2020-2022年三年全國(guó)高考物理真題匯編：磁場(chǎng)

2020—2022年三年全國(guó)高考物理真題匯編：磁場(chǎng)

一、單選題

1.（2分）下列說(shuō)法正確的是（）

A.恒定磁場(chǎng)對(duì)靜置于其中的電荷有力的作用

B.小磁針N極在磁場(chǎng)中的受力方向是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

C.正弦交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大時(shí)，電流最大

D.升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率

2.（2分）如圖（a）,直導(dǎo)線MN被兩等長(zhǎng)且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸00'上，其所在區(qū)域存

在方向垂直指向0。'的磁場(chǎng)，與0。'距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截

面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流1,靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θO下列說(shuō)法正確的

是（）

A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向M

B.電流/增大，靜止后，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力不變

C.tan0與電流/成正比

D.Sino與電流1成正比

3.（2分）如圖所示，一個(gè)立方體空間被對(duì)角平面MNPQ劃分成兩個(gè)區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小相等、方向相反且與Z軸平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)子以某一速度從立方體左側(cè)垂直O(jiān)yZ平面進(jìn)

入磁場(chǎng)，并穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。下列關(guān)于質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡在不同坐標(biāo)平面的投影中，可能正確的是

（）

4.（2分）空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面（XOy平面）向里，電場(chǎng)的方

向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。下列四

幅圖中，可能正確描述該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（）

5.（2分）截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定著對(duì)稱分布的四根

平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，若中心直導(dǎo)線通入電流Ii,四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2,Iι>>h,電流方向如

圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是（）

6.（2分）兩足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，Eo與0,Q在一條直線上，

PO'與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I,電流方向如圖所示。若一根無(wú)限長(zhǎng)

直導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則圖中與導(dǎo)線距離均為

d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）

A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B

7.（2分）如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bi,一束

速度大小為V的等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間，相距為L(zhǎng)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面

垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ,兩導(dǎo)軌分別與P、Q相

連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g,不計(jì)導(dǎo)軌電阻、

板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）

8.（2分）如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖。若通電螺線管是密繞的,

下列說(shuō)法正確的是（）

A.電流越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B.螺線管越長(zhǎng)，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

C.螺線管直徑越大，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

D.磁感線畫(huà)得越密，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)

9.（2分）CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡(jiǎn)稱，CT掃描機(jī)可用于對(duì)多種病情的探測(cè)。圖

（a）是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中

M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng)，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開(kāi)始沿帶箭

頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）；將電子束打到靶上

的點(diǎn)記為P點(diǎn)。則（)

圖（b）

A.M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)

B.增大M、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移

C.偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外

D.增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移

10.（2分）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線

分別通有方向相同的電流Zi和I21/i>∕2oa、b、C三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位

于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn),a、C兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則

()

A.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0

B.d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0

C.a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下

D.C點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下

11.（2分）如圖所示，在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤(pán)附近懸掛一個(gè)小磁針?，F(xiàn)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)繞中心軸高速旋

轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周圍存在電場(chǎng)

B.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周圍產(chǎn)生了磁場(chǎng)

C.僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，偏轉(zhuǎn)方向不變

D.僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變

二、多選題

12.（3分）粒子物理研究中使用的一種球狀探測(cè)裝置橫截面的簡(jiǎn)化模型如圖所示。內(nèi)圓區(qū)域有垂直

紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，外圓是探測(cè)器。兩個(gè)粒子先后從P點(diǎn)沿徑向射入磁場(chǎng)，粒子1沿直線通過(guò)磁

場(chǎng)區(qū)域后打在探測(cè)器上的M點(diǎn)。粒子2經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在探測(cè)器上的N點(diǎn)。裝置內(nèi)部為真空狀態(tài),

忽略粒子重力及粒子間相互作用力。下列說(shuō)法正確的是（）

A.粒子1可能為中子

B.粒子2可能為電子

C.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子1可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)

D.若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)

13.（3分）如圖所示，一帶電粒子以初速度VO沿X軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入，并經(jīng)過(guò)點(diǎn)P（a>0,

b>0）o若上述過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，粒子從O到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t”到達(dá)P點(diǎn)

的動(dòng)能為Eki。若上述過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，粒子從O到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,到

達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為Ek2。下列關(guān)系式正確的是?（）

斗

b-------------?

I

I

OαX

A.tι<t2B.t1>t2C.Ek1<Ek2D.Eki>Ek2

14.（3分）在如圖所示的平面內(nèi)，分界線SP將寬度為L(zhǎng)的矩形區(qū)域分成兩部分，一部分充滿方向垂

直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另一部分充滿方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為

B,SP與磁場(chǎng)左右邊界垂直。離子源從S處射入速度大小不同的正離子，離子入射方向與磁場(chǎng)方向

垂直且與SP成30。角。已知離子比荷為k,不計(jì)重力。若離子從P點(diǎn)射出，設(shè)出射方向與入射方向

的夾角為。，則離子的入射速度和對(duì)應(yīng)。角的可能組合為（）

XXXX

XXXX

L'

A.?kBL,0°B.jkBL,0°C.kBL,60oD.2kBL,60°

15.（3分）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩

擦因數(shù)恒定。整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方

向的夾角0可調(diào)。導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通以圖示方向的恒定電流，適當(dāng)調(diào)整磁場(chǎng)方

