2025年高考物理复习之小题狂练600题（多选题）：磁场（10题）

第1页（共1页）2025年高考物理复习之小题狂练600题（多选题）：磁场（10题）一．多选题（共10小题）（多选）1．（2024•龙岗区校级三模）如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角边ac长度为L，磁感应强度大小为B。在c点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为+q的粒子，所有粒子不计重力、速度大小均为v0。其中从c点沿cb方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界ab射出磁场。关于粒子运动下列说法正确的是（）A．粒子速度v0的大小满足v0B．从ac射出的粒子在磁场中的运动时间都相同 C．从a点射出磁场的粒子在c点的速度方向与bc夹角为60° D．所有从ab边界出射的粒子中在磁场中运动的最短时间为πm（多选）2．（2024•福州模拟）如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一直角坐标系，一个灵敏的小磁针Q（黑色端为N极）放置在x轴上不同位置，设Q与y轴之间的夹角为θ，实验测得tanθ与x之间的关系如图乙所示，已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0，下列说法正确的是（）A．P的右端为N极 B．P的中轴线与地磁场方向平行 C．P在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为33D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0（多选）3．（2024•银川一模）如图所示，真空中有一棱长为L的正方体ABCD﹣EFGH，在正方体的AE和CG边上分别固定一根绝缘的长直导线。通入图示方向的等大电流I。已知每根通电直导线在距其L处产生的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（）A．D、F两点的磁感应强度相同 B．H点的磁感应强度大小为2B0 C．正方体有两个面的磁通量等于零 D．电流增大时，穿过面BDHF的磁通量增大（多选）4．（2024•漳州模拟）如图，圆环形导线竖直放置，O为圆环形导线中心；相互平行的长直导线垂直圆环形导线所在平面、关于O点左右对称放置；P、Q为a、b与圆环形导线所在平面交点的连线中垂线上关于O点对称的两点。圆环形导线及直导线内均通有大小相等、方向如图所示的电流。则（）A．O点的磁感应强度为零 B．O点的磁感应强度不为零 C．P、Q处的磁感应强度相同 D．P、Q处的磁感应强度方向互相垂直（多选）5．（2024•山西模拟）在最近的几十年里，地球磁场的北磁极偏移速度忽然增加了，由每年的15公里增大到每年的40公里。而且，地磁场的磁感应强度也一直在下降，与150年前相比，已经降低了约10%。由于地球北磁极的偏移似乎没有停下来的迹象，所以这很可能就是地球磁场南北极要反转的前兆。根据以上信息和电磁学知识可以判断（）A．太原地区的地磁偏角正在增大 B．在赤道上空垂直射向地面的电子，从上向下的过程中受到地磁场的作用力一直减小 C．若地磁场发生反转，指南针的N极将指向地球的南极 D．若地磁场发生反转，在赤道上空垂直射向地面的电子将向西偏转（多选）6．（2024•广东模拟）芯片制作工艺是人类科技的结晶，而制造芯片的光刻机，是通过许多国家的顶级公司通力合作制造的精密的大型设备。如图所示，芯片制作工艺中有一种粒子分析器，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，加速电场的电压为U，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。氕、氘、氚核以不同的速度进入加速电场，能沿静电分析器中心线运动的粒子会从小孔P进入磁分析器，最终打到胶片Q上。已知氕、氘、氚核所带的电荷量均为e，质量分别为m、2m、3m，不计粒子间的相互作用及粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A．能进入磁分析器的粒子的初动能相等 B．氕、氘核打到胶片Q上的间距为2-1C．氘、氚核打到胶片Q上的间距为3-D．氕、氚核打到胶片Q上的间距为2(（多选）7．（2024•厦门三模）为了市民换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（）A．霍尔元件下表面电势高于上表面 B．霍尔元件下表面电势低于上表面 C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D．其他条件不变，调大电流I，可以增大vm（多选）8．（2024•辽宁一模）如图所示，长为3d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以初速度v0射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若只撤去电场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子从NA．该粒子一定带正电 B．该粒子带正电、负电均可 C．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子从AQ之间射出 D．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子打在板PQ上（多选）9．（2024•福州模拟）如图甲，某科技小组要探究长直导线周围磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方、与导线距离为r的P处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定电流后，小磁针N极向纸外偏转，测得小磁针静止时N极偏离南北方向的角度θ，其正切值tanθ与1r的关系图像如图乙所示。