高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案解析(1).pdf

《高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案解析(1).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案解析(1).pdf（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案解析(1)一、选择题1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2科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小IBkl，式中常量k0，I 为电流强度，l 为该点与导线的距离。如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电流 3I 和 I（方向已在图中标出），其中a、b为两根足够长直导线连

2、线的三等分点，O 为两根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是()Aa 点和 b 点的磁感应强度方向相同Ba 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度小Cb 点的磁感应强度比O 点的磁感应强度大Da 点和 b点的磁感应强度大小之比为5：732019 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

3、的最大动能4如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b 两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（）A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针转动Da 导线受到的安培力大小始终为BIl5如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。一边长为L、电阻为 R 的单匝正方形导体线圈abcd，水平向右运动到图示位置时，速度大小为v，则（）Aab边受到的安培力向左，cd 边受到的安培力向右Bab 边受

4、到的安培力向右，cd 边受到的安培力向左C线圈受到的安培力的大小为222B L vRD线圈受到的安培力的大小为224B L vR6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，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形，比荷为e

5、m的电子以速度v0从 A 点沿 AB 边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC 边，磁感应强度B 的取值为AB03mvaeBB02mvaeCB03mvaeDB02mvae8如图所示，两平行直导线cd 和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b 两点位于两导线所在的平面内则Ab 点的磁感应强度为零Bef导线在 a点产生的磁场方向垂直纸面向里C cd 导线受到的安培力方向向右D同时改变了导线的电流方向，cd 导线受到的安培力方向不变9如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀

6、强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r 的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是A粒子带负电B初速度为BvEC比荷为2qB rmED比荷为2qEmB r10 如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外已知放射源放出的射线有、三种下列判断正确的是A甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线B甲是 射线，乙是 射线，丙是射线C甲是 射线，乙是射线，丙是 射线D甲是 射线，乙是 射线，丙是 射线11 下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是（）AB

7、CD12如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外一电荷量为q(q0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为2R.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60，则粒子的速率为(不计重力)()A2qBRmBqBRmC32qBRmD2qBRm13 如图所示，两根相互平行放置的长直导线a和 b 通有大小相等、方向相反的电流，a受到磁场力的大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为 F2.则此时 b 受到的磁场力大小为()AF2BF1-F2CF1F2D2F1-F214

8、如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内长直导线中的电流i 随时间 t 的变化关系如图乙所示在0 2T时间内直导线中电流向上，则在2TT时间内线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左15 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，用两根等长的绝缘细线水平悬挂金属棒MN，通以 M 到 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果仅改变下列某一个条件，即可使得 变大的是（）A两悬线等长变短B金

9、属棒质量变大C磁感应强度变小D棒中的电流变大16 下列说法正确的是（）A带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动B带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动C带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动D带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动17 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a 点射入，从 b 点射出。下列说法正确的是A粒子带正电B粒子在b 点速率大于在a 点速率C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b 点右侧射出D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短18 如图，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直

10、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A2B2C1D2219 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

11、的安培力为（）A B C D20 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A11B12C121D14421 如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是（）A+x方向B x 方向C+y 方向D y 方向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

12、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A13：B12C11D2123 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从磁场边界上的a 点射入、b 点射出，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A粒子在a 点的速率小于在b 点的速率B粒子带正电C若仅增大磁感应强度，则粒子可能从b 点左侧射出D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短24 如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是()A粒子一定带负电B粒子的速度

13、大小v=B/EC若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动D若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变25 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（）A2Tt时，线圈产生的电动势最大B2Tt时，线圈内的磁通量最大C0 4T过程中，线圈产生的电动势增大D34TT过程中，线圈内的磁通量增大【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【详解】AB若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB 错误；C线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，

14、在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；D由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故D 错误。故选 C。2A 解析：A【解析】【分析】【详解】A左边导线在a 点和 b点产生的磁场方向向下，右边导线在a 点和 b 点产生的磁场反向也向下，故 a 点和 b点磁场方向相同，均向下，故A 正确；B设两导线之间距离为3l，则 a 点的磁感应强度为3722aIIIBkkklllO 点的磁感应强度为3833322OIIIBkkklll故 a 点磁感应强度大于O 点，故 B 错误；Cb 点磁感应强度为3522bIIIBkk