向，可以使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)或勻減速運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒加速時(shí)，加速度的最大值為烏

g;減速時(shí)，加速度的最大值為√3g,其中g(shù)為重力加速度大小。下列說(shuō)法正確的是（)

B

V

A.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，

O

B.棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為當(dāng)

C.加速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向下，θ=60o

D.減速階段加速度大小最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向上，θ=150o

16.（3分）如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

電子從M點(diǎn)由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過(guò)N、P兩點(diǎn)。已知M、P在同一等勢(shì)面上，下列

說(shuō)法正確的有（）

A.電子從N到P,電場(chǎng)力做正功

B.N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)

C.電子從M到N,洛倫茲力不做功

D.電子在M點(diǎn)所受的合力大于在P點(diǎn)所受的合力

17.（3分）如圖所示，水平地面（。孫平面）下有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線。

P、M和N為地面上的三點(diǎn)，P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方，MN平行于y軸，PN平行于X軸。一閉合的圓

形金屬線圈，圓心在P點(diǎn)，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終

與地面平行。下列說(shuō)法正確的有（）

A.N點(diǎn)與M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同

B.線圈沿PN方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變

C.線圈從P點(diǎn)開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流

D.線圈從P到M過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與從P到N過(guò)程的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等

18.（3分）安裝適當(dāng)?shù)能浖?，利用智能手機(jī)中的磁傳感器可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B。如圖，在手機(jī)

上建立直角坐標(biāo)系，手機(jī)顯示屏所在平面為xθy面。某同學(xué)在某地對(duì)地磁場(chǎng)進(jìn)行了四次測(cè)量，每次

測(cè)量時(shí)y軸指向不同方向而Z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測(cè)量結(jié)果可推知（）

B∕μT

測(cè)量序號(hào)Bx∕μTyBz∕μT

1O21-45

2O-20—46

321O—45

4~21O-45

A.測(cè)量地點(diǎn)位于南半球B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)大小約為50μT

C.第2次測(cè)量時(shí)y軸正向指向南方D.第3次測(cè)量時(shí)y軸正向指向東方

19.（3分）一種可用于衛(wèi)星上的帶電粒子探測(cè)裝置，由兩個(gè)同軸的半圓柱形帶電導(dǎo)體極板（半徑分

別為R和R+d）和探測(cè)器組成，其橫截面如圖（a）所示，點(diǎn)O為圓心。在截面內(nèi)，極板間各點(diǎn)

的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與其到O點(diǎn)的距離成反比，方向指向O點(diǎn)。4個(gè)帶正電的同種粒子從極板間通過(guò)，

到達(dá)探測(cè)器。不計(jì)重力。粒子1、2做圓周運(yùn)動(dòng)，圓的圓心為0、半徑分別為勺、r2（∕?<r1<

r2<R+d）；粒子3從距O點(diǎn)*的位置入射并從距。點(diǎn)r1的位置出射；粒子4從距。點(diǎn)r1

的位置入射并從距。點(diǎn)r2的位置出射，軌跡如圖（b）中虛線所示。則（）

熱“

粒子探測(cè)器

圖（a）

./O--/O-

粒子1探測(cè)器粒子2探馴器粒子3探測(cè)器粒子4探測(cè)器

A.粒子3入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大

B.粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的大

C.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能小于粒子2入射時(shí)的動(dòng)能

D.粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能

20.（3分）如圖（a）所示，兩根間距為L(zhǎng)、足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置并固定，頂端接有

阻值為R的電阻，垂直導(dǎo)軌平面存在變化規(guī)律如圖（b）所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，t=0時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙面

向里。在t=0到t=2t0的時(shí)間內(nèi)，金屬棒水平固定在距導(dǎo)軌頂端L處；t=2t0時(shí)，釋放金屬棒。整個(gè)過(guò)

程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，則（）

23

A.在t=3時(shí)，金屬棒受到安培力的大小為ξ?

B.在t=to時(shí)，金屬棒中電流的大小為ξ?

t0κ

C.在t=零時(shí)，金屬棒受到安培力的方向豎直向上

D.在t=3to時(shí)，金屬棒中電流的方向向右

21.（3分）一電中性微粒靜止在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在某一時(shí)刻突然分裂成a、b和C三個(gè)

微粒，a和b在磁場(chǎng)中做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞方向如圖所示，c未在圖中標(biāo)出。僅考慮磁

場(chǎng)對(duì)帶電微粒的作用力，下列說(shuō)法正確的是（）

X

X

X

X

X

A.a帶負(fù)電荷B.b帶正電荷

C.C帶負(fù)電荷D.a和b的動(dòng)量大小一定相等

22.（3分）如圖所示,有兩根用超導(dǎo)材料制成的長(zhǎng)直平行細(xì)導(dǎo)線a、b,分別通以804和IO（M流

向相同的電流，兩導(dǎo)線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點(diǎn)P，到兩導(dǎo)線的距離相等。下列說(shuō)法正確的是（)

80A

P

bIOOA

A.兩導(dǎo)線受到的安培力Fb=125Fa

B.導(dǎo)線所受的安培力可以用F=ILB計(jì)算

C.移走導(dǎo)線b前后，p點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向改變

D.在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置

23.（3分）如圖，U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺(tái)上，ab和de邊平行，和be邊垂直。ab、

de足夠長(zhǎng)，整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，用水平恒力F

向右拉動(dòng)金屬框，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝置始終處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，MN與金屬框保持良好接