已知实验所在处地磁场水平分量大小恒为B0A．导线中的电流方向由北向南 B．电流在P处产生的磁场方向就是小磁针静止时N极所指的方向 C．电流在导线正下方r0处产生的磁场的磁感应强度大小为32D．导线正下方r0处磁场的磁感应强度大小为2（多选）10．（2024•湖北）磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（）A．极板MN是发电机的正极 B．仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小 C．仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大 D．仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大

2025年高考物理复习之小题狂练600题（多选题）：磁场（10题）参考答案与试题解析一．多选题（共10小题）（多选）1．（2024•龙岗区校级三模）如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角边ac长度为L，磁感应强度大小为B。在c点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为+q的粒子，所有粒子不计重力、速度大小均为v0。其中从c点沿cb方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界ab射出磁场。关于粒子运动下列说法正确的是（）A．粒子速度v0的大小满足v0B．从ac射出的粒子在磁场中的运动时间都相同 C．从a点射出磁场的粒子在c点的速度方向与bc夹角为60° D．所有从ab边界出射的粒子中在磁场中运动的最短时间为πm【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；牛顿第二定律的简单应用；牛顿第二定律求解向心力．【答案】AC【分析】根据题意画出对应的粒子的运动轨迹，根据牛顿第二定律得出半径的表达式，结合周期公式和几何关系完成分析。【解答】解：A．根据题意，从c点沿cb方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界ab射出磁场，如图甲所示，由几何关系可知，a点为圆心，洛伦兹力提供向心力，有qv且r＝L解得v0故A正确；B．对于从ac射出的粒子，初速度方向不同，则在磁场中的轨迹对应的圆心角不同，故在磁场中的运动时间不同，故B错误；C．粒子从a点射出磁场，根据题意，粒子的运动轨迹如图乙所示，由于粒子在磁场中轨迹半径r＝L，则三角形aOc为等边三角形，故有∠Oca＝60°，即粒子在c点的速度方向与bc夹角为60°，故C正确；D．由题意可知，所有从ab边界出射的粒子中在磁场中运动，当弦长最短时，即弦与ab垂直时，在磁场中运动的时间最短，则最短时间的运动轨迹为弧线cd，如图丙所示，根据几何关系可知sinθ根据几何关系解得sinθ=7对应圆心角θ＜45°可得tmin故D错误。故选：AC。【点评】本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动，理解粒子的受力特点，结合牛顿第二定律、圆周运动和几何关系即可完成分析。（多选）2．（2024•福州模拟）如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一直角坐标系，一个灵敏的小磁针Q（黑色端为N极）放置在x轴上不同位置，设Q与y轴之间的夹角为θ，实验测得tanθ与x之间的关系如图乙所示，已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0，下列说法正确的是（）A．P的右端为N极 B．P的中轴线与地磁场方向平行 C．P在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为33D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0【考点】磁感应强度的定义与物理意义．【专题】比较思想；合成分解法；磁场磁场对电流的作用；理解能力．【答案】AC【分析】当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地磁场的方向；P在x轴上的磁场方向沿+x方向，可知P的右端为N极；由几何关系求解P在x0处产生的磁场的磁感应强度大小；根据磁场的叠加原理求x0处合磁场的磁感应强度大小。【解答】解：B、根据题意可知，当x趋向无穷大时，P产生的磁场的磁感应强度趋于零，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，由图乙可知，x趋向无穷大时，tanθ趋向0，则θ趋向0，即地磁场方向沿+y方向，与P的中轴线垂直，故B错误；AC、由图甲，结合B分析可知，P在x轴上的磁场方向沿+x方向，则P的右端为N极。设P在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为Bx，结合图乙，由几何关系有Bx解得：Bx=3D、结合AC分析，由几何关系可得x0处合磁场的磁感应强度大小为B=Bx2故选：AC。【点评】解决本题要能灵活运用极限法确定地磁场的方向，运用正交分解法分析得出磁体所产生的磁感应强度与地磁场的磁感应强度关系。（多选）3．（2024•银川一模）如图所示，真空中有一棱长为L的正方体ABCD﹣EFGH，在正方体的AE和CG边上分别固定一根绝缘的长直导线。通入图示方向的等大电流I。已知每根通电直导线在距其L处产生的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是（）A．D、F两点的磁感应强度相同 B．