15、klll故 b 点磁感应强度小于O 点，故 C 错误；D由 B、C 分析可知，a 点和 b 点的磁感应强度大小之比为75abBB故 D 错误；故选 A。3A 解析：A【解析】【分析】【详解】A粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，周期2 mTqB氘核和氦核的比荷相等，则两粒子在磁场中运动的周期相同，故A 正确；C根据回旋加速器的工作原理可知，粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率，故两次频率相同，故C 错误；B根据2vqvBmR可得最大速度qBRvm由于氘核和氦核比荷相同，因此它们的最大速度也相同，故B 错误；D最大动能2222122kq B REmvm高频电源的频率与粒子最大动能无关，故D 错

16、误。故选 A。4D 解析：D【解析】【分析】通过分析通电导线在磁场中的受力，了解磁电式电流表的工作原理。【详解】A该磁场是个辐向磁场，磁场方向与铁芯垂直，但不是匀强磁场，A 错误；B由于是辐向磁场，线圈平面与磁场方向始终平行，B 错误；C根据左手定则，在图中位置，a 导线受力向上，b 边受力向下，线圈将顺时针方向转动，C 错误；D由于在转动过程中，a导线始终与磁场垂直，因此受到安培力大小始终为BIl，D 正确。故选 D。5D 解析：D【解析】【分析】【详解】AB线框的左右两边分别切割两磁场产生的动生电动势由右手定则可找出方向，如图所示两动生电源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得ab 边

17、受到的安培力向左，cd边受到的安培力向左，故AB 错误；CD线框的电动势为2EBLv，则电流为2EBLvIRR两个安培力力之和为线框受到的安培力224=22B L vFFBILR总故 C 错误，D 正确。故选 D。6B 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：212eUmv，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向

18、心力，有：2veBvmr，解得：12mvmUreBBe，那么周期为：2 mTeB,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7C 解析：C【解析】【详解】当电子从 C 点离开磁场时，电子做匀速圆周运动对应的半径最小，设为R，如图所示：由几何知识得：2Rcos30=a，解得：33aR；欲使电子能经过AC 边,必须满足：33aR而20vevBmr，得：0mvReB，解得：03mvBae；A.B03mvae故 A 项错误；B.B02mvae故 B 项错误；C.B03mvae故

19、 C 项正确；D.B02mvae故 D 项错误8D 解析：D【解析】【分析】【详解】由右手螺旋定则可知.cd导线和 ef 导线在 b 处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量合成知 b 处的磁感应强度垂直纸面向外.故 A 错误:由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外，故B错误:由左手定则知.cd 导线受到的安培力方向向左.故 C 错误:由题意可知，cd 导线所处的位置磁场方向发生改变，但同时自身电流方向也发生改变，由左手定则知cd 导线所受安培力方向不变.故 D 正确综上所述本题答案是：D9D 解析：D【解析】【详解】垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后

20、，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A 错误；当电场和磁场同时存在时：qvBEq,解得EvB，选项 B 错误；在磁场中时，由2vqvBmr，可得：2qvEmrBB r,故选项 D 正确，C 错误；故选D.【点睛】本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析10B 解析：B【解析】【分析】【详解】射线是高速42eH流，一个 粒子带两个正电荷根据左手定则，射线受到的洛伦兹力向右，故丙是射线 射线是高速电子流01e（），质量数为0，带一个负电荷根据左手定

21、则，射线受到的洛伦兹力向左，故甲是 射线 射线是 光子，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转故乙是 射线故 B 正确11B 解析：B【解析】【分析】【详解】由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故A 错误；由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故B 正确；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向下，故C 错误；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向上，故D 错误12B 解析：B【解析】【分析】【详解】带电粒子从距离ab 为2R处射入磁场，且射出时与射入时速度方向的夹角为60，粒子运动轨迹如图，ce为射入速度所在直线，d 为射出点，射出速度反向延长交ce 于 f 点

22、，磁场区域圆心为 O，带电粒子所做圆周运动圆心为O，则 O、f、O 在一条直线上，由几何关系得带电粒子所做圆周运动的轨迹半径为R，由 F洛Fn得qvB2mvR解得vqBRmA2qBRm，与结论不相符，选项A 错误；BqBRm，与结论相符，选项B 正确；C32qBRm，与结论不相符，选项C 错误；D2qBRm，与结论不相符，选项D 错误；故选B。13A 解析：A【解析】根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，所以没加磁场前，二者所受的力等大方向，加上磁场后，受到的安培力也是等大反向，所以两个导线所受到的力均是等大反向，所以b 受到的磁场力大小变为a 受到的磁场力大小，A 对14C 解析：C【解析