觸，且與be邊保持平行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后（）

X××M×××X

×

X

t

XXXNXX×X

A.金屬框的速度大小趨于恒定值

B.金屬框的加速度大小趨于恒定值

C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值

D.導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離趨于恒定值

24.（3分）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第一和第二象限分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反

且垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中虛線方格為等大正方形。一位于OXy平面內(nèi)的剛性導(dǎo)體框abcde

在外力作用下以恒定速度沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)（不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）。從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，4s末be邊剛好

進(jìn)入磁場(chǎng)。在此過(guò)程中，導(dǎo)體框內(nèi)感應(yīng)電流的大小為I,ab邊所受安培力的大小為Fab,二者與時(shí)間

t的關(guān)系圖像，可能正確的是（）

三、實(shí)驗(yàn)探究題

25.(10分)如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為I=0.40m的正方形金屬框的

一個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知構(gòu)

成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為A=5.0×10-3Ω∕m；在t=0到t=3.0s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)

度大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B(C)=0.3-0.1C(SZ)。求

(1)(5分)t=2.0s時(shí)金屬框所受安培力的大??；

(2)(5分)在t=0到t=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

四、綜合題

26.(15分)霍爾元件是一種重要的磁傳感器，可用在多種自動(dòng)控制系統(tǒng)中。長(zhǎng)方體半導(dǎo)體材料厚為

a、寬為b、長(zhǎng)為c,以長(zhǎng)方體三邊為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系xyz,如圖所示。半導(dǎo)體中有電荷量均為e

的自由電子與空穴兩種載流子，空穴可看作帶正電荷的自由移動(dòng)粒子，單位體積內(nèi)自由電子和空穴

的數(shù)目分別為n和p。當(dāng)半導(dǎo)體材料通有沿+x方向的恒定電流后，某時(shí)刻在半導(dǎo)體所在空間加一

勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,沿+y方向，于是在Z方向上很快建立穩(wěn)定電場(chǎng)，稱其為霍爾

電場(chǎng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,沿-z方向。

（1）（5分）判斷剛加磁場(chǎng)瞬間自由電子受到的洛倫茲力方向;

（2）（5分）若自由電子定向移動(dòng)在沿+x方向上形成的電流為In,求單個(gè)自由電子由于定向

移動(dòng)在Z方向上受到洛倫茲力和霍爾電場(chǎng)力的合力大小Fnz；

（3）（5分）霍爾電場(chǎng)建立后，自由電子與空穴在Z方向定向移動(dòng)的速率介別為vnz,%z，求

Zlt時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體Z方向的上表面的自由電子數(shù)與空穴數(shù)，并說(shuō)明兩種載流子在Z方向上形成

的電流應(yīng)滿足的條件。

27.（10分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距L=Im,其電阻不計(jì),

兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成9=30。角，N、Q兩端接有R=10的電阻。一金屬棒ab

垂直導(dǎo)軌放置，ab兩端與導(dǎo)軌始終有良好接觸，己知ab的質(zhì)量m=0.2kg,電阻r=1Ω,

整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=IT.ab在平行于導(dǎo)軌向

上的拉力作用下，以初速度v1=0.5m∕s沿導(dǎo)軌向上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可達(dá)到最大速度V=2m∕s。運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中拉力的功率恒定不變，重力加速度g=10m∕s2o

（1）（5分）求拉力的功率P：

（2）（5分）ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)t-0.09s速度達(dá)到v2=1.5m∕s,此過(guò)程中ab克服安培力

做功W=0.06/,求該過(guò)程中ab沿導(dǎo)軌的位移大小X0

28.（10分）如圖，間距為I的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌左端接有阻值為R的定值電阻，一質(zhì)量為m的金屬桿放在導(dǎo)軌上。金屬

桿在水平外力作用下以速度Vo向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬桿內(nèi)自由電子沿桿定向移動(dòng)的速率為

UOo設(shè)金屬桿內(nèi)做定向移動(dòng)的自由電子總量保持不變，金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，除了電

阻R以外不計(jì)其它電阻。

LX8X×X

------->v0

TXX××

（1）（5分）求金屬桿中的電流和水平外力的功率；

（2）（5分）某時(shí)刻撤去外力，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，自由電子沿金屬桿定向移動(dòng)的速率變?yōu)槿A，

求：

（i）這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

（H）這段時(shí)間內(nèi)一直在金屬桿內(nèi)的自由電子沿桿定向移動(dòng)的距離。

29.（10分）如圖甲所示，真空中有一長(zhǎng)直細(xì)金屬導(dǎo)線MN,與導(dǎo)線同軸放置一半徑為R的金屬圓

柱面。假設(shè)導(dǎo)線沿徑向均勻射出速率相同的電子，已知電子質(zhì)量為m,電荷量為eo不考慮出射

電子間的相互作用。

金屬圓柱面

甲乙

（1）（5分）可以用以下兩種實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量出射電子的初速度：

a.在柱面和導(dǎo)線之間，只加恒定電壓；

b.在柱面內(nèi)，只加與MN平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

當(dāng)電壓為U0或磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0時(shí)，剛好沒(méi)有電子到達(dá)柱面。分別計(jì)算出射電子的初速度

