2022年宁夏高考物理总复习：磁场

2022年宁夏高考物理总复习：磁场

1.如图是质谱仪的工作原理示意图。现有一束几种不同的正离子，经过加速电场加速后，

垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E和匀强磁场Bi）,离子束

保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场B2,发现这些离子分成几束。忽略

重力的影响，由此可得结论（）

A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内

B.这些离子通过狭缝P的速率都等于一

Bi

C.这些离子的电量一定不相同

D.这些离子的比荷一定相同

【分析】粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平，根据带电粒子在磁场中的

偏转方向判断电荷的电性。根据平衡求出粒子经过速度选择器的速度。通过带电粒子在

磁场中的偏转，根据半径的大小判断粒子比荷的大小。

【解答】解：

A、由粒子在B2中的偏转知粒子带正电，则受电场力向右，则粒子在选择器中受水平向

左的洛伦兹力，由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外，故A错误.

B、由qE=qvBi，得v=言，此时离子受力平衡，可沿直线穿过选择器，故B正确。

CD、由qvB2=m%，则R=£，言，粒子是半径不同，一定是比荷不同，而电量可能相

等，故CD错误。

故选：Bo

【点评】解决本题的关键知道粒子在速度选择器中做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆

周运动。

2.如图所示，半径为R的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一

点，大量相同的带电粒子以相同的速率v经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场，这

些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作

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用，已知带电粒子的比荷为0,则磁感应强度大小为（）

2v\[3v

――D.-----

RRRR

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题意求出粒子在磁场中做匀速圆周运动的

轨道半径，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出磁感应强度大小。

【解答】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一

圆周上，则P点与粒子最远出射点间的距离是粒子在磁场中做圆周运动的直径，运动轨

迹如图所示

由几何知识可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径：r=Rsin30°=1R

V2

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m—

由题意可知，粒子在比荷：£=*

解得，磁感应强度：B=需，故C正确，ABD错误。

故选：Co

【点评】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动，对于带电粒子在磁场中的运动情况

分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知

量。

3.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示。此时小磁

针的N极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是（）

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A.向右飞行的正离子束B.向右飞行的负离子束

C.向左飞行的电子D.向左飞行的负离子束

【分析】小磁针N极受力方向与磁场方向相同.电流方向与正电荷定向移动方向相同，

与负电荷定向移动方向相反.根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选

项.

【解答】解：A、向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在

上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，不符合题意，故A错误；

B、向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁

场方向向里，则N极转向里，S极转向外，符合题意，故B正确；

C、向左飞行的电子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，电子在上方产生的磁场

方向向外，则N极转向外，S极转向里，不符合题意，故C错误；

D、向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁

场方向向外，则N极转向外，S极转向里，不符合题意，故D错误。

故选：Bo

【点评】本题考查右手螺旋定则的应用，掌握物理基本定则的能力，A、、CD三项是等

效的，则A、B两项是相反的，考试时抓住等效性与相对性，可以节省时间，同时注意

电流的方向与正负电荷的移动方向关系.

4.法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室--让•梅里厄P4实验室。该P4实验室

全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品受污染，

同时也防止其释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁

流量计，如图1所示。其原理可以简化为如图2所示模型：液体内含有大量正、负离子，

从容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。在垂直

纸面向里的匀强磁场作用下，下列说法正确的是（）

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B

xxAf-*

I—i

x・N«<

图1图2

A.所有带电粒子都受到竖直向下洛伦兹力

B.稳定后测量的UMN=Bvd

C.电磁流量计也可以用于测量不带电的液体的流速

D.废液流量Q=*

【分析】废液流过磁场区域时，根据左手定则判断带电粒子所受洛伦兹力的方向；根据

受力平衡求出粒子的速度，及UMN，再根据Q=vS求出流量。

【解答】解：A、带电粒子进入磁场后受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正粒子受

到的洛伦兹力向下，负粒子受到洛伦兹力向上，故A错误；

B、最终正、负粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有qvB=q坐，解得：UMN=Bdv,

a

故B正确；

CD、由上式，可解得液体的流速：v=。翁；

UD

2

废液的流量为：Q=vS=叫般=吟,故CD错误。

故选：Bo

【点评】本题考查霍尔效应及其应用，解决本题的关键要知道导电液体流过磁场区域时，

正、负粒子受到洛伦兹力，发生偏转打到上、下两个面上，形成电场，最终正、负电荷

在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态。

5.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生8衰变，衰变产生的新核与电子恰在

纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图所示。则（）

A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外

B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

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C.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

D.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里

【分析】静止的原子核发生B衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后粒子与反冲核的运

动方向相反，动量的方向相反，大小相等。由半径公式分析两个粒子半径轨迹半径之比。

【解答】解：原子核发生p衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的

方向相反，大小相等；

由半径公式「=器=瑞（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，B粒子与新核的电

量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则0粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：

1.所以半径比较大的轨迹1是衰变后p粒子的轨迹，轨迹2是新核的.

新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向

里。由以上的分析可知，选项C正确，ABD错误。

故选：Co

【点评】该题即使没有说明是B衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动

的轨迹由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况。其中要注意的是电子的动量与新核

的动量大小相等。

6.如图所示，边长为1,质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板，导

线框中通以恒定电流I,图中虚线过ab边、ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框

平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B,此时导线框处于静止状态；保持其他条

件不变，只将虚线下方的磁场移至虚线上方，导线框仍处于静止状态。则移动磁场前后

细线中的拉力差为（）

A.2BI1B.0C.-BIID.BI1

2

【分析】应用左手定则判断出安培力方向，应用安培力公式求出安培力大小，同样计算

磁场移至虚线上方时安培力的大小，即可得到移动磁场前后细线中的拉力差。

【解答】解：