高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案(1).pdf

《高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案(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(1).pdf（18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(1)一、选择题1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2如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则以下说法正确的是（）AN1N2,弹簧长度将变长BN1N2,弹簧长度将变短CN1N2,

2、弹簧长度将变长DN1N2,弹簧长度将变短3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5：74电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。工作原理如图

3、所示，将患者血管置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，测出管壁上MN 两点间的电势差为U，已知血管的直径为d，则血管中的血液流量Q 为（）A dUBB4dUBC UBdD4UBd5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

4、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eUa6如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属线框，匝数n20，总电阻R2.5 ，边长 L0.3m，处在两个半径均为r0.1m 的圆形匀强磁场中，线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合，磁感应强度B1垂直水平面向外；B2垂直水平面向里，B1、B2随时间 t的变化如图乙所示，线框一直处于静止状态，计算过程中取 3，下列说法正确的是（）A线框具有向左的运动趋势Bt 0时刻穿过线框的磁通量为0.5WbCt0.4s时刻线框中感应电动势为1.5VD00.6s内通过线框横截面电荷量为0.018

5、C7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8如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动和平动，当导线通入图示方向的电流I 时，从上往下看，导线的运动情况是（）A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升9如图所示，两平

6、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10 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ma、mb、mc，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()AmambmcBmbmamcCmcmambD

7、mcmbma11 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，已如导体棒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A2FB1.5FC0.5FD012 如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a 点垂直MN且垂直磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从 a、b连线的中点c 离开磁场，则12tt为()A23B2C32D313 如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一

8、次将金属框由位置平移到位置，第二次将金属框绕cd 边翻转到位置，设先、后两次穿过金属框的磁通量变化分别为和，则（）A B C D不能判断14 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，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

9、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-F216 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，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为 O2，在两环圆心的连线上有a、b、c 三点，其中aO1O1bbO2O2c，此时 a 点的磁

10、感应强度大小为B1，b 点的磁感应强度大小为B2当把环形电流乙撤去后，c 点的磁感应强度大小为A212BBB122BBC21BBD13B18 如图所示，在x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场，y 轴右侧的磁场磁感应强度的大小为B。一个离子以速率v 由 O 点沿 x 轴正方向射入磁场区域，不计离子所受重力，图中曲线表示离子运动的轨迹，其中轨迹与y轴交点为M，轨迹与x 轴交点为 N，且 OMONL，由此可判断（）A这个离子带负电By轴左侧的磁场磁感应强度的大小为2BC离子的比荷为qmvLBD离子在y 轴左侧运动的时间是在y 轴右侧运动的时间的一半19 如图所示，ab 和 cd

11、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 D20 如图所示，在威尔逊云雾室中，有垂直纸面向里的匀强磁场。图中曲线ab，是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹。由于它在行进中使周围气体电离，其能量越来越小，电量保持不变，由此可知（）A粒子带负电，由a向 b运动B粒子带负电，由b 向 a运动

12、C粒子带正电，由a向b运动D粒子带正电，由b 向 a运动21 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A13：B12C11D2122 一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从 A 处进入长为d、宽为 h 的磁场区域如图所示，发生偏移而从B 处离开磁场，若电荷量为e，磁感应强度为B，圆弧 AB的长为 L，则()A电子在磁场中运动的时间为t=AdvB电子在磁场中运动的时间为t=ALvC洛伦兹力对电子做功是BevA hD电子在A、B两处的速度相同23 2019 年我国

13、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。图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不同B它们的最大速度相等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24 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

14、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，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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1A 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

15、和34T时，线圈内的磁通量最大，故BD 错误。故选 A。2B 解析：B【解析】【分析】【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到 S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短故选B3A 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

16、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3522bIIIBkkklll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。4B 解析：B【解析】【分析】【详解】导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，有UqqvBd解得U

17、vBd而流量为24UdUQvSRBdB故 B 正确，ACD 错误。故选 B。5D 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=,=UFevB FeEea洛电，故=UFea洛，故 D 正确，由UevBea则电压UavB，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC 错误6C 解析：C【解析】【分析】【详解】A线框的磁通量是向外多于向内，故合磁通向外，有增加趋势，根据楞次定律，产生感应电流，受安培力，会阻碍磁通量的增加，故安培力向右（向右运动会导

