高考物理专题电磁学知识点之磁场真题汇编及答案

高考物理专题电磁学知识点之磁场真题汇编及答案

一、选择题

1.在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60。斜向上的匀强磁场，一通有如图所

示的恒定电流/的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面

间的动摩擦因数〃=等。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过

程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为仇则关于磁

场的磁感应强度的大小4与〃的变化关系图象可能正确的是（）

2.如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为8,

方向垂直于纸面向外.一电荷量为q（q>0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入

R

磁场区域，射入点与ab的距离为一.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为

2

60。，则粒子的速率为（不计重力）（）

qBRB,迦3qBR

A.D,迎

2mm2mm

3.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁

连接起来，此时台秤读数为Ni,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如

图，当加上电流后，台秤读数为N2,则以下说法正确的是（）

A.NI>N2,弹簧长度将变长B.Ni>Nn弹簧长度将变短

C.N]VN2,弹簧长度将变长D.NiVN”弹簧长度将变短

4.科学实验证明，足够长通电直导线周围某点的磁感应强度大小3=攵彳，式中常量

Q0,/为电流强度，/为该点与导线的距离。如图所示，两根足够长平行直导线分别通有电

流31和I（方向已在图中标出），其中〃、〃为两根足够长直导线连线的三等分点，O为两

根足够长直导线连线的中点，下列说法正确的是（）

A.a点和h点的磁感应强度方向相同

B.〃点的磁感应强度比。点的磁感应强度小

C.b点的磁感应强度比。点的磁感应强度大

D.。点和》点的磁感应强度大小之比为5：7

5.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，

运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）

XXXX

B乂

xNxx恒x

Z/、\

XXVXX\

St

A.M带正电，N带负电

B.M的速率大于N的速率

C.洛伦磁力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

6.如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时

针方向的电流，图中虚线过他边中点和改边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里

的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉力为保持其他条件不变，现虚

线卜方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力

为已知重力加速度为g,则导线框的质量为

26十%8+6

7.如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A

点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，

A.其轨迹对应的圆心角越大

B.其在磁场区域运动的路程越大

C.其射出磁场区域时速度的偏向角越大

D.其在磁场中的运动时间越长

8.如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁

感应强度大小均为夙一边长为L、电阻为R的单而正方形导体线圈水平向右运动

到图示位置时，速度大小为也则（）

A.。〃边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右

B.M边受到的安培力向右，cd边受到的安培力向左

C.线圈受到的安培力的大小为祖匕

R

D.线圈受到的安培力的大小为成上

9.电磁血流量计是基于•法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监

控仪器。工作原理如图所示，将患者血管置于磁感应强度为8的匀强磁场中，测出管壁上

MN两点间的电势差为U,已知血管的直径为d,则血管中的血液流量。为（）

XXXXXX

10.如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为以方向垂直于圆

平面（未画出）。一群比荷为生的负离子以相同速率w（较大），由P点在纸平面内向不

同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧足够大荧光屏上，离

子重力不计。则下列说法正确的是（）

A.离子在磁场中的运动轨迹半径可能不相等

B.由。点飞由的离子在磁场中运动的时间最K

C.离子在磁场中运动时间一定相等

D.沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大

11.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）

甲乙西丁

A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现

B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属

C.图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测

量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高

D.图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，

利用了电磁阻尼原理

12.如图所示，直线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的。点垂

宜MN且垂直磁场方向射入磁场，经九时间从〃点离开磁场.之后电子2也由。点沿图示

方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经，2时间从〃连线的中点c离开磁场，则上

为（）

3mX1x

M«*bN

23

A.-B.2C.-D.3

32

13.如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负

