高考物理二轮复习 专题卷汇编 磁场专题卷

磁场1【2017新课标卷】（多选）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是： （ ）AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为【答案】BC【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。2【2017新课标卷】（多选）某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将： （ ）A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉【答案】AD【名师点睛】此题是电动机原理，主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力；关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。3【2016四川卷】如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力。则： （ ）Avb:vc=1:2，tb:tc=2:1 Bvb:vc=2:2，tb:tc=1:2Cvb:vc=2:1，tb:tc=2:1 Dvb:vc=1:2，tb:tc=1:2【答案】A【解析】设正六边形边长为L，若粒子从b点离开磁场，可知运动的半径为R1=L，在磁场中转过的角度为1=120；若粒子从c点离开磁场，可知运动的半径为R2=2L，在磁场中转过的角度为2=60，根据可知vb:vc=R1：R2=1:2；根据可知，tb:tc=1：2=2:1，故选A。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动；做此类型的习题，关键是画出几何轨迹图，找出半径关系及偏转的角度关系；注意粒子在同一磁场中运动的周期与速度是无关的；记住两个常用的公式：和。4【2017天津卷】（18分）平面直角坐标系xOy中，第象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，问：（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。【答案】（1），方向与x轴方向的夹角为45角斜向上 （2）【名师点睛】本题难度不大，但需要设出的未知物理量较多，容易使学生感到混乱，要求学生认真规范作答，动手画图。5【2017江苏卷】（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹不考虑离子间的相互作用 （1）求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x；（2）在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d；（3）若考虑加速电压有波动，在（）到（）之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件【答案】（1） （2）（3）【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，对此类问题主要是画出粒子运动的轨迹，分析粒子可能的运动情况，找出几何关系，有一定的难度1教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是 （ ）A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D. 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动【答案】C2在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是 （ ）A. 新核为B. 轨迹1是新核的径迹C. 衰变过程中子数不变D. 新核沿顺时针方向旋转【答案】A【解析】发生衰变时动量守恒，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是粒子，所以发生的是衰变，衰变把一个中子转化为质子，放出一个电子，中子数减小，粒子是电子，根据质量数守恒和电荷数守恒，配平核反应方程式，可知衰变方程为，故新核是，A正确C错误；静止的发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式可知半径与电荷量q成反比，新核的电荷量q大，所以新核的半径小，所以轨迹2是新核的轨迹，B错误；根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转，D错误 3如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是 （ ）A. 一起向左运动 B. 一起向右运动C. 相向运动，相互靠近 D. 相背运动，相互远离【答案】D4如图所示,质量为m ，电量为q 的带正电物体,在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为的水平面向左运动，则 （ ）A. 物体的速度由v减小到零的时间等于mv/(mg+Bqv)B. 物体的速度由v减小到零的时间小于mv/(mg+Bqv)C. 若另加一个电场强度大小为(mg+Bqv)/q，方向水平向右的匀强电场,物体将作匀速运动D. 若另加一个电场强度大小为(mg+Bqv)/q，方向竖直向上的匀强电场,物体将作匀速运动【答案】D【解析】试题分析：对物体受力分析，受重力、支持力，洛伦兹力和滑动摩擦力；根据左手定则，洛伦兹力向下，根据动量定理或运动学的公式即可求解加电场力后，当受力平衡时做匀速直线运动5（多选）如图所示，空间直角坐标系内存在匀强电场和匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与平面平行且与轴负方向的夹角为，匀强电场的电场强度大小为E、方向沿y轴负方向一质子(重力不计)从原点O以速度向z轴正方向射出已知质子的电荷量为e，下列关于质子的受力和运动的描述正确的是 （ ）A. 质子在O点受到的合力大小为B. 质子在运动过程中受到的合力为变力C. 质子沿z轴方向的分运动是匀速直线运动D. 质子不可能做匀变速曲线运动【答案】AC【解析】A、根据左手定则判断出质子受到的洛伦兹力的方向，然后画出质子的受力如图洛伦兹力，电场力，根据平行四边形定则可知，质子在O点受到的合力方向沿B的方向，大小为，故A正确；B、由于质子在O点受到的合力方向沿B的方向，与初速度的方向垂直，所以质子将获得沿B的方向的分速度，根据左手定则可得，沿B方向的不能产生洛伦兹力，所以质子在运动过程中受到的洛伦兹力的大小和方向不变，所以质子在运动过程中受到的合力为不变；故B错误；CD、由于质子在O点受到的合力方向沿B的方向，始终与初速度的方向垂直，所以质子沿z轴方向的分运动是匀速直线运动；在ZOB的平面内做类平抛运动，是做匀变速曲线运动，故C正确，D错误；故选AC。