V0。

（2）（5分）撤去柱面，沿柱面原位置放置一個(gè)弧長(zhǎng)為α、長(zhǎng)度為b的金屬片，如圖乙所示。

在該金屬片上檢測(cè)到出射電子形成的電流為/,電子流對(duì)該金屬片的壓強(qiáng)為po求單位長(zhǎng)度導(dǎo)線

單位時(shí)間內(nèi)出射電子的總動(dòng)能。

30.（15分）某試驗(yàn)列車按照設(shè)定的直線運(yùn)動(dòng)模式，利用計(jì)算機(jī)控制制動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)安全準(zhǔn)確地進(jìn)站

停車。制動(dòng)裝置包括電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)兩部分。圖1所示為該列車在進(jìn)站停車過(guò)程中設(shè)定的加速

（1）（5分）求列車速度從20m∕s降至3τn∕s經(jīng)過(guò)的時(shí)間t及行進(jìn)的距離X。

（2）（5分）有關(guān)列車電氣制動(dòng)，可以借助圖2模型來(lái)理解。圖中水平平行金屬導(dǎo)軌處于豎直方

向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，回路中的電阻阻值為R,不計(jì)金屬棒MN及導(dǎo)軌的電阻。MN沿導(dǎo)軌向右運(yùn)

動(dòng)的過(guò)程，對(duì)應(yīng)列車的電氣制動(dòng)過(guò)程，可假設(shè)MN棒運(yùn)動(dòng)的速度與列車的速度、棒的加速度與列車

電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度成正比。列車開(kāi)始制動(dòng)時(shí)?，其速度和電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度大小對(duì)應(yīng)圖1中

的P點(diǎn)。論證電氣制動(dòng)產(chǎn)生的加速度大小隨列車速度變化的關(guān)系，并在圖1中畫(huà)出圖線。

（3）（5分）制動(dòng)過(guò)程中，除機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)外，列車還會(huì)受到隨車速減小而減小的空氣阻

力。分析說(shuō)明列車從IOOnl/s減到3m∕s的過(guò)程中，在哪個(gè)速度附近所需機(jī)械制動(dòng)最強(qiáng)？

（注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明）

M

N

圖2

五'解答題

31.（5分）如圖，一邊長(zhǎng)為Io的正方形金屬框abed固定在水平面內(nèi)，空間存在方向垂直于水平面、

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一長(zhǎng)度大于√2∕0的均勻?qū)w棒以速率V自左向右在金屬框上勻

速滑過(guò)，滑動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與ac垂直且中點(diǎn)位于ac上，導(dǎo)體棒與金屬框接觸良好。己知導(dǎo)體棒

單位長(zhǎng)度的電阻為r,金屬框電阻可忽略。將導(dǎo)體棒與a點(diǎn)之間的距離記為X,求導(dǎo)體棒所受安培力

的大小隨X(O≤X≤√2Z0)變化的關(guān)系式。

b

答案解析部分

1.【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度；交變電流的產(chǎn)生及規(guī)律

【解析】【解答】A.恒定磁場(chǎng)對(duì)速度不平行于磁感線的運(yùn)動(dòng)電荷才有力的作用，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義：小磁針N極在磁場(chǎng)中的受力方向是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，B正確；

C.根據(jù)正弦交流交流電的產(chǎn)生規(guī)律可得，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大時(shí)，電流為O,C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯(cuò)

誤。

故答案為：Bo

【分析】磁場(chǎng)對(duì)靜止電荷或平行磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷沒(méi)有力的作用；小磁針N極在磁場(chǎng)中的受力方向是

該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向；正弦交流電磁通量最大時(shí)，電流為零；理想變壓器原副線圈磁通量的變化

率相同。

2.【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】安培力

【解析】【解答】A對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，若想使導(dǎo)體棒靜止在右側(cè)位置，則導(dǎo)體棒所受安培力垂

直導(dǎo)體棒指向右上方，根據(jù)左手定則可知電流方向由M指向No

將重力沿繩方向和垂直繩方向進(jìn)行分解，

由平衡條件可知?ngsinθ=BlLmgcosθ=FT

聯(lián)立解得Sine=翳FT=mgcosθ

由于。與電流大小有關(guān)，所以電流增大，導(dǎo)線對(duì)懸線的拉力隨之改變，且Sine與電流I成正比.

故答案為：D。

【分析】對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)線電流方向，對(duì)重力進(jìn)行分解，根據(jù)平衡條

件列方程求解。

3.【答案】A

【知識(shí)點(diǎn)】左手定則；洛倫茲力

【解析】【解答】AB、根據(jù)左手定則可知，質(zhì)子在左側(cè)面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力指向y軸正方向，在

右側(cè)面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力指向y軸負(fù)方向，因質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的

軌跡先往y軸正方向偏轉(zhuǎn)，再往y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，所以A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；

CD、質(zhì)子在Z軸方向不受力，因此Z軸上的坐標(biāo)始終保持不變，故CD錯(cuò)誤；

故選Ao

【分析】本題主要考查了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則分析出質(zhì)子的受力特點(diǎn)，結(jié)合

曲線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)完成分析，從這方面看難度不大，但是對(duì)學(xué)生的空間想象能力有一定的要求。

4.【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】電荷在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】粒子所帶電荷為正電荷，所以當(dāng)粒子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，洛倫茲力方向向左，所以AC錯(cuò)

