高考物理最新电磁学知识点之磁场全集汇编及答案解析(1).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及答案解析(1)一、选择题1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 r2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
2、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3为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电,上下表面绝缘,规格为:a b c=0.5m 0.4m 0.3m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B=10.0T,方向竖直向下,若在推进器前后方向通以电流 I=1.0 103A,方向如图。则下列判断正确的是()A推进器对潜艇提供向左的驱动力,大小
3、为4.0 103NB推进器对潜艇提供向右的驱动力,大小为5.0 103NC超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向D通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能4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t5如图所示,虚
4、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方形,其与磁场垂直的边长为a、与磁
5、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A12IBenbB12IBenbC12IBenaD12IBena7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0.5WbCt 0.4s时刻线框中感应电动势为1.5VD00.6s内通
6、过线框横截面电荷量为0.018C8下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()A图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属C图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量,李辉把表笔与线圈断开瞬间,刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D图丁是微安表的表头,在运输时要把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理9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
7、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10 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11 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
8、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12 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,弹簧长度将变长DN1N2,弹簧长度将变短13 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
9、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()AmambmcBmbmamcCmcmambDmcmbma14 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15 为了解释地球的磁性,19 世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()AB CD16 如图
10、所示,空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,有一带电液滴在竖直面内做半径为 R 的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,重力加速度为g,则液滴环绕速度大小及方向分别为()AEB,顺时针BEB,逆时针CBgRE,顺时针DBgRE,逆时针17 质量和电量都相等的带电粒子M 和 N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是()AM 带正电,N 带负电BM 的速度率小于N 的速率C洛伦兹力对M、N 做正功DM 的运行时间等于N 的运行时间18 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()ABCD19 导线中带电粒子的定
11、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20 在两个倾角均为的光滑斜面上,放有两个相同的金属棒,分别通有电流I1和 I
12、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I1:I2为Asin :1B1:sinCcos :1D1:cos 21 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 D22 如图所示,矩形虚线框M
13、NPQ 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最大23 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
14、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,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
15、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【参考答案】*试卷处理标记,请不要删除一、选择题1D 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,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
16、动粒子,在解题时要注意过程分析和受力分析2C 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增加加速电压对最大动能无影响,故B 错误;C增大D形盒半径R可以增大最大动能,故C正确;D减小狭缝间距离对最大动能无影响,D 错误;故选 C。3D 解析:D【解析】【分析】【详解】AB磁场方向向下,电流方向向里,依据左手定则,则安培力方向向左,因此驱动力方向向右,根据安培力公式有3310 1.0100.4N4.0 10 NFBIL故 AB 错误;C磁场方
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