高考物理專題電磁學知識點之磁場難題匯編含答案

1、高考物理專題電磁學知識點之磁場難題匯編含答案一、選擇題1 .如圖所示，空間中存在在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，有一帶電液滴在豎直面內(nèi)做 半徑為R的勻速圓周運動，已知電場強度為匕 磁感應強度為從重力加速度為g,則液滴 環(huán)繞速度大小及方向分別為（ ）E 逆時針DC.二變，順時針 D.處，逆時針EE2 .質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場, 運行的半圓軌跡分別如圖中的兩支虛線所示，下列表述正確的是（）X X X XA. M帶正電，N帶負電B. M的速率大于N的速率C.洛倫磁力對M、N做正功D. M的運行時間大于N的運行時間3.筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別

2、有磁體和霍爾元件.當顯示屏開啟時磁體遠離霍 爾元件，電腦正常工作：當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀 態(tài).如圖所示，一塊寬為。、長為。的矩形半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量 為”的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為U.當顯示屏閉合時元 件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以 此控制屏幕的熄滅.則元件的（）A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與U無關(guān)C.前、后表面間的電壓U與C成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為之a(chǎn)4 .如圖所示，一束粒子射入質(zhì)譜儀，經(jīng)狹縫S后分成甲、乙兩束，分別打到膠片的

3、A、C 兩點。其中立=|豆，己知甲、乙粒子的電荷量相等，下列說法正確的是A.甲帶正電B.甲的比荷小C.甲的速率小D.甲、乙粒子的質(zhì)量比為2： 35 .如圖所示，用一細線懸掛一根通電的直導線外（忽略外闈電路對導線的影響），放在 螺線管正上方處于靜止狀態(tài)，與螺線管軸線平行，可以在空中自由轉(zhuǎn)動，導線中的電流方 向由。指向瓦 現(xiàn)給螺線管兩端接通電源后（螺線管左端接正極），關(guān)于導線的受力和運 動情況，下列說法正確的是（）A.在圖示位置導線兩端受到的安培力方向相反導線及始終處于靜止B.從上向下看，導線時從圖示位置開始沿逆時針轉(zhuǎn)動C.在圖示位置，導線、兩端受到安培力方向相同導線外擺動D.導線外轉(zhuǎn)動后，第一次

4、與螺線管垂直瞬間，所受安培力方向向上6 .如圖所示，A8C為與勻強磁場垂直的邊長為。的等邊三角形，比荷為9的電子以速度如從A點沿AB邊射出（電子重力不計），欲使電子能經(jīng)過AC邊，磁感應強度8的取值為A. BV 如 B, 8<久 C. B> D, B> 為 aeaeaecie7 .如圖所示，兩平行直導線cd和豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點 位于兩導線所在的平面內(nèi).則業(yè)MYA. b點的磁感應強度為零B. 6/導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里C. cd導線受到的安培力方向向右D.同時改變了導線的電流方向，cd導線受到的安培力方向不變8.三根平行的長直導體棒分別

5、過正三角形ABC的三個頂點，并與該三角形所在平面垂 直，各導體棒中均通有大小相等的電流，方向如圖所示.則三角形的中心。處的合磁場方 向為（）A.平行于AB,由A指向BC.平行于CA,由C指向A9. 一回旋加速器當外加磁場一定時,（ ）B.平行于8C,由B指向CD.由。指向C可把質(zhì)子加速到v,它能把氣核加速到的速度為A. vB. 2vV C.-3D.2vT10.三根通電長直導線八從c平行且垂直紙面放置，其橫截面如圖所示，人從c恰好位于直角三角形的三個頂點，Nc=90°，N=37"匹中通有的電流強度分別為八、5c受到b的磁場力的合力方向與心連線平行。已知通電長直導線在周圍某點產(chǎn)

6、生的磁場的磁感應強度6 =&為比例系數(shù)，/為電流強度，為該點到直導線的距離，sm37°r=0.6。下列說法正確的是（）CaA. a. 中電流反向,乙：A = 16： 9B.。、中電流同向,/1：A =4： 3C. a.（中電流同向A =16： 9D. a. 中電流反向,乙：A = 4： 311 .如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框 平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已如導體棒MN受到 的安培力大小為凡 則線框LWN受到的安培力的大小為12 .如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應強度

