2021屆高三專題練習(xí)-磁場 解析版

屆三專題訓(xùn)練專十磁一、選擇題（淮十校2021屆三第一次聯(lián)考）（多選）如圖所示，在水平邊界上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B，離為，是一足夠長的擋板，延線與PQ的夾角為，子打在擋板上均被吸收。在OP之間有大量質(zhì)量、電荷量和速度都相同的粒子，速度方向均垂直于邊界OP，在紙面內(nèi)。其中從OP中射入的子恰能垂直打在擋板上（不計粒子重力及其相互作用）。則下列說法正確的是（）A.當(dāng)

，上被粒子打中區(qū)域的長度為

mB.當(dāng)時

，上被粒子打中區(qū)域的長度為2m當(dāng)時，上被粒子打中區(qū)域的長度為

23

m當(dāng)時

，上被粒子打中區(qū)域的長度為1m【答案】（湖南省五校考）正方形區(qū)域ABCD中垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個粒子（不計重力）以一定速度從邊的中點(diǎn)M沿垂直于邊垂直于場的方向射入磁場，正好從AD邊中點(diǎn)N射出。若將磁感應(yīng)強(qiáng)度變原來的2倍，其他條件不變，則這個粒子射出磁場的位置是（）1/17

A.A點(diǎn)B.之間的某一點(diǎn)之間的某一點(diǎn)BC之的某一點(diǎn)【答案】【解析】粒子射入磁場中做勻速圓周運(yùn)動，第一次軌跡的圓心在N點(diǎn)半徑為正方形邊長的，將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼谋陡鶕?jù)半徑公式

可知半變?yōu)檎叫芜呴L的由幾何知識得知，粒子轉(zhuǎn)動半周從A點(diǎn)出磁場。故選：。（徽蚌埠市2021屆高三上學(xué)期第一次質(zhì)量監(jiān)測）如圖所示，邊長為L的方形區(qū)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一個比荷為的電粒子以大小為的速度由C點(diǎn)進(jìn)人磁場，速度方向與CD邊夾角60，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從DE邊垂直DE射，粒子的重力不計，則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）A.

v3vvB.C.2kL2kL2/17

【答案】（安徽蚌埠市屆三上學(xué)期第一次質(zhì)量監(jiān)測多選）已知長直通電導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比。如圖，兩根平長直通電導(dǎo)線L、L中的流強(qiáng)度別為I和2I，此時L受到的磁場力大小為F?，F(xiàn)將另一根長直電導(dǎo)線平行在L外側(cè)三導(dǎo)線間距相等且處于同一平面受的磁場力大小變?yōu)?F，則中的電流強(qiáng)度大小可能是（）

A.

I

B.

I

I

I【答案】5.（2021屆安徽省六校教育研究會高()第一次素質(zhì)測試）（多選）如圖所示，有一個正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，是的點(diǎn)f是的點(diǎn)如在a沿對角線方向以速度射一帶負(fù)電的粒子（不計重力），粒子恰好從點(diǎn)出。若改變粒子的速度，粒子將從不同點(diǎn)射出磁場，則（）A.若子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)出B.若子的速度增大為原來的三倍，將從

點(diǎn)射出C.若子的速度不變，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?，將從d點(diǎn)出D.只變粒子的速度使其分別從e、、

點(diǎn)射出時，從3/17

點(diǎn)射出所用時間最短

【答案】AD【解析】【詳解】A．于倫茲力為粒子在磁場中做圓周運(yùn)動提供向心力，故m

r解得r

mvqB可知，轉(zhuǎn)動半徑與速度成正比。若粒子的速度增大為原來的倍，那么半徑也將變?yōu)樵瓉淼膬杀?，如圖所示，轉(zhuǎn)過的圓心角弧度不變，所以粒子會從點(diǎn)出。故A正；B若粒子的速度增大為原來的三倍，那么半徑也將變?yōu)樵瓉淼娜?，如圖所示，將f

點(diǎn)和d點(diǎn)間射出。故誤；C若粒子的速度不變場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩赌敲磸綄⒆優(yōu)樵瓉淼亩种蝗鐖D所示，將從ae中射出。故C錯；D．改粒子的速度使其分別從、d、

點(diǎn)射出時，如圖所示，從e、點(diǎn)出時，走過的圓心角4/17

00弧度都是

，所用時間相同，但從f點(diǎn)射出時，弧度小于，所以時間最小。故D正。2故選AD6.如所示，兩根長為L的平直導(dǎo)線固定在水平面上，整個空間存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)導(dǎo)線中入圖中所示方向大小相等的電流I時兩導(dǎo)線所受安培力均為0?，F(xiàn)將導(dǎo)線中的流反向，大小不變，導(dǎo)線受到安培力為（）A.

