高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习含答案解析

1、高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习含答案解析一、选择题1.三根通电长直导线 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（）N2,弹簧长度将变长B. NiN2,弹簧长度将变短C. NiN2,弹簧长度将变长D. NiN2,弹簧长度将变短13. 一回旋加速器当外加磁场一定时，可

2、把质子加速到v,它能把瓶核加速到的速度为（ ）A. vB. 2vC. vD.空3314. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示.如果直导线可以 自由地运动且通以由 a到b的电流，则导线 ab受磁场力后的运动情况为 （）A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 i5.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中白流量（单位时间内通过管内某横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道， 其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a、b

3、、c。流量计的两端与输送流体的管道相连（图中虚线），图中流量计的上、下两面是金属材料，前、后两面是绝缘材料，现给流量计 所在处加磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直于前、后两面，当导电流体稳定地流 经流量计时，在管外将流量计上、下两面分别与一串联了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率为P,不计电流表的内阻，则可求得流量为（）ICIbA.一（bR一）B,一（aR-）BaBcIa、Ibc、C.1（cR-）D.（R）BbBai6.如图所示，矩形线圈 abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴Pi和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时A.P1转

4、动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a-b-c-dD.线圈绕Pi转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力17 .在磁感应强度大小为 Bo的匀强磁场中，两长直导线 P和Q平行于纸面固定放置。在两 导线中通有图示方向电流 I时，纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零。下列说法正确的是（）A.匀强磁场方向垂直纸面向里3B,将导线Q撤去，a点磁感应强度为 2Bo1 _C.将导线P撤去，a点磁感应强度为 一Bo2D,将导线Q中电流反向，a点磁感应强度为2Bo18 .如图所示，在竖直向上

5、的匀强磁场中，用两根等长的绝缘细线水平悬挂金属棒MN,通以M到N的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为0o如果仅改变下列某一个条件，即可使得。变大的是（）B.金属棒质量变大D.棒中的电流变大A.两悬线等长变短C.磁感应强度变小19 .下列说法正确的是（A.带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动B.带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动C.带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动D.带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动20.如图所示，在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场，y轴右侧的磁场磁感应强度的大小为 B。一个离子以速

6、率 v由。点沿x轴正方向射入磁场区域，不 计离子所受重力，图中曲线表示离子运动的轨迹，其中轨迹与y轴交点为M,轨迹与X轴交点为N,且OM = ON=L,由此可判断（）A.这个离子带负电tBB. y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为、 一 .一 , q vC.离子的比何为 = m LBD.离子在y轴左侧运动的时间是在 y轴右侧运动的时间的一半21 .如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短b、

7、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d22 . MN板两侧都是磁感应强度为 B的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔的时间为t,则粒子的比荷为（）3A. 一tB4B3tBC.一 tBD223 .在两个倾角均为 “的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流 1和I2,磁 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：l2为A. sin a :1B. 1:sin aC. cos a :1D. 1:cos a24.如图所示，在两水平金属板本成的器件中，存在匀强电场与

8、匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直 以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动，下列说 法正确的是（）A.粒子一定带负电B.粒子的速度大小 v=B/EC.若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动D.若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生改变25.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（）n rrA.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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除、选择题1. A解析：A【解析】【详解】

9、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中电流方向相反，c受力分析如图所示：竖直方向平衡得：11k Iasin37 k IbSin53racrbc根据几何关系得：rac rab 8S37rbc rab cOS53联立解得：Ia 16Ib 9A. a、b中电流反向,li ： I2 B. a、b中电流同向,11 ： I2 C. a、b中电流同向,11: I2 D. a、b中电流反向,I1 : 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。2. C解析：

10、C 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2mvPBqv m,得：r , P、q都不变，可知粒子碰撞刖后的轨迹半径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R mv ,周期公式T 2-m ,运动时间公式t T ,知道