7、大小為8, 方向垂直于紙面向外.一電荷量為q（q>0）、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入R磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為一.已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為 260。，則粒子的速率為（不計重力）（）A 幽B 幽C 3qBRD 2qBR2inin2mm13 .如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，一束粒子流由左端平行于2、2射入，粒子沿直線通過 速度選擇器，已知速度選擇器的電場強度為民 磁感應強度為反粒子由狹縫So進入勻強磁場&后分為三束，它們的軌道半徑關(guān)系為八= g<q,不計重力及粒子間的相互作用力, 則下列說法中正確的是（）B.能通過狹縫So的帶電粒子的速率等于

8、gc.三束粒子在磁場歷中運動的時間相等D.粒子1的比荷旦大于粒子2的比荷”叫14 .如圖所示，在兩水平金屬板構(gòu)成的器件中，存在勻強電場與勻強磁場，電場強度E和磁感 應強度B相互垂直,以某一水平速度進入的不計重力的帶電粒子恰好能沿直線運動，下列說 法正確的是（）A.粒子一定帶負電B.粒子的速度大小v=BZEC.若粒子速度大小改變，粒子將做曲線運動D.若粒子速度大小改變，電場對粒子的作用力會發(fā)生改變15 .關(guān)于垂直于磁場方向的通電直導線所受磁場作用力的方向，正確的說法是（）A.跟磁場方向垂直，跟電流方向平行B.跟電流方向垂直，跟磁場方向平行C.既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直D.既不跟磁場方向垂

9、直，也不跟電流方向垂直16 .如圖所示，矩形線圈而在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P和P?以相 同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時（）A.線圈繞巴轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P?轉(zhuǎn)動時的電流B.線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞2轉(zhuǎn)動時的電動勢C.線圈繞P1和P?轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是OTbTCTdD.線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力大于繞2轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力17 .電荷在磁場中運動時受到洛侖茲力的方向如圖所示，其中正確的是（）18 .如圖所示，帶電粒子以初速度以V。從a點進入勻強磁場，運動過程中經(jīng)過b點,Oa=Ob,若撤去磁場加一個與y軸平行的勻強電場，帶電粒子仍以速度

10、以V。從a點進入電 場，仍能通過b點，則電場強度E和磁感應強度B的比值為yA. v0B. 1/v0C. 2 VoD. 7d219.如圖所示，在大軸上方的空間存在著垂直于紙面向里的兩個不同的勻強磁場，），軸右側(cè) 的磁場磁感應強度的大小為及一個離子以速率I，由。點沿入軸正方向射入磁場區(qū)域，不 計離子所受重力，圖中曲線表示離子運動的軌跡，其中軌跡與y軸交點為M,軌跡與X軸 交點為M 且OM=ON=L,由此可判斷（）A.這個離子帶負電B. y軸左側(cè)的磁場磁感應強度的大小為gC.離子的比荷為幺=二D.離子在y軸左側(cè)運動的時間是在），軸右側(cè)運動的時間的一半20.導線中帶電粒子的定向運動形成了電流。帶電粒子

11、定向運動時所受洛倫茲力的矢量 和，在宏觀上表現(xiàn)為導線所受的安培力。如圖所示，設(shè)導線面中每個帶正電粒子定向運動 的速度都是也單位體積的粒子數(shù)為，粒子的電荷量為小導線的橫截面枳為S,磁感應 強度大小為6、方向垂直紙面向里，則下列說法正確的是XXXXXXXXX X。X XXX b ' XX 溶 L . W X:淳XXXXXXXXA.由題目已知條件可以算得通過導線的電流為I = nqvSB.題中導線受到的安培力的方向可用安培定則判斷C.每個粒子所受的洛倫茲力為巴各蘇，通電導線所受的安培力為鼠=飲方D.改變適當?shù)臈l件，有可能使圖中帶電粒子受到的洛倫茲力方向反向而導線受到的安培 力方向保持不變21

12、.如圖，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場（未畫 出）.一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的尸點垂直于鋁板向上射出，從。點穿過鋁板后到達 P。的中點。，已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變，不計重力.鋁板上方和下方的磁感應強度大小之比為B. V2C. 1D.22.在兩個傾角均為a的光滑斜面上，放有兩個相同的金屬棒，分別通有電流L和，磁 場的磁感應強度大小相同，方向分別為豎直向上和垂直于斜面向上，如圖所示，兩金屬棒均處于平衡狀態(tài).則兩種情況下的電流之比L工為A. siiia:lB. l:sinaC. cosa:lD. l:cosa23.如圖所示，在第一象限內(nèi)

