高考物理最新电磁学知识点之磁场单元检测附答案

1、高考物理最新电磁学知识点之磁场单元检测附答案一、选择题1 .如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子流由左端平行于Pl、P2射入，粒子沿直线通过速度选择器，已知速度选择器的电场强度为E,磁感应强度为 Bi.粒子由狭缝So进入匀强磁场B2后分为三束，它们的轨道半径关系为则下列说法中正确的是（）ri 3 2 ,不计重力及粒子间的相互作用力,A. Pi极板带负电B.能通过狭缝So的带电粒子的速率等于EC.三束粒子在磁场 B2中运动的时间相等D.粒子1的比荷 曳 大于粒子2的比荷 也 mim22 .如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等.有ma=mbmc=md ,以不等的速度Va<

2、; Vb= Vc< Vd进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进 入B2磁场，由此可判定（）A.射向Pi的是a离子C.射到Ai的是c离子B.射向P2的是b离子D.射到A2的是d离子3.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔 S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（A. M带正电，N带负电B. M的速率大于N的速率C.洛伦磁力对 M、N做正功D. M的运行时间大于 N的运行时间4.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：axb>c=0.5mX0.4mX

3、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 X10 一两点。其中SA -SC,已知甲、乙粒子的电荷量相等，下列说法正确的是 A,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5.如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，

4、X X X X A *5;X X »/X 式区A.其轨迹对应的圆心角越大B.其在磁场区域运动的路程越大C.其射出磁场区域时速度的偏向角越大D.其在磁场中的运动时间越长6 .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（）7dUA.TdUB.4BC. 一BdD.史4Bd7 .如图所示，一束粒子射入质谱仪，经狭缝S后分成甲、乙两束，分别打到胶片的A、CA.甲带正电B.甲的比荷小C.甲的速率小D.甲、乙粒子的质量比

5、为 2: 38 .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（）囹甲旋转的液体图乙愠动的弹普A.图甲中，从上往下看，液体沿顺时针方向旋转8 .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

6、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D.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9 .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.仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大10.如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为Ui的电场加

7、速后，射人水平放置，电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板方向从两板正中间射入，穿过M、两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子入磁场和射出磁场的N两点间的距离d随着Ui和U2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（A. d随Ui变化，d与U2无关B. d与Ui无关，d随U2变化C. d随Ui变化，d随U2变化D. d与Ui无关，d与U2无关11.某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图 所示，给导线通入恒定电流，小磁针再次静止时偏转了30。，已知该处地磁场水平分量B 5.0 i05T,通电直导线在该处产生的磁感应强度大小

8、为（）/ _ 亍A. 2.9 105TB. 7.i 105TC. 8.7 105TD. i.0 104Ti2.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，则速,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13 .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 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（）A.东D

9、.1东14 .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（）本 受产IX Xk< X X X；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15.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“、瓜丫三种.下列判断正确的是A.甲是“射线，乙是 丫射线，丙是3射线B.甲是3射线，乙是丫射线，丙是a射线C.甲是丫射线，乙是a射线，丙是3射线D.甲是a

10、射线，乙是3射线，丙是丫射线16.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P1和P2以相17.如图所示，矩形线圈 abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（）1i;fi1 1 bl；lc1T1a1A.线圈绕Pl转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a-b-c-dD.线圈

11、绕Pi转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力18 .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（19 .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A. M带正电，N带负电B. M的速度率小于 N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D. M的运行时间等于 N的运行时间20.在磁感应强度大小为 Bo的匀强磁场中，两长直导线导线中通有图示方向电流 I时，纸面内与两导线等距离的P和Q平行于纸面固定放置。在两a点处的磁感应强度为零。下列说法正确的是（运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（）A.匀强磁场方向垂直纸面向里3B,将导线Q撤去，a点磁感应强度

12、为 2Bo1C.将导线P撤去，a点磁感应强度为 一B0 2D.将导线Q中电流反向，a点磁感应强度为2Bo21.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22.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 Bo 一个离子以速率 v由。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

13、点为N,且OM = ON=L,由此可判断（）A.这个离子带负电BB. y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为一2、, q vC.离子的比何为= m LBD.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23.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（）x * 置A.粒子带负电，由a向b运动B.粒子带负电，由b向a运动C.粒子带正电，由a向b运动D.粒子带正电，由b向a运动24 .利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等区域，如图是霍尔元件的

14、工 作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差 UCD.下列说法正确的是A.电势差U cd仅与材料有关B.仅增大磁感应强度时，电势差Ucd变大C.若霍尔元件的载流子是自由电子 ，则电势差Ucd 0D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平25 .如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）©In rrA.桌面对磁铁的支持力增大 B.桌面对磁铁的支持力减小 C.桌面对磁铁的支持力不变 D.以上说法都有可能【参考答案