H点的磁感应强度大小为2B0 C．正方体有两个面的磁通量等于零 D．电流增大时，穿过面BDHF的磁通量增大【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义；磁通量的概念和计算公式的定性分析．【专题】定量思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理能力．【答案】AC【分析】根据安培定则结合磁感应强度的矢量叠加分析解答AB，根据磁通量的公式分析CD。【解答】解：A．根据安培定则可知，两导线在D、F两点的磁感应强度都沿平行与HF连线的方向，根据磁场的矢量叠加可知，DF点的磁感应强度大小也相等，故A正确；B．两导线在H点的磁感应强度大小相等，相互垂直，则H点的磁感应强度大小为2B0，故B错误；C．根据Φ＝BS可知，正方体的上、下表面的磁通量等于零，故C正确；D．两导线的磁场与平面BDHF平行，电流增大时，穿过面BDHF的磁通量总为0，故D错误；故选：AC。【点评】本题考查磁感应强度与磁通量的计算，解题关键掌握安培定则，注意矢量的运算。（多选）4．（2024•漳州模拟）如图，圆环形导线竖直放置，O为圆环形导线中心；相互平行的长直导线垂直圆环形导线所在平面、关于O点左右对称放置；P、Q为a、b与圆环形导线所在平面交点的连线中垂线上关于O点对称的两点。圆环形导线及直导线内均通有大小相等、方向如图所示的电流。则（）A．O点的磁感应强度为零 B．O点的磁感应强度不为零 C．P、Q处的磁感应强度相同 D．P、Q处的磁感应强度方向互相垂直【考点】磁感应强度的定义与物理意义；通电直导线周围的磁场．【专题】定性思想；定量思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；分析综合能力．【答案】BC【分析】根据安培定则判断两根导线在P，Q，O三点产生的磁场方向，根据平行四边形定则，进行合成，确定大小和方向的关系。在线段PQ上没有点的磁感应强度为零。【解答】解：AB、根据安培定则可知，导线a在O点的磁感应强度方向竖直向下，导线b在O点的磁感应强度方向也是竖直向下，圆环形导线在O点的磁感应强度方向垂直纸面向外，故O点的磁感应强度不为零，故A错误，B正确。CD、导线a在P点的磁感应强度方向斜向右下方，导线b在P点的磁感应强度方向斜向左下方，圆环形导线在P点的磁感应强度方向垂直纸面向外，三者合成后，P点的合磁感应强度方向向下并偏向外侧；同理，导线a在Q点的磁感应强度方向斜向左下方，导线b在Q点的磁感应强度方向斜向右下方，圆环形导线在P点的磁感应强度方向垂直纸面向外，三者合成后，Q点的磁感应强度方向也是向下并偏向外侧的，故P、Q两点磁感应强度方向相同，P、Q两点关于O点对称且导线a、b关于O点左右对称放置，故P、Q两点磁感应强度大小也相等；故C正确，D错误。故选：BC。【点评】本题考查安培定则和平行四边定则的综合应用，注意安培定则的用右手，磁感应强度是矢量，合成应用平行四边形定则。（多选）5．（2024•山西模拟）在最近的几十年里，地球磁场的北磁极偏移速度忽然增加了，由每年的15公里增大到每年的40公里。而且，地磁场的磁感应强度也一直在下降，与150年前相比，已经降低了约10%。由于地球北磁极的偏移似乎没有停下来的迹象，所以这很可能就是地球磁场南北极要反转的前兆。根据以上信息和电磁学知识可以判断（）A．太原地区的地磁偏角正在增大 B．在赤道上空垂直射向地面的电子，从上向下的过程中受到地磁场的作用力一直减小 C．若地磁场发生反转，指南针的N极将指向地球的南极 D．若地磁场发生反转，在赤道上空垂直射向地面的电子将向西偏转【考点】地磁场．【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理能力．【答案】AC【分析】A：根据磁极偏移方向结合磁偏角的定义判断；B：根据洛伦兹力的表达式结合磁感应强度的变化判断；C：指南针静止时北极指针指向地磁场N极的方向；D：根据左手定则判断。【解答】解：A．根据磁偏角的定义可知，随着地球磁场的北磁极偏移，太原地区的地磁偏角随之增大，故A正确；B．电子从赤道上空垂直地面射来，洛伦兹力不做功，由F洛＝qvB可知洛伦兹力随磁感应强度而增大，故B错误；C．指南针的北极指针指向地磁场的方向，若地磁场发生反转，指南针的N极将指向地球的南极，故C正确；D．由左手定则，地磁场发生反转后，在赤道上空垂直地面射下的电子将向东偏转，故D错误。故选：AC。【点评】本题考地磁场的问题，要求学生熟练掌握地磁场的南北磁极的位置及地球上空各个位置磁场方向。（多选）6．（2024•广东模拟）芯片制作工艺是人类科技的结晶，而制造芯片的光刻机，是通过许多国家的顶级公司通力合作制造的精密的大型设备。如图所示，芯片制作工艺中有一种粒子分析器，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，加速电场的电压为U，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。氕、氘、氚核以不同的速度进入加速电场，能沿静电分析器中心线运动的粒子会从小孔P进入磁分析器，最终打到胶片Q上。已知氕、氘、氚核所带的电荷量均为e，质量分别为m、2m、3m，不计粒子间的相互作用及粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A．能进入磁分析器的粒子的初动能相等 B．氕、氘核打到胶片Q上的间距为2-1C．氘、氚核打到胶片Q上的间距为3-D．氕、氚核打到胶片Q上的间距为2(【考点】与加速电场相结合的质谱仪；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．【专题】定量思想；模型法；带电粒子在复合场中的运动专题；分析综合能力．【答案】AD【分析】粒子在加速电场中加速过程，根据动能定理列式分析能进入磁分析器的粒子的初动能关系；粒子在静电分析器中，由电场力提供向心力，由牛顿第二定律列式。