誤；

粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力不做功，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿y軸正方向，所以當(dāng)粒子回到X軸時(shí)，電場(chǎng)力也

能不做功，故粒子回到X軸時(shí)，粒子的速度為零，故D錯(cuò)誤，B正確；

故選B。

【分析】勻強(qiáng)電場(chǎng)沿y軸方向，所以X軸是等勢(shì)面，又洛倫茲力不做功，故當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)后回到X軸

時(shí)，粒子的速率減為零。

5.【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】安培力；左手定則

【解析】【解答】如圖所示，已知五條通電直導(dǎo)線的電流方向，且中心直導(dǎo)線的電流與周圍四根直導(dǎo)

線的電流關(guān)系有：11?12,則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用，只考慮中間導(dǎo)線和周圍

四個(gè)導(dǎo)線的安培力作用；根據(jù)同吸異斥可以得出：正方形上下兩個(gè)導(dǎo)線受到中間導(dǎo)線的排斥力，導(dǎo)

致正方形上下邊長(zhǎng)凸出，其左右兩個(gè)導(dǎo)線受到中間導(dǎo)線的吸引力作用，導(dǎo)致正方形左右兩邊形成凹

形，故變形后的形狀如C圖所示，所以C選項(xiàng)符合題意。

故答案為：Co

【分析】利用安培定則可以判別其通電導(dǎo)線周期產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，結(jié)合左手定則可以判別其導(dǎo)線受

到的安培力方向進(jìn)而判別彈性長(zhǎng)管的變形情況。

6.【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】平行四邊形定則；安培定則

【解析】【解答】如圖所示，兩直導(dǎo)線折成直角時(shí)等效為兩個(gè)如圖的通電直導(dǎo)線；由安培定則可知，

FOP導(dǎo)線在M點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪庇诩垙埾騼?nèi)，EoQ導(dǎo)線在M點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

垂直于紙張向外，故M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零；同理得FOP導(dǎo)線在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇?/p>

直于紙張向內(nèi)，EOQ導(dǎo)線在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直于紙張向內(nèi)，且導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離

導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,故N處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；綜上分析B符合題意。

EO'Q

故答案為：B?

【分析】利用安培定則可以判別導(dǎo)線周圍磁感線的方向，結(jié)合平行四邊形定則可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度

的大小。

7.【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用；安培力；左手定則

【解析】【解答】等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間時(shí)，受到洛倫茲力進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可得正離

子向Q板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向P板偏轉(zhuǎn)，則金屬板Q帶正電荷，金屬板P帶負(fù)電荷，已知極板的電性可

以得出電流方向由金屬棒a端流向b端。此時(shí)金屬棒ab恰好靜止，則安培力等于重力的大小，且安

培力沿斜面向上，根據(jù)左手定則可以判別導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，根據(jù)平衡方程有：

F安—mgsinθ

且等離子體穿過(guò)金屬板P、Q時(shí)產(chǎn)生的穩(wěn)定電動(dòng)勢(shì)U時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)力等于洛倫茲力有：q牛=

qBw

再根據(jù)歐姆定律有：I=E

且根據(jù)安培力公式有；F=BIL

聯(lián)立方程可以解得等離子速度的大小為：U=詈翳

故答案為：Bo

【分析】利用左手定則可以判別金屬棒的極性及電流的方向，結(jié)合金屬棒的平衡可以判別安培力的

方向，利用平衡方程結(jié)合板間電場(chǎng)力和洛倫茲力相等可以求出離子的速度，利用金屬棒其安培力的

方向結(jié)合左手定則可以判別導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向。

8.【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線

【解析】【解答】根據(jù)螺線管內(nèi)部的磁感線分布可知，在螺線管的內(nèi)部，越接近于中心位置，磁感線

分布越均勻，越接近兩端，磁感線越不均勻，可知螺線管越長(zhǎng)，內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

故答案為：Bo

【分析】電流的大小與磁感線的分布無(wú)關(guān)：利用磁感線的分布可以判別其螺線管長(zhǎng)度越長(zhǎng)其內(nèi)部越

接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

9.【答案】D

【知識(shí)點(diǎn)】電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能；電荷在電場(chǎng)中的加速；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】A.由于電子帶負(fù)電，要在MN間加速則MN間電場(chǎng)方向由N指向M,根據(jù)沿著電

場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低可知M的電勢(shì)低于N的電勢(shì)，A不符合題意；

B.增大加速電壓則根據(jù)eU=^mv2

可知會(huì)增大到達(dá)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度；又根據(jù)在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力有evB=m?

可得R=矍

可知會(huì)增大在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑，由于磁場(chǎng)寬度相同，故根據(jù)幾何關(guān)系可知會(huì)減小偏轉(zhuǎn)的角

度，故P點(diǎn)會(huì)右移，B不符合題意；

C.電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，C不符合

題意；

D.由B選項(xiàng)的分析可知，當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)減小半徑，從而增大偏

轉(zhuǎn)角度，使P點(diǎn)左移，D符合題意。

故答案為：Do

【分析】X射線即電子流，電子做變速運(yùn)動(dòng)，以此判斷電場(chǎng)的方向，沿電場(chǎng)方向電勢(shì)減??；帶電粒子

在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力，在洛倫茲力的作用下粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡、電性和速度方向確

定磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向，結(jié)合向心力公式分析例子的偏轉(zhuǎn)即可。