11、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. B解析：B【解析】【分析】金属导体自由电荷为电子，根据左手定则知电子受到洛伦兹向上，知上表面带负电，下表 面带正电，上表面的电势比下表面的低。抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷 的移动速度，从而得出上下表面的电势差。【详解】因为上表面的电势比下表面的低，因为 evB=e U ,解得：v ,因为电流aBa一 IB 一IBI=nevs=nevab,解得：U .所以 /-旭二-,故B正确。故选 B。【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电荷在电场力和

12、洛伦兹 力作用下处于平衡。4. D解析：D【解析】【详解】A.甲粒子在磁场中向上偏转，根据左手定则知甲粒子带负电，故 A错误；B.根据洛伦兹力提供向心力，则有：2 v qvB m 一r解得：mv v r - qB Qb m由图可知r甲vr乙，则甲的比荷大于乙的比荷，故 B错误；C.能通过狭缝S0的带电粒子，根据平衡条件：qE qvBi 解得：Ev 一Bi甲、乙都能通过狭缝进入右边的磁场，所以两个粒子的速率相等，故 C错误；D.由题知，甲、乙粒子的电荷量相等，根据洛伦兹力提供向心力，则有：2 v qvB m一 r解得:mvqB变形得：qB m rv由题知，两个粒子的半径之比为：r1 : r2 2

13、 : 3则两个粒子的质量之比为：m1: m2 r1: r2 2 : 3故D正确。5. B解析：B【解析】【分析】由题正负离子的质量与电量相同，进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同，根据偏向角 的大小分析运动时间的长短.由牛顿第二定律研究轨道半径.根据圆的对称性，分析离子 重新回到边界时速度方向关系和与 。点距离.【详解】A.根据牛顿第二定律得2V qvB m一r得mv r 一 qB由题q、v、B大小均相同，则r相同，故A错误；B.正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同，故B正确.C.粒子在磁场中运动周期为T 2 mqB则知两

14、个离子圆周运动的周期相等.根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子 顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏向角为 2 2 ,轨迹的圆心角也为ti同理，负离子运动时间t2显然时间不等，故 C错误；D.根据几何知识得知重新回到边界的位置与。点距离S 2rsinr、相同，则S相同，故D错误.故选BoH iC X M x M6. C解析：C【解析】【详解】当电子从C点离开磁场时，电子做匀速圆周运动对应的半径最小，设为R,如图所示:由几何知识得:2Rcos30=a,解得：3aR ；3欲使电子能经过 AC边，必须满足:evB得:m%eB，解得:3mv0aeA. Bv乖mv .故A项错误；aeB.

15、bv 2mv0-.故B项错误； aeC. B芯mv .故C项正确；aeD. B 2mV0.故D项错误. ae7. 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Ao8. 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

16、流在。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A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。9. A解析：A【解析】【分析】 【详解】设带电粒子经电压为 Ui的电场加速后速度为 vo,由动能定理，有qUi -mv22带电粒子在电势差为 U2的电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度V

17、分解成沿初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为9,则有V0 一 cosV粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R,由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于 9,则有dcos R所以2RV0d v又因为半径公式则有d故d与m, vo成正比，与B, q成反比，即 错误。故选A。10. C解析：C【解析】【分析】【详解】棒受力如图所示心则BIL sin得-(sinB mgR mv qB2mv0qBd只与Ui有美，与U2无关，故A正确，BCD(mg BIL cos )、2ILcos ) - sin( 30 ) 3mg所以C正确，ABD错误。故选Co 11. A 解析：A【解析】试

18、题分析：由左手定则可知，导体受到向上的安培力作用，故弹簧的长度将缩短21X,开始没通电时：血。=2妙孙；通电后：同q=8+2比如2,其中如二4孙-贝2,解得：2kAxB=，故选A.考点：胡克定律；安培力；左手定则.12. B解析：B【解析】【分析】【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从 N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以此 处的磁感线是斜向右上的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的 安培力方向是斜向右下，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给 磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的，将这 个力在水平和竖直分解，