粒子在匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，再由牛顿第二定律列式，从而求得粒子的轨迹半径，即可求解任意两个粒子打到胶片Q上的间距。【解答】解：A、粒子在加速电场中加速过程，根据动能定理有eU＝Ek可知，能进入磁分析器的粒子的初动能相等，故A正确；BCD、在静电分析器中，粒子做匀速圆周运动，对氕、氘、氚核，由电场力提供向心力，则有eE=mveE=2mveE=3mv在磁场中，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，对氕、氘、氚核有evevev联立解得氕、氘、氚核在磁场中的轨迹半径分别为：R1R2R3则氕、氘核打到胶片Q上的间距为：x1氘、氚核打到胶片Q上的间距为：x2氕、氚核打到胶片Q上的间距为：x3=2R3-2故选：AD。【点评】解题的关键是知道带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，其向心力由电场力提供，知道粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力。（多选）7．（2024•厦门三模）为了市民换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（）A．霍尔元件下表面电势高于上表面 B．霍尔元件下表面电势低于上表面 C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D．其他条件不变，调大电流I，可以增大vm【考点】霍尔效应与霍尔元件．【专题】定性思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；推理能力．【答案】AD【分析】根据左手定则分析出电子的偏转方向，结合电子的电性分析出电势的高低；根据磁场强度的大小分析出霍尔电压的变化趋势，从而分析出电动车最大速度的变化特点。【解答】解：AB、霍尔元件中的载流子为电子，根据左手定则可知，电子向上运动，电子聚集在上表面，则导致上表面的电势低于下表面的电势，故A正确，B错误；C、达到平衡时，粒子受洛伦兹力和电场力平衡，即qvB＝qUd，得霍尔电压UH＝Bdv，v表示电子定向移动的速率，若沿a方向稍微拧动手把，磁场强度减小，霍尔电压减小，根据题意可知电动车的最大速度减小，故CD、电流I增大，根据I＝neSv可知，电子定向移动的速率变大，根据C的分析可知霍尔电压增大，电动车的最大速度增大，故D正确；故选：AD。【点评】本题主要考查了霍尔效应的相关应用，熟悉左手定则分析出粒子的偏转方向，结合电场力和洛伦兹力的等量关系即可完成分析。（多选）8．（2024•辽宁一模）如图所示，长为3d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以初速度v0射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若只撤去电场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子从NA．该粒子一定带正电 B．该粒子带正电、负电均可 C．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子从AQ之间射出 D．若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，则粒子打在板PQ上【考点】带电粒子在叠加场中做直线运动．【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理能力．【答案】AC【分析】AB.根据撤去电场后的带电粒子的偏转方向和左手定则共同判断粒子的正负；CD.撤去磁场后带电粒子做类平抛运动，设想粒子飞出电场的区域，根据类平抛运动的规律计算偏移量和O点到下极板的距离比较判断。【解答】解：AB．由于撤去电场时，该带电粒子在磁场中运动从N点射出，可知洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，粒子带正电，故A正确，B错误；CD．当电场和磁场共同作用时，由于粒子恰沿直线从NQ的中点A射出，可知，此时粒子做匀速直线运动，根据平衡条件，即洛伦兹力和电场力平衡qv0B＝qE解得E＝v0B若只撤去电场，粒子从N点射出，作出轨迹如图所示设粒子做圆周运动的轨道半径为R，根据几何关系有R2解得R＝2d在磁场中qv联立各式解得E=m若只撤去磁场，该带电粒子仍从O点以初速度v0水平射入，若粒子做类平抛运动从AQ之间射出，则有3d=y=1解得y=3可知，粒子从AQ之间射出，故C正确，D错误。故选：AC。【点评】考查带电粒子在混合场中的运动问题，注意抓住受力情况和运动情况进行分析并讨论可能出现的结果。（多选）9．（2024•福州模拟）如图甲，某科技小组要探究长直导线周围磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方、与导线距离为r的P处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定电流后，小磁针N极向纸外偏转，测得小磁针静止时N极偏离南北方向的角度θ，其正切值tanθ与1r的关系图像如图乙所示。已知实验所在处地磁场水平分量大小恒为B0A．导线中的电流方向由北向南 B．电流在P处产生的磁场方向就是小磁针静止时N极所指的方向 C．电流在导线正下方r0处产生的磁场的磁感应强度大小为32D．导线正下方r0处磁场的磁感应强度大小为2【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．【专题】定量思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理能力．【答案】AD【分析】根据小磁针的指向和安培定则得出感应电流的方向；根据矢量合成的特点，结合几何关系得出对应位置的磁感应强度大小。