高考物理电磁学知识点之磁场基础测试题附解析

1、1.A.高考物理电磁学知识点之磁场基础测试题附解析、选择题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（B.C.D.XX女X._._2F2.如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等.有ma=mb<mc=md，以不等的速度VaVVb=VcVVd进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定（）A.射向P1的是a离子B.射向P2的是b离子C.射到Ai的是c离子D.射到A2的是d离子3. 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。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：aXbxc=0.5mX0.4mX0.3

2、m。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1=1.0X103A,方向如图。贝U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4.0103NB. 推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0103NC. 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4. 如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于大花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框通电处于静止状态，细线的拉

3、力为Fi；保持其他条件不变，现虚线下方的磁场消失，虚线上方有相同的磁场同时电流强度变为原来一半，此时细线的拉力为F2。已知重力加速度为g,则导线框的质量为2F2F1a.3g2F2F13gg5.如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为妃。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为边长为b,金属材料单位体积内自由电子数为n,元电荷为a、与磁场平行的e。那么A.iC.i2兰B.12闩enbenb2虫D.12也enaena6.如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周

4、运动。已知电场强度为E,方向竖直向下，磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外。粒子圆周运动的半径为R,若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2,假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R,下列说法正确的是（）A. 粒子带正电荷REBB. 粒子分裂前运动速度大小为gC. 粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向D. 粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R7. 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

5、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D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa8. 如图所示，两平行直导线cd和ef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A. b点的磁感应强度为零B. ef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

6、受到的安培力方向不变9. 如图所示，在以原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场，A、C、D为磁场边界上的点，A、C为边界与坐标轴的交点，OD连线与x轴负方向成45°。一带负电粒子从A点以速度v沿AC方向射入磁场，恰好从D点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（A.里B.旦C.墅2v4v4v5rD.2v10. 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SH11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（nrrA. 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.

7、 以上说法都有可能11. 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），磁感应强度大小为B,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

8、磁场区域，射入点与ab的距离为R.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）（qBRA.-2mBqBRm3qBRC.2m13. 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P1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. 线圈绕P1转动时的电流等于绕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arbrcrdD. 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. 2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型

9、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。分别加速觉核和氮核，下列说法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15. 质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（）MMMMAU广'if匕/A. M带正电，N带负电B. M的速度率小于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功D. M的运行时间等于N的

10、运行时间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（）,T-A. t万时，线圈广生的电动势取大C.0T过程中，线圈产生的电动势增大418. 下列说法正确

11、的是（）B. tz时，线圈内的磁通量最大D.3IT过程中，线圈内的磁通量增大4A. 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19. 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b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的比荷为（）,B3A.一tB4B.3tBC.tBD.tB2均处于平衡状态.则两种情况下的电流之比Ii：I

12、2为A.sina:1B.1:sinaC.cosa：120. 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Ii和|2,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D. 1：cosa21. 如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l,其电阻可忽略不计。ac之间连接一阻值为R的电阻。ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B。当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为（）BlvB2fivB2

13、lvA. RB.HC.RD.R22. 如图所示，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XXXXXOxA. 1：扼B.1:2C.1:1D.2:123. 一电子以垂直于匀强磁场的速度Va,从A处进入长为d、宽为h的磁场区域如图所示，发生偏移而从B处离开磁场，若电荷量为e,磁感应强度为B,圆弧AB的长为L,则dA. 电子在磁场中运动的时间为t=VaLB. 电子在磁场中运动的时间为t=一VaC. 洛伦兹力对电子做功是BevAhD. 电子在A、B两处的速度相同24. 如图所示是磁流

14、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（）等高于体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. 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，c在纸面内向左做匀速

15、直线运动，下列选项正确的是（）A.mambmcC.mcmamb右B.mbD.mcmamcmbma【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1.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.2. A解析：A【解析】试题分析：通过在磁场中偏转知，粒子带正电.在速度选择器中，有qE=qvB.v§,只B有速度满足一定值的粒子才能通过速度选择器.所

16、以只有b、c两粒子能通过速度选择器.a的速度小于b的速度，所以a的电场力大于洛伦兹力，a向Pi板偏转.故A正确，Bmv错误.只有b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场B2,根据-,知质量大的半径qB2大，知射向Ai的是b离子，射向A2的是c离子.故C、D错误.故选A.考点：速度选择器；带电粒子在匀强磁场中的而运动3. 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-33FBIL101.0100.4N4.010N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

