1、专题 10 磁场【2018 高考真题】1某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。 2 （多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 L1、
2、L2， L1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有 a、 b两点，它们相对于 L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为 B0，方向垂直于纸面向外。已知 a、 b两点的磁感应强度大小分别为 和 ，方向也垂直于纸面向外。则（ ）A. 流经 L1的电流在 b点产生的磁感应强度大小为B. 流经 L1的电流在 a点产生的磁感应强度大小为C. 流经 L2的电流在 b点产生的磁感应强度大小为D. 流经 L2的电流在 a点产生的磁感应强度大小为【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II卷）【答案】 AC可解得： ; 故 AC正确；故选 AC点睛：磁
3、场强度是矢量，对于此题来说 ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在 ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。3 （多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的 N极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N极指向垂直纸面向外的方向D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的
4、瞬间，小磁针的 N极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标 I卷）【答案】 AD【解析】 本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的 N极朝垂直纸面向里的方向转动，选项 A正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项 BC错误；开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生
5、感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的 N极朝垂直纸面向外的方向转动，选项 D正确。【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈，实际上构成一个变压器。【2017 高考真题】1【2017江苏卷】如图所示，两个单匝线圈 a、 b的半径分别为 r和 2r圆形匀强磁场 B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过 a、 b两线圈的磁通量之比为（A）1:1 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1【答案】A【考点定位】磁通量【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中 S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积2 【2017新课标卷
6、】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行） ，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒 a、 b、 c电荷量相等，质量分别为 ma、 mb、 mc。已知在该区域内， a在纸面内做匀速圆周运动， b在纸面内向右做匀速直线运动， c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A abcmB bacmC c D c【答案】B【解析】由题意知， mag=qE， mbg=qE+Bqv， mcg+Bqv=qE，所以 bacm，故 B正确，ACD 错误。【考点定位】带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是 mag=qE，两个匀速直线运动，合
7、外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。3【2017新课标卷】如图，在磁感应强度大小为 B0的匀强磁场中，两长直导线 P和 Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为 l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I时，纸面内与两导线距离均为 l的 a点处的磁感应强度为零。如果让 P中的电流反向、其他条件不变，则 a点处磁感应强度的大小为A0 B 03C 023BD2 B0【答案】C【考点定位】磁场叠加、安培定则【名师点睛】本题关键为利用安培定则判断磁场的方向，在根据几何关系进行磁场的叠加和计算。4【2017新课标卷】如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、 L2和 L3两两等距，均通有电流 I， L
8、1中电流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反，下列说法正确的是A L1所受磁场作用力的方向与 L2、 L3所在平面垂直B L3所受磁场作用力的方向与 L1、 L2所在平面垂直C L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1:3D L1、 L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为【答案】BC【考点定位】电流磁效应、安培力、安培定则【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。5【2017新课标卷】某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包
9、线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉【答案】AD【考点定位】电动机原理；安培力 【名师点睛】此题是电动机原理，主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力；关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。6 【2017新课标卷】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀
10、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经过 P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为1v，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 2v，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 21:v为A 3:2 B 2:1 C 3:1 D 3:2【答案】C【解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远。则当粒子射入的速度为 1v，如图，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为 11cos602rR；同理，若粒子射入的速度为 2，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为 23；根据 mvrqB，则 21:=3:
11、1vr，故选 C。【考点定位】带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在有界磁场中的运动问题；解题时关键是要画出粒子运动的轨迹草图，知道能打到最远处的粒子运动的弧长是半圆周，结合几何关系即可求解。【2016 高考真题】1 【2016北京卷】中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。 ”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有
12、力的作用【答案】C【考点定位】考查了地磁场【方法技巧】地球本身是一个巨大的磁体。地球周围的磁场叫做地磁场。地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。2【2016上海卷】如图，一束电子沿 z轴正向流动，则在图中 y轴上 A点的磁场方向是A+ x方向 B- x方向 C+ y方向 D- y方向【答案】A【解析】据题意，电子流沿 z轴正向流动，电流方向沿 z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向（沿 z轴负方向看） ，通过 y轴 A点时方向向外，即沿 x轴正向，则选项 A正确。【考点定位】安培定则、电子束产生电流的方向【方法技巧】
13、首先需要判断出电子束产生电流的方向，再根据安培定则判断感应磁场的方向。3 【2016全国新课标卷】一圆筒处于磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径 MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度 顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔 M射入筒内，射入时的运动方向与 MN成 30角。当筒转过 90时，该粒子恰好从小孔 N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为A 3B B 2 C B D 2【答案】A【考点定位】带电粒子在磁场中的运动 【名师点睛】此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题；解题时必须要画出规范的粒子运动的草
14、图，结合几何关系找到粒子在磁场中运动的偏转角，根据两个运动的等时性求解未知量；此题难度中等，意在考查考生对物理知识与数学知识的综合能力。4 【2016全国新课标卷】平面 OM和平面 ON之间的夹角为 30，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为 m，电荷量为q（ q0） 。粒子沿纸面以大小为 v的速度从 OM的某点向左上方射入磁场，速度与 OM成 30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与 ON只有一个交点，并从 OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线 O的距离为A 2mvqB B 3mvq C 2
15、vqB D 4mv【答案】D【考点定位】考查了带电粒子在有界磁场中的运动【方法技巧】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式 mvRBq，周期公式 2mTBq，运动时间公式 2tT，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题。5 【2016四川卷】如图所示，正六边形 abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从 f点沿 fd方向射入磁场区域，当速度大小为 vb时，从 b点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tb，当速度大小为 vc时，从 c点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tc，不计粒子重力。则 A v
16、b:vc=1:2， tb:tc=2:1 B vb:vc=2:2， tb:tc=1:2 C vb:vc=2:1， tb:tc=2:1 D vb:vc=1:2， tb:tc=1:2【答案】A考点：带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动；做此类型的习题，关键是画出几何轨迹图，找出半径关系及偏转的角度关系；注意粒子在同一磁场中运动的周期与速度是无关的；记住两个常用的公式： mvRqB和 2T。6 【2016全国新课标卷】现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
17、若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12倍。此离子和质子的质量比约为A11 B12 C121 D144【答案】D【解析】根据动能定理可得：21qUmv，带电粒子进入磁场时速度2qUvm，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，2Br，解得：Br，所以此离子和质子的质量比约为 144，故 A、B、C 错误，D 正确【考点定位】带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】本题主要考查带电粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动。要特别注意带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力由洛伦
18、兹力提供，根据动能定理求出带电粒子出电场进磁场的速度。本题关键是要理解两种粒子在磁场中运动的半径不变。7 【2016海南卷】如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面） ，磁场方向如图中箭头所示。在图（b）中A当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【答案】BC【考点定位】安培力【名师点睛】解决本题的关键掌握安培力方向的判定，明确安培力产生的条件，熟练应用左手定则判断安培力的方向。8 【2016上海卷】形象描述磁场分布的曲线叫做_，通常_的大小也叫做磁通量密度。【答案】磁感线；磁感应强度【解析】为了形象的描述磁场而假想出来的曲线，曲线上任意一点的切线方向均表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度表示，在磁通量中有： BS，所以磁感应强度也称为磁通密度。【考点定位】磁感线、磁感应强度、磁通密度【方法技巧】本题考查定义，需要对磁感线、磁感应强度以及磁通密度概念熟悉。
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