【解答】解：A、小磁针N极向纸外偏转，表明电流产生的磁场在小磁针位置的方向向东，根据安培定则可知，导线中的电流方向由北向南，故A正确；B、电流在P处产生的磁场与地磁场水平分量的合磁场方向就是小磁针静止时N极所指向的方向，故B错误；CD、令通电导线在P处产生的磁场的磁感应强度为B1，根据磁场的叠加原理可得：B1＝B0tanθ根据图乙可知，当r＝r0时有tanθ=3解得：B根据矢量合成，导线正下方r0处磁场的磁感应强度大小为：B=B12+B故选：AD。【点评】本题主要考查了通电导线及通电导线周围的磁场分布特点，熟悉安培定则，结合矢量合成的特点即可完成分析。（多选）10．（2024•湖北）磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（）A．极板MN是发电机的正极 B．仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小 C．仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大 D．仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大【考点】磁流体发电机．【专题】定性思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理能力．【答案】AC【分析】根据左手定则判断带正、负电的粒子偏转方向，确定极板MN、PQ的带电情况；当极板间产生的电压稳定时，带电粒子在极板间所受到的电场力与洛伦兹力平衡，由此推导极板间的电压的表达式，根据表达式分析BCD选项。【解答】解：A、根据左手定则判断，可知带正电的粒子向极板MN偏转，则极板MN带正电，带负电的粒子向极板PQ偏转，则极板PQ带负电，故极板MN是发电机的正极，故A正确；BCD、当极板间产生的电压稳定时，带电粒子在极板间所受到的电场力与洛伦兹力平衡，则有：qUd=qvB，（其中v是粒子喷入磁场的速率，d为两极板间距），可得极板间的电压：U＝仅增大两极板间的距离d，极板间的电压U增大；仅增大等离子体的喷入速率v，极板间的电压U增大；极板间的电压大小与喷入等离子体的正、负带电粒子数密度无关。故BD错误，C正确。故选：AC。【点评】本题考查了电磁场应用的磁流体发电机模型，要知道其工作原理，掌握磁流体发电机的电动势的推导过程。

考点卡片1．牛顿第二定律的简单应用【知识点的认识】牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。【命题方向】一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律列式求解即可。解答：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根据牛顿第三定律，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故人对电梯的压力等于43mg故选：A。点评：本题关键对人受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解。【解题方法点拨】在应用牛顿第二定律解决简单问题时，要先明确物体的受力情况，然后列出牛顿第二定律的表达式，再根据需要求出相关物理量。2．牛顿第二定律求解向心力【知识点的认识】圆周运动的过程符合牛顿第二定律，表达式Fn＝man＝mω2r＝mv2r=【命题方向】我国著名体操运动员童飞，首次在单杠项目中完成了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，以单杠为轴做竖直面上的圆周运动．假设童飞的质量为55kg，为完成这一动作，童飞在通过最低点时的向心加速度至少是4g，那么在完成“单臂大回环”的过程中，童飞的单臂至少要能够承受多大的力．分析：运动员在最低点时处于超重状态，由单杠对人拉力与重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解．解答：运动员在最低点时处于超重状态，设运动员手臂的拉力为F，由牛顿第二定律可得：F心＝ma心则得：F心＝2200N又F心＝F﹣mg得：F＝F心+mg＝2200+55×10＝2750N答：童飞的单臂至少要能够承受2750N的力．点评：解答本题的关键是分析向心力的来源，建立模型，运用牛顿第二定律求解．【解题思路点拨】圆周运动中的动力学问题分析（1）向心力的确定①确定圆周运动的轨道所在的平面及圆心的位置．②分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，该力就是向心力．（2）向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加向心力．（3）解决圆周运动问题步骤①审清题意，确定研究对象；②分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等；③分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心力的来源；④根据牛顿运动定律及向心力公式列方程．3．从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题【知识点的认识】本考点旨在针对需要从能量转化与守恒的角度解决的电场问题，可能涉及到功能关系、动能定理、能量守恒、机械能守恒定律、电场力做功与电势能的变化等情况。【命题方向】图所示，轨道由粗糙斜面AB、DF与半径为R的光滑圆弧BCD组成，斜面的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角60°，∠BOD＝120°，虚线BM左侧、DN右侧分布等大反向匀强电场E，带电量为﹣q（q＞0）的物块从A点以6gR的初速度沿斜面向下运动，物块质量为m，物块可视为质点。