高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编附答案解析.pdf
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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22019 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
2、同D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能3回旋加速器是加速带电粒子的装置.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个 D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,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,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是()A减小磁场的磁感应强度B增大匀强电场间的加速电压C增大 D 形金属盒的半径D减小狭缝间的距离4如图所示,一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I 时,金属材料上、下表面电势分别为1、2。该金属材料垂直电流方向的截面为长
3、方形,其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为 b,金属材料单位体积内自由电子数为n,元电荷为e。那么A12IBenbB12IBenbC12IBenaD12IBena5有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行6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,
4、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eUa7如图所示,用一细线悬挂一根通电的直导线ab(忽略外围电路对导线的影响),放在螺线管正上方处于静止状态,与螺线管轴线平行,可以在空中自由转动,导线中的电流方向由 a 指向 b。现给螺线管两端接通电源后(螺线管左端接正极),关于导线的受力和运动情况,下列说法正确的是()A在图
5、示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止B从上向下看,导线ab从图示位置开始沿逆时针转动C在图示位置,导线a、b 两端受到安培力方向相同导线ab 摆动D导线 ab转动后,第一次与螺线管垂直瞬间,所受安培力方向向上8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
6、速电压,电子做圆周运动的周期将变大9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 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10 如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c 以不同的速率对准圆心O 沿着 AO 方向射入磁场,其运动轨迹如图所示,若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是()Aa 粒子速率最大Bc 粒子速率最大Cc 粒子在磁场中
7、运动时间最长D它们做圆周运动的周期abcTTT11 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,放射源放在铅
8、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
9、逆时针,线框受安培力的合力方向向左15 电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示,其中正确的是()ABCD16 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
10、入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短18 导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示,设导线ab 中每个带正电粒子定向运动的速度都是v,单位体积的粒子数为n,粒子的电荷量为q,导线的横截面积为S,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是A由题目已知条件可以算得通过导线的电流为InqvSB题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断C每个粒子所受的洛伦兹力为FqvB洛,通电导线所受的安培力为FnqvB安D改变适当的条件,有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变19 如图,MN
11、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A2B2C1D2220 如图所示,矩形虚线框MNPQ 内有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里a、b、c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子,它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场,图中画出了它们在磁场中的运动轨迹粒子重力不计下列说法正确的是A粒子a带负电B粒子c的动能最大C粒子b在磁场中运动的时间最长D粒子b在磁场中运动时的向心力
12、最大21 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22 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。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
13、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23 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Aa 为电源正极,到达A 板的为 射线Ba为电源正极,到达A板的为射线Ca 为电源负极,到达A板的为 射线Da 为电源负极,到达A 板的为 射线24 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图所示如果直导线可以自由地运动且通以由a 到 b 的电流,则导线ab 受磁场力后的运动情况为()A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动
14、并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管25 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线),图中流量计的上、下两面是金属材料,前、后两面是绝缘材料,现给流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直于前、后两面,当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R 的电流表的两端连接,I表示测得的电流值,已知流体的电阻率为,不计电流表的内阻,则可求得流量为
15、()A()IcbRBaB()IbaRBcC()IacRBbD()IbcRBa【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】【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2A 解析:A【解析】【分析】【详解】A粒子在磁场中,洛伦兹力提供向
16、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错误。故选 A。3C 解析:C【解析】【详解】粒子在回旋加速器中的最大半径为D 形盒的半径,由2mqBmR,故最大动能为2222122mkmq B REmmA由以上推导可知,增大磁感应强度可以增大最大动能,故A 错误;B增加
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