BIL

B.

BIL

C.

3BIL

D.

BIL【答案】7.（北京市海區(qū)高三下學(xué)期一模）如圖所示，在一通有恒定電流的長直導(dǎo)線的側(cè)，有一帶正電的粒子以初速度v沿平行于導(dǎo)線的方向射出。若粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計，現(xiàn)用虛線表示粒子的運(yùn)動軌跡，虛線上某點(diǎn)所畫有向線段的長度和方向表示粒子經(jīng)過該點(diǎn)時的速度小和方向，則如圖所示的圖景中可能正確的是（）A.B.C.D.【答案B【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知，在導(dǎo)線右側(cè)磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則，判斷粒子受力的向向左，因此粒子向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，錯；由于洛倫茲力不做功，因此運(yùn)動過程中粒子速度大小不變，5/17

B正A錯。故選。8.（北京市朝區(qū)高三下學(xué)期一模）在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬線的位置，如圖所示，一根金屬管線平行于水平地面。有一種探測方法，首先給金屬長直管線通上恒定電，再用可以測量磁場強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：①用測量儀在金屬管線附近的水平地面上到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為；②在a點(diǎn)近的地面上，找到與點(diǎn)感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線EF地上過a垂直于的線上磁場方向與地面夾角為45°的b、c點(diǎn)，測得bc點(diǎn)距離為L。由此可確定（）A.金管線在EF正方，深度為

22

LB.金管線在正方，深度為

12

C.金管線的走向垂直于EF深度為

22

LD.金管線在EF正方，深度為【答案B【解析】用測量儀在金屬管線附近的水平地面，上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為，說明a點(diǎn)離電流最近；找到與點(diǎn)感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線EF，說明這些點(diǎn)均離電流最近，根據(jù)電流應(yīng)該時是平行EF，出左側(cè)視圖，如圖所示6/17

b、間為，磁場方向與地面夾角為，深度為

L2

，故正，BCD錯。故選。9.（北京市順區(qū)牛欄一中高三下學(xué)期3月模擬.如圖中是強(qiáng)磁場里的一片金屬片，其平面與磁場方向平行一個粒子某點(diǎn)以與垂直的速度射出動能是E該粒子在磁場中的運(yùn)k動軌跡如圖所示測它在金片兩邊的軌道半徑之比0:9的阻力大小及電荷量恒定，則下列說法正確的是

若在穿越金屬板過程中粒子受A.該子的動能增加了

E

1B.該子的動能減少了

E

1C.該子做圓周運(yùn)動的周期減小D.該子最多能穿越金屬板6次【答案B【解析．據(jù)

r可得：r

mvqB7/17

kk所以：r10r9即：v又因為動能表達(dá)式：Emv

2所以開始的動能為：E1

21穿過金屬板后的動能：E2粒子每穿過一次金屬片損失的動能：

81mv2mv21002

E2k

E

所以有：1k5.3即該粒子最多能穿過的金屬板的次數(shù)為5次；故正，錯；C帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期，根據(jù)：m

8/17

T

2

R可得：T

qB可知周期與速度無關(guān)，故C錯。故選。10.（2021年通高等學(xué)校招生國統(tǒng)一考試優(yōu)化卷）等邊三角形abc的頂點(diǎn)處分別固定有三根直紙面的長直導(dǎo)線，先在中通以大小為I、向向里的恒定電流，如圖所示，此時三角形幾何中心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B然后保持、b電流不變，在c中以大小也為I、向向外的恒定電流，則O處磁感應(yīng)強(qiáng)度小為（）A.0B.BC.D.2B【解析】根據(jù)右手判定磁場方向，則假設(shè)產(chǎn)生的磁場的大小為，向垂直于連線向下，因兩根線中通有相電流，且ab兩線與O點(diǎn)距離相等，則b在O點(diǎn)生磁場的大小也為，向垂直于Ob連斜向上，因abc等邊三角形O為三形的幾何中心，則兩根導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向的夾角為