15、】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1. D解析：D【解析】【分析】【详解】A.若射入速度选择器中的粒子带正电，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的Pi极板带正电，故A错误；B.粒子在速度选择器中做匀速直线运动，洛伦兹力等于电场力，即有qvB1 qE所以能通过狭缝So的带电粒子的速率为EBi故B错误;C.粒子在磁场中做半个匀速圆周运动，其运动时间为t 1勺2 v v由于三个粒子运动的半径不等，所以运动时间也不相等，故 C错误；2D进入B2磁场中的粒子速度是一定的，根据qvB2 mv-可得rmv rqB2知r越大

16、，比荷 越小，粒子1的半径小于粒子2的半径，所以粒子1的比荷大于粒子2 m的比荷，故D正确；故选D。2. A解析：A 【解析】试题分析：通过在磁场中偏转知，粒子带正电.在速度选择器中，有qE=qvB. v 5，只B有速度满足一定值的粒子才能通过速度选择器.所以只有b、c两粒子能通过速度选择器.a的速度小于b的速度，所以a的电场力大于洛伦兹力，a向Pi板偏转.故A正确，Bmv错误.只有b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场B2,根据r .，知质量大的半径qB2大，知射向Ai的是b离子，射向A2的是c离子.故C、D错误.故选A.考点：速度选择器；带电粒子在匀强磁场中的而运动3. B解析：B【解析】【

17、分析】 【详解】A.根据左手定则，可知， M带负电，N带正电，A错误；B.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：2 v qvB m一 r解得：mv r qB同一磁场，又 M和N两粒子的电荷量相同，故轨道半径大小r和速度v成正比，故B正确；C.洛伦兹力每时每刻与速度垂直，不做功，C错误；D.粒子在磁场中运动的周期 T的计算如下：2 r 2 mT v qB同一磁场，M和N两粒子的电荷量相同，故两粒子在磁场中运动的周期相同，它们均运动了半个周期，故它们运动的时间相同，D错误；故选Bo4. D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

18、力方向 向右，根据安培力公式有_33F BIL 10 1.0 100.4N4,0 10 N故AB错误；C.磁场方向向下，根据安培定则可判定超导励磁线圈中的电流方向为PMNQP方向，故C错误；D.通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向，根据左手定则可知驱动力方向相 反，故D正确。故选Do5. B解析：B【解析】试题分析：设磁场区域半径为 R,轨迹的圆心角为 电如图示:粒子在磁场中运动的时间为,而轨迹半径f三卤二白wS2V，而t越小，故B对.速度越大，则r越大，“越小(与射出磁场时的速度偏向角相等)， 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.【名师点睛】带电粒子在有界磁场中的常用几何关系(1)四个点

19、：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点.(2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍.6. B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qU qvB d解得Uv Bd而流量为dU4BU 2Q vS R2Bd故B正确，ACD错误。故选B。7. D解析：D【解析】【详解】A.甲粒子在磁场中向上偏转，根据左手定则知甲粒子带负电，故 A错误;8. 根据洛伦兹力提供向心力，则有： 2V qvB m 一 r解得：mv vr - qB与 m由图可知r甲vr乙，则甲的比荷大于乙的比荷，故B错误

20、；C.能通过狭缝S0的带电粒子，根据平衡条件：qE qvB1解得：Ev -Bi甲、乙都能通过狭缝进入右边的磁场，所以两个粒子的速率相等，故 C错误;D.由题知，甲、乙粒子的电荷量相等，根据洛伦兹力提供向心力，则有:2vqvB m一 r解得:mvqB变形得：qB m r v由题知，两个粒子的半径之比为：r1 : r2 2 : 3则两个粒子的质量之比为：m1: m2 r1: r2 2 : 3故D正确。8. D解析：D【解析】【分析】【详解】A .根据图甲中电源的正负极判断在液体中形成的电流方向为正极导线指向负极导线，磁 场方向从下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转，A错误；B

21、.如果改变电源的正负极，液体中电流的方向反向，磁感线方向不变，则安培力方向改 变，所以液体的旋转方向改变，B错误；C.图乙中给装置通电，弹簧中每一圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹 簧缩短，脱离水银液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下振动；纯 酒精不导电，所以接通电源后，弹簧中无电流，不会上下振动，C错误；D.如果改变电源的正负极，根据 C选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动，D正确。故选D。9. B解析：B【解析】 【分析】本题主要考查了洛伦兹力、动能定理、圆周运动.根据动能定理表示出加速后获得的速 度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式，利用速

