高考物理专题电磁学知识点之磁场难题汇编含答案

1、高考物理专题电磁学知识点之磁场难题汇编含答案一、选择题1 .如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做 半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为匕 磁感应强度为从重力加速度为g,则液滴 环绕速度大小及方向分别为（ ）E 逆时针DC.二变，顺时针 D.处，逆时针EE2 .质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场, 运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）X X X XA. M带正电，N带负电B. M的速率大于N的速率C.洛伦磁力对M、N做正功D. M的运行时间大于N的运行时间3.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别

2、有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍 尔元件，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。、长为。的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量 为”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U.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U无关C.前、后表面间的电压U与C成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为之a4 .如图所示，一束粒子射入质谱仪，经狭缝S后分成甲、乙两束，分别打到胶片的

3、A、C 两点。其中立=|豆，己知甲、乙粒子的电荷量相等，下列说法正确的是A.甲带正电B.甲的比荷小C.甲的速率小D.甲、乙粒子的质量比为2： 35 .如图所示，用一细线悬挂一根通电的直导线外（忽略外闱电路对导线的影响），放在 螺线管正上方处于静止状态，与螺线管轴线平行，可以在空中自由转动，导线中的电流方 向由。指向瓦 现给螺线管两端接通电源后（螺线管左端接正极），关于导线的受力和运 动情况，下列说法正确的是（）A.在图示位置导线两端受到的安培力方向相反导线及始终处于静止B.从上向下看，导线时从图示位置开始沿逆时针转动C.在图示位置，导线、两端受到安培力方向相同导线外摆动D.导线外转动后，第一次

4、与螺线管垂直瞬间，所受安培力方向向上6 .如图所示，A8C为与匀强磁场垂直的边长为。的等边三角形，比荷为9的电子以速度如从A点沿AB边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC边，磁感应强度8的取值为A. BV 如 B, 8<久 C. B> D, B> 为 aeaeaecie7 .如图所示，两平行直导线cd和竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点 位于两导线所在的平面内.则业MYA. b点的磁感应强度为零B. 6/导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C. cd导线受到的安培力方向向右D.同时改变了导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变8.三根平行的长直导体棒分别

5、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。处的合磁场方 向为（）A.平行于AB,由A指向BC.平行于CA,由C指向A9. 一回旋加速器当外加磁场一定时,（ ）B.平行于8C,由B指向CD.由。指向C可把质子加速到v,它能把气核加速到的速度为A. vB. 2vV C.-3D.2vT10.三根通电长直导线八从c平行且垂直纸面放置，其横截面如图所示，人从c恰好位于直角三角形的三个顶点，Nc=90°，N=37"匹中通有的电流强度分别为八、5c受到b的磁场力的合力方向与心连线平行。已知通电长直导线在周围某点产

6、生的磁场的磁感应强度6 =&为比例系数，/为电流强度，为该点到直导线的距离，sm37°r=0.6。下列说法正确的是（）CaA. a. 中电流反向,乙：A = 16： 9B.。、中电流同向,/1：A =4： 3C. a.（中电流同向A =16： 9D. a. 中电流反向,乙：A = 4： 311 .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 的安培力大小为凡 则线框LWN受到的安培力的大小为12 .如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度

7、大小为8, 方向垂直于纸面向外.一电荷量为q（q>0）、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入R磁场区域，射入点与ab的距离为一.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 260。，则粒子的速率为（不计重力）（）A 幽B 幽C 3qBRD 2qBR2inin2mm13 .如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子流由左端平行于2、2射入，粒子沿直线通过 速度选择器，已知速度选择器的电场强度为民 磁感应强度为反粒子由狭缝So进入匀强磁场&后分为三束，它们的轨道半径关系为八= g<q,不计重力及粒子间的相互作用力, 则下列说法中正确的是（）B.能通过狭缝So的带电粒子的速率等于

8、gc.三束粒子在磁场历中运动的时间相等D.粒子1的比荷旦大于粒子2的比荷”叫14 .如图所示，在两水平金属板构成的器件中，存在匀强电场与匀强磁场，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=BZEC.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15 .关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（）A.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D.既不跟磁场方向垂

9、直，也不跟电流方向垂直16 .如图所示，矩形线圈而在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P和P?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.线圈绕巴转动时的电流等于绕P?转动时的电流B.线圈绕Pi转动时的电动势小于绕2转动时的电动势C.线圈绕P1和P?转动时电流的方向相同，都是OTbTCTdD.线圈绕Pi转动时de边受到的安培力大于绕2转动时de边受到的安培力17 .电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（）18 .如图所示，带电粒子以初速度以V。从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点,Oa=Ob,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度

10、以V。从a点进入电 场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为yA. v0B. 1/v0C. 2 VoD. 7d219.如图所示，在大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，），轴右侧 的磁场磁感应强度的大小为及一个离子以速率I，由。点沿入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M 且OM=ON=L,由此可判断（）A.这个离子带负电B. y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为gC.离子的比荷为幺=二D.离子在y轴左侧运动的时间是在），轴右侧运动的时间的一半20.导线中带电粒子的定向运动形成了电流。带电粒子

