高考物理专题电磁学知识点之磁场经典测试题及答案

1、高考物理专题电磁学知识点之磁场经典测试题及答案一、选择题1 .如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁 场.一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有 相同的（）qA.质量mB.初速度vC.电荷量qD.比荷m2 .回旋加速器是加速带电粒子的装置.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是（）A.减小磁场的磁感应强度B.增大匀强电场间的加速电压C.增大

2、D形金属盒的半径D.减小狭缝间的距离3.如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域I和n的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线 MN上某处射入磁场区域I ,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60角，经过ti时间后粒子进入到磁场区域n ,又经过t2时间后回到区域I ,设粒子在区域I、n中的角速度分别为 si、32,则 （）B. w1 ： w2= 2 ： 1D. t1 ： t2= 2 ： 1ag nA. Wi ： w2 = 1 : 1C. ti ： t2=1 ： 14.为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器

3、前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：axbxc=0.5mX0.4mX0.3m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T,方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I=1.0 X103A,方向如图。则下列判断正确的是（）A.推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为 4.0 103NB.推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为 5.0 103NC.超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向D.通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5.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

4、.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忽略，则新微粒运动的（）A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于 tB.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 t6.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 B。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（）X XX XX XX XA. 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，cd边

5、受到的安培力向左L -一 3,2B2L2VC.线圈受到的安培力的大小为 R2 2D.线圈受到的安培力的大小为 4BUR7 .对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（A.磁感应强度与磁场力 F成正比，与检验电流元 IL成反比8 .磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C.磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流 I无关D.磁感线越密，磁感应强度越大9 .有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（）A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用8 .安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平

6、行9 .如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场边界上，有两个质量、电荷量均相等的正、负离子（不计重力），从 。点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成 。角，则正、负 离子在磁场中运动的过程，下列判断正确的是A.运动的轨道半径不同B.重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同C.运动的时间相同D.重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等10 .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

7、对火箭的 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11 .如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿 直线射到荧光屏上的 。点，出现一个光斑.在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为 r的圆弧运动，打在荧光屏上的 P点，然后 在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为 E的匀强电场，光斑从 P点又回到。点，关于该 粒子（不计重力），下列说法正确的是A.粒子带负电、+ BB.初速度为v E2C.比荷为9_立 m - ED.比荷为12. 2019年我

8、国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国 目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两 个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速笊核和氨核，下列 说法正确的是（）A.它们在磁场中运动的周期相同B.它们的最大速度不相等C.两次所接高频电源的频率不相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能13.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（）；HI卜1；1cI1A.线圈绕Pi转动时的电流等于绕 P2转动时的电流B.线圈绕P1

9、转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势C.线圈绕Pi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14.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示.两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则a为电源正极，到达A.A板的为B. a为电源正极，到达 A板的为3射线C. a为电源负极，到达 A板的为“射线D. a为电源负极，到达 A板的为3射线16.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置I平移到位置n ,第二次将金属框绕 化分别为纣I和”2,则

10、（）cd边翻转到位置n,设先、后两次穿过金属框的磁通量变15.下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是（A.弧 b.弧 c.dM<dM D.不能判断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（）A. t 2时，线圈产生的电动势最大B. t T时，线圈内的磁通量最大T3T _C. 0一过程中，线圈广生的电动势增大D.T过程中，线圈内的磁通量增大4418 .如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，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

11、果仅改变下列某一个条件，即可使得。变大的是（）时A.两悬线等长变短B.金属棒质量变大C.磁感应强度变小D.棒中的电流变大19 .关于电场和磁场，下列说法中正确的是（）A.电场和磁场不是实际存在的，是人们想象假设出来的B.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C.磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受力的方向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b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d20 . 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

12、子的比荷为（）3A.一tB4B3tBCtBtB21 .目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理:将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就聚集了电荷.在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的A. A板带正电B.有电流从a经用电器流向bC.金属板A、B间的电场方向向下D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力22 .如图所示是磁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

13、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（）等看字标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23.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从磁场边界上的a点射入、b点射出，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（）Tx 3金立 di I.U；Ik X X X；A.粒子在a点的速率小于在b点的速率B.粒子带正电C.若仅增大磁感应强度，则粒子可能从b点左侧射出D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短24. 2019年我国研制出了世界上最大

14、的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国 目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。图示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速笊核和氨核，下列说法 正确的是（）A.它们在磁场中运动的周期不同B.它们的最大速度相等C.两次所接高频电源的频率不相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能25.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.既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直【参考答案】*试卷处理标记，请不

15、要删除、选择题1. . B解析：B【解析】一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB qE ,因为B与E是确定的，所以v 三，知粒子的B速度相同，所以 B正确的，A, C, D错误.故选B.【点睛】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关.2. C解析：C2m一,故最大动能为RA错误;【解析】 【详解】粒子在回旋加速器中的最大半径为D形盒的半径，由q（mB22 212 q B REk - m imkm 22mA.由以上推导可知，增大磁感应强度可以增大最大动能，故B.增加加速电压对最大动能无影响

16、，故 B错误；C.增大D形盒半径R可以增大最大动能，故 C正确；D .减小狭缝间距离对最大动能无影响，D错误；故选Co3. D解析：D【解析】【详解】AB.由洛伦兹力充当向心力可知2VqvB m R根据线速度和角速度关系可得v R联立解得=qBm则可知，角速度与磁场成正比，故1： 2 1：2120，由故AB错误；CD.粒子在两磁场中运动轨迹如图所示，粒子在两磁场中转过的圆心角均为丁=2"吧可知，粒子在i中的周期为II中周期的2倍；则由qB可知t T360t1:t2 2:1故C错误，D正确。故选Do4. D解析：D【解析】 【分析】 【详解】AB.磁场方向向下，电流方向向里，依据左手定