13、有垂直紙面向里的勻強磁場（磁場足夠大），一對正負電子分 別以相同的速度沿與大軸成30。角的方向從原點垂直磁場射入，則負電子與正電子在磁場中 運動的時間之比為yX X Xx XBX X XX X如X g XXXOXA. 1：5/3B. 1 ： 2C. 1 ： 1D. 2 ： 124 .如圖所示，矩形虛線框MNP。內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.a、b、c是 三個質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從尸。邊上的中點沿垂直于磁場的方向射入磁 場，圖中畫出了它們在磁場中的運動軌跡.粒子重力不計.下列說法正確的是A.粒子“帶負電B.粒子。的動能最大c.粒子6在磁場中運動的時間最長D.粒子b在磁場中運

14、動時的向心力最大25 .如圖所示，在水平放置的光滑絕緣桿外上，掛有兩個相同的金屬環(huán)M和N.當兩環(huán) 均通以圖示的相同方向的電流時，分析下列說法中，哪種說法正確（）A.兩環(huán)靜止不動B.兩環(huán)互相遠離C.兩環(huán)互相靠近D.兩環(huán)同時向左運動【參考答案】*試卷處理標記，請不要刪除一、選擇題1. C解析：C【解析】【分析】【詳解】液滴在更合場中做勻速圓周運動，知重力和電場力平衡，則液滴受到向上的電場力，可知 液滴帶負電，根據(jù)左手定則可知液滴做順時針的勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力 有qvB = m 又因為重力和電場力平衡，則有解得qE = mg故A、B、D錯誤，C正確： 故選C。2. B解析：B【解析】

15、【分析】【詳解】A.根據(jù)左手定則，可知，M帶負電，N帶正電，A錯誤;B.粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，即：V" qvB = ni r解得：mvr =qB同一磁場，又M和N兩粒子的電荷量相同，故軌道半徑大小r和速度I，成正比，故B正確；C.洛倫茲力每時每刻與速度垂直，不做功，C錯誤；D.粒子在磁場中運動的周期T的計算如下：_ 2兀r 2冗m1 =v qB同一磁場，M和N兩粒子的電荷量相同，故兩粒子在磁場中運動的周期相同，它們均運動了半個周期，故它們運動的時間相同，D錯誤；故選B。3. D解析：D【解析】【詳解】由圖知電流從左向右流動，因此電子的運動方向為從右向左，根據(jù)左手定則可

16、知電子偏轉(zhuǎn) 到后面表，因此前表面的電勢比后表面的高，故A錯誤，電子在運動過程中洛倫茲力和電 場力平衡，有工洛=用,7=江=口 ,故F*=*,故D正確，由eW5 二 e"則電壓 aaaU = avB ,故前后表面的電壓與速度有關(guān)，與a成正比，故BC錯誤.4. D解析：D【解析】【詳解】A.甲粒子在磁場中向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則知甲粒子帶負電，故A錯誤；B.根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有：V" qvB = ni r解得：mv vFF由圖可知甲Vr乙，則甲的比荷大于乙的比荷，故B錯誤；C能通過狹縫So的帶電粒子，根據(jù)平衡條件：qE = qvBl解得:v = B1甲、乙都能通過狹縫進入

17、右邊的磁場，所以兩個粒子的速率相等，故C錯誤;D.由題知，甲、乙粒子的電荷量相等，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有：V- qvB = m r解得：mv r = qB變形得：qBm = rv由題知，兩個粒子的半徑之比為：: r, = 2:3則兩個粒子的質(zhì)量之比為：tn.:，=，；：廠=2:3故D正確。5. B解析：B【解析】【分析】【詳解】ABC.通電螺線管的磁感線如圖所示：由圖示可知左側(cè)導線所處的磁場方向斜向上，右側(cè)導線所處的磁場斜向下，則由左手定則 可知，左側(cè)導線受力方向向外，右側(cè)導線受力方向向里，兩者受力方向相反，故從上向下 看，導線將逆時針轉(zhuǎn)動，選項AC錯誤，B正確；D.當導線油轉(zhuǎn)動后，第一