18、致磁通量减小）而阻碍磁通量的增加，即线框具有向右的运动趋势，故A 错误；B设磁场向外穿过线框磁通量为正，由磁通量的定义得0t时穿过线框的磁通量为221210.025Wb162BrBr故 B 错误；C由于2B不变，故根据法拉第电磁感应定律有221152203 0.11.5V120.6V2BEnnrtt故 C 正确；D由于是恒定电流，根据闭合电路欧姆定律可得1.5A0.6A2.5EIR00.6s内通过线框横截面电荷量为0.60.6C0.36CqIt故 D 错误。故选 C。7C 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，

19、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Ekm=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.【

20、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.8A 解析：A【解析】【分析】【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动90度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时下降。故A 正确，BCD 错误。故选 A。9D 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

21、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：D10B 解析：B【解析】【详解】由题意：a 在纸面内做匀速圆周运动，所以am gqE；b 在纸面内向右做匀速直线运动，所以bm gqEBqv；c 在纸面内向左做匀速直线运动所以cm gBqvqE，根据公式可解的：bacmmm，故 B 正确，ACD 错误11B 解析：B【解析】【分

22、析】【详解】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为12:2:2:1RRR R，根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比12:1:2II如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式FILB，可知12:1:2FFII，得12FF，根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为32FFF，故本题选B12D 解析：D【解析】【分析】考查带电粒子在匀强磁场中的运动。【详解】电子 2 以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式mvrqB可知，两电子运动半径相同，由周期公式2 mTqB可知，

23、周期也相同，由几何关系可知，电子1 运动的圆心角为，电子 2 运动的圆心角为3，由时间2tT可得：1233ttD 正确。故选 D。13C 解析：C【解析】【详解】第一次将金属框由位置I 平移到位置，磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属框绕边翻转到位置，磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以，选项 C 正确.ABD 错故选 C14C 解析：C【解析】【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

24、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15A 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16D 解析：D【解析】【分析】【详解】A若带电粒子初速度与电

25、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。17A 解析：A【解析】【详解】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的设ao1=o1b=bo2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r 位置的磁感应强度为

26、 B1r，在距离中点3r 位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b 点磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c 点磁感应强度：Bc=B3r=B1-12B2，故选A18B 解析：B【解析】【分析】【详解】A由题意可知，离子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，离子带正电，故 A 错误；B离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得2vqvBmR得mvRqB在y轴的左侧离子轨迹半径变为原来的2倍，则磁感应强度变为原来的一半，故B正确；C离子在y 轴右侧运动的轨迹半径为2L，根据22vqvBmL解得2qvmLB故 C 错误

27、；D离子做圆周运动的周期2 mTqB，则2 mTqB右，24=2mmTBqBq左离子在 y 轴左侧的运动时间=4TmtqB左左离子在 y 轴右侧的运动时间=2TmtqB右右则tt右左故 D 错误。故选 B。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20A 解析：A【解析】据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式得知，粒子的轨迹半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a向 b 运动。在 a 处，粒子所受的洛伦兹力斜右下方，由左手定则判断可知，该粒子带负电，A

28、 正确21B 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。22B 解析：B【解析】【详解】AB粒子走过的路程为L，则运动时间ALtv故 A 错误，B 正确；C洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故C 错误；D洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，但速度方向改变，故AB 处速度不同，故D 错误。故选 B。23B 解析：B【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

29、氦核的比荷相等，则两粒子在磁场中运动的周期相同，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AC 错误；B根据2vqvBmr可得maxqBRvm由于氘核和氦核比荷相同，且加速器的半径也相同，因此它们的最大速度也相同，故B 正确；D最大动能2222kmax122q B REmvm高频电源的频率与粒子最大动能无关，故D 错误。故选 B。24B 解析：B【解析】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有2vBqvmR，解得粒子做圆周运动的半径mvRBq，设磁场圆形区域半径为r，如图所示粒子在磁场中运动的偏转角为2，由向何关系得：rtanR，所以 v

30、越大，则R 大，则tan越小，故也越小，而周期2 mTBq，即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，则粒子在磁场中运动的偏转角越大，运动时间越长，所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小，运动的时间越短，故A错误，B正确粒子在磁场中运动的角速度vBqRm，所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故CD 错误；25B 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