AB长度为2R，电场强度大小为3mgq，重力加速度为A、物块到B点时的速度为2gRB、物块在最低点的最大压力为3mgC、物块最终在圆弧BCD做往返运动D、物块在斜面运动的总路程为3R分析：从A到B的过程，根据动能定理，可以得到B点时的速度；从B到C用动能定理，可以得到C点的速度，结合竖直面的圆周运动规律和牛顿第三定律，可以计算C点的压力；根据对物块在斜面的受力分析，可以判断其会停在斜面上还是会在圆弧内圆周运动；根据全过程动能定理可以判断其总路程。解答：A、对物块在左侧斜面上释放时进行受力分析，可以得到如图：在垂直于斜面的方向上：mgcos60°+qEsin60°＝N，此时摩擦力为滑动摩擦力，故：f＝μN，解得N＝2mg，在物块从A到B的过程中，对物块应用动能定理：mg⋅2Rsin60°-qE⋅B、在物块从B到C的过程中，对物块应用动能定理：mgR(1-cos60°)=12mvC2-CD、物块从B到右侧的过程，设到某点速度减为0，在右侧斜面的位移为x，则在该过程中：-mgxsin60°-qExcos60°-μNx=0-12mvB2，解得：x＝R，此时摩擦力反向，之后：mgsin60°＝qEcos60°，摩擦力减为0，物块刚好可以在斜面上静止，总路程故选：AD。点评：本题考查涉及电场力的功能关系问题，注意当速度减为0时，摩擦力可以突变，方向大小皆可变。在计算物块对地面压力时，根据圆周运动规律得到支持力后，要写结合牛顿第三定律得到压力。【解题思路点拨】电场中的功能关系如下：1.合力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk，这里的W合指合外力做的功。2.静电力做功决定带电体电势能的变化量，即WAB＝EPA﹣EPB＝﹣ΔEP。这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似。3.只有静电力做功时，带电体电势能与机械能的总量不变，即EP1+E机1＝EP2+E机2。这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似。4．地磁场【知识点的认识】地磁场①地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近，磁感线分布如图所示．②地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北半球相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．③在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁场强弱相等，且方向水平向北．【命题方向】常考题型：对基本概念的考查地球是一个大磁体，它的存在对地球的影响是巨大的，下列有关地磁场的相关说法中，正确的是（）A．在地面上放置一枚小磁针，在没有其他磁场的影响下静止的小磁针的南极指向地磁场的南极B．地磁场的北极在地理的南极附近C．北半球地磁场的方向相对地面总是垂直向下的D．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的分析：地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近．地球周围存在着磁场．解答：A、在地面上放置一枚小磁针，在没有其他磁场的影响下静止的小磁针的南极指向地磁场的北极．故A错误；B、地理北极附近是地磁南极，地理南极附近是地磁北极．故B正确；C、D、地磁场的磁感线可分解成两个分量，水平分量指向地理北极附近，若在北半球，则竖直分量竖直向下；若是南半球，则是竖直向上．故CD都错误．故选：B．点评：（1）地球是个巨大的磁体，地球的周围存在着磁场，任一点的磁场方向是不变的．（2）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近．（3）小磁针北极所指向即为磁场的方向．【解题思路点拨】地球本身是一个大磁体，它的N极位于地理南极附近，S极位于地理北极附近。在地磁两极，磁针竖直指向地面；在赤道上，磁针水平指示南北。磁针指示南北是一种近似的说法，小磁针的指向与地理正南正北方向之间的夹角称为磁偏角。对于地球磁性的成因，目前仍没有确定的说法，部分科学家认为是由地核中熔化了的金属（铁和镍）的环流引起的。地磁场对人类的生产生活都有重要意义。根据地磁场出现的异常情况，可发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。地磁场能使来自太阳的高速带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。5．通电直导线周围的磁场【知识点的认识】几种常见的磁场如下：直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则本考点主要针对通电直导线周围的磁场分布【命题方向】如图所示、导绒中通入由A向B的电流时，用轻绳悬挂的小磁针（）A、不动B、N极向纸里，S极向纸外旋转C、向上运动D、N极向纸外，s极向纸里旋转分析：根据安培定则可明确小磁针所在位置的磁场方向，从而确定小磁针的偏转方向。解答：根据安培定则可知，AB上方的磁场向外，则小磁针的N极向纸外，S极向纸里旋转，故D正确，ABC错误。故选：D。点评：本题考查安培定则的内容，对于直导线，用手握住导线，大拇指指向电流方向，四指环绕的方向为磁场的方向。【解题思路点拨】1.电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（右手螺旋定则）来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下：（1）直线电流：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。（2）环形电流：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。