2021届高三专题练习-磁场 解析版

届三专题训练专十磁一、选择题（淮十校2021届三第一次联考）（多选）如图所示，在水平边界上方有磁感应强度大小为、向垂直纸面向外的匀强磁场B，离为，是一足够长的挡板，延线与PQ的夹角为，子打在挡板上均被吸收。在OP之间有大量质量、电荷量和速度都相同的粒子，速度方向均垂直于边界OP，在纸面内。其中从OP中射入的子恰能垂直打在挡板上（不计粒子重力及其相互作用）。则下列说法正确的是（）A.当

，上被粒子打中区域的长度为

mB.当时

，上被粒子打中区域的长度为2m当时，上被粒子打中区域的长度为

23

m当时

，上被粒子打中区域的长度为1m【答案】（湖南省五校考）正方形区域ABCD中垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子（不计重力）以一定速度从边的中点M沿垂直于边垂直于场的方向射入磁场，正好从AD边中点N射出。若将磁感应强度变原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射出磁场的位置是（）1/17

A.A点B.之间的某一点之间的某一点BC之的某一点【答案】【解析】粒子射入磁场中做匀速圆周运动，第一次轨迹的圆心在N点半径为正方形边长的，将磁感应强度变为原来的倍根据半径公式

可知半变为正方形边长的由几何知识得知，粒子转动半周从A点出磁场。故选：。（徽蚌埠市2021届高三上学期第一次质量监测）如图所示，边长为L的方形区存在垂直纸面向外的匀强磁场，一个比荷为的电粒子以大小为的速度由C点进人磁场，速度方向与CD边夹角60，经磁场偏转后从DE边垂直DE射，粒子的重力不计，则磁场的磁感应强度为（）A.

v3vvB.C.2kL2kL2/17

【答案】（安徽蚌埠市届三上学期第一次质量监测多选）已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比。如图，两根平长直通电导线L、L中的流强度别为I和2I，此时L受到的磁场力大小为F。现将另一根长直电导线平行在L外侧三导线间距相等且处于同一平面受的磁场力大小变为2F，则中的电流强度大小可能是（）

A.

I

B.

I

I

I【答案】5.（2021届安徽省六校教育研究会高()第一次素质测试）（多选）如图所示，有一个正方形匀强磁场区域，是的点f是的点如在a沿对角线方向以速度射一带负电的粒子（不计重力），粒子恰好从点出。若改变粒子的速度，粒子将从不同点射出磁场，则（）A.若子的速度增大为原来的二倍，将从d点出B.若子的速度增大为原来的三倍，将从

点射出C.若子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从d点出D.只变粒子的速度使其分别从e、、

点射出时，从3/17

点射出所用时间最短

【答案】AD【解析】【详解】A．于伦兹力为粒子在磁场中做圆周运动提供向心力，故m

r解得r

mvqB可知，转动半径与速度成正比。若粒子的速度增大为原来的倍，那么半径也将变为原来的两倍，如图所示，转过的圆心角弧度不变，所以粒子会从点出。故A正；B若粒子的速度增大为原来的三倍，那么半径也将变为原来的三倍，如图所示，将f

点和d点间射出。故误；C若粒子的速度不变场的磁感应强度变为原来的二倍那么径将变为原来的二分之一如图所示，将从ae中射出。故C错；D．改粒子的速度使其分别从、d、

点射出时，如图所示，从e、点出时，走过的圆心角4/17

00弧度都是

，所用时间相同，但从f点射出时，弧度小于，所以时间最小。故D正。2故选AD6.如所示，两根长为L的平直导线固定在水平面上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。当导线中入图中所示方向大小相等的电流I时两导线所受安培力均为0。现将导线中的流反向，大小不变，导线受到安培力为（）A.

BIL

B.

BIL

C.

3BIL

D.

BIL【答案】7.（北京市海区高三下学期一模）如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的侧，有一带正电的粒子以初速度v沿平行于导线的方向射出。若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度小和方向，则如图所示的图景中可能正确的是（）A.B.C.D.【答案B【解析】根据右手螺旋定则可知，在导线右侧磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的向向左，因此粒子向左侧偏转，错；由于洛伦兹力不做功，因此运动过程中粒子速度大小不变，5/17

B正A错。故选。8.（北京市朝区高三下学期一模）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属线的位置，如图所示，一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上到磁感应强度最强的某点，记为；②在a点近的地面上，找到与点感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF地上过a垂直于的线上磁场方向与地面夹角为45°的b、c点，测得bc点距离为L。由此可确定（）A.金管线在EF正方，深度为

22

LB.金管线在正方，深度为

12

C.金管线的走向垂直于EF深度为

22

LD.金管线在EF正方，深度为【答案B【解析】用测量仪在金属管线附近的水平地面，上找到磁感应强度最强的某点，记为，说明a点离电流最近；找到与点感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，说明这些点均离电流最近，根据电流应该时是平行EF，出左侧视图，如图所示6/17

b、间为，磁场方向与地面夹角为，深度为

L2

，故正，BCD错。故选。9.（北京市顺区牛栏一中高三下学期3月模拟.如图中是强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行一个粒子某点以与垂直的速度射出动能是E该粒子在磁场中的运k动轨迹如图所示测它在金片两边的轨道半径之比0:9的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是