11、定向运动时所受洛伦兹力的矢量 和，在宏观上表现为导线所受的安培力。如图所示，设导线面中每个带正电粒子定向运动 的速度都是也单位体积的粒子数为，粒子的电荷量为小导线的横截面枳为S,磁感应 强度大小为6、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是XXXXXXXXX X。X XXX b ' XX 溶 L . W X:淳XXXXXXXXA.由题目已知条件可以算得通过导线的电流为I = nqvSB.题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断C.每个粒子所受的洛伦兹力为巴各苏，通电导线所受的安培力为鼠=饮方D.改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培 力方向保持不变21

12、.如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画 出）.一带电粒子从紧贴铝板上表面的尸点垂直于铝板向上射出，从。点穿过铝板后到达 P。的中点。，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为B. V2C. 1D.22.在两个倾角均为a的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流L和，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L工为A. siiia:lB. l:sinaC. cosa:lD. l:cosa23.如图所示，在第一象限内

13、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大轴成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yX X Xx XBX X XX X如X g XXXOXA. 1：5/3B. 1 ： 2C. 1 ： 1D. 2 ： 124 .如图所示，矩形虚线框MNP。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，它们从尸。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“带负电B.粒子。的动能最大c.粒子6在磁场中运动的时间最长D.粒子b在磁场中运

14、动时的向心力最大25 .如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆外上，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【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1. C解析：C【解析】【分析】【详解】液滴在更合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液滴受到向上的电场力，可知 液滴带负电，根据左手定则可知液滴做顺时针的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 有qvB = m 又因为重力和电场力平衡，则有解得qE = mg故A、B、D错误，C正确： 故选C。2. B解析：B【解析】

15、【分析】【详解】A.根据左手定则，可知，M带负电，N带正电，A错误;B.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，即：V" qvB = ni r解得：mvr =qB同一磁场，又M和N两粒子的电荷量相同，故轨道半径大小r和速度I，成正比，故B正确；C.洛伦兹力每时每刻与速度垂直，不做功，C错误；D.粒子在磁场中运动的周期T的计算如下：_ 2兀r 2冗m1 =v qB同一磁场，M和N两粒子的电荷量相同，故两粒子在磁场中运动的周期相同，它们均运动了半个周期，故它们运动的时间相同，D错误；故选B。3. 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

16、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，有工洛=用,7=江=口 ,故F*=*,故D正确，由eW5 二 e"则电压 aaaU = avB ,故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误.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：V" qvB = ni r解得：mv vFF由图可知甲Vr乙，则甲的比荷大于乙的比荷，故B错误；C能通过狭缝So的带电粒子，根据平衡条件：qE = qvBl解得:v = B1甲、乙都能通过狭缝进入

17、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：V- qvB = m r解得：mv r = qB变形得：qBm = rv由题知，两个粒子的半径之比为：: r, = 2:3则两个粒子的质量之比为：tn.:，=，；：厂=2:3故D正确。5. B解析：B【解析】【分析】【详解】ABC.通电螺线管的磁感线如图所示：由图示可知左侧导线所处的磁场方向斜向上，右侧导线所处的磁场斜向下，则由左手定则 可知，左侧导线受力方向向外，右侧导线受力方向向里，两者受力方向相反，故从上向下 看，导线将逆时针转动，选项AC错误，B正确；D.当导线油转动后，第一

18、次与螺线管垂直瞬间时，由左手定则可得导线受安培力向下， 选项D错误；故选B。6. 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:R 60°由几何知识得:2Rcos30c=a,欲使电子能经过4。边，必须满足:evB = m ，A.BV正竺1.故A项错误;B.BV故B项错误;仁8避竺1.故C项正确;vD.B一故D项错误.7. D解析：D【解析】 【分析】 【详解】由右手螺旋定则可知.Cd导线和ef导线在b处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量 合成知b处的磁感应强度垂直纸面向外.故A错误：由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感

19、应强度垂直纸面向外，故B错误：由左手定则知.cd导线受到的安培力方向向左.故C错误：由题意可知，cd导线所处的位置磁场方向发生改变，但同时自身电流方向也发生改变，由 左手定则知cd导线所受安培力方向不变.故D正确 综上所述本题答案是：D8. . 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, 8电流在。产生的 磁场平行AC,且由A向C,电流C在。产生的磁场平行A8,且由A向从由于三导线电 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A8,

20、由A 指向3。A.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A&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。处磁感应强度的大小，再矢量求和可求得合磁场的 方向。9. C解析：C【解析】【分析】【详解】在回旋加速器内加速有Vm = qvBr解得，可知最终的速度与荷质比有关，质子荷质比为1,旅核荷质比为:，能把 m3笳核加速到的速度为：，C正确。故选C。10. 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受到八方的磁场力的合力方向与4、连线平行，则时中电流方向相反，。受力分析如图所示：竖宜方向平衡得：k