18、次與螺線管垂直瞬間時，由左手定則可得導線受安培力向下， 選項D錯誤；故選B。6. C解析：C【解析】【詳解】當電子從C點離開磁場時，電子做勻速圓周運動對應的半徑最小，設(shè)為R,如圖所示:R 60°由幾何知識得:2Rcos30c=a,欲使電子能經(jīng)過4。邊，必須滿足:evB = m ，A.BV正竺1.故A項錯誤;B.BV故B項錯誤;仁8避竺1.故C項正確;vD.B一故D項錯誤.7. D解析：D【解析】 【分析】 【詳解】由右手螺旋定則可知.Cd導線和ef導線在b處產(chǎn)生的磁場方向都垂直紙面向外.所以由矢量 合成知b處的磁感應強度垂直紙面向外.故A錯誤：由右手螺旋定則知ef導線在左側(cè)產(chǎn)生的磁感

19、應強度垂直紙面向外，故B錯誤：由左手定則知.cd導線受到的安培力方向向左.故C錯誤：由題意可知，cd導線所處的位置磁場方向發(fā)生改變，但同時自身電流方向也發(fā)生改變，由 左手定則知cd導線所受安培力方向不變.故D正確 綜上所述本題答案是：D8. . A解析：A【解析】【分析】由題意可知考查磁感應強度的矢量性，根據(jù)右手螺旋定則及磁感應強度的矢量性分析可 得?！驹斀狻扛鶕?jù)右手螺旋定則，電流A在。產(chǎn)生的磁場平行于BC,且由C向B, 8電流在。產(chǎn)生的 磁場平行AC,且由A向C,電流C在。產(chǎn)生的磁場平行A8,且由A向從由于三導線電 流大小相同，到。點的距離相同，根據(jù)平行四邊形定則，則合場強的方向平行于A8,

20、由A 指向3。A.由前面分析可知合磁場方向平行于AB,由A指向B故A正確BCD.由前分析可知合磁場平行于A&由A指向B故BCD錯誤?！军c睛】先用右手螺旋定則確定出每條導線在。處磁感應強度的大小，再矢量求和可求得合磁場的 方向。9. C解析：C【解析】【分析】【詳解】在回旋加速器內(nèi)加速有Vm = qvBr解得，可知最終的速度與荷質(zhì)比有關(guān)，質(zhì)子荷質(zhì)比為1,旅核荷質(zhì)比為:，能把 m3笳核加速到的速度為：，C正確。故選C。10. A解析：A【解析】【詳解】同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，且C受到八方的磁場力的合力方向與4、連線平行，則時中電流方向相反，。受力分析如圖所示：豎宜方向平衡得：k

21、 - -Ia sin37° = k Ihsin530根據(jù)幾何關(guān)系得:4<=%cos370% = cos53°聯(lián)立解得:A.。、中電流反向,/： A = 16 ： 9與分析相符，故A正確：B.。、中電流同向,/： A =4： 3與分析不符，故B錯誤；C.。、中電流同向,/： A =16： 9與分析不符，故C錯誤；D.。、中電流反向,/： A =4： 3與分析不符，故D錯誤。11. B解析：B【解析】【分析】【詳解】設(shè)每一根導體棒的電阻為R，長度為L,則電路中，上下兩路電阻之比為RjR?=2R:R = 2:l,根據(jù)并聯(lián)電路兩端各電壓相等的特點可知，上下兩路電流之比/八=1

22、：2.如下圖所示，由于上路通電的導體受安培力的有效長度為L,根據(jù)安培力計算公式尸=£，可知尸= 得尸=；尸，根據(jù)左手定則可知，兩力方3向相同，故線框LMN所受的合力大小為尸+尸二一尸，故本題選B.212. B解析：B【解析】【分析】【詳解】R帶電粒子從距離他為一處射入磁場，且射出時與射入時速度方向的夾角為60。，粒子運動 2軌跡如圖，為射入速度所在直線，d為射出點，射出速度反向延長交C。于/點，磁場區(qū) 域圓心為。，帶電粒子所做圓周運動圓心為。'，則0、/、。，在一條直線上，由幾何關(guān)系得 帶電粒子所做圓周運動的軌跡半徑為R,由廣洛=凡得qvB=R解得A. 迦，與結(jié)論不相符，選項

23、A錯誤； 2/nB. 迦，與結(jié)論相符，選項B正確；c. 逆人，與結(jié)論不相符，選項C錯誤； 2mD. 逆四，與結(jié)論不相符，選項D錯誤; m故選B。13. D解析：D【解析】【分析】【詳解】A.若射入速度選擇器中的粒子帶正電，根據(jù)左手定則知，帶電粒子所受的洛倫茲力方向 豎直向上，則電場力的方向豎直向下，知電場強度的方向豎直向下，所以速度選擇器的片 極板帶正電，故A錯誤；B.粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，洛倫茲力等于電場力，即有 qvBl = qE所以能通過狹縫S。的帶電粒子的速率為Ev =d故B錯誤；C.粒子在磁場中做半個勻速圓周運動，其運動時間為1 2nr 7trt =2 v v由于三個粒子

