 错误。
