高考物理电磁学知识点之磁场知识点

高考物理电磁学学问点之磁场学问点(5)一、选择题电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积)。为了简化，假设流量计是如下图的横截面为长方形的一段管道，其中空的局部的长、宽、高分别为图中的a、b、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，流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )I(bRc) I(aRb)B aI a

B cI bcB(cRb) D．B(R a)12 1 如下图，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ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从磁场分界限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限MN成60角，经过t时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω、ω，则( )12 1 A．ω1∶ω2＝1∶11 C．t∶t＝1∶1

B．ω1∶ω2＝2∶11 D．t∶t＝2∶1 如下图，匀强磁场的方向垂直纸面对里，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.假设该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个微粒，最终打到屏MN上．假设两个微粒所受重力均无视,则微粒运动的( )pb,tpc,tpatpb,t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运动。电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面对外。粒子圆周运动的半径为R，假设A时沿水平方向分裂成两个粒子12，假设粒子质量和电量都恰好均1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，以下说法正确的选项是〔〕粒子带正电荷B．粒子分裂前运动速度大小为

REBgC2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向D23R以下关于教材中四幅插图的说法正确的选项是〔 〕图甲是通电导线四周存在磁场的试验。这一现象是物理学家法拉第通过试验首先觉察B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频沟通电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属C．图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈暴露的两端帮助测量，李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理如图为洛伦兹力演示仪的构造图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面对外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调整．以下说法正确的选项是( )仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大e如下图，ABCam的电子以速度v0AAB边射出〔电子重力不计〕，欲使电子能经过ACB的取值为A．B＜

3mv0ae

B．B＜

2mv0ae

C．B＞

3mv0ae

D．B＞

2mv0ae如下图，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到M点的右下方N点，关于小球由M到N的运动，以下说法正确的选项是〔 〕小球可能做匀变速运动C．小球动量可能不变

小球肯定做变加速运动D．小球机械能守恒如下图，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ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面对里cd导线受到的安培力方向向右同时转变了导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变三根平行的长直导体棒分别过正三角形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，方向如下图．则三角形的中心O处的合磁场方向为( )ABAB

BCDOCa、b、c平行且垂直纸面放置，其横截面如下图，a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点，∠c＝90，∠a＝37。a、bI1、I2，ca、ba、b连线平行。通电长直导线在四周某点产生的磁Bk

I，k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离，sin37r＝0.6。以下说法正确的选项是〔〕a、b中电流反向I1I216：9a、b中电流同向I1I24：3a、b中电流同向I1I216：9a、b中电流反向I1I24：3R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)B，q(q>0)mab的方向射入R磁场区域，射入点与ab的距离为2

.粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( )qBRA．2m

qBRB．m

3qBRC．2m

2qBRD．m如图，等边三角形线框LMN由三根一样的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框M、NMN受到FLMN受到的安培力的大小为A．2F B．1.5F C．0.5F D．0争论放射性元素射线性质的试验装置如下图．两块平行放置的金属板A、B分别与a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则A．aAα射线B．aAβ射线C．aAα射线D．aAβ射线如下图，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，则这些粒子肯定具有一样的〔〕A．质量m B．初速度v C．电荷量q D．比荷qm在磁感应强度大小为B

的匀强磁场中，两长直导线P和Q平行于纸面固定放置。在两0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。以下说法正确的选项是〔 〕A．匀强磁场方向垂直纸面对里B．将导线Qa3B2 0CPa1B2 0D．将导线Qa点磁感应强度为2B0如下图，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相互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肯定有( )A．小球加速度始终减小B．小球的速度先减小，直到最终匀速C．杆对小球的弹力始终减小D．小球受到的洛伦兹力始终减小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〔 〕tT时，线圈产生的电动势最大2

tT时，线圈内的磁通量最大2C．0~TC4

3T过程中，线圈产生的电动势增大 D．4

~T过程中，线圈内的磁通量增大如下图，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θ。假设仅转变以下某一个条件，即可使得θ变大的是〔 〕两悬线等长变短C．磁感应强度变小

金属棒质量变大D．棒中的电流变大如下图，在x轴上方的空间存在着垂直于纸面对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。一个离子以速率v由O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，由此可推断〔 〕A．这个离子带负电BB．y2q vC．离子的比荷为