电的金属小球从M点水平射入场区，经•段时间运动到M点的右下方N点，关于小球由

M到N的运动，下列说法正确的是（）

A.小球可能做匀变速运动B.小球一定做变加速运动

C.小球动量可能不变D.小球机械能守恒

14.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从磁场边界上的

。点射入、。点射出，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（）

/X户

•XXX：

A.粒子在。点的速率小于在〃点的速率

B.粒子带正电

C.若仅增大磁感应强度，则粒子可能从力点左侧射出

D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短

15.如图所示，在以原点。为圆心、半径为，•的圆形区域内，存在磁感应强度大小为8方

向垂直于纸面向里的匀强磁场，A、C、。为磁场边界上的点，A、C为边界与坐标轴

的交点，连线与无轴负方向成45°。一带负电粒子从A点以速度u沿AC方向射入磁

场，恰好从。点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（）

16.如图所示，一根长为上的铝棒用两个劲度系数均为大的弹簧水平地悬挂在匀强磁场

中，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流/方向从左到右时，弹簧

的长度变化了4"则下面说法正确的是（）

XXXX

XXXXXXXXXX

2kAx

B--------

A.弹簧长度缩短了/阳IL

kAx

B___

B.弹簧长度缩短了4工,"〃=

2kAx

B=-------

C.弹簧长度伸长了4"〃

kAx

B=___

D.弹簧长度伸长了"〃

17.如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内

做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E磁感应强度为从重力加速度为g,则液

滴环绕速度大小及方向分别为（）

EFC.哈顺时针D.誓，逆时针

A.一，顺时针B.一，逆时针

BB

18.如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面问

外.已知放射源放出的射线有明仇y三种.下列判断正确的是

A.甲是a射线，乙是y射线，丙是p射线

B.甲是p射线，乙是丫射线，丙是a射线

C.甲是丫射线，乙是a射线，丙是p射线

D.甲是a射线，乙是P射线，丙是丫射线

19.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，用两根等长的绝缘细线水平悬挂金属棒

通以M到N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为仇如果仅改变下列某一个条

件，即可使得。变大的是（）

HN

M

A.两悬线等长变短B.金属棒质量变大

C.磁感应强度变小D.棒中的电流变大

20.MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a位置以垂

直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d

的时间为3则粒子的比荷为（）

MabedN

B

XXXXX

21.如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为1,其电阻可忽略不

计。ac之间连接一阻值为R的电阻。ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触

良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向

与导轨平面垂直，磁感应强度为B。当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆cf所受

的安培力为（）

22.目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：

将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈

中性）沿图中所示方向喷射入磁场,磁场中有两块金属板4、凡这时金属板上就聚集了电

荷.在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是（）

A.A板带正电

B.有电流从a经用电器流向b

C.金属板A、8间的电场方向向下

D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力

23.一电子以垂直于匀强磁场的速度期,从A处进入长为4宽为。的磁场区域如图所

示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e,磁感应强度为8,圆弧A8的长为L,则

d

A.电子在磁场中运动的时间为/=一

匕

L

B.电子在磁场中运动的时间为/=一

匕

C.洛伦兹力对电子做功是力

D.电子在A、B两处的速度相同

24.如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分砧、cd.gf构成一个等边三角形，

0为三角形的中心，M、N分别为。关于导线"、”的对称点，当三根导线中通以大小相

等，方向如图所示的电流时，M点磁感应强度的大小为小，0点磁感应强度大小为若

将导线"中的甩流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N点磁感应强度的大小为

A.B1+B2B.5（3及—31）

C.—（8,+）D.B\-Bi

2

25.如图，一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中，盒子边长为L,前后面为金属板，其

余四面均为绝缘材料，在盒左面正中间和底面上各有•小孔（孔大小相对底面大小可忽

略），底面小孔位置可在底面中线MN间移动，让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速

度进入盒内，若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U，可使得液滴恰好能从底面小孔通

过，测得小孔到"点的距离为4已知磁场磁感强度为从不考虑液滴之间的作用力，不

计一切阻力，则以下说法正确的是（）

B.所加电压的正极一定与正方形盒子的后表面连接

C.液滴从底面小孔通过时的速度为v=

D.恒定电压为U=Bd血

【参考答案】*木*试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1.C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

棒受力如图所示

BILsin3=从(mg+BILcos0)

得

—=(sin0-/Jcos0)=件sin(〃-30)

