2022届高考物理二轮复习专题训练——磁场 WORD版含答案.docx

1、磁场一、选择题（共15题）1左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（）A磁感强度B电流强度C速度D安培力2某区域有方向垂直纸面向外的匀强磁场，带正电的粒子垂直磁感线射入该磁场，到达O点速度v的方向如图所示。该粒子在O点所受洛仑兹力的方向（）A垂直速度方向向右B垂直速度方向向左C垂直纸面向外D垂直纸面向里3如图是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向都垂直纸面向里，且OA=OB=OC，则O点的磁感应强度的方向是（）A沿BO方向B沿OB方向C沿OC方向D沿OA方向4光滑绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图

2、所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（）A小球将做匀速直线运动B小球将先做减速运动后做加速运动C小球将向左做曲线运动D小球将向右做曲线运动5如图所示，空间存在足够大且相互垂直的匀强电磁场，电场强度为E、方向竖直向上：磁感应强度为B，方向垂直纸面向里由某点P静止释放质量为m、带电量为+q的粒子（重力忽略不计），其运动轨迹如图所示对于带电粒子下落的最大高度H，下落给出的四个表达式，你认为正确的是ABCD6电动机通电之后电动机的转子就转动起来，其实质是因为电动机内线圈通电之后在磁场中受到了安培力的作用，如图所示为电动

3、机内的矩形线圈，其只能绕Ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来( )A方向沿x轴的恒定磁场B方向沿y轴的恒定磁场C方向沿z轴的恒定磁场D方向沿z轴的变化磁场7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增大匀强电场间的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离D减小D形金属盒的半径8下列是洛伦兹力的是（

4、）A电荷间的作用力B磁场对运动电荷的作用力C磁铁对小磁针的作用力D电场对电荷的作用力9在磁场中的同一位置放置一根直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。下列图像表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a、b各代表一组F、I的数据。在A、B、C、D四幅图中，正确的是（ ）ABCD10如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（）A粒子

5、带负电B粒子在磁场中运动的轨迹长度为C粒子在磁场中运动的时间为D圆形磁场区域的半径为11如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘一点沿圆的半径方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60角若保持粒子的速度大小不变，仍从该点入射,但速度的方向顺时针转过60角，则粒子在磁场中运动的时间为ABCD12如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，方向垂直于圆平面(未画出)一群相同的带电粒子(不计重力)以相同速率v0由P点在纸面内沿不同方向射入磁场当磁感应强度大小为B时，这些粒子在磁场中运动时间最长的是.则磁感应强度B的大

6、小是()ABCD条件不足，无法判断13关于地磁场，下列说法正确的是（ ）A地磁的两极与地理的两极重合B地磁的南北与地理的南北大致相反C指南针的两极一定指向地理的两极D地磁的北极在地理的南极附近14质量为m的通电细杆ab置于倾角为的光滑的平行导轨上，在磁场的作用下，ab恰好在导轨上静止，如下图所示下图是从b端观察时的四个平面图，其中通电细杆ab可能保持静止的是（ ）A BB CD15一质谱仪的原理如图，粒子源产生的带电粒子(不计重力)经狭缝S1与S2之间的电场加速后进入速度选择器做直线运动，从小孔S3穿出再经磁场偏转最后打在照相底片上已知磁场B1、B2的方向均垂直纸面向外则A图中P1可能为电源负

7、极B图中所示虚线可能为粒子的轨迹C在速度选择器中粒子可以做加速运动D打在底片上的位置越靠近S3，粒子的荷质比越大二、非选择题16当磁感应强度B的方向与_方向成角时，公式F_17面积为0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_Wb，当导线环转过90环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量变化量为_Wb。18在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=_T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B=_T；如果把该通电导体拿走，那么该处磁感应强度B=

8、_T 19如图所示，平行于纸面向右的匀强磁场的磁感应强度，长的直导线中通有的恒定电流，导线平行于纸面与B成60夹角时，发现其受到的安培力为零；而将导线垂直于纸面放置时，可测得其受到的安培力大小为2N，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度可能等于_或_20如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线AB边界上的P点到边界EF的距离为 一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧

9、，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小 B（B未知）满足，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；（2）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？21如图所示，一个质量为m、带电量为q的正离子，在D处沿着图中所示的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从离开A点距离为d的小孔C沿垂直于AC的方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在B处，而B离A点距离为2d（ABAC），不计粒子重力，离子运动轨迹始终在纸面内。求：（1）离子从D到B所需的时间；（2）

10、离子到达B处时的动能。22如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy把空间分成四个区域，一绝缘带孔弹性挡板放置在x轴，某一端与坐标系O点重合，挡板上的小孔M距0点距离L1=9m，在y轴上的N点有一开口的小盒子，小盒子的中心距O点的距离L2=3m，空间中I、象限存在竖直向上的匀强电场小孔M正上方高为h处有一直径略小于小孔宽度的带正电小球（视为质点），其质量m=1.0103kg，电荷量q=1.0103C，若h=0.8m，某时刻释放带电小球经t=0.55s小球到达小孔正下方L3=0.6m的S点（S未画出），不计空气阻力，g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）求小球运动到小孔M时速