＝m LBDyy轴右侧运动的时间的一半如下图，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b点射出。以下说法正确的选项是粒子带正电粒子在b点速率大于在a点速率C．假设仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D．假设仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短如图，一束电子沿z轴正向流淌，则在图中y轴上A点的磁场方向是〔 〕A．+x方向 B．﹣x方向 C．+y方向 D．﹣y方向23．2023年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子盘旋，该盘旋是我国目前自主研制的能量最高的质子盘旋。图示为盘旋原理示意图，现将两个相同的盘旋置于一样的匀强磁场中，接入高频电源。分别加速氘核和氦核，以下说法正确的选项是〔 〕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一样D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能如下图,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,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,以下说法正确的选项是()A．粒子肯定带负电B．粒子的速度大小v=B/EC．假设粒子速度大小转变,粒子将做曲线运动D．假设粒子速度大小转变,电场对粒子的作用力会发生转变lm的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中abac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力F；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F。1 2导线框中的电流大小为〔〕FFA．1 2

FFB．2 1

2(F1

F)2

2(F2

F)1Bl Bl Bl Bl【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】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局部)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。甲 乙由受力平衡得电源电动势

qvB＝qEc流量R，由闭合电路欧姆定律得又知导电液体的电阻

E＝BvcQ＝Sv＝bcvE＝I(R＋r)r

lc由以上各式得

S abQI(bRc)应选A。2．D解析：D【解析】【详解】AB．由洛伦兹力充当向心力可知依据线速度和角速度关系可得

B aqvBmv2R联立解得则可知，角速度与磁场成正比，故

vR=qBmAB错误；

:1 2

1:2CD．粒子在两磁场中运动轨迹如下图，粒子在两磁场中转过的圆心角均为120，由T=2m可知，粒子在I中的周期为II中周期的2qBt T360可知故C错误，D正确。应选D。

t:t1

2:13．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，可推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Bqvmv2

P，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，r qB qB2m故轨迹应为pa，因周期T 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RmvBq

2m，周期公式T ，运动时间公式tBq

T，知道粒子在磁场中运动半径和2速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何学问分析解题，4．C解析：C【解析】【详解】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；由于分裂前粒子做圆周运动的半径为R，依据洛伦兹力供给向心力可得qvB可得

mv2RvqBRm其中qgm E解得故B错误；

vRgBECD．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；分裂前依据洛伦兹力供给向心力可知粒子沿逆时针方向运动，分裂后粒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，13倍，依据动量守恒定律可知mvm3vmv2的速度为

2 2 2v v22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12做匀速圆周运动的半径小于3R，故C正确，D错误；应选C。5．D解析：D【解析】【分析】【详解】A．图甲是通电导线四周存在磁场的试验，争论的电流的磁效应，这一现象是物理学家奥斯特首先觉察，选项A错误；B．图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频沟通电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属，选项B错误；C．图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间，刘伟觉得有电击感，这是电磁感应现象中的自感现象，选项C错误；D．图丁在运输时要把两个接线柱连在一起，产生了闭合回路，目的保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，选项D正确。应选D。6．B解析：B【解析】【分析】此题主要考察了洛伦兹力、动能定理、圆周运动．依据动能定理表示出加速后获得的速度，然后依据洛伦兹力供给向心力推导出半径的表达式，利用速度公式推导出周期表达式，增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增加，当提高电子枪加速电压，速度增大，并结合以上公式即可解题．【详解】电子在加速电场中加速，由动能定理有：eU

12mv2，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力供给向心力，有：eBvmv2

mv，解得：r

1 2mU

，那么周期T2m,

r eB B e为： eB

当增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增加，半径在减小，周期变小，故AC错误；当提高电子枪加速电压，速度增大，电子束的轨道半径变大、周期不变，故B正确，D错误．7．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，如下图：由几何学问得：解得：

