2021届高三专题练习-磁场 解析版

1、 /172021届高三专题训练专题十、磁场一、选择题（江淮十校2021届高三第一次联考）（多选）如图所示，在水平边界上方有磁感应强度大小为OP、方向垂直纸面向外的匀强磁场B,距离为2m,PQ是一足够长的挡板，OP延长线与PQ的夹角为0，粒子打在挡板上均被吸收。在0、P之间有大量质量、电荷量和速度都相同的粒子，速度方向均垂直于边界0P,且在纸面内。其中从0P中点射入的粒子恰能垂直打在挡板上（不计粒子重力及其相互作用）。则下列说法正确的是（）当时0=30。，PQ上被粒子打中区域的长度为力亍m当时0=30。，PQ上被粒子打中区域的长度为2m2,;3当时0=60。，PQ上被粒子打中区域的长度为一亍m当

2、时0=60。，PQ上被粒子打中区域的长度为1m【答案】AC（湖南省五校联考）正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子（不计重力）以一定速度从AB边的中点M沿既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从AD边的中点N射出。若将磁感应强度B变为原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射出磁场的位置是（）NQ*KKKMMKX賈托狀黑KXXA点ND之间的某一点CD之间的某一点BC之间的某一点【答案】A【解析】丄粒子射入磁场中做匀速圆周运动，第一次轨迹的圆心在N点，半径为正方形边长的，若将磁感应“强度B变为原来的2倍，根据半径公式八可知，半径变为正方形边长的，由几何知识得知,粒子转动半周

3、从A点射出磁场。故选：A。(安徽蚌埠市2021届高三上学期第一次质量监测)如图所示，边长为L的正方形CDEF区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，一个比荷为k的带电粒子以大小为v的速度由C点进人磁场，速度方向与CD边的夹角9=60，经磁场偏转后从DE边垂直DE射出，粒子的重力不计，则磁场的磁感应强度为()A.v2kL、,；3v3kL3vC.2kLvD.kL【答案】C（安徽蚌埠市2021届高三上学期第一次质量监测）（多选）已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比。如图，两根平行长直通电导线L、L中的电流强度分别为I和21,此时L受到的磁场力大

4、小为F。现将另一根长直通121电导线气平行放在.外侧，三根导线间距相等且处于同一平面，.受到的磁场力大小变为2F，则气中的电流强度大小可能是（）A/A?/厶厶匚A.2IB.4IC.6ID.8I【答案】AC（2021届安徽省六校教育研究会高三（上）第一次素质测试）（多选）如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abed，e是ad的中点，/是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子（不计重力），粒子恰好从e点射出。若改变粒子的速度，粒子将从不同点射出磁场，则（）d若粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出若粒子的速度增大为原来的三倍，将从/点射出若粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变

5、为原来的二倍，将从d点射出只改变粒子的速度使其分别从e、d、/点射出时，从/点射出所用时间最短【答案】ADv2qvB=mr解得mvr=一qB可知，转动半径尸与速度v成正比。若粒子的速度增大为原来的二倍，那么半径也将变为原来的两倍，如图所示，转过的圆心角弧度不变，所以粒子会从d点射出。故A正确；若粒子的速度增大为原来的三倍，那么半径也将变为原来的三倍，如图所示，将从点和d点之间射出。故B错误；若粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，那么半径将变为原来的二分之一，如图所示，将从ae中点射出。故C错误；只改变粒子的速度使其分别从e、d、/点射出时，如图所示，从e、d点射出时，走过的圆心角兀

6、兀弧度都是-，所用时间相同，但从/点射出时，弧度小于-，所以时间最小。故D正确。故选AD。如图所示，两根长为L的平行直导线P、Q固定在水平面上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。当导线中通入图中所示方向大小相等的电流I时，两导线所受安培力均为0。现将导线Q中的电流反向，大小不变，导线P受到的安培力为（）LLiAA.BILB.2BILC.3BILD.4BIL【答案】B（2020北京市海淀区高三下学期一模）如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于导线的方向射出。若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，虚线上某点所画

7、有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向，则如图所示的图景中可能正确的是（）答案】B解析】根据右手螺旋定则可知，在导线右侧磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的方向向左，因此粒子向左侧偏转，CD错误；由于洛伦兹力不做功，因此运动过程中粒子速度大小不变,5/17 /17B正确，A错误。故选Bo（2020北京市朝阳区高三下学期一模）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记

8、为Q;在Q点附近的地面上，找到与Q点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场方向与地面夹角为45的b、c两点，测得b、c两点距离为厶由此可确定（）J2金属管线在EF正下方，深度为二L21金属管线在EF正下方，深度为-LJ2金属管线的走向垂直于EF,深度为二L2金属管线在EF正下方，深度为L【答案】B【解析】用测量仪在金属管线附近的水平地面，上找到磁感应强度最强的某点，记为a,说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF,故说明这些点均离电流最近，根据电流应该时是平行EF,画出左侧视图，如图所示b、c间距为厶且磁场方向