11、度的大小； （2）求电场强度E的大小；（3）若在空间中、象限再加一垂直纸面的匀强磁场，B=1T，适当改变h为合适的一些数值，其他条件不变，小球仍由静止释放，小球通过小孔后继续运动，小球与挡板相碰以原速度反弹，碰撞时间不计，碰撞电量不变，如果小球最后都能落入盒子的中心处，求h的可能值23如图为质谱仪工作原理图，离子从电离室A中的小孔S1逸出（初速度不计），经电压为U的加速电场加速后，通过小孔S2和S3，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B匀强磁场中，运动半个圆周后打在接收底版D上并被吸收对于同一种元素，若有几种同位素时，就会在D上的不同位置出现按质量大小分布的谱线，经过分析谱线的条数、强

12、度（单位时间内打在底版D上某处的粒子动能）就可以分析该种元素的同位素组成(1)求比荷为的粒子进入磁场的速度大小；(2)若测得某种元素的三种同位素a、b、c打在底版D上的位置距离小孔S3的距离分别为L1、L2、L3，强度分别为P1、P2、P3，求：三种同位素a、b、c的粒子质量之比m1：m2：m3；三种同位素a、b、c在该种元素物质组成中所占的质量之比M1：M2：M3.参考答案：1D【详解】左手定则内容：张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指的方向与导体中电流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC错误，D正确。故选D。

13、2B【详解】根据左手定则，该粒子在O点所受洛仑兹力的方向，垂直速度方向向左。故选B。3C【详解】根据安培定则，因AC两条通电导线在O点的磁场等大反向，则合磁场强度为零，则O点的磁感应强度等于直导线B在该点的磁场，则方向从O指向C。故选C。4A【详解】根据安培定则，在两直导线连线的垂直平分线上各点的磁感应强度与速度方向平行，故小球不受洛仑兹力，重力和支持力平衡，故合力为零，小球将在水平面内沿速度方向做匀速直线运动；故选A。5B【详解】试题分析：下落到最大高度时，电场力做功，到达最低点时，只剩下水平速度，此时受到的洛伦兹力方向上，电场力向下，两力平衡，不再向下运动，故有，联立可得，B正确；6B【详

14、解】试题分析：加方向沿x轴的恒定磁场，ab、cd边不受力，ad受力向上，bc受力向下，无法转动，A错误；加方向沿y轴的恒定磁场，ad、bc边不受力，ab受力向上，cd受力向下，可以转动，B正确；加方向沿z轴的恒定磁场，ab受力向左，cd受力向右，ad受力向里，bc受力向外，无法转动，C错误；加方向沿z轴的变化磁场，线圈中会产生感应电流，但受力与线圈在同一平面内，无法转动，D错误7B【详解】由得则动能知动能与加速的电压、狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度或D形盒的半径，可以增加粒子的动能，故B正确。8B【详解】试题分析：运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力，即

15、磁场对运动电荷的作用力；洛伦兹力的公式为F=qvB荷兰物理学家洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力解：A、电荷间的作用力是静电力，不是洛仑兹力，故A错误；B、磁场对运动电荷的作用力是洛仑兹力，故B正确；C、磁铁对小磁针的作用力是磁场力，不是洛仑兹力，故C错误；D、电场对电荷的作用力是电场力，不是洛仑兹力，故D错误；故选B9A【详解】导线的方向与磁场方向垂直时，且同一位置处磁感应强试B大小、方向确定，由安培力公式，可知安培力和I成正比，故A正确，BCD错误。故选择A选项10C【详解】A根据粒子的偏转方向，根据左手定则可判断出粒子带正电，

16、A错误；B根据几何关系可知，粒子运动的圆心角为，轨迹如图所示根据可得则粒子在磁场中运动的轨迹长度为B错误；C根据，可得则粒子在磁场中运动时间为C正确；D根据几何关系，设圆形磁场半径为r，有则D错误；故选C。11C【详解】由于轨道半径不变，当离子速度方向沿顺时针方向转60时，运动轨迹ac弧所对圆心角仍为60角;,所以粒子完成了1/6个圆运动,根据周期公式有：T=粒子在磁场中的运动时间为t=T/6=.故C正确，ABD错误故选C12C【详解】对应弦长最长时所用时间最长，最长的弦即为磁场区域的直径：由题意运动时间最长的是，则有：，解得：，所以r=2R，根据，解得：，故C正确，ABD错误13BD【详解】

17、地理北极的附近是地磁南极，地理南极的附近是地磁北极，故BD正确，A错误；指南针的两极一定指向地磁的两极，而不是地理的两极，故C错误所以BD正确，AC错误14AB【详解】A、杆受到向下的重力，水平向右的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态， A正确；B、杆子受重力、竖直向上的安培力，在这两个力的作用下，可以处于平衡状态， B正确；C、杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向下，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，不可能处于平衡状态，C错误； D、杆受到的重力竖直向下，安培力水平向左，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，不可能处于平衡状态，D错