BpmgJ3"?g

所以C正确，ABD错误。

故选Co

2.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

R

带电粒子从距离他为一处射入磁场，且射出时与射入时速度方向的夹角为60。，粒子运动

2

轨迹如图，ce为射入速度所在直线，d为射出点，射出速度反向延长交”于f点，磁场区

域圆心为O.带电粒子所也圆周运动圆心为OQ则。、了、。在一条百线卜.由几何关系得

带电粒子所做圆周运动的轨迹半径为R，由£/=凡得

inv2

qvB=------

R

解得

一迦

m

A.邂，与结论不相符，选项A错误；

2m

B.幽,与结论相符，选项B正确；

m

C.孚四，与结论不相符，选项C错误：

D.四外，与结论不相符，选项D错误；

m

故选B。

3.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此

处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的

安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给

磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这

个力在水平和竖直分解，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所

以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短.故选B.

4.A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

A.左边导线在。点和〃点产生的磁场方向向下，右边导线在。点和0点产生的磁场反向也

向下，故。点和方点磁场方向相同，均向下，故A正确：

R.设两导线之间距离为3/,则々点的磁感应强度为

D.31.I.II

B,=k—+k——=k—

“/2/2/

O点的磁感应强度为

D.3/./,8/

%%57

故〃点磁感应强度大于0点,故B错误；

C.“点磁感应强度为

„,3/I,51

B=k---Fkf-=k—

h"21/21

故8点磁感应强度小于。点，故C错误；

D.由B、C分析可知，。点和力点的磁感应强度大小之比为

曳」

氏5

故D错误;

故选A.

5.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A.根据左手定则，可知，M带负电，N带正电，A错误;

B.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：

V"

qvB=m—

解得:

mv

r=——

qB

同一磁场，乂M和N两粒子的电荷量相同，故轨道半径大小厂和速度I，成正比，故B正

确；

C.洛伦兹力每时每刻与速度垂直，不做功，C错误；

D.粒子在磁场中运动的周期r的计算如下：

-27rr2mn

1=----=-----

vqB

同一磁场，M和N两粒子的电荷量相同，故两粒子在磁场中运动的周期相同，它们均运动

了半个周期，故它们运动的时间相同，D错误；

故选Bo

6.A

解折；A

【解析】

【详解】

当通如图中电流时，ab边、ac边受到的安培力大小为F比；儿边受到的安培力大

2

小为F'=BIL,方向向上；导线框平衡，故

F}4-BIL=+2xBILsin30

磁场加到虚线框上方后，导线框受到的等效安培力为尸方向向下，故

4

F2=mg+；BIL

联M解得

2居+耳

m=——=---L

3g

故A正确，B、C、D错误；

故选Ao

7.B

解析：B

【解析】

试题分析：设磁场区域半径为R，轨迹的圆心角为a,如图示：

a丁„aniv

粒子在磁场中运动的时间为了=—T,而轨迹半径r=Rcot而丁=—,粒子

2712QB

速度越大，则r越大，a越小（与射出磁场时的速度偏向角相等），t越小，故B对.

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.

【名师点睛】带电粒子在有界磁场中的常用几何关系

（1）四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点.

（2）三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等十圆心角，也等于弦切角的2

倍.

8.D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

AB.线框的左右两边分别切割两磁场产生的动生电动势由右手定则可找出方向，如图所示

两动生电源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得帅边受到的安培力向左，〃

边受到的安培力向左，故AB错误；

CD.线框的电动势为£=2笈/>,则电流为

E2BLv

r/=—=-----

RR

两个安培力力之和为线框受到的安培力

LCLcn"4B2L2V

F忠=2F=2BIL=--------

R

故C错误，D正确。

故选Do

9.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

导电液体流过磁场区域稳定时，电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，有

Un

q~d=CIVB

解得

U

V=----

Bd

而流量为

Qc=vSc=-U----=-2------i-d--U--

Bd48

故B正确，ACD错误。

故选Bo

10.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A.离子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