10.【答案】C

【知識(shí)點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度

【解析】【解答】A.通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)方向由安培定判斷，如圖所示

/1在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，/2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，因?yàn)椤?gt;/2

即Bl>B2

則在b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，A不符合題意；

BCD.如圖所示，d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度

豎直向上，BD不符合題意，C符合題意。

故答案為：Co

【分析】空間中的磁感應(yīng)功能強(qiáng)度為兩個(gè)磁場(chǎng)的疊加，是通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)，結(jié)合電流的方向利

用安培定則判斷，進(jìn)而求解a、b、c、d的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

IL【答案】B

【知識(shí)點(diǎn)】安培力

【解析】【解答】AB.小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是因?yàn)閹ж?fù)電荷的橡膠圓盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)形成電流，而電流周圍有

磁場(chǎng)，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)放入其中的小磁針有力的作用，A不符合題意，B符合題意；

C.僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，C不

符合題意；

D.僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性，形成的電流的方向與初始相反，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也與之前相反，

D不符合題意。

故答案為：Bo

【分析1旋轉(zhuǎn)的帶電圓盤(pán)形成電流，電流周圍存在磁場(chǎng)，與小磁針的磁場(chǎng)相互作用。

12.【答案】A,D

【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】A由題圖可看出粒子1沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子1不帶電，則粒子1可能為中子，增大

磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子1也不會(huì)偏轉(zhuǎn)，A正確；

粒子2向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知粒子2應(yīng)該帶正電，不可能為電子，B錯(cuò)誤。

粒子2在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力：q"B=塔，r=器，入射速度V增大，則偏轉(zhuǎn)半徑r增

大，粒子2可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)，C錯(cuò)誤，D正確。

故答案為：AD

【分析】粒子1沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子1不帶電，則粒子1可能為中子，粒子2在磁場(chǎng)中洛倫茲力提

供向心力，求出半徑表達(dá)式。

13.【答案】A,D

【知識(shí)點(diǎn)】電荷在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)沿X軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，速度不變；在洛倫茲力作用下，合速

度不變，但沿X軸速度在不斷減小，所以在磁場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)。在電場(chǎng)力作用下，帶電粒子

做平拋運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，使粒子動(dòng)能增大，所以Ekl>Ek2。

故選AD

【分析】洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，不改變速度大小，只改變運(yùn)動(dòng)方向：粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。

14.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】若粒子通過(guò)下部分磁場(chǎng)直接到達(dá)P點(diǎn)，如圖

根據(jù)幾何關(guān)系則有R=L,

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，華

qvB=V=嘴=kBl

出射方向與入射方向的夾角為θ=60oo

當(dāng)粒子上下均經(jīng)歷一次時(shí)，如圖

因?yàn)樯舷麓鸥袘?yīng)強(qiáng)度均為B,

根據(jù)洛倫茲力提供向心力有quB=速，u==

此時(shí)出射方向與入射方向相同θ=0o,

綜上所述：出射方向與入射方向的夾角為9=60。，需滿足U=（2：當(dāng)）m=熹S為正整數(shù)）

出射方向與入射方向的夾角為6=0。，需滿足V=轡=±kB∕（n為正整數(shù)）

此時(shí)。

故可知BC正確，AD錯(cuò)誤。

故選BCo

【分析】帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)。洛倫茲力提供向心力。畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡結(jié)合幾何關(guān)系即可。

15.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】安培力；牛頓第二定律

【解析】【解答】向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒加速且加速度最大時(shí)，磁場(chǎng)方向斜向右下方，安培力應(yīng)該

斜向右上方，正交分解可得在水平方向：

,./,0、F^inθ+μmgcosθ

Fc^sιnnθ-μ（mg-Fc^cosθ）=ma,?______________,

-m林”

由三角函數(shù)輔助角公式QSina+bcosa=√α2÷62sin（α+β）Itan夕=~^

42。

得加速度a的最大值為?

一〃g+、前+卬9,

導(dǎo)體棒減速，且加速度最大時(shí)，合力向左最大，安培力應(yīng)該斜向左下方，磁場(chǎng)方向斜向右下方。

F,,jsin8+pngcose

?安SinJ+〃(mg+Fgrcos0√=ma,_____________,o

-mNy

由三角函數(shù)輔助角公式QSina+bcosa=√α2÷h2sin(α+∕?)Gans=，)

可知加速度a的最大值為“上Γ?,/“”)2。

陽(yáng)+J肅+(⑷

代入題中數(shù)據(jù)可得〃=孚

,將〃=萼代入加速度表達(dá)式，結(jié)合三角函數(shù)輔助角公式可得兩次加速度取得最大值時(shí)，磁場(chǎng)方向

與水平向右方向的夾角θ分別為60度和120度。

故選：BC

【分析】核心是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)變換用到復(fù)制的物理過(guò)程中，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求

有點(diǎn)高。

16.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】電勢(shì)差、電勢(shì)、電勢(shì)能；洛倫茲力；電場(chǎng)力做功

【解析】【解答】A、由題可知在電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受電場(chǎng)力水平向左，電子從N到P的過(guò)程中電場(chǎng)

力做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；

B、電場(chǎng)線總是由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，據(jù)此可知N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)，故B正確；

