高考物理二轮复习专题练习：磁场(Word版含答案)

试卷第=page11页，共=sectionpages33页磁场一、单选题1．图示为长度相同的通电直导线放在磁感应强度大小相等的匀强磁场中，已知通电直导线中的电流均为I，长度均为L，磁感应强度均为B，则通电导线受到的安培力F=BIL的是（）A． B．C． D．2．如图所示，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。有关磁感应强度方向正确的说法是（）A．可能沿x轴正方向 B．可能沿y轴负方向C．可能沿z轴负方向 D．可能沿悬线向上3．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（）A．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝2∶1B．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝1∶2C．vb∶vc＝2∶1，tb∶tc＝2∶1D．vb∶vc＝1∶2，tb∶tc＝1∶24．如图所示，边长为L的正方形ABCD边界内有垂直纸面向里的匀强磁场B，E为AD上一点，ED=。完全相同的两个带电粒子a、b以不同速度分别从A、E两点平行AB向右射入磁场，且均从C点射出磁场。已知a粒子在磁场中运动的时间为t，不计粒子的重力和相互作用，则b粒子在磁场中运动的时间为（）A． B． C． D．5．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量、速度和电荷量均不同的带电粒子先后从圆周上的点沿直径方向射入磁场。不计带电粒子受到的重力和带电粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）A．带正电的粒子一定向下偏转B．质量和电荷量比值相同的带电粒子，入射速度越大则转动半径越大C．带电粒子的动量相同时，电荷量大的粒子转动半径更大D．带电粒子入射速度相同时，转动半径一定相同6．如图所示为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处由静止开始加速。已知D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m、电荷量为q，两D形盒距离为d，下列说法正确的是（）A．B．质子在回旋加速器中A点同侧相邻加速点等间距C．质子在电场中的运动时间为D．增大电压不会影响质子每次增加的动能二、多选题7．如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器正下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔离开，再从小孔沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片上的不同位置。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（）A．带电粒子均带正电荷B．加速电场的电场强度方向竖直向下C．三个带电粒子的比荷一定相同D．三个带电粒子的电荷量一定不相同，而质量一定相同8．如图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线、，中的电流方向竖直向上，中的电流方向水平向右；的右边有关于对称的a、b两点。整个系统处于某匀强磁场中，该匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向垂直于纸面向里。则（）A．流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内B．流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外C．流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内D．流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外9．如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是（）A．组成A束和B束的离子都带正电B．组成A束和B束的离子质量一定不同C．A束离子的比荷大于B束离子的比荷D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向内10．某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为1T、方向沿x轴正方向的匀强磁场中。已知AB=0.4m，BE=0.3m，AD=0.2m，ABOD为在yOz平面内的矩形，BEFO为在xOy平面内的矩形，下列判断正确的是（）A．穿过图中ABOD面的磁通量为0.08WbB．穿过图中BEFO面的磁通量为0.06WbC．穿过图中AEFD面的磁通量为0.1WbD．穿过图中AEFD面的磁通量为0.08Wb11．如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（重力不计）从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是（）A．当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中的运动时间均不同B．当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为C．若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为D．若该粒子的入射速度为，则粒子一定从CD边出磁场，且距点C的为三、填空题12．我国时速600公里高速磁浮试验样车已在青岛下线，这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。它是根据同名磁极相______的原理，利用电流的___________（选填“热效应”或“磁效应”）来工作的，在车厢底部和轨道上分别安装了强电磁铁，列车能够在轨道上方几厘米的高度飞驰，使车体与轨道小接触，避免了车轮与轨道之间的摩擦。13．如图所示，两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们分别以v1、v2的速率射出磁场，则v1：v2=______，通过匀强磁场所用时间之比t1、t2=______。四、解答题14．如图所示，有界匀强磁场宽度为d，磁场磁感应强度为B，一个电子从左侧边界的A点垂直射入磁场，从右侧边界上的某点离开．粒子在磁场中运动的位移恰好等于其轨道半径，已知电子质量为m、带电量为e，不计电子重力．求：（1）粒子进入磁场时的速度大小；（2）粒子穿过磁场的时间．15．在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向；（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的大小和方向。16．用绝缘材料制成的半径为R的三分之二圆桶如图所示放置，AC为水平直径，θ=30°，其内部有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。