19、因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在水平向左产生分力，所 以弹簧产生压缩，弹簧长度将变短.故选 B.13. C解析：C【解析】【分析】 【详解】在回旋加速器内加速有2vm qvBr解得v 吧，可知最终的速度与荷质比有关，质子荷质比为1,瓶核荷质比为1 ,能把m3航核加速到的速度为C正确。3故选Co14. D解析：D【解析】试题分析：通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不 同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力 的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况.当导体转动后，我们可以认为电流向右偏 内，受力也将发生变化，为了简便，我们可

20、以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力 情况，再判出导体的运动情况.解：通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧 导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向 向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90。时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动.即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故 D正确，ABC错误； 故选D【点评】解决本题的关键（1）清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；（2）能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况；（3）会找到一些有代表

21、性的特殊位置求解.15. A解析：A【解析】【详解】如图甲所示，两极板（上、下两面）间距为c,磁场方向如图中所示。当外电路断开时，运动 电荷受洛伦兹力作用而偏转，两极板带电（两极板作为电路供电部分 ）而使电荷受电场力，当运动电荷稳定时，两极板所带电荷量最多，两极板间的电压最大，等于电源电动势E。测量电路可等效成如图乙所示。由受力平衡得qE qvB= c电源电动势E= Bvc流量Q = Sv= bcv接外电阻R,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+ r)又知导电液体的电阻r S ab由以上各式得Q -(bR c)B a故选A。16. A解析：A【解析】【分析】【详解】AB.根据E=BcoS可知，无论

22、线圈绕轴 Pi和P2转动，则产生的感应电动势均相等，故感应 电流相等，故A正确，B错误；C.由楞次定律可知，线线圈绕 Pi和P2转动时电流的方向相同，都是 a-d-c- b-a,故C错误；D.由于线圈Pi转动时线圈中的感应电流等于绕P2转动时线圈中得电流，故根据F=BLI可知，线圈绕Pi转动时dc边受到的安培力等于绕 P2转动时dc边受到的安培力，故 D错 误。故选A。17. C解析：C【解析】【分析】【详解】两长直导线P和Q所产生的磁场方向根据安培右手定则可得都垂直纸面向里，所以匀强磁 场方向应该垂直纸面向外，纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零，所以每根 ,，1导线在a点处产生的磁

23、感应强度为 -B0。2A .匀强磁场方向应该垂直纸面向外，故A错误；B,将导线Q撤去，a点磁感应强度应为 1 B0而不是-Bo,故B错误； 22C,将导线P撤去，a点磁感应强度为 1Bo, C正确；2D,将导线Q中电流反向，a点磁感应强度为Bo而非2Bo,故D错误。故选Co18. D解析：D【解析】【分析】【详解】导体棒受力如下图所示F BILtan mg mgA.两悬线等长变短，不是导线变短，故 。不变，故A错误;。变小，故。变小，故。变大，故B错误；C错误；D正确。B.金属棒质量变大，则 C.磁感应强度变小，则 D.棒中的电流变大，则故选Do19. D解析：D【解析】【分析】【详解】A.若

24、带电粒子初速度与电场力不在一条直线上，只在电场力的作用下，做曲线运动，故A错误；B .带电粒子在磁场中只受磁场力作用，如果磁场力不恒定，则不一定作匀速圆周运动，故B错误；C.带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下时，若磁场力恒定，且重力与电场力平衡， 带电粒子可能作匀速圆周运动，故C错误；D.带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下，若这三个力平衡，合力为 0,则带电粒子可 以作匀速直线运动，故 D正确； 故选D。20. B解析：B【解析】【分析】 【详解】A.由题意可知，离子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，离子带正 电，故A错误；B.离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得2vqvB m R得mvqB在y轴的左侧离子轨迹半径变为原来的2倍，则磁感应强度变为原来的一半，故 B正确;C.离子在y轴右侧运动的轨迹半径为根据22 v qvB m 2解得q 2vm LB故C错误；.2 m D.离子做圆周运动的周期T,则qB_2 7m 4 71m271m T=T右，B qBqBq - q离子在y轴左侧的运动时间T左 _ Tm t 左=/ = c4 qB离子在y轴右侧的运动时间& T右 m 口二=2 qB则故D错误。故选B。21. C解析：C【解析】【详解】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据2_