18、误故选AB.15BD【详解】AB. 由左手定则可知，粒子在下面磁场中向左偏转，知粒子带正电，可知图中所示虚线可能为粒子的轨迹，选项B正确；粒子带正电，则粒子在P1P2之间向下运动时受到向左的洛伦兹力，可知电场力向右，则图中P1为电源正极，选项A错误；C. 在速度选择器中粒子做直线运动，则所受的电场力和洛伦兹力平衡，可知洛伦兹力不变，粒子做匀速运动，不可能做加速运动，选项C错误；D. 打在底片上的位置越靠近S3，粒子的运动半径R越小，由可知，荷质比越大，选项D正确.16 电流 IlBsin17 0.2 -0.2【详解】由题导线环的面积S=0.5m2，匀强磁场磁感应强度B=0.4T，当磁场与环面垂

19、直时，穿过环面的磁通量为当导线环转过90时，环面与磁场平行时，没有磁感穿过环面，穿过环面的磁通量为；则穿过环面的磁通量变化量为18 2 2 2【详解】通电导线垂直放在磁场中，根据磁感应强度的定义式，有：，由此可知该处的磁感应强度为2T，这与导线的放置、长短、电流大小等因素无关，即该处的磁感应强度有磁场本身决定则导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，磁感应强度不变，仍为2T；通电导体拿走后，磁场不变，则磁感应强度不变还为2T.19 【详解】根据题意“导线平行于纸面与B1成60的夹角时，发现其不受安培力”说明合磁场一定与电流方向平行，即合磁场可能跟电流方向相同，或相反。根据左手定则，

20、将导线垂直于纸面放置时，所受的安培力的合力一定跟导线垂直。垂直放置时，不妨设电流方向垂直纸面向内，则两种情况分别如下图B1产生的安培力为F1，方向垂直B1向下，大小为F1=B1IL1N第一种情况，合磁场跟电流方向相同根据平行四边形定则，以F1为邻边、F合为对角线作另一个邻边F2，如上图所示，根据几何关系可知=30，F合2N、F11N，所以F2N因为F2B2IL，所以如图B2的方向在纸面内垂直B1向上.第二种情况，合磁场跟电流方向相反根据平行四边形定则，以F1为邻边、F合为对角线作另一个邻边F2，如下图所示，如图=30，所以根据余弦定理，有因为 所以20（1）h=（2）t=（k=0，1，2，）【

21、详解】（1）微粒在电磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，重力与电场力合力为零，则qE=mg粒子运动轨迹如图所示由几何知识可得，r1+r1sin=（2+）L解得r1=2L微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得由动能定理得mgh=mv12-0依题意，有解得h=L（2）微粒在进入电磁场前做平抛运动x1=v0t1，h=gt12代入数据解得，微粒在M点的竖直分速度合速度速度与AB夹角=30微粒运动轨迹如图所示微粒轨道半径r2=4L由几何知识可知，微从M点粒偏转30垂直打在EF边界上，微粒在磁场中做圆周运动的周期由题意可知，微粒的运动时间（k=0、1、2、）解得 （k=0、1、2、

22、3、）21（1）（2）【详解】（1）由几何关系：洛伦兹力提供向心力：解得解得，所以；（2）解法一：又：解得B点动能为：解得解法二：由运动学公式：由动能定理：解得。22（1） （2） （3）1.25m，0.45m，0.70m【详解】(1) 小球释放做自由落体运动有 ，解得t1=0.4s，v=4m/s；(2) 小球进入电场后在重力和电场力作用下做直线运动，设加速度为a，根据题意有，其中t2=t-t1=0.15s，解得a=0，表明小球进入电场后做匀速直线运动故有qE=mg，解得E=10 V/m；(3) 加上匀强磁场后，小球进入复合场做匀速圆周运动，小球进入复合场的速度垂直挡板，做圆周运动的圆心必在x

23、轴上，如果与挡板相碰，其轨迹前面部分是半圆，且圆的半径R3m（因L2=3m），R越小，小球碰撞次数越多设经n次碰撞后小球达到N点；所以n2RL1，即n2R9，解得n1.5，即取n= 0，1所以小球从小孔到盒子中心的运动轨迹可能有下列三种情况：由几何知识得：甲图，代入数据解得R1=5m；乙图 3R2=L1，代入数据解得R2=3m；丙图 ，代入数据解得R3=3.75m；根据 分别代入上述数据解得 h1=1.25m，h2=0.45m，h3=0.70m23（1）；（2）；：【详解】（1）粒子在加速电场中加速的过程，根据动能定理可知：解得：（2）带电粒子进入磁场后，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：又；解得：；则m1：m2：m3=根据，又三种同位素a、b、c的数量分别为：；三种同位素a、b、c在该种元素物质组成所占的质量分别为：M1=N1m1；M2=N2m2；M3=N3m3三种同位素a、b、c在该种元素物质组成所占的质量之比：M1：M2：M3=：