c〃八』

qvB=-----

r

解得

mv

r=——

qB

因粒子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，故A错误；

BD.由圆的性质可知，轨迹圆（离子速率较大，半径较大）与磁场圆相交，当轨迹圆的弦

长最大时偏向角最大，最长弦长为PQ,故由Q点飞出的粒子圆心角最大，所对应的时间

最长，故B正确，D错误；

C.设粒子轨迹所对应的圆心角为。，则粒子在磁场中运动的时间为

e

24

其中

.27rm

1=------

qB

所有粒子的运动周期相等，由于离子从圆上不同点射出时，轨迹的圆心角不同，所以离子

在磁场中运动时间不同，故c错误。

故选B。

11.D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验，研究的电流的磁效应，这一现象是物理学家奥

斯特首先发现，选项A错误；

B.图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电

时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属，选项B错误；

C.图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感

现象，选项c错误；

D.图丁在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，目的保护电表指针，利用

了电磁阻尼原理，选项D正确。

故选D。

12.D

解析：D

【解析】

【分析】

考查带电粒子在匀强磁场中的运动。

【详解】

电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半

mvf2/r/n

径公式r=F可知，两电子运动半径相同，由周期公式7可知，周期也相同，由

qBqB

几何关系可知，电子1运动的圆心角为万，电子2运动的圆心角为由时间1

32万

可得：

3

D正确。

故选D。

13.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A.小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，若速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变

化，所以小球不可能做匀变速运动，故A错误；

B.小球向下偏转，则初始时刻合力一定向下，又因为一定是曲线运动，因此洛伦兹力方

向一定变化，所以小球合力一定变化，一定做变加速运动，故B正确：

C.由于小球一定做变加速运动，由动量定理可知，小球的动量一定变化，故C错误：

D.小球运动过程中电场力做负功，所以机械能减少，故D错误。

故选B。

14.C

解析：c

【解析】

【分析】

【详解】

A.粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，粒子在方点速率等于在〃点速率，故A错误：

B.粒子向下偏转，根据左手定则可得粒子带负电，故B错误；

C.根据

V2

qvB=m—

得

mv

r=——

qB

若仅增大磁感应强度，则粒子运动的半径减小，粒子可能从0点左侧射出，故C正确；

D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动半径减小，粒子轨迹对应的圆心角有可能增

n

大，根据z=—r可知粒子运动时间可能增加，故D错误。

2兀

故选C.

15.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

做出运动的轨迹图，可知速度的偏转角为

<9=45°+90°=135°

粒子在磁场中运动的时间为

_1353”

r-360

故选Bo

16.A

解析：A

【解析】

试题分析：由左手定则可知，导体受到向上的安培力作用，故弹簧的长度将缩短开始

没通电时，mg=2kAx^通电后：mg=B1L4-2kAx2,其中/无二4川-4无2,解得：

2kAx

B=IL,故选A.

考点：胡克定律；安培力；左手定则.

17.C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

液滴在复合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液滴受到向上的电场力，可知

液滴带负电，根据左手定则可知液滴做顺时针的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力

有

V"

qvB=in—

又因为重力和电场力平衡，则有

qE=mg

解得

吁这

E

故A、B、D错误，C正确：

故选C。

18.B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

a射线是高速；”，流，一个a粒子带两个正电荷.根据左手定则，a射线受到的洛伦兹力

向右，故丙是a射线.p射线是高速电子流(：e),质量数为()，带一个负电荷.根据左手

定则，P射线受到的洛伦兹力向左，故甲是。射线.Y射线是Y光子，是电中性的，故在磁

场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转.故乙是丫射线.

故B正确.

19.D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

导体棒受力如下图所示

tanu=----=-----

mgmg

A.两悬线等长变短，不是导线变短，故夕不变，故A错误;

B.金属棒质量变大，则9变小，故B错误；

c.磁感应强度变小，则在变小，故c错误;

D.棒中的电流变大，则。变大，故D正确。

故选D。

20.A

解析：A

【解析】

画出粒子的运动枕迹如图，

-N

X

B

XXXXX

2.2mn27rm2

则有i=i.5T,则得丁=一］，由周期公式丁=f得：—-=-r,解得，粒子的比荷

3qBqB3

—,故A正确.

mIB

点晴：带电粒子垂宜射入磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，己知

f2兀m

ab=bc=cd,画出轨迹，可知时间l=l.5T,求出周期，由周期公式丁=—丁求出比荷.