23、】【详解】BD在0 2T时间内，直导线中的电流向上，由乙可知在2TT时间内直线电流方向向下，根据安培定则知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流；故B 项不合题意，D 项不合题意AC根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力所以金属框所受安培力的合力水平向右，故A 项不合题意，C 项符合题意15D 解析：D【解析】【分析】【详解】导体棒受力如下图所示可得tanFBILmgmgA两悬线等长变短，不是导线变短，故 不变，故A 错误；B金

24、属棒质量变大，则 变小，故 B 错误；C磁感应强度变小，则 变小，故 C 错误；D棒中的电流变大，则 变大，故D 正确。故选 D。16D 解析：D【解析】【分析】【详解】A若带电粒子初速度与电场力不在一条直线上，只在电场力的作用下，做曲线运动，故A 错误；B带电粒子在磁场中只受磁场力作用，如果磁场力不恒定，则不一定作匀速圆周运动，故 B 错误；C带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下时，若磁场力恒定，且重力与电场力平衡，带电粒子可能作匀速圆周运动，故 C 错误；D带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下，若这三个力平衡，合力为0，则带电粒子可以作匀速直线运动，故D正确；故选 D。17C 解析：C【解

25、析】【详解】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a 两点的速率，根据2vqvBmr确定粒子运动半径和运动时间。由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A 错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b 点速率与 a 点速率相等，故B 错误；若仅减小磁感应强度，由公式2vqvBmr得：mvrqB，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从 b 点右侧射出，故C 正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D 错误。18D 解析：D【解析】【分析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提

26、供向心力，从而求出磁感应强度的表达式结合动能212kEmv，最终得到关于磁感应强度B与动能 Ek的关系式，从关系式及题设条件-带电粒子在穿越铝板时减半，就能求出上下磁感应强度之比【详解】由动能公式212kEmv，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力得2vqvBmr，联立可得2kmEmvBqrqr，上下磁场磁感应强度之比为212122ErBBrE上下上下上下，D 正确19B 解析：B【解析】当杆ef 以速度 v 向右匀速运动时，产生的感应电动势为，感应电流为，杆 ef 受到的安培力，联立解得，B 正确20D 解析：D【解析】【详解】直线加速过程根据动能定理得212qUmv得2qU

27、vm离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有2vqvBmR得mvRqB两式联立得：222qB RmU一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U 相同，同一出口离开磁场则R 相同，所以 mB2，磁感应强度增加到原来的12 倍，离子质量是质子质量的144倍，D 正确，A、B、C 错误。故选 D。21A 解析：A【解析】【分析】【详解】据题意，电子流沿z轴正向流动，电流方向沿z 轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以 z 轴为中心沿顺时针方向（沿z 轴负方向看），通过y 轴 A点时方向向外，即沿x轴正向。故选 A。【点睛】首先需要判断出电子束产生电流的方向，再根

28、据安培定则判断感应磁场的方向。22B 解析：B【解析】【详解】电子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示：电子在磁场中做圆周运动的周期为：22rmTveB由几何知识可知：=120，=60，电子在磁场中的匀速时间：360tT则负电子与正电子在磁场中运动时间之比：6011202tt故选 B。23C 解析：C【解析】【分析】【详解】A粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在b点速率等于在a 点速率，故A 错误；B粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电，故B 错误；C根据2vqvBmr得mvrqB若仅增大磁感应强度，则粒子运动的半径减小，粒子可能从b 点左侧射出，故C 正确；D若仅减小入射速率，则粒子在磁

29、场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大，根据2tT可知粒子运动时间可能增加，故D 错误。故选 C。24C 解析：C【解析】粒子从左射入，若带负电，则受到向上的电场力，和向下的洛伦兹力，若带正电，则受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，只要满足qvBqE，即速度EvB，粒子就能做直线运动通过，故AB 错误；若速度大小改变，则电场力qE，但是洛伦兹力qvB发生变化，打破二力平衡，所以合力与初速度方向不共线，做曲线运动，C 正确 D 错误【点睛】在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关25A 解析：A【解析】【分析】【详解】AC磁感应强度随时间按正弦规律变化，如题目图乙，可知0、2T、T 处斜率最大，即线圈产生的电动势也最大，故A 正确，C 错误；BD根据BS可知，在4Tt和34T时，线圈内的磁通量最大，故BD 错误。故选 A。