PDT是过圆上D点的水平线，其上方存在一竖直向下的匀强电场。一电荷量为＋q、质量为m的粒子从M点以一定的初速度沿水平方向向左射入匀强电场中，粒子刚好通过D点进入磁场与桶辟禅性碰撞一次后恰好从A点水平击中圆筒，已知MT两点的竖直距离为，不计粒子的重力。求：（1）粒子在磁场中运动的速度大小；（2）电场强度E的大小。17．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图甲为电磁炮工作原理示意图，可简化为图乙模型。某电磁炮导轨长10m，两导轨之间的距离为0.5m。导轨间磁场可认为是方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为1.5T，电流方向如图所示。质量为10kg的炮弹受安培力作用从导轨最右端静止开始做匀加速直线运动，到达最左端离开导轨时的速度大小为2.4×103m/s。整个电磁炮固定在水平面上，忽略炮弹与导轨间的摩擦力。求：（1）炮弹在导轨中加速时的加速度大小；（2）导轨中的电流大小。答案第=page1616页，共=sectionpages11页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．A【解析】【详解】通电导线受到的安培力大小公式是只有当B与I垂直时，F才等于BIL，四个图中只有A图满足此条件，故BCD错误，A正确。故选A。2．C【解析】【详解】A．若沿x轴正方向，磁场方向与电流方向相同，导线不会受到安培力的作用，不可能发生偏转，A错误；B．根据左手定则，若磁场沿y轴负方向，通电导线受安培力沿z轴负方向，不可能向y轴正方向偏转，B错误；C．根据左手定则，若磁场zy轴负方向，通电导线受安培力沿y轴正方向，向y轴正方向偏转，C正确；D．根据左手定则，若磁场沿悬线向上，通电导线受安培力垂直导线所在平面向下，不可能向y轴正方向偏转，D错误。故选C。3．A【解析】【详解】如图所示设正六边形的边长为l，当带电粒子的速度大小为vb时，其圆心在a点，轨道半径转过的圆心角当带电粒子的速度大小为vc时，其圆心在O点（即fa、cb延长线的交点），故轨道半径转过的圆心角根据得故由得所以两粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，又因为，可得A正确，BCD错误。故选A。4．C【解析】【详解】根据题意可知粒子做圆周运动的轨迹如图所示由图可知a粒子运动轨迹所对的圆心角为根据几何知识有得b粒子的轨道半径所以b粒子运动轨迹所对的圆心角为根据，所以b粒子在磁场中运动的时间为故选C。5．B【解析】【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子受到向上的洛伦兹力，所以带正电的粒子一定向上偏转，故A错误；B．在磁场中，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据得可知质量和电荷量比值相同的带电粒子，入射速度越大则转动半径越大，故B正确；C．根据半径公式知带电粒子的动量相同时，电荷量大的粒子转动半径更小，故C错误；D．根据半径公式知带电粒子入射速度相同时，不同带电粒子的比荷不一定相等，半径不一定相等，故D错误。故选B。6．C【解析】【详解】A．高频交变电源的频率与质子在磁场中做匀速圆周运动的频率相同，由质子在磁场中做匀速圆周运动的周期可得故A错误；B．由质子在磁场中运动时可知运动半径质子经过一次加速后速度会增大，半径增大，故质子在回旋加速器中A点同侧相邻加速点不等间距，故B错误；C．质子在回旋加速器中运动的最大速度为质子在电场中的运动，由，质子在电场中的运动时间为故C正确；D．质子每次增加的动能所以增大电压质子每次增加的动能增大，故D错误。故选C。7．AB【解析】【详解】A．由左手定则，可知带电粒子均带正电荷，A正确；B．带电粒子均带正电荷，加速电场的电场强度方向竖直向下，带电粒子加速到，B正确；C．由可知三个带电粒子的比荷不一定相同，C错误；D．三个带电粒子的电荷量不一定相同，而质量也不一定相同，D错误。故选AB。8．CD【解析】【详解】设直导线L1在ab两点产生的磁场磁感应强度大小均为B1，方向均垂直纸面向里；直导线L2在ab两点产生的磁场磁感应强度大小均为B2，方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里；设垂直纸面向里为正，则由磁场的叠加可知，a点b点解得B1=7B0B2=2B0A．流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内，选项A错误；B．流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内，选项B错误；C．流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向内，选项C正确；D．流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，选项D正确。故选CD。9．ACD【解析】【详解】A．由图可知，组成A束和B束的离子进入磁场时洛伦兹力的方向水平向左，根据左手定则可知，组成A束和B束的离子都带正电，故A正确；BC．经过同一速度选择器之后，组成A束和B束的离子以相同速度进入磁场，洛伦兹力提供向心力可得由图可知，A束粒子的半径小于B束粒子的半径，则可知A束离子的比荷大于B束离子的比荷，组成A束和B束的离子质量可能不同，也可能相同，故B错误C正确；D．由A分析可知，组成A束和B束的离子都带正电，则在速度选择器中的电场力水平向右，则洛伦兹力向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向内，故D正确。故选ACD。10．AD【解析】【详解】A．根据穿过图中ABOD面的磁通量为所以A正确；B．由于磁场方向平行于BEFO面，则穿过图中BEFO面的磁通量为0，所以B错误；CD．由于AEFD面在磁场方向的投影的有效面积与ABOD面的面积相等，则穿过图中AEFD面的磁通量与ABOD面的磁量相同，则C错误；D正确；故选AD。11．BD【解析】【详解】A．依题意，根据几何知识可判断知若粒子从OC段垂直飞出磁场时，粒子在磁场中的运动时间均相同，且为半个周期，故A错误；B．根据几何关系判断知，粒子在磁场中运动轨迹所对应的最大圆心角为，所以该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为故B正确；C．若要使粒子从CD边射出，由几何知识判断知，当粒子轨迹与AD边相切时，从CD边射出所对应轨迹半径最大，由几何知识求得根据可求得该粒子从O点入射的最大速度应为故C错误；D．若该粒子的入射速度为则粒子一定从CD边出磁场，且所以，此时粒子飞出点距点C的为，故D正确。故选BD。12．

排斥

磁效应【解析】【详解】高速磁浮它是根据同名磁极相排斥的原理，利用电流的磁效应来工作的。13．

1:2

3:2【解析】【详解】粒子运动轨迹如下图所示电子垂直射入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有，根据电子做圆周运动的半径则得电子在电场中的运动速度之比等于电子做圆周运动的半径之比，根据几何关系有所以电子在电场中的速度之比为电子在磁场中做圆周运