C、由于洛倫茲力總是與速度方向垂直，因此洛倫茲力不做功，故C正確；

D.、對(duì)電子在M點(diǎn)和P點(diǎn)進(jìn)行受力分析，如圖所示：

qE

由于M點(diǎn)和P點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，故從M到P電場(chǎng)力做功為0,而洛倫茲力不做功，M點(diǎn)速度為

0,根據(jù)動(dòng)能定理可知電子在P點(diǎn)速度也為0,則電子在M點(diǎn)和P點(diǎn)都只受電場(chǎng)力作用，在勻強(qiáng)電場(chǎng)

中電子在這兩點(diǎn)電場(chǎng)力相等，即合力相等，故D錯(cuò)誤；

故選BC0

【分析】本題主要考查了帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，熟悉電場(chǎng)線中電勢(shì)的判斷，根據(jù)左手定則判

斷洛倫茲力始終與速度垂直，因此洛倫茲力對(duì)電子不做功；根據(jù)幾何關(guān)系得出電子在M點(diǎn)所受的

合力與在P點(diǎn)所受的合力大小關(guān)系。

17.【答案】A,C

【知識(shí)點(diǎn)】楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律；安培定則

【解析】【解答】A、依題意，M、N兩點(diǎn)連線與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行、兩點(diǎn)與長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離相同，根據(jù)

安培定則可知，通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故A正確；

B、根據(jù)安培定則，線圈在P點(diǎn)時(shí)，磁感線穿進(jìn)與穿出在線圈中對(duì)稱，磁通量為零；在向N點(diǎn)平移

過(guò)程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈不再對(duì)稱，線圈0磁通量會(huì)發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)安培定則，線圈從P點(diǎn)豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁感線穿進(jìn)與穿出線圈對(duì)稱，線圈的磁通量始

終為零，沒(méi)有發(fā)生變化，線圈無(wú)感應(yīng)電流，故C正確；

D、線圈從P點(diǎn)到M點(diǎn)與從P點(diǎn)到N點(diǎn)，線圈的磁通量變化量相同，依題意P點(diǎn)到M點(diǎn)所用時(shí)間

較從P點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則兩次的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不相等，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

【分析】本題主要考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，根據(jù)磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)結(jié)合對(duì)稱性分析出不同位置的

磁場(chǎng)特點(diǎn)和磁通量是否變化；分析出線圈的磁通量的變化特點(diǎn)，結(jié)合楞次定律判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電

流；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析出不同過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)。

18.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線；地磁場(chǎng)

【解析】【解答】地磁場(chǎng)如圖所示

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Z軸場(chǎng)強(qiáng)豎直向下，所以測(cè)量點(diǎn)位于北半球，故A錯(cuò)誤；

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，根據(jù)表格可以算出B=√452+212〃rX50〃7,故B正確；

根據(jù)地磁場(chǎng)圖像可知，在北半球，磁場(chǎng)可分解為豎直向下和水平向北，根據(jù)圖標(biāo)可知，第2次測(cè)量

時(shí)y軸正向指向南方，故C正確；

第3次測(cè)量時(shí)，根據(jù)題表可知，X軸指向北方，所以y軸正向指向西方，故D錯(cuò)誤；

故選BCo

【分析】首先可以畫(huà)出地磁場(chǎng)的圖像，根據(jù)圖像可以判斷測(cè)量點(diǎn)的位置，磁通量是矢量，根據(jù)矢量

合成法則，可以計(jì)算測(cè)量點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，最后可以判斷其方向。

19.【答案】B5D

【知識(shí)點(diǎn)】動(dòng)能與重力勢(shì)能；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】根據(jù)題意可知，兩個(gè)同軸的半圓柱形帶電導(dǎo)體極板中電場(chǎng)方向是從外側(cè)極板指向內(nèi)

側(cè)極板，根據(jù)題圖可知，粒子3進(jìn)入電場(chǎng)后電場(chǎng)力做正功，入射時(shí)動(dòng)能大于出射時(shí)的動(dòng)能，故A錯(cuò)

誤；

同理，根據(jù)題圖可知，粒子4進(jìn)入電場(chǎng)后電場(chǎng)力做負(fù)功，所以粒子4入射時(shí)的動(dòng)能比它出射時(shí)的

大，故B正確；

在截面內(nèi)，極板間各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與其到O點(diǎn)的距離成反比，設(shè)E=M粒子1和粒子2都是電

場(chǎng)力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即qE=乎=m/=qEr=qk，故粒子1與粒子2入射的動(dòng)能相

等，故C錯(cuò)誤；

粒子3有q￡">m；=mv2<qEr=qk，所以粒子1入射時(shí)的動(dòng)能大于粒子3入射時(shí)的動(dòng)能，故D

正確;

故選BD。

【分析】首先根據(jù)粒子1和粒子2可以判斷出來(lái)場(chǎng)強(qiáng)方向，粒子3在做向心運(yùn)動(dòng)，粒子4在做離心

運(yùn)動(dòng)，根據(jù)向心及離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)行列式計(jì)算。

20.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】安培力；左手定則；歐姆定律；楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律

2

【解析】【解答】AB.由圖可知在O~to時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=嵯=妞

ZUt0

根據(jù)閉合電路歐姆定律有此時(shí)間段的電流為/=塌=如

AALQ

在?時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為?,此時(shí)安培力為F=BlL=照

A不符合題意，B符合題意；

C.由圖可知在t=等時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?/p>

的電流，再由左手定則可知金屬棒受到的安培力方向豎直向上，C符合題意；

D.由圖可知在t=3t0時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，金屬棒向下掉的過(guò)程中磁通量增加，根據(jù)楞