【点睛】此题是粒子在电场及磁场中的运动，关键是搞清楚受力的立体结构图，平行四边形法则找到合力，根据曲线运动的条件进行分析。6（多选）如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成角，且，则下列说法中正确的是 （ ）A. 液滴可能带负电B. 液滴一定做匀速直线运动C. 液滴有可能做匀变速直线运动D. 电场线方向一定斜向上【答案】BD7如图所示，在平面直角坐标系中AO是xOy的角平分线，x轴上方存在水平向左的匀强电场，下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，两电场的电场强度大小相等一质量为m、电荷量为q的质点从OA上的M点由静止释放，质点恰能沿AO运动而通过O点，经偏转后从x轴上的C点进入第一象限内并击中AO上的D点(C，D均未画出)已知ODOM，匀强磁场的磁感应强度大小为B (T)，重力加速度为g10 m/s2.求：(1)两匀强电场的电场强度E的大小；(2)OM的长度L；(3)质点从M点出发到击中D点所经历的时间t.【答案】(1)(2)20 m或m(3)7.71 s或6.38 s由类平抛运动规律知Rvt3， 联立解得： 或(3)质点做匀加速直线运动有得t12 s或质点做匀速圆周运动有质点做类平抛运动有Rvt3，得t31 s质点从M点出发到击中D点所经历的时间为：tt1t2t37.71 s或6.38 s.点睛：本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动，画出粒子轨迹，再结合数学知识即可解题。8如图所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上(y0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动(已知重力加速度为g)。（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；（2）P点距坐标原点O至少多高；（3）若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间小球距坐标原点O的距离s为多大？【答案】（1），带正电 （2）（3）由得： （2分）1为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计。该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是 （ ）A. M端的电势比N端的高B. 电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关C. 电压表的示数U与污水的流量Q成正比D. 若污水中正负离子数相同，则电压表的示数为0【答案】C【解析】根据左手定则，知正离子所受的洛伦兹力方向向里，则向里偏转，N板带正电，M板带负，则M板的电势比N板电势低故A错误； 最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：qvB=q，解得U=vBb，与污水中正负离子数无关故BD错误因，则流量，因此，与污水流量成正比故C正确故选C点睛：此题使霍尔效应问题；解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，抓住离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡列方程讨论求解2如图所示，质量为m的铜棒长为L，棒的两端各与长为L的细软铜线相连，静止悬挂在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当棒中通过恒定电流后，铜棒向上摆动，最大偏角为.则棒中的电流强度为 （ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】根据动能定理BIL2sin mgL(1cos )0，可得，A正确 31930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 （ ）A. 离子回旋周期逐渐增大B. 离子由加速器的边缘进入加速器C. 离子从磁场中获得能量D. 离子从电场中获得能量【答案】D【解析】根据可知，粒子的回旋周期不变，选项A错误；粒子由加速器的中心附近进入加速器，从加速器的边缘出加速器故B错误粒子在电场中加速，在磁场中偏转，可知从电场中获得能量，故C错误，D正确故选D点睛：解决本题的关键掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子从电场中获得能量，但是出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4如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则:粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为 （ ）A. d随v0增大而增大,d与U无关B. d随v0增大而增大,d随U增大而增大C. d随U增大而增大,d与v0无关D. d随v0增大而增大,d随U增大而减小【答案】A考点：考查了带电粒子在组合场中的运动【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径5（多选）如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是 （ ）A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心0C. 只要速度满足v，入射的粒子出射后一定垂直打在MN上D. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上【答案】BC6（多选）如图所示，在磁感应强度大小为压、平行P、Q连线向右的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂 直于纸面固定放置，两者之间的距离为l在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为2B0下列说法正确的是 （ ）A. 两电流在a处产生的磁感应强度大小为3B0B. P中电流在a点处产生的磁感应强度的大小为C. 若在a点处垂直纸面放一长度为L、电流为I的导线，则该导线所受的安培力大小一定为D. 若使P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为【答案】BD7如图