高考物理专题电磁学知识点之磁场难题汇编及解析

1、高考物理专题电磁学知识点之磁场难题汇编及解析一、选择题1 .如图，等边三角形线框 LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒 MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A. 2FB. 1.5FC. 0.5FD. 02 .如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个 静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上.若两个微粒所受重力均A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于 tB

2、.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于 tC.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于 tD.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于 t3.如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁 感应强度大小均为 Bo 一边长为L、电阻为R的单匝正方形导体线圈 abcd,水平向右运动 到图示位置时，速度大小为v,则（）A. ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右B. ab边受到的安培力向右,C.线圈受到的安培力的大小为D.线圈受到的安培力的大小为cd边受到的安培力向左2 22B L vR2 24B L vR4.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔

3、元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态.如图所示，一块宽为 a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U ,以此控制屏幕的熄灭.则元件的（）A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压 U与 无关C.前、后表面间的电压 U与C成正比eUD.自由电子受到的洛伦兹力大小为a5.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现

4、 B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属 C.图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测 量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D.图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针， 利用了电磁阻尼原理6.教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液 体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与 电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中， 液体就会旋转起来，如图甲所示

5、。第二个实验叫做“振动的弹簧"，把一根柔软的弹簧悬 挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所 示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）图中旋转的霰体图乙振动苗弹瞽A.图甲中，从上往下看，液体沿顺时针方向旋转B.图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C.图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动D.图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动7 .如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动和平动，当导线通入图示方向的电流I时，从上往下看，导线的运动情况是（）A.顺时

6、针方向转动，同时下降8 .顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升8 .三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示.则三角形的中心O处的合磁场方向为（）曾修A.平行于 AB,由A指向BB.平行于BC,由B指向CC.平彳f于CA,由C指向AD.由。指向C9 .在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面 间的动摩擦因数一3。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直

7、向上的过3程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为仇则关于磁场的磁感应强度的大小 B与。的变化关系图象可能正确的是（）10.如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（工FTA.桌面对磁铁的支持力增大B.桌面对磁铁的支持力减小C.桌面对磁铁的支持力不变D.以上说法都有可能11.三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如图所示,a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，/c= 90 , /a=37。a、b中通有的电流强度分别为 Ii、I2,c受到a、b的磁场力的合力方

8、向与 a、b连线平行。已知通电长直导线在周围某点产生的磁 场的磁感应强度 B k；, k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin 37= 0.6。下列说法正确的是（）, 0.r-KA. a、b中电流反向,Ii ： I216:9B. a、b中电流同向,I1 ： I24 ： 3C. a、b中电流同向，I1 : I216: 9D. a、b中电流反向，Ii : I24：312 .在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的一束粒子由左端射

9、入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（A.该束粒子带负电B.速度选择器的Pi极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q越小m13 .如图所示，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,纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是mbmcA. maB. mbma mcC. mcma mbD. mcmb ma14.如图所示，以。为圆心

10、的圆形区域内，存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界上的A点有一粒子发射源，沿半径 AO方向发射出速率不同的同种粒子（重力不计），垂直进入磁场，下列说法正确的是A.率越大的粒子在磁场中运动的时间越长B.速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长C.速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大D.速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大15 .如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环 M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（）A.两环静止不动B.两环互相远离C.两环互相靠近D.两环同时向左运动16 .如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质

11、量为m、带电荷量为q,小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场 （图示方向）中.设小球带电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有()A.小球加速度一直减小B.小球的速度先减小，直到最后匀速C.杆对小球的弹力一直减小D.小球受到的洛伦兹力一直减小17 .无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示;磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。则（）甲a. t 2时，线圈产生的电动势最大B. t T2时，线圈内的磁通量最大C. 01过程中，线圈产生的电动势增大43TD. T过程中，线圈内的磁通量增大418 .如图所示，完

12、全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为Oi,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有 a、b、c三点，其中aO1 = O1b= bO2= O2c,此时a点的磁 感应强度大小为 bi, 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A.C. B2B1B.C.D.电场和磁场不是实际存在的，是人们想象假设出来的电场和磁场的观点是库仑首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关Il和I2,磁20 .在两个倾角均为 a的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，

13、分别通有电流场的磁感应强度大小相同，方向分别为竖直向上和垂直于斜面向上，如图所示，两金属棒 均处于平衡状态.则两种情况下的电流之比Ii：I2为甲A. sin a :1B.1:sin aC. COS a ：1D. 1：COS a出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的A. 1121 .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。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12倍。此离子和质子的质量比约为B. 12C. 121D. 14422 .如图所示