若在穿越金属板过程中粒子受A.该子的动能增加了

E

1B.该子的动能减少了

E

1C.该子做圆周运动的周期减小D.该子最多能穿越金属板6次【答案B【解析．据

r可得：r

mvqB7/17

kk所以：r10r9即：v又因为动能表达式：Emv

2所以开始的动能为：E1

21穿过金属板后的动能：E2粒子每穿过一次金属片损失的动能：

81mv2mv21002

E2k

E

所以有：1k5.3即该粒子最多能穿过的金属板的次数为5次；故正，错；C带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，根据：m

8/17

T

2

R可得：T

qB可知周期与速度无关，故C错。故选。10.（2021年通高等学校招生国统一考试优化卷）等边三角形abc的顶点处分别固定有三根直纸面的长直导线，先在中通以大小为I、向向里的恒定电流，如图所示，此时三角形几何中心O处磁感应强度大小为B然后保持、b电流不变，在c中以大小也为I、向向外的恒定电流，则O处磁感应强度小为（）A.0B.BC.D.2B【解析】根据右手判定磁场方向，则假设产生的磁场的大小为，向垂直于连线向下，因两根线中通有相电流，且ab两线与O点距离相等，则b在O点生磁场的大小也为，向垂直于Ob连斜向上，因abc等边三角形O为三形的几何中心，则两根导线产生的磁场方向的夹角为

，所以ab两根导线在点产生磁场大小为，则，当c中通入大小相等的电流时，据右手判定磁场方向，磁场方向水平向右，ab两导线产生的合磁场方向一致，因c导线点距离等于ab线与点距离，所以处磁场大小为，故ABC错，正确。9/17

【答案】（2021年普通高等学校招生全国统一考试优化卷图示在径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，虚线是该匀强磁场区域在纸面内的边界。一带正电的粒子从边界上的A点以速度v垂直磁场方向射入磁场区域与径OA的角为了，不计粒子重力，粒子在磁场中运动的时间为（）

，射出磁场时，粒子速度方向改变A.D.10/

12.（2021·北京市人大附中高上学期开学考试）如图所示，圆心角为0的形区域内在方向垂直纸面向外的匀强磁场点半径OM的中点现比荷大小相等的两个带电粒子a，以不同的速度先后从P点方射入磁场，并分别从、两射出磁场。不计粒子所受重力及粒子间相互作用。粒子a、磁场中运动过程，下列说法正确的是（）A.粒a带电，粒子带负B.粒a在场中的运动时间11/

bbbbC.粒a、的速度大小之比为：D.粒a、的度大小之比为5：【答案】【解析】A．电子a点射出，由左手定则可知，粒子a带电，带电粒子N点出，由左手定则可知，粒子b带电，故A错；B两粒子的运动轨迹如图所示由图可知，粒子a在场中运动时的偏转角大于粒子b的转角，由公式t

2

2qBqB可知，粒子a在场中的运动时间长，故错误；CD．设OM=，几何关系可知ra

RRr2r)

2解得rb

R由公式12/

m

r得r

mvqB则vr1vrR5b由牛顿第二定律得加速度得qvBma得

qvB则1a5b故正，错。故选。13.四省宜宾市叙州区一中高三上学期开学考试多选）如图所示，半径为R半圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，质量均为m，电量大均为甲、乙两粒子从圆心O处上先后射入匀强磁场中粒子的速度方向垂直直径ab垂直于匀强磁场，结果甲粒子在磁场中运动的偏转角为90°，粒子在磁场运动的偏转角为，计粒子的重，则甲乙两粒子的速度之比可能为13/

A.22

B.

C.1

D.

22【答案】【解析】甲粒子在磁场中运动的偏转角为90°切角为

45

，根据公式45甲得，r=甲

22

乙粒子在磁场中运动的偏转角为180°知

2r乙

r乙

2

所

r甲r乙

2根r

mvqB

速之比等于半径之比，即

v甲v乙

2

。故AB正CD错。故选：。二、计算题1.（2021·山西省大同市高三上期学情调研）如图，直线MN上有垂直纸面向里的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为，一质量为，荷量为q（）的带电粒子以速度v从射入该磁场区域，进入磁场时速度方向与MN边夹角=60°，粒子在磁场中运动一段时间后从边界MN上P点出，粒子重力不计．求：14/

（）电粒子在磁场中运动的半径；（）射点与射点P间距离；（）子在磁场中运动的时间t．【答案】（）

qB

（）

（）

t

【解析】（）子带负电，则粒子的运动轨迹如图；由m解得

qB（）射点与射点P间距离LR3R（）子运动的周期15/

；

BBT粒子在磁场中转过的角度为120°，则运动的时间2mt3（2021·四川省棠湖中学高三学期开学考试）如图，空间存在方向垂直于纸

xOy

平面）向里的磁场

区域感强度的大小为B;

区域感应强度的大小为（数

)质量为m荷量为q(>0)的带电粒子以速度v从标原点O沿轴向射入磁场时开始时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿x轴向时，求：(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离．【答案】

t

(2)0

00【解析】如图为粒子的轨