17、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Do4. A解析：A【解析】【详解】1当通如图中电流时，ab边、ac边受到的女培力大小为F-BIL:bc边受到的安培力大2小为FBIL,方向向上；导线框平衡，故1F1BILmg2-BILsin30，1磁场加到虚线框上方后，导线框受到的等效安培力为FBIL,方向向下，故41F2mg-BIL联立解得2F2Fim3g故A正确，B、C、D错误;故选A。5. 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

18、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=eU，解得：v号，因为电流I=nevs=nevab,解得：U.所以5-柜=-凹-，故B正确。故选B。bneenb【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洛伦兹力作用下处于平衡。6. C解析：C【解析】【详解】A. 带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力和重力平衡，即有qEmg电场力方向与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；B. 由于分裂前粒子做圆周运动的半径为R,根据洛伦兹力提供向心力可得2mvqvB-R可得q

19、BRvm其中q_gmE解得RgBE故B错误；CD.由于电荷量和质量均减半，所以两个粒子受到的电场力和重力仍相等，所以粒子2也做匀速圆周运动；分裂前根据洛伦兹力提供向心力可知粒子沿逆时针方向运动，分裂后粒子1仍逆时针方向运动，所以粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，由于半径变为3R,所以粒子1的速度为分裂前速度的3倍，根据动量守恒定律可知mv2|3vm2lv2解得分裂后粒子2的速度为v2v根据左手定则可知粒子2也沿逆时针方向做匀速圆周运动，分裂后粒子2的速度小于粒子1的速度，粒子2做匀速圆周运动的半径小于3R,故C正确，D错误；故选Co7. D解析：D【解析】【详解】由图知电流从左向右流动，因此

20、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=eEeU,故F洛=eU，故D正确，由evBeU则电压UavB，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误.8. 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

21、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：D9. B解析：B【解析】【分析】【详解】做出运动的轨迹图，可知速度的偏转角为*土(*=45+90:=135;粒子在磁场中运动的时间为t135T3<3604v故选B。0110. 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Bo11. D解析：D【解析】鞭炮炸响的瞬间，因内力远大于外力，故系

22、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.12. B解析：B【解析】【分析】【详解】R带电粒子从距离ab为R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，ce为射入速度所在直线，d为射出点，射出速度反向延长交ce于f点，磁场区域圆心为O,带电

23、粒子所做圆周运动圆心为O',贝UO、f、O'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F洛=Fn得qvB=2mvR解得qBRv=ma.qBR,与结论不相符，选项A错误；2mB.，与结论相符，选项B正确；mC. 四坚，与结论不相符，选项C错误;2mD.卖理，与结论不相符，选项D错误;故选B。13. A解析：A【解析】【分析】【详解】AB.根据E=B«S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adcrbra,故C错误；D. 由于线圈

24、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。14. B解析：B【解析】【分析】【详解】_2mA.粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，周期T，觉核和氮核的比何相等，贝U两qB粒子在磁场中运动的周期相同，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AC错误；B. 根据2VqvBm一r可得qBRVmaxm由于觉核和氮核比荷相同，且加速器的半径也相同，因此它们的最大速度也相同，故B正确；D. 最大动能2221 2qBREk-mvmax2

25、2m高频电源的频率与粒子最大动能无关，故D错误。故选B。15. D解析：D【解析】【详解】A. 由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故选项A不符合题意;B. 粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力则有：2VqvBm一r解得速度的大小为v四，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故选项B不符合题意;2m、一,，、皿T-,M运行时间等于C. 洛伦兹力始终与速度的方向垂直，洛伦兹力对M、N不做功，故选项C不符合题意;D. 粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为N的运行时间，故选项D符合题意。16. D解析：D【解析】【分析】【详解】若开始qB（Eq则

26、弹力方向向左qB+Ar=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处斜率最大，即线圈产生的电动势也最大，故A正确，C错误；BD.根据BS可知，在t-和3-时，线圈内的磁通量最大，故BD错误。故选A。18. D解析：D【解析】【分析】【详解】A.若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Do19. A解析：A【解析】画出粒子的运动轨迹如图，BX2 2m2m2,则有t=1.5T,则