2021届高考物理二轮复习 磁场 巩固训练 (一)

2021届高三物理二轮重难点专项冲刺训练磁场

1.如图所示，长为“、质量为机的导体棒必，置于倾角为6的光滑斜面

上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒电流方向从“到6,

大小为/,重力加速度为g。若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使

导体棒能静止在斜面上，则磁感应强度的最小值和对应的方向是（）

A.巡电叱，方向垂直于斜面向下B.吗吧，方向垂直于斜面向上

IdId

C3”，方向竖直向上D.整小，方向竖直向下

IdId

2.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为基和

2

B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为加、电荷量为q（q＞。）的

粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过

x轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为（）

4y

•'B•....«....•............一B-

....--2-

]Ox

A5兀，〃B1Kmc11兀，"口13n/w

•硒"硒"6qB"6qB

3.如图所示,边长为L的正方形防〃区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁

场，一个质量为m、带电量为4的带负电的粒子从°点以速度％沿他方向

射入磁场,之后从〃边的中点e射出磁场，不计粒子的重力，磁场的磁感应强

度大小为（）

4.如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,为磁场边界

上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过尸点，在纸面内沿不同方

向射入磁场.若粒子射入速率为K,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分

之一圆周上;若粒子射入速率为5相应的出射点分布在三分之一圆周上，不

计重力及带电粒子之间的相互作用，则啖匕为（）

B.72:1C.V3:lD.3：V2

5.一匀强磁场的磁感应强度大小为3,方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚

线所示，力为半圆,小〃与直径外共线产间的距离等于半圆的半径.一束质

量为加、电荷量为＞。）的粒子，在纸面内从C点垂直于闻射入磁场,这些粒

子具有各种速率.不计粒子之间的相互作用.在磁场中运动时间最长的粒子，

其运动时间为（）

B・硒cj—3qB

6.如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度为8的匀强磁场中，有一质

量为m,电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连，将小

球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放.不计空气阻力，则对小球

从释放到第一次到达最低点的过程，下列说法正确的是（）

XXX

XXX

x5xx

A.小球运动至最低点时速度为2寂

B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直

C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小

D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为+M河Z

7.如图所示，方形玻璃管中有NaCl的水溶液，沿％轴正方向流动，沿y轴正

向加恒定的匀强磁场3.图中〃、人是垂直于z轴方向上玻璃管的前后两内侧

面，则（）

b7

A.a处电势低于b处电势

B.a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度

C.溶液的上表面电势高于下表面的电势

D.溶液的上表面处的氯离子浓度大于下表面处的氯离子浓度

8.如图所示，在第I象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分

别以相同速率沿与％轴正方向成30。角的方向从原点射入磁场,则正、负电

子在磁场中运动的时间之比为（）

八八八X

XXXX

XX"X

X

XX

X

X

C.1：V3D.i：i

9.如图所示,两个横截面分别为圆形和正方形、磁感应强度相同的匀强磁场,

圆的直径等于正方形的边长，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区

域,速度方向均与磁场方向垂直.进入圆形区域的电子速度方向正对圆心，进

入正方形区域的电子是从一边的中点且垂直于边界线进入的，则（）

XXX

XXX

X*

XXX

XXX

A.两个电子在磁场中运动的轨迹半径一定相同

B.两个电子在磁场中运动的时间有可能相同

c.进入圆形区域的电子一定先飞离磁场

D.进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场

10.如图所示,两个速度大小不同的同种带电粒子1、2沿水平方向从同一点

垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里,当它们从磁场下边界飞出时

相对入射方向的偏转角分别为90°、60°,则它们在磁场中运动的（）

A.轨迹半径之比为1:2B.速度之比为2:1C.时间之比为3:2D.