21、 - -Ia sin37° = k Ihsin530根据几何关系得:4<=%cos370% = cos53°联立解得:A.。、中电流反向,/： A = 16 ： 9与分析相符，故A正确：B.。、中电流同向,/： A =4： 3与分析不符，故B错误；C.。、中电流同向,/： A =16： 9与分析不符，故C错误；D.。、中电流反向,/： A =4： 3与分析不符，故D错误。11. 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RjR?=2R:R = 2:l,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/八=1

22、：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,根据安培力计算公式尸=£，可知尸= 得尸=；尸，根据左手定则可知，两力方3向相同，故线框LMN所受的合力大小为尸+尸二一尸，故本题选B.212. B解析：B【解析】【分析】【详解】R带电粒子从距离他为一处射入磁场，且射出时与射入时速度方向的夹角为60。，粒子运动 2轨迹如图，为射入速度所在直线，d为射出点，射出速度反向延长交C。于/点，磁场区 域圆心为。，带电粒子所做圆周运动圆心为。'，则0、/、。，在一条直线上，由几何关系得 带电粒子所做圆周运动的轨迹半径为R,由广洛=凡得qvB=R解得A. 迦，与结论不相符，选项

23、A错误； 2/nB. 迦，与结论相符，选项B正确；c. 逆人，与结论不相符，选项C错误； 2mD. 逆四，与结论不相符，选项D错误; m故选B。13. D解析：D【解析】【分析】【详解】A.若射入速度选择器中的粒子带正电，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，所以速度选择器的片 极板带正电，故A错误；B.粒子在速度选择器中做匀速直线运动，洛伦兹力等于电场力，即有 qvBl = qE所以能通过狭缝S。的带电粒子的速率为Ev =d故B错误；C.粒子在磁场中做半个匀速圆周运动，其运动时间为1 2nr 7trt =2 v v由于三个粒子

24、运动的半径不等，所以运动时间也不相等，故C错误；D进入用磁场中的粒子速度是一定的，根据qi归、=竺二可得 - rmvr =泡知，越大，比荷乌越小，粒子1的半径小于粒子2的半径，所以粒子1的比荷大于粒子2 m的比荷，故D正确：故选D。14. C解析：C【解析】粒子从左射入，若带负电，则受到向上的电场力，和向下的洛伦兹力，若带正电，则受到F向下的电场力和向上的洛伦兹力，只要满足桃打=夕E,即速度u =,粒子就能做直线运B动通过，故AB错误：若速度大小改变，则电场力qE,但是洛伦兹力G4发生变化，打破 二力平衡，所以合力与初速度方向不共线，做曲线运动，C正确D错误.【点睛】在速度选择器中，从左边射入

25、，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、 电性无关.15. C解析：C【解析】【分析】左手定则的内容：伸开左手、使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内：让磁 感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向.【详解】根据左手定则的内容知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂 直，与磁场方向垂直，故C正确，ABD错误.【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，知道安培力垂直于电流方向与磁场方向 构成的平面.16. . A解析：A【解析】【分析】【详解】AB.根据可知，无论线圈绕轴Pi和P?转动，则产生的感应电动势均相等，故感应

26、电流相等，故A正确，B错误；C.由楞次定律可知，线线圈绕P1和2转动时电流的方向相同，都是adTCTbn,故 C错误；D.由于线圈P转动时线圈中的感应电流等于绕2转动时线圈中得电流，故根据F=BLl可知，线圈绕Pi转动时de边受到的安培力等于绕P?转动时加边受到的安培力，故D错 误。故选17. A解析：A【解析】【分析】【详解】根据左手定则得，A选项洛伦兹力方向竖直向下，B选项洛伦兹力方向竖直向下，C选项 不受洛伦兹力，D选项洛伦兹力方向垂直纸面向外.故A正确，BCD错误.故选A.【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判定电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛仑兹力三者 之间的方向关系.18. C

27、解析：C【解析】【详解】设oa=ob=d,因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d, 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv0B=m-,解得：5 =4，如果换成匀强电场，水平方向以vo做匀速直线运动，在水平方向：d=vo1竖直沿y轴负方向 做匀加速运动，即：d = -at2 = -t 解得：后=丝3,则2=2vo,故选C【点睛】 带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律，在电场中利用几何关系得出其沿电场和 垂直于电场的运动规律：而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系，从而确定圆心和半 径.19. B解析：B【解析】 【分析】 【详解】A.由题意可知，离子刚

28、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V" =m R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2m LB故C错误；2 兀D.离子做圆周运动的周期丁 =，则离子在V轴左侧的运动时间 9TT, _ 兀7"一彳一蕨离子在V轴右侧的运动时间t =生=吧右2 qB则% =%故D错误。故选B。20. A解析：A【解析】【分析】判断洛伦兹力的方向用左手定则，电流由其定义I=Q/t确定，洛伦兹力的集中表现为安培 力。【详解】电流：/ = §=等" = /同"，则A正确；导线受到的安培力的方向由左手定则判断，则 B错误：粒子所受的洛伦兹力为F.=qv