14、，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），一对正负电子分 别以相同的速度沿与 x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为A. 1:43B, 1 ： 2C. 1 ： 1D. 2 ： 123 .如图所示，矩形虚线框 MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹.粒子重力不计.下列说法正确的是A.粒子a带负电B.粒子c的动能最大C.粒子b在磁场中运动的时间最长D.粒子b在磁场中运动时的向心力最大24 .如图所示是磁

15、流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入 磁场。把P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是（）等船海A. Q板的电势高于P板的电势B. R中有由b向a方向的电流C.若只改变磁场强弱，R中电流保持不变D.若只增大粒子入射速度，R中电流增大25.我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富，四大发明促进了科学的发展和技 术的进步，对现代仍具有重大影响，下列说法正确的是（）A.春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，动量守恒但能量不守恒B.火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力大于气体对

16、火箭的 作用力C.装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，化学能全部转化为弹片的动能D.指南针的发明促进了航海和航空，静止时指南针的N极指向北方【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1. B解析：B【解析】【分析】【详解】设每一根导体棒的电阻为 R,长度为L,则电路中，上下两路电阻之比为R :R2 2R: R 2:1 ,根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比Ii :I2 1： 2 .如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计1算公式F ILB ,可知F :F H 1：2,得F 2F ,根据左手定则可知，两力方 一 3向相同，故线框 LMN所受的合力大小为

17、F F F ,故本题选B.22. C解析：C【解析】试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化.带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由v2mv P、，、Bqv m，得：r, P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变,rqB qB故轨迹应为pa,因周期T 2可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的 qB弧线不变，圆心角不变，故 pa所用的时间将大于t, C正确；【点睛】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mv2

18、 m ，、一R ,周期公式T ,运动时间公式t T ,知道粒子在磁场中运动半径和BqBq2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，3. D解析：D【解析】【分析】【详解】AB.线框的左右两边分别切割两磁场产生的动生电动势由右手定则可找出方向，如图所示IX X X 通 * . j .两动生电源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向左，故 AB错误；CD.线框的电动势为 E 2BLv,则电流为I两个安培力力之和为线框受到的安培力F"2F心、故C错误，D正确。故选D。E 2BLvR R2BIL_ 2 24B

19、2L2VR4. D解析：D【解析】【详解】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故 A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有F洛=evB,F电=eE e,故F洛=e,故D正确，由evB e"则电压U avB ,故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误.5. D解析： D【解析】【分析】【详解】A 图甲是通电导线周围存在磁场的实验，研究的电流的磁效应，这一现象是物理学家奥斯特首先发现，选项A 错误；B 图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产

20、生大量热量，从而冶炼金属，选项B 错误；C.图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感 现象，选项C 错误；D 图丁在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，目的保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，选项D 正确。故选 D 。6. D解析： D【解析】【分析】【详解】A 根据图甲中电源的正负极判断在液体中形成的电流方向为正极导线指向负极导线，磁场方向从下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转， A 错误；B 如果改变电源的正负极，液体中电流的方向反向，磁感线方向不变，则安培力方向改变，所以液体的旋转方向改变， B 错误；C.图乙中给装置通电，

21、弹簧中每一圈的电流方向相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，脱离水银液面，弹簧中无电流，再次落下与水银接触，从而使弹簧上下振动；纯酒精不导电，所以接通电源后，弹簧中无电流，不会上下振动， C 错误；D 如果改变电源的正负极，根据C 选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动， D正确。 故选 D 。7. A解析： A【解析】【分析】【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动90 度时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时下降。故A 正确， BCD 错误。故选 A

22、 。8. A解析：A【解析】 【分析】由题意可知考查磁感应强度的矢量性，根据右手螺旋定则及磁感应强度的矢量性分析可得。【详解】根据右手螺旋定则，电流 A在。产生的磁场平行于 BC,且由C向B, B电流在O产生的 磁场平行AC,且由A向C,电流C在。产生的磁场平行 AB,且由A向B,由于三导线电 流大小相同，到 。点的距离相同，根据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB,由指向BoA.由前面分析可知合磁场方向平行于AB,由A指向B故A正确BCD .由前分析可知合磁场平行于 AB,由A指向B故BCD错误。 【点睛】先用右手螺旋定则确定出每条导线在0处磁感应强度的大小，再矢量求和可求得合磁场的方向

