高考物理 磁场精讲精练 磁场综合典型习题.doc

磁场综合典型习题一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，15题每小题只有一个选项正确，68小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在论衡一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，指南针能指示南北方向是由于()a指南针的两个磁极相互吸引b指南针的两个磁场相互排斥c地磁场对指南针的作用d指南针能吸引铁、铝、镍等物质解析：选c.地球本身就是一个巨大的磁体，司南静止时指南的一端是南极，指北的一端是北极；故勺柄指的是南极指南针指示南北主要是因为地磁场的作用，故c正确 2如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长nm相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()解析：选a.由题意知，当处于磁场中的导体，受安培力作用的有效长度越长，根据fbil知受安培力越大，越容易失去平衡，由图知选项a中导体的有效长度最大，所以a正确3如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为o1，乙的圆心为o2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中ao1o1bbo2o2c，此时a点的磁感应强度大小为b1，b点的磁感应强度大小为b2.当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为()ab2b1bb1cb2 d.解析：选b.对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的设ao1o1bbo2o2cr，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为b1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为b3r，a点磁感应强度：b1b1rb3r，b点磁感应强度：b2b1rb1r，当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度bcb3rb1，故b正确4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，此时台秤的读数为fn1，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，台秤的示数为fn2，则下列说法正确的是()afn1fn2，弹簧长度将变长bfn1fn2，弹簧长度将变短cfn1fn2，弹簧长度将变长dfn1fn2，弹簧长度将变短解析：选b.以通电导线为研究对象，由左手定则可知，通电导线在磁场中受到斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的磁场力为斜向左上方，该力产生对条形磁铁向上提拉和向左压缩弹簧的效果，则台秤示数变小，弹簧被压缩选项b正确5如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第象限内，磁感应强度为b、方向垂直于纸面向里一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从o点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到a点时，粒子速度沿x轴正方向下列判断正确的是()a粒子带正电b运动过程中，粒子的速度不变c粒子由o到a经历的时间为td离开第象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为30解析：选c.根据题意和左手定则可判断：该带电粒子带负电，故a选项错误；该带电粒子在洛伦兹力作用下在匀强磁场中做匀速圆周运动，虽然粒子的速度的大小不变，但速度的方向时刻改变，则粒子的速度不断变化，故b选项错误；根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的运动时间t与圆心角、周期t的关系tt和带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式t，根据数学知识可得，解得t，故c选项正确；根据带电粒子在有界匀强磁场中运动的对称性可知，该带电粒子离开第象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角应该为60，故d选项错误6如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是()a若物块带正电，可能受两个力，做匀速直线运动b若物块带负电，可能受两个力，做匀速直线运动c若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动d若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动解析：选ad.若小物块带正电，则受到的洛伦兹力竖直向上，如果洛伦兹力小于重力，则小物块还会受到支持力和摩擦力，做变减速运动，如果洛伦兹力恰好等于重力，则小物块只受这两个力而做匀速直线运动，故a对，c错；若小物块带负电，洛伦兹力竖直向下，小物块受四个力作用而做减速运动，故b错，d对7设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是()a此粒子必带正电荷ba点和b点位于同一高度c粒子在c点时机械能最大d粒子到达b点后，将沿原曲线返回a点解析：选abc.粒子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以粒子必带正电荷，a正确；因为洛伦兹力不做功，只有静电力做功，a、b两点速度都为0，根据动能定理可知，粒子从a点到b点运动过程中，电场力不做功，故a、b点位于同一高度，b正确；c点是最低点，从a点到c点运动过程中电场力做正功最大，根据动能定理可知粒子在c点时速度最大，动能最大，c正确；到达b点时速度为零，将重复刚才acb的运动，向右运动，不会返回，故d错误8日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素131被更多的人所了解利用质谱仪可分析碘的各种同位素，如图所示，电荷量均为q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器a下方的小孔s1进入电压为u的加速电场(入场速度忽略不计)，经电场加速后从s2小孔射出，垂直进入磁感应强度为b的匀强磁场中，最后打到照相底片上下列说法正确的是()a磁场的方向垂直于纸面向里b碘131进入磁场时的速率为 c碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为d打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为解析：选bd.粒子带正电，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，a错误；由动能定理知，粒子在电场中得到的动能等于电场对它所做的功，即qum1v，解得v1，b正确；粒子在磁场中运动的时间t为周期的一半，根据周期公式t，在磁场中运动的时间差值t，故c错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r ，则它们的距离之差d2r12r2，故d正确二、非选择题(共4小题，52分)9(12分)如图所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面内，顶角为，底边ab长为l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度为b的匀强磁场在导轨上端再放置一根水平金属棒cd，质量为m，导轨上接有电源，使abcd构成回路，回路电流恒为i，cd棒恰好静止已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为g.求：(1)cd棒所受磁场力；(2)cd棒与ab边之间的高度差h.解析：(1)对于金属棒cd，在安培力与重力的作用下处于平衡状态，因此cd棒所受磁场力fcdmg，方向竖直向上(2)设cd棒的有效长度为l，由cd棒静止得：mgbil，因此l根据几何关系知cd棒的有效长度ll2htan 解得h.答案：(1)mg，方向竖直向上(2)10(12分)如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为b的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动不计带电粒子所受重力(1)求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期t；(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度e的大小解析：(1)洛伦兹力提供向心力，有f洛qvbm带电粒子做匀速圆周运动的半径r匀速圆周运动的周期t(2)粒子受电场力f电qe，洛伦兹力f洛qvb，粒子做匀速直线运动，则qeqvb，电场强度e的大小evb.答案：(1)(2)vb11(14分)如图所示，mn、pq是平行金属板，板长为l，两板间距离为，pq板带正电，mn板带负电，在pq板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子以速度v0从mn板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从pq板左边缘飞进磁场，然后又恰好从pq板的右边缘飞进电场不计粒子重力，求：(1)两金属板间所加电场的场强大小；(2)匀强磁场的磁感应强度b的大小解析：(1)如图所示，设粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t，由类平抛运动可知：lv0tat2a联立解得：e.(2)粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由qvbm，sin ，sin ，vyat联立解得：b.答案：(1)(2)12(14分)如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小e5 n/c，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小b0.5 t有一带正电的小球，质量m1106 kg，电荷量q2106 c，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过p点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)取g10 m/s2，求：(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过p点所在的这条电场线经历的时间t.解析：(1)小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有qvb代入数据解