周期之比为2:1

参考答案

1.答案：A

解析：根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，根据共

点力平衡可知，安培力的最小值为：尸」〃gsina此时所加的磁场方向垂直于

斜面向下，

艮|J为:mgsin9=Bld

解得：8=侬吆，方向垂直于斜面向下，故A正确、BCD错误。

Id

故选：Ao

2.答案：B

解析：在第二象限中，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提

供向心力，由于粒子垂直于X轴射入第二象限，又垂直于y轴进入第一象限,

如图所示，粒子在第二象限磁场中经过;圆周,原点。即为圆心，设粒子的入

射速度为v,则有的「«4,解得粒子运动的轨迹半径式=詈.由于第一象限内

ADC]

的匀强磁场的磁感应强度为;则粒子运动的轨迹半径R，=2R,圆心一定在

丫轴上,画出粒子的运动轨迹，如图所示.根据几何知识可知cos"4='解

Z.KZ

得夕=60。.因为粒子在磁场中运动周期丁=詈，所以粒子在磁场中运动的总时

_160_127m12兀〃？_7Tlm

间为+而（=*x访+不、小=砺选项B正确

3.答案：D

解析：连接ae并作ae的垂直平分线交ad于O点，O点为粒子做圆周运动

的圆心粒子的运动轨迹如图所示：

根据几何关系有尸=(L-)2+(£|2,解得「=|乙，由牛顿第二定律得

qv°B=mK,联立解得人次也，D项正确。

r5qL

4.答案:C

解析：若粒子射入磁场的速率为K,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六

分之一圆周上，设此时粒子的轨迹半径为八磁场的半径为凡如图所示，则

"60。,弦长5R=2/j,所以｛J,再由外田=也解得匕=也洞理，若粒子射

2rxm

入磁场的速率为匕，相应的出射点分布在三分之一圆周上，设此时粒子的轨

迹半径为4,则图中，变为120°,弦长〃=折?=2G则钎半，再由小八竺1解

r

22

得“警，联立解得U邛,c正确.

5.答案：C

解析：带电粒子在磁场中运动，有“M=皿与力，又7=现，可得7=察，带电

1vqb

粒子在有界磁场中运动时间，=47,则粒子在同一有界磁场中运动的时间与

2兀

粒子速率无关，而与粒子运动轨迹所对应的圆心角有关，当粒子的出射点与

点的连线与ab相切时粒子在磁场中运动的轨迹所对应圆心角最大,粒子运

动的时间最长，其运动轨迹如图所示，由几何知识知,a=60。,则粒子在磁场中

1800+60°.4兀加

运动的最长时间为/=T=------,C正确,A、B、D错误.

360°3qB'

6.答案：D

解析：小球运动过程中，受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功，小球的机

械能守恒，故祖gs/心解得丫=屈，故A错误；根据左手定则可知，小球受

到的洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，沿绳子的方向向外，故B错

误;洛伦兹力始终不做功，功率始终是零，故C错误;小球在最低点，由合力提

2

供向心力，故出=加亍,解得T=3"?g+q8住I,故D正确.

Li

7.答案：B

解析：溶液中的正、负离子沿％轴正向移动，由左手定则可知运动的正离

子受到沿z轴正向的洛伦兹力,运动的负离子受到沿z轴负向的洛伦兹力，故

正离子会偏向a处,负离子会偏向方处，。处电势高于方处电势,。处钠离子浓

度大于h处钠离子浓度，故A错误,B正确;溶液的上表面电势等于下表面的

电势，溶液的上表面处的氯离子浓度也等于下表面处的氯离子浓度，故C、D

错误.

8.答案：B

解析：画出正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示，由图可知，正电子做

匀速圆周运动在磁场中的圆弧轨迹对应的圆心角为120。,负电子做匀速圆

周运动在磁场中的圆弧轨迹对应的圆心角为60。,又正、负电子在磁场中做

匀速圆周运动的周期7=詈相同，故正、负电子在磁场中运动的时间之比为

2:1,

J

XX

V、IX//XX

XX

0\•X

*，

»;t

9.答案：ABD