（3）通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向，或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。2.特别提醒（1）磁场是分布在立体空间的，（2）利用安培定则不仅可以判断磁场的方向，还可以根据磁场的方向判断电流的方向。（3）应用安培定则判定直线电流时，四指所指的方向是导线之外磁场的方向；判定环形电流和通电螺线管电流时，拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。（4）环形电流相当于小磁针，通电螺线管相当于条形磁铁，应用安培定则判断时，拇指所指的一端为它的N极。6．磁感应强度的定义与物理意义【知识点的认识】1.电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积叫作电流元。2.磁感应强度（1）定义：电流元垂直于磁场放置时，电流元所受磁场的作用力F与I和l乘积的比值，叫作的磁感应强度。（2）定义式：B=F（3）单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1T＝1NA⋅m（4）标矢性：矢量，方向即为该处磁场方向，即静止于该处的小磁针N极所指的方向（5）物理意义：表征磁场强弱的物理量。（6）磁感应强度是磁场本身的性质，与放不放电流元无关。【命题方向】由磁感应强度的定义式B=FA、磁感应强度与通电导线受到的磁场力F成正比B、磁感应强度与电流强度和导线长度的乘积成反比C、磁感应强度的方向与F的方向一致D、只要满足L很短，I很小的条件，B=F分析：在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱．将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比．公式B=FIL是比值法定义B的，磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的物理量，不能说B与F成正比，也不能说B与解答：AB、磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的物理量，定义式B=FIL是比值法定义B的，不能说B与F成正比，也不能说B与IL成反比。故A、C、根据左手定则可知，F与B的方向互相垂直。故C错。D、只要满足L很短，I很小的条件，B=FIL对任何磁场都适用。故故选：D。点评：磁感应强度的定义式B=FIL可知，是属于比值定义法．即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定．例如：电场强度E=F【解题思路点拨】1.磁感应强度的定义式：：B=（1）公式成立条件：通电导线必须垂直于磁场方向放置，不垂直则公式不成立。（2）决定磁感应强度的因素：仅由磁场本身决定，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关。（3）磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时l应很短，称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”。2.方向：磁感应强度B是一个矢量，某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。它的方向可以有以下几种表述方式：（1）小磁针静止时N极所指的方向，或小磁针静止时S极所指的反方向。（2）小磁针N极受力的方向（不论小磁针是否静止），或S极受力的反方向。（3）磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。3.大小：磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关。即使不放入载流导线，磁感应强度也照样存在，故不能说“B与F成正比”或“B与Il成反比”。7．磁通量的概念和计算公式的定性分析【知识点的认识】一、磁通量1．概念：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。即Φ＝BS。2.拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S'与磁感应强度的乘积表示磁通量。即Φ＝BSsinθ＝BS'。θ表示面与磁场的夹角。3.单位：韦伯（Wb），1Wb＝1T•m2．4.标矢性：标量，但有正负，正负表示从不同的方向穿过某个平面。5．磁通量的计算公式（1）公式：Φ＝BS．（2）适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积．6.引申：B=Φ7.磁通量的影响因素：根据公式Φ＝BS可知磁通量的大小与磁感应强度和垂直于磁场的面积有关。【命题方向】关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（）A、磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的B、磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大C、磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大D、线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零分析：由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，磁通量发生变化，不一定是磁场发生变化引起的．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也不一定越大．磁感应强度越大，线圈面积越大，磁通量也不一定越大．线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零．