次定律可知金屬棒中的感應(yīng)電流方向向左，D不符合題意。

故答案為：BCo

【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得出電動(dòng)勢(shì)的大小，結(jié)合閉合電路歐姆定律以及安培力的表達(dá)式

得出金屬棒受到的安培力大??；結(jié)合楞次定律以及左手定則判斷安培力的方向。

21.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】左手定則；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】ABC.由左手定則可知，粒子a、粒子b均帶正電，電中性的微粒分裂的過(guò)程中,

總的電荷量應(yīng)保持不變，則粒子C應(yīng)帶負(fù)電，A不符合題意，BC符合題意；

D.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，即qvB=m^-

解得R=器

由于粒子a與粒子b的質(zhì)量、電荷量大小關(guān)系未知，則粒子a與粒子b的動(dòng)量大小關(guān)系不確定，D

不符合題意。

故答案為：BC.

【分析】根據(jù)左手定則結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡得出粒子的電性；在磁場(chǎng)中，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛

倫茲力提供向心力，從而得出軌道半徑的表達(dá)式，從而進(jìn)行判斷兩個(gè)粒子的動(dòng)量關(guān)系。

22.【答案】B,C,D

【知識(shí)點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度；安培力

【解析】【解答】A.a導(dǎo)線和b導(dǎo)線之間的安培力屬于相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律可得兩導(dǎo)線受

到的安培力大小相等，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)安培定則可以判別兩個(gè)導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)方向都是垂直于紙張向里或向外，其磁場(chǎng)方向與通

電導(dǎo)線的電流方向垂直，所以計(jì)算兩個(gè)導(dǎo)線所受的安培力可以用F=ILB計(jì)算，故B正確；

C.移走導(dǎo)線b前，根據(jù)安培定則可以得出b導(dǎo)線在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙張向里，其

a導(dǎo)線在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙張向外，由于b導(dǎo)線電流大在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度比

較大；利用矢量疊加法則可得P點(diǎn)磁場(chǎng)方向與b產(chǎn)生磁場(chǎng)方向同向，向里，當(dāng)移走導(dǎo)線b后，P點(diǎn)磁

場(chǎng)方向與a產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相同，向外，故C正確；

D.在離兩導(dǎo)線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，根據(jù)安培定則可以得出兩導(dǎo)線在任意點(diǎn)產(chǎn)生的

磁場(chǎng)均不在同一條直線上，再根據(jù)矢量疊加法則可得不存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的位置。故D正確。

故選BCDt,

【分析】?jī)蓪?dǎo)線之間的安培力屬于相互作用力其大小相等；由于通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直所以直接

可以利用安培力的表達(dá)式計(jì)算安培力的大??；利用安培定則結(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加可以判別磁場(chǎng)的

方向及大小。

23.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】安培力；法拉第電磁感應(yīng)定律

【解析】【解答】由be邊切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，形成電流，使得導(dǎo)體棒MN受到向右的安培力，

做加速運(yùn)動(dòng)，be邊受到向左的安培力，向右做加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)MN運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框的be邊和導(dǎo)體棒

MN一起切割磁感線，設(shè)導(dǎo)體棒MN和金屬框的速度分別為力、也，則電路中的電動(dòng)勢(shì)E=

BL(y2-%)

電流中的電流I=S=W"/"」

KK

22

金屬框和導(dǎo)體棒MN受到的安培力F—BL(也-%),與運(yùn)動(dòng)方向相反

P安框R

22

=BL(V2-V1),與運(yùn)動(dòng)方向相同

r^MNR

22

設(shè)導(dǎo)體棒MN和金屬框的質(zhì)量分別為mi、m2,則對(duì)導(dǎo)體棒MNBL(及一匕)=g叫

22

對(duì)金屬框F一絲齒*=m2α2

初始速度均為零，則a∣從零開(kāi)始逐漸增加，a?從?開(kāi)始逐漸減小。當(dāng)a∣=a2時(shí)，相對(duì)速度V-

m22

FRml

Vi=-2~9--------

2BL(m1÷m2)

大小恒定。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程用速度時(shí)間圖象描述如下。

綜上可得，金屬框的加速度趨于恒定值，安培力也趨于恒定值，BC選項(xiàng)正確；

金屬框的速度會(huì)一直增大，導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離也會(huì)一直增大，AD選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故答案為：BCo

【分析】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是，對(duì)于閉合回路中的某一部分，磁通量發(fā)生改變，磁通量變化越

快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，隨著導(dǎo)線框速度的增加，安培力也增加，最終安培力與拉力相等，

系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，速度恒定，加速度為零。

24.【答案】B,C

【知識(shí)點(diǎn)】安培力；楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律

【解析】【解答】AB.因?yàn)?s末be邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)，可知線框的速度每秒運(yùn)動(dòng)一個(gè)方格，故在0~ls

內(nèi)只有ae邊切割磁場(chǎng)，設(shè)方格邊長(zhǎng)為L(zhǎng),根據(jù)E1=2BLv

11~~R

可知電流恒定；2s末時(shí)線框在第二象限長(zhǎng)度最長(zhǎng)，此時(shí)有E2=3BLv

//2

l2~~R

可知V=%

2~4s線框有一