23、。9. C解析：C【解析】【分析】【详解】棒受力如图所示则BIL sin (mg BIL cos )得1 IL , .、 2IL- (sin cos ) sin( 30 )B mg. 3mg所以C正确，ABD错误。故选Co10. B解析：B【解析】【分析】【详解】直导线放置在条形磁铁中央，直导线受到水平向左的磁场，根据左手定则可知直导线受到竖直向下的安培力，根据牛顿第三定律可知，直导线对磁铁一个竖直向上的力，故桌面对磁铁的支持力减小，故 B正确，ACD错误。故选B。11. A解析：A【解析】【详解】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，且c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线平行，则ab中电

24、流方向相反，c受力分析如图所示: 竖直方向平衡得：，1, ck 1a sin37 rackrbc1b sin 53根据几何关系得:rac rab cos37rbc rab 8S53联立解得：L 16Ib 9A. a、b中电流反向,Ii ： I2B. a、b中电流同向，Ii: I2C. a、b中电流同向，11 ： I2D. a、b中电流反向,Ii : I216： 9与分析相符，故A正确;4 : 3与分析不符，故B错误；16： 9与分析不符，故 C错误;4 : 3与分析不符，故D错误。12. D解析：D【解析】 【分析】 【详解】A.带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知

25、，该粒子带正电。故A错误。B.在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的 错误。pi极板带正电。故BCD.从速度选择器进入 B2磁场中的粒子速度是一定的，根据2VqvB2 m一 r得mv rqB2知r越大，荷质比 q-越小，而质量 m不一定大。故C错误、D正确。 m故选D。13. B解析：B【解析】【详解】由题意：a在纸面内做匀速圆周运动，所以 mag qE ； b在纸面内向右做匀速直线运动,所以mbg qE Bqv ； c在纸面内向左做匀速直线运动所以mcg Bqv qE ,根据公式可解的： mb m

26、a m”故B正确，ACD错误.14. B解析：B【解析】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力作向心力，则有Bqv2m,解得粒子做圆周运动的 R一 mv半径R -,设磁场圆形区域半径为 r,如图所示粒子在磁场中运动的偏转角为 2 ,由向何关系得:tanr 一,所以v越大，则R大，则 Rtan越小，故也越小，而周期T2 m-,即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周Bq期相同，则粒子在磁场中运动的偏转角越大，运动时间越长，所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小，运动的时间越短，故 A错误，B正确.粒子在磁场中运动的角速度v Bq所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等，故CD错误；R m15. C解

27、析：C【解析】【详解】 同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近，故C对；ABD错;故选C16. D解析：D【解析】 【分析】 【详解】若开始则弹力方向向左qB + .V = Eq ,随着速度减小，弹力增大，摩擦力增大，则加速度增大，A错.小球速度一直在减小，B错.根据前面可知，C错.小球所受洛伦兹力（f=qvB ）因为速度一直减小所以洛伦兹力也一直减小，D对17. A解析：A【解析】 【分析】 【详解】AC,磁感应强度随时间按正弦规律变化，如题目图乙，可知0、T、T处斜率最大，即线圈产生的电动势也最大，故 A正确，C错误；T 3T .BD .根据BS可知，在t 和时，

28、线圈内的磁通重取大，故 BD错反。故选Ao18. A解析：Ac点的磁【解析】 【详解】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，故场方向也是向左的.设 ao二O1b=bO2=O2C=r,设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为Br,在距离中点3r位置的磁感应强度为 B3r,故：a点磁感应强度：B尸B1r+B3r； b点 磁感应弓虽度:B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后， c点磁感应强度：Bc=B3尸B1-1 B2,故选2A.19. D解析：D【解析】【详解】A.电场和磁场是客观存在的，电场线和磁感线是人们想象假设出来的，故 A错误；B.电场和磁场的观点是法拉第首先提出来的，并得到物理学理论和实验的证实和发展，故B错误；C.磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受力的方向无关，通电导线与磁场垂直时，不 受安培力，故C错误；D.电场强度是电场本身的性质，与试探电荷的电量及其所受电场力大小无关，故D正确；20. D解析：D【解析】F1 mg tan , F2 mg sin ,导体棒受力如图，根据共点力平衡得tansinqU1,因为F BIL cos ,D正确.12F2 cos21. D解析：D【解析】【详解】直线加速过程根据动能定理得1 2一 mv2离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有qvB2vm一R