17、则，则安培力方向向左，因此驱动力方向 向右，根据安培力公式有33F BIL 10 1.0 100.4N4.0 10 N故AB错误；C.磁场方向向下，根据安培定则可判定超导励磁线圈中的电流方向为PMNQP方向，故C错误；D.通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向，根据左手定则可知驱动力方向相 反，故D正确。故选D。5. 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 PBqv m,得：

18、r 一百 一百，P、q都不变，可知粒子碰撞刖后的轨迹半径r不变，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 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，6. 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ab边受到的安培力向左，cd两动生电

19、源串联，总电流为顺时针方向，再由左手定则可得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E 2BLvI - R R两个安培力力之和为线框受到的安培力b =2F 2BIL心、_ 2 24B2L2V故C错误，D正确。故选D。7. A解析：A【解析】 【分析】 【详解】A.磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元IL、磁场力F均无关，且B 是比值定义法定义的磁感应强度，体现B由磁场本身决定，故 A错误，符合题意；BD .人为引入的磁感线描述磁场的强弱和方向，磁感线在某点的切线方向表示磁场方向， 磁感线的密度表示磁场的强弱，磁感线越密，磁感应强度越大，故 BD

20、正确，不符题意;C.磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，是由磁场本身因素决定的，而与检验 电流I无关，故C正确，不符题意。本题选错误的，故选 Ao8. B解析：B【解析】【分析】【详解】A.当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A选项错误；B.安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，即 B正确；C.在匀强磁场中，洛伦兹力始终与运动方向垂直，此时洛伦兹力不做功，C错误；D.由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D也错误. 故选B。9. 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

21、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 2 vqvB 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2 mqB则知两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22 ,轨迹的圆心角也为ti同理，负离子运动时间t2显然时

22、间不等，故 C错误；O点距离D.根据几何知识得知重新回到边界的位置与S 2r sinr、相同，则S相同，故D错误.故选BoX M M X X K10. D解析：D【解析】鞭炮炸响的瞬间，因内力远大于外力，故系统动量守恒，同时在爆炸过程中，总能量是守恒的，A错误；现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力和气体对火箭的作用力为作用力和反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，B错误；装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，化学能转化为弹片的动能和周围物体的内能，C错误；指南针的发明促进了航海和航空，因地磁场南极处在地理北极处，故指南针静止时指南针的N极指向北方，D正确.11. D解析：D【解析】【

23、详解】垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项 A错误；当电场和磁场同时存在时：qvB_ . 一 E v2一Eq，解得v ，选项B错反；在磁场中时，由 qvB m ,可得:BrvrB-E-,故选项D正确，C错误；故选D.B r本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛 伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析 和受力分析.12. A解析：A【解析】 【分析】 【详解】A.粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，周期2 mqB笊核和氨核的比荷相等，则两粒子

24、在磁场中运动的周期相同，故 A正确；C.根据回旋加速器的工作原理可知，粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率，故两次频率相同，故 C错误；B.根据2 v qvB m一R可得最大速度qBR由于笊核和氨核比荷相同，因此它们的最大速度也相同，故 B错误;D.最大动能Ek高频电源的频率与粒子最大动能无关，故故选Ao22 21 2 q B Rmv 2 2mD错误。13. A解析：A【解析】 【分析】 【详解】AB .根据E=BcoS可知，无论线圈绕轴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

25、-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Pl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Ao14. B解析：B【解析】【分析】A极板的粒子的竖直位移小于到达【详解】从图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达B板的粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则根据公式md2X Vot Vo* ,两个粒子初速度 V。相同，两极板间电压 U相同，放射源与两极板的qU_ d , 一一, ，, m . 一一，一 -，距离上也相同，而电子的 一小，所以电子的竖直位移小，故达到 A极板

26、的是3射线，A2q极板带正电，a为电源的正极，故选项 B正确.【点睛】通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式，根据公式分析该位移与比荷的关系， 再结合图示进行比较判断.15. B解析：B【解析】 【分析】 【详解】由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故A错误；由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下，故 B正确；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向下，故 C错误；由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向上，故 D错误.16. C解析：C【解析】【详解】第一次将金属框由位置 I平移到位置n,磁感线穿过金属框的方向没有改变，磁通量变化量等于在这两个位置时的磁通量的差值；第二次将金属

27、框绕边翻转到位置n ,磁感.线穿过金属框的方向发生改变，磁通量变化量等于两个位置时的磁通量绝对值之和，所以3选项C正确.ABD错故选C17. 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、J、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，线圈内的磁通重取大，故 BD错反。 44故选Ao18. 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;B.金属棒质量变大，则 。变小，故B错误；C.磁感应强度

28、变小，则。变小，故C错误；D.棒中的电流变大，则 。变大，故D正确。故选D。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. A解析：A【解析】画出粒子的运动轨迹如图， + AV Bx ax xEx x X X X则有t=1.5T,则得T -t,由周期公式T

29、2m得：2- 2t,解得，粒子的比荷 3qB qB 3q 3, ,故A正确.m tB点晴：带电粒子垂直射入磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，已知ab=bc=cd,画出轨迹，可知时间 t=1.5T,求出周期，由周期公式 T求出比荷.qB21. D解析：D【解析】A、根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A板带负电.故A错误.B、因为B板带正电，A板带负电，所以电流的流向为b经用电器流向a.故B错误.C、因为B板带正电，A板带负电，所以金属板间的电场方向向上.故 C错误.D、等离子体发生偏 转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力.故D正确.故选D.【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向