，所以ab兩根導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生磁場大小為，則，當(dāng)c中通入大小相等的電流時，據(jù)右手判定磁場方向，磁場方向水平向右，ab兩導(dǎo)線產(chǎn)生的合磁場方向一致，因c導(dǎo)線點(diǎn)距離等于ab線與點(diǎn)距離，所以處磁場大小為，故ABC錯，正確。9/17

【答案】（2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試優(yōu)化卷圖示在徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，虛線是該勻強(qiáng)磁場區(qū)域在紙面內(nèi)的邊界。一帶正電的粒子從邊界上的A點(diǎn)以速度v垂直磁場方向射入磁場區(qū)域與徑OA的角為了，不計粒子重力，粒子在磁場中運(yùn)動的時間為（）

，射出磁場時，粒子速度方向改變A.D.10/

12.（2021·北京市人大附中高上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，圓心角為0的形區(qū)域內(nèi)在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場點(diǎn)半徑OM的中點(diǎn)現(xiàn)比荷大小相等的兩個帶電粒子a，以不同的速度先后從P點(diǎn)方射入磁場，并分別從、兩射出磁場。不計粒子所受重力及粒子間相互作用。粒子a、磁場中運(yùn)動過程，下列說法正確的是（）A.粒a帶電，粒子帶負(fù)B.粒a在場中的運(yùn)動時間11/

bbbbC.粒a、的速度大小之比為：D.粒a、的度大小之比為5：【答案】【解析】A．電子a點(diǎn)射出，由左手定則可知，粒子a帶電，帶電粒子N點(diǎn)出，由左手定則可知，粒子b帶電，故A錯；B兩粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示由圖可知，粒子a在場中運(yùn)動時的偏轉(zhuǎn)角大于粒子b的轉(zhuǎn)角，由公式t

2

2qBqB可知，粒子a在場中的運(yùn)動時間長，故錯誤；CD．設(shè)OM=，幾何關(guān)系可知ra

RRr2r)

2解得rb

R由公式12/

m

r得r

mvqB則vr1vrR5b由牛頓第二定律得加速度得qvBma得

qvB則1a5b故正，錯。故選。13.四省宜賓市敘州區(qū)一中高三上學(xué)期開學(xué)考試多選）如圖所示，半徑為R半圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，質(zhì)量均為m，電量大均為甲、乙兩粒子從圓心O處上先后射入勻強(qiáng)磁場中粒子的速度方向垂直直徑ab垂直于勻強(qiáng)磁場，結(jié)果甲粒子在磁場中運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角為90°，粒子在磁場運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角為，計粒子的重，則甲乙兩粒子的速度之比可能為13/

A.22

B.

C.1

D.

22【答案】【解析】甲粒子在磁場中運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角為90°切角為

45

，根據(jù)公式45甲得，r=甲

22

乙粒子在磁場中運(yùn)動的偏轉(zhuǎn)角為180°知

2r乙

r乙

2

所

r甲r乙

2根r

mvqB

速之比等于半徑之比，即

v甲v乙

2

。故AB正CD錯。故選：。二、計算題1.（2021·山西省大同市高三上期學(xué)情調(diào)研）如圖，直線MN上有垂直紙面向里的足夠大的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，一質(zhì)量為，荷量為q（）的帶電粒子以速度v從射入該磁場區(qū)域，進(jìn)入磁場時速度方向與MN邊夾角=60°，粒子在磁場中運(yùn)動一段時間后從邊界MN上P點(diǎn)出，粒子重力不計．求：14/

（）電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑；（）射點(diǎn)與射點(diǎn)P間距離；（）子在磁場中運(yùn)動的時間t．【答案】（）

qB

（）

（）

t

【解析】（）子帶負(fù)電，則粒子的運(yùn)動軌跡如圖；由m解得

qB（）射點(diǎn)與射點(diǎn)P間距離LR3R（）子運(yùn)動的周期15/

；

BBT粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為120°，則運(yùn)動的時間2mt3（2021·四川省棠湖中學(xué)高三學(xué)期開學(xué)考試）如圖，空間存在方向垂直于紙

xOy

平面）向里的磁場

區(qū)域感強(qiáng)度的大小為B;

區(qū)域感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（數(shù)

)質(zhì)量為m荷量為q(>0)的帶電粒子以速度v從標(biāo)原點(diǎn)O沿軸向射入磁場時開始時，不計粒子重力，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸向時，求：(1)粒子運(yùn)動的時間；(2)粒子與O點(diǎn)間的距離．【答案】

t

(2)0

00【解析】如圖為粒子的軌