24、運動的半徑不等，所以運動時間也不相等，故C錯誤；D進入用磁場中的粒子速度是一定的，根據(jù)qi歸、=竺二可得 - rmvr =泡知，越大，比荷烏越小，粒子1的半徑小于粒子2的半徑，所以粒子1的比荷大于粒子2 m的比荷，故D正確：故選D。14. C解析：C【解析】粒子從左射入，若帶負電，則受到向上的電場力，和向下的洛倫茲力，若帶正電，則受到F向下的電場力和向上的洛倫茲力，只要滿足桃打=夕E,即速度u =,粒子就能做直線運B動通過，故AB錯誤：若速度大小改變，則電場力qE,但是洛倫茲力G4發(fā)生變化，打破 二力平衡，所以合力與初速度方向不共線，做曲線運動，C正確D錯誤.【點睛】在速度選擇器中，從左邊射入

25、，速度滿足條件，電場力與洛倫茲力平衡與電量、 電性無關(guān).15. C解析：C【解析】【分析】左手定則的內(nèi)容：伸開左手、使拇指與其余四指垂直，并且與手掌在同一個平面內(nèi)：讓磁 感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是安培力的方向.【詳解】根據(jù)左手定則的內(nèi)容知與磁場方向垂直的通電直導線，它受到的磁場作用力與電流方向垂 直，與磁場方向垂直，故C正確，ABD錯誤.【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判定安培力的方向，知道安培力垂直于電流方向與磁場方向 構(gòu)成的平面.16. . A解析：A【解析】【分析】【詳解】AB.根據(jù)可知，無論線圈繞軸Pi和P?轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的感應電動勢均相等，故感應

26、電流相等，故A正確，B錯誤；C.由楞次定律可知，線線圈繞P1和2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是adTCTbn,故 C錯誤；D.由于線圈P轉(zhuǎn)動時線圈中的感應電流等于繞2轉(zhuǎn)動時線圈中得電流，故根據(jù)F=BLl可知，線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力等于繞P?轉(zhuǎn)動時加邊受到的安培力，故D錯 誤。故選17. A解析：A【解析】【分析】【詳解】根據(jù)左手定則得，A選項洛倫茲力方向豎直向下，B選項洛倫茲力方向豎直向下，C選項 不受洛倫茲力，D選項洛倫茲力方向垂直紙面向外.故A正確，BCD錯誤.故選A.【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判定電荷在磁場中運動速度、磁場和電荷受到洛侖茲力三者 之間的方向關(guān)系.18. C

27、解析：C【解析】【詳解】設(shè)oa=ob=d,因為帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，所以圓周運動的半徑正好等于d, 粒子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得：qv0B=m-,解得：5 =4，如果換成勻強電場，水平方向以vo做勻速直線運動，在水平方向：d=vo1豎直沿y軸負方向 做勻加速運動，即：d = -at2 = -t 解得：后=絲3,則2=2vo,故選C【點睛】 帶電粒子在電場磁場中的運動要把握其運動規(guī)律，在電場中利用幾何關(guān)系得出其沿電場和 垂直于電場的運動規(guī)律：而在磁場中也是要注意找出相應的幾何關(guān)系，從而確定圓心和半 徑.19. B解析：B【解析】 【分析】 【詳解】A.由題意可知，離子剛

28、進入磁場時所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，離子帶正 電，故A錯誤；B.離子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得V" =m R在y軸的左側(cè)離子軌跡半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，則磁感應強度變?yōu)樵瓉淼囊话耄蔅正確:C.離子在y軸右側(cè)運動的軌跡半徑為根據(jù)2m LB故C錯誤；2 兀D.離子做圓周運動的周期丁 =，則離子在V軸左側(cè)的運動時間 9TT, _ 兀7"一彳一蕨離子在V軸右側(cè)的運動時間t =生=吧右2 qB則% =%故D錯誤。故選B。20. A解析：A【解析】【分析】判斷洛倫茲力的方向用左手定則，電流由其定義I=Q/t確定，洛倫茲力的集中表現(xiàn)為安培 力?！驹斀狻侩娏鳎? = §=等" = /同"，則A正確；導線受到的安培力的方向由左手定則判斷，則 B錯誤：粒子所受的洛倫茲力為F.=qv