解答：A、由磁通量公式Φ＝BSsinθ可知，可能是由磁感应强度B变化，或由面积S变化，或由角度θ变化引起的。故A错误。B、磁通量大小取决于B、S、θ三个因素，磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也不一定越大。故B错误。C、当线圈与磁场平行时，磁感应强度再大，磁通量为零。则磁感应强度越大，线圈面积越大，磁通量也不一定越大。故C错误。D、磁通量为零，磁感应强度可能为零；也可能线圈与磁场平行时，但磁感应强度不为零。故D正确。故选：D。点评：本题考查磁通量的概念，要抓住两种特殊情况：当线圈与磁场平行时，Φ＝0；当线圈与磁场垂直时，Φ＝BS．【解题方法点拨】对磁通量的理解（1）线圈平面与磁场方向垂直时磁通量最大，线圈转动后穿过线圈的磁感线条数减少，磁通量减小。（2）在匀强磁场中才能应用公式Φ＝BSsinθ（θ表示面与磁场的夹角）计算磁通量。应用公式时还需要明确公式中各物理量的含义8．带电粒子在匀强磁场中的圆周运动【知识点的认识】带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．3．半径和周期公式：（v⊥B）【命题方向】如图所示，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知（）A、粒子带负电B、粒子运动方向是abcdeC、粒子运动方向是edcbaD、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长分析：由半径的变化可知粒子运动方向；由轨迹偏转方向可知粒子的受力方向，则由左手定则可判断粒子的运动方向，由圆周对应的圆心角及周期公式可知时间关系。解答：ABC、带电粒子穿过金属板后速度减小，由r=mvqB轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，故粒子应是由下方进入，故粒子运动方向为edcba，则粒子应带负电，故B错误，AC正确；D、由T=2πmqB可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角相同，故粒子的运动时间均为T2故选：AC。点评：本题应注意观察图形，图形中隐含的速度关系是解决本题的关键，明确了速度关系即可由左手定则及圆的性质求解。【解题方法点拨】带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的分析方法．9．带电粒子在叠加场中做直线运动【知识点的认识】1.叠加场是指一个区域可能同时含有重力场、电场和磁场中的两个或三个。但本考点涉及的题目必须包含磁场。2.带电粒子在叠加场中做直线运动有两种情况（不考虑平行于电场和磁场射入）（1）不计粒子重力，则必有洛伦兹力等于电场力，Bqv＝qE。（2）考虑粒子重力，则必有电场力与重力的合力等于洛伦兹力。也就是说只要粒子在含有磁场的叠加场中做直线运动，一定是匀速直线运动。因为如果是变速运动，则洛伦兹力也会变化，合力与速度方向不再一条直线上，粒子就不可能再做直线运动。【命题方向】如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带负电微粒由a点以一定初速度进入电磁场，刚好能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是（）A、微粒的动能一定增加B、微粒的动能一定减少C、微粒的电势能一定减少D、微粒的机械能一定增加分析：对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，再根据各力的做功情况，即可判断各选项的正误．解答：根据做直线运动的条件和受力情况（如图所示）可知，粒子做匀速直线运动，所以粒子的动能保持不变，选项AB错误；再由a沿直线运动到b的过场中，电场力做正功，电势能减小，选项C正确；重力做负功，重力势能增加，选项D正确。故选：CD。点评：带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v与B不平行）．若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条直线上，带电体就会做曲线运动．【解题思路点拨】1.叠加场中三中场的比较2.带电粒子在叠加场中运动的分析方法10．与加速电场相结合的质谱仪【知识点的认识】本考点旨在针对粒子先经过加速电场加速再进入质谱仪的情况。1.质谱仪示意图如下2.质谱仪的作用：分析粒子的性质，测定粒子的质量，研究同位素。3.质谱仪例的相关参数：（1）加速电场中：qU=1（2）偏转磁场中：Bqv=mv（3）轨迹半径：R=1（4）照相底片上间距；d＝2ΔR。【命题方向】质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场（加速电场极板间的距离为d、电势差为U）加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x．（1）求该离子的荷质比qm（2）若离子源产生的是带电量为q、质量为m1和m2的同位素离子（m1＞m2），它们分别到达照相底片上的P1、P2位置（图中未画出），求P1、P2间的距离Δx．分析：（1）根据粒子在磁场中的运动半径，通过半径公式求出粒子的速度，再根据动能定理得出粒子的比荷．（2）根据动能定理、半径公式求出粒子打到照相机底片上位置与入口处的距离，从而求出P1、P2间的距离Δx．解答：（1）离子在电场中加速，由动能定理得：qU=12mv2离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qBv＝mv2由①②式可得：q（2）由①②式可得粒子m1在磁场中的运动半径是r1，则：r对离子m2，同理得：r∴照相底片上P1、P2间的距离：Δx＝2（r1﹣r2）=2答：（1）求该离子的荷质比qm（2）P1、P2间的距离Δx