9、与地面夹角为45,故深度为L，故A正确，BCD错误。故选:A。（2020北京市顺义区牛栏一中高三下学期3月模拟）如图中PQ是匀强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与PQ垂直的速度射出，动能是E，该粒子在磁场中的运k1动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨道半径之比是10:9，若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是A.该粒子的动能增加了81100Ek1B.该粒子的动能减少了19100Ek1C.该粒子做圆周运动的周期减小10D.该粒子最多能穿越金属板6次【答案】B【解析】ABD.根据:v2Bvq=mr可得：mvqB所以：vr10r9即：9v

10、=v2101又因为动能表达式：1=mv22所以开始的动能为：Ek11=mv22i穿过金属板后的动能：Ek21=mv222811xmv21002i81100Ek1粒子每穿过一次金属片损失的动能：19AE二E-E二Ek2k1100k1所以有：En=ki=AE100k1即该粒子最多能穿过的金属板的次数为5次；故B正确，AD错误;带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，根据:v2qvB=mR可得：2兀mqB可知周期与速度无关，故C错误。故选B。（2021年普通高等学校招生全国统一考试优化卷）等边三角形abc的顶点处分别固定有三根垂直纸面的长直导线，先在a、b中通以大小为I、方向向里的恒定电流，如图所示，此时

11、三角形几何中心0处的磁感应强度大小为B，然后保持a、b中电流不变，在c中通以大小也为I、方向向外的恒定电流，则0处的磁感应强度大小为（）f、/o人-x1*jQL丄卜hftflnA.0B.BD.2B【解析】根据右手判定磁场方向，贝9假设a在O点产生的磁场的大小为几，方向垂直于Oa连线斜向下，因ab两根导线中通有相等电流，且ab两导线与0点的距离相等，则b在0点产生磁场的大小也为，方向垂直于Ob连线斜向上，因abc为等边三角形，0为三角形的几何中心，则两根导线产生的磁场方向的夹角为亠，所以ab两根导线在0点产生合磁场大小为则再=儿，当c中通入大小相等的电流时，根据右手判定磁场方向，磁场方向水平向右

12、，与ab两根导线产生的合磁场方向一致，因c导线与0点的距离等于ab导线与0点的距离，所以0处的磁场大小为故ABC错误，D正确。【答案】D（2021年普通高等学校招生全国统一考试优化卷）如图所示，在半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，虚线是该匀强磁场区域在纸面内的边界。一带正电的粒子从边界上的A点以速度V垂直磁场方向射入磁场区域，v与半径OA的夹角为，射出磁场时，粒子速度方向改变了1,不计粒子重力，粒子在磁场中运动的时间为（）cf由题意可知sc册，则由几何关系可得=120由于貝M為等腰三角形，所以刀2=3（1又由题意可知貝“=Gn所以又可得加锐由几何关系可知也为等腰三角勉i殳粒子的

13、轨迹半g为陥则由三角形知识有:AD2Rcon:如2rct/s3(可得：r=RAl2Ca”1XRHRf=j=x=则可知粒子在醯场中的运动时间対：3（i（JO3电加，故怔确，妙鳴【答亲】作出粒子的轨迹如團所示;（2021北京市人大附中高三上学期开学考试）如图所示，圆心角为90的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b,以不同的速度先后从P点沿ON方向射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场。不计粒子所受重力及粒子间相互作用。粒子a、b在磁场中运动过程，下列说法正确的是（）粒子a带正电，粒子b带负电粒子a在磁场中的运动时间短粒子a、b的加

14、速度大小之比为1：5粒子a、b的速度大小之比为5：1【答案】C【解析】带电粒子a从M点射出，由左手定则可知，粒子a带负电，带电粒子b从N点射出，由左手定则可知，粒子b带正电，故A错误；两粒子的运动轨迹如图所示由图可知，粒子a在磁场中运动时的偏转角大于粒子b的偏转角，由公式02nm0mt=x=2nqBqB可知，粒子a在磁场中的运动时间长，故B错误;CD.设OM=R，由几何关系可知R4r2二R2+(r)2bb2解得r二Rb4由公式由牛顿第二定律得加速度得v2qvB=mrmvqBvavbRr_4_1厂5R=5bTqvB二ma得则故C正确，D错误。故选CoqvBa=mav1avbb（2021四川省宜宾

15、市叙州区一中高三上学期开学考试）（多选）如图所示，半径为人的半圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为5质量均为加，带电量大小均为q的甲、乙两粒子从圆心O处向上先后射入匀强磁场中，两粒子的速度方向垂直直径ab，也垂直于匀强磁场,结果甲粒子在磁场中运动的偏转角为90，乙粒子在磁场中运动的偏转角为180，不计粒子的重力则甲乙两粒子的速度之比可能为C.1D.A.2、：2B.y2【答案】AB【解析】甲粒子在磁场中运动的偏转角为90,弦切角为45。，根据公式Rsin45=r甲得，R丫匚mv乙粒子在磁场中运动的偏转角为180。可知2R,r乙2。故ab正确cd错误。v乙故选：AB。二、计算题(2021山西省大同市高三上学期学情调研)如图，直线MN上方有垂直纸面向里的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为5质量为加，电荷量为q(q0区域，磁感应强度的大小为B0；x1).一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿x轴正向