22、度公式推导出周期表达 式，增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，当提高电子枪加速电压，速度增大， 并结合以上公式即可解题.【详解】19电子在加速电场中加速，由动能定理有：eU -mv2,电子在匀强磁场中做匀速圆周运2动，洛伦兹力提供向心力，有：eBv m，解得：r mv -JmU-，那么周期reB B ' e为：T，当增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，半径在减小，周期变eB小，故AC错误；当提高电子枪加速电压，速度增大，电子束的轨道半径变大、周期不变，故B正确，D错误.10. A解析：A【解析】【分析】【详解】设带电粒子经电压为 Ui的电场加速后速度为 ,由动能定理，有12

23、qU1m%2带电粒子在电势差为 U2的电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成沿初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为9,则有Vo一 cosV粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R,由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于 9,则有d2cosR所以d 2RV0 V又因为半径公式R mV qB则有2mVo dqB故d与m, Vo成正比，与B, q成反比，即d只与Ui有关，与U2无关，故A正确，BCD 错误。故选Ao11. A解析：A【解析】【分析】【详解】各个分磁场与合磁场关系如图所示由数学关系得Bx Btan 2.9 10 5T故选A。12. C解析：C【解析

24、】【详解】粒子在回旋加速器中的最大半径为D形盒的半径，由q/B2m,故最大动能为REkm2212 q2B2R2-mm 22mA.由以上推导可知，增大磁感应强度可以增大最大动能，故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CoA错误;13. B解析：B【解析】【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故 右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定 环形电流的方向.【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环

25、形电流的方向时右手的拇指必需指 向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故 四指的方向应该向西.故 B正确.【点睛】主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所 在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定.14. C解析：C【解析】【分析】【详解】A.粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在b点速率等于在a点速率，故A错误;B.粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电，故 B错误；C.根据2 v qvB m 一 r得mv r 一 qB若仅增大磁感应强度，则粒子运动的半径减小，粒子可能从 b点左侧射出，故 C正确；D.若仅减小入

26、射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增大，根据t T可知粒子运动时间可能增加，故D错误。2冗故选Co15. B解析：B【解析】【分析】【详解】“射线是高速24 He流，一个a粒子带两个正电荷.根据左手定则，a射线受到的洛伦兹力向右，故丙是a射线.3射线是高速电子流（°ie）,质量数为0,带一个负电荷.根据左手定则，3射线受到的洛伦兹力向左，故甲是3射线.丫射线是丫光子，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.故乙是丫射线.故B正确.16. C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

27、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.17. A解析：A【解析】【分析】【详解】AB .根据E=BcoS可知，无论线圈绕轴 Pi和P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应 电流相等，故A正确，B错误；C.由楞次定律可知，线线圈绕 Pi和P2转动时电流的方向相同，都是a-d-c-b-a,故C错误；D.由于线圈Pi转动时线圈中的感

28、应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=BLI可知，线圈绕Pi转动时dc边受到的安培力等于绕 P2转动时dc边受到的安培力，故 D错 误。故选A。18. A解析：A【解析】【分析】【详解】根据左手定则得，A选项洛伦兹力方向竖直向下，B选项洛伦兹力方向竖直向下，C选项不受洛伦兹力，D选项洛伦兹力方向垂直纸面向外.故A正确，BCD错误.故选 A.【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力三者之间的方向关系.19. D解析：D【解析】【详解】A.由左手定则判断出 N带正电荷，M带负电荷，故选项 A不符合题意；B.粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力则

29、有：2 V qvB m 一r解得速度的大小为 v 吧，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即 M的速 m度率大于N的速率，故选项 B不符合题意；C.洛伦兹力始终与速度的方向垂直，洛伦兹力对M、N不做功，故选项 C不符合题意；2 m 一d.粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t -qB-, m运行时间等于N的运行时间，故选项 D符合题意。20. C解析：C【解析】【分析】【详解】两长直导线P和Q所产生的磁场方向根据安培右手定则可得都垂直纸面向里，所以匀强磁 场方向应该垂直纸面向外，纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零，所以每根 ，1 导线在a点处产生的磁感应强度为 -B0。2A.匀强磁场方向应该垂直纸面向外，故 A错误；B.将导线Q撤去，a点磁感应强度应为 -B0而不是|巳，故B错误；C.将导线P撤去，a点磁感应强度为 -B0, C正确；2D.将导线Q中电流反向，a点磁感应强度为Bo而非2B。，故D错误。 故选Co21. D解析：D【解析】【分析】【详解】A.若带电粒子初速度与电场力不在一条直线上，只在电场力的作用下，做曲