2Rcos30=a，3aR 3a3欲使电子能经过AC边,必需满足：R 3a3而v2evBm 0，r得：mv解得：

R 0，eB3mv0aeB3mv0ae3mv03mv0

ae2mv

．故A项错误；B＜

ae0．故B项错误；B＞

3mv3mv2mv

0．故C项正确；B＞8．B解析：B

ae0．故D项错误．【解析】【分析】【详解】A．小球受到重力、电场力和洛伦兹力作用，假设速度大小变化，则洛伦兹力变化，合力变化，所以小球不行能做匀变速运动，故A错误；B．小球向下偏转，则初始时刻合力肯定向下，又由于肯定是曲线运动，因此洛伦兹力方向肯定变化，所以小球合力肯定变化，肯定做变加速运动，故B正确；C．由于小球肯定做变加速运动，由动量定理可知，小球的动量肯定变化，故C错误；D．小球运动过程中电场力做负功，所以机械能削减，故D错误。应选B。9．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对外.所以由矢量合成知b处的磁感应强度垂直纸面对外.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对外，故B错误:由左手定则知.cd导线受到的安培力方向向左.C错误:由题意可知，cd导线所处的位置磁场方向发生转变，但同时自身电流方向也发生转变，由左手定则知cd导线所受安培力方向不变.故D正确综上所述此题答案是：D10．A解析：A【解析】【分析】由题意可知考察磁感应强度的矢量性，依据右手螺旋定则及磁感应强度的矢量性分析可得。【详解】AOBCCB，BO产生的磁ACACCOABAB，由于三导线电流O点的距离一样，依据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB，由A指B。A．由前面分析可知合磁场方向平行于ABAB故A正确BCDABABBCD错误。【点睛】0处磁感应强度的大小，再矢量求和可求得合磁场的方向。11．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ca、ba、b连线ab中电流方向相反，c受力分析如下图：竖直方向平衡得：1 1依据几何关系得：

k Irarac

sin37k Irbrbc

sin53联立解得：

r rac r rbc

cos37cos53I 16Ia9ba、b中电流反向,I1I216：9与分析相符，故A正确；a、b中电流同向,I1I24：3与分析不符，故B错误；a、b中电流同向,I1I216：9与分析不符，故C错误；a、b中电流反向,I1I24：3与分析不符，故D错误。12．B解析：B【解析】【分析】【详解】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，dcef点，磁场区域圆心为O，带电粒子所做圆周运动圆心为O′，则O、f、O′在一条直线上，由几何关系得R，由FqvB＝

＝Fn得洛mv2R洛解得qBRv＝mqBR，与结论不相符，选项A错误；2mqBRm

，与结论相符，选项B正确；3qBRC．2m2qBR

，与结论不相符，选项C错误；D． ，与结论不相符，选项D错误；m应选B。13．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R:R1 2

2R:R2:1，依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II 1:2．如以下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，依据安培力计1 2算公式

FILB

，可知

F:FI:I1 2

1:2，得

F1F2

，依据左手定则可知，两力方向一样，故线框

LMN

所受的合力大小为

FF

32F，故此题选B．14．B解析：B【解析】【分析】【详解】从图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子的竖直位移小于到达md2md2qUxv0

tv0

，两个粒子初速度v0一样，两极板间电压U一样，放射源与两极板的d2

m也一样，而电子的q

小，所以电子的竖直位移小，故到达A极板的是射线，A极板带正电，a为电源的正极，应选项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，依据公式分析该位移与比荷的关系，再结合图示进展比较推断．15．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：qvBqEBEv速度一样，所以B正确的，A，C，D错误．应选B．

E，知粒子的B【点睛】解决此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．16．C解析：C【解析】【分析】【详解】P和Q所产生的磁场方向依据安培右手定则可得都垂直纸面对里，所以匀强磁场方向应当垂直纸面对外，纸面内与两导线等距离的a点处的磁感应强度为零，所以每根导线在a1B。2 0匀强磁场方向应当垂直纸面对外，故A错误；1将导线Qa点磁感应强度应为B

3B

，故B错误；2 0 2 0Pa1B

，C正确；2 0将导线QaB

而非2B

，故D错误。0 0应选C。17．D解析：D【解析】【分析】假设开头则弹力方向向左假设开头则弹力方向向左，随着速度减小，弹力增大，摩擦力增大，则加速度增大，A错．小球速度始终在减小，B错．依据前面可知，C错．小球所受洛伦兹力〔f=qvB〕由于速度始终减小所以洛伦兹力也始终减小，D对18．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、圈产生的电动势也最大，故A正确，C错误；

T2、T处斜率最大，即线BD．依据BS可知，在tT3T4 4

时，线圈内的磁通量最大，故BD错误。应选A。19．D解析：D【解析】【分析】【详解】导体棒受力如以下图所示可得tan F BILmg mgA．两悬线等长变短，不是导线变短，故θ不变，故A错误；B．金属棒质量变大，则θ变小，故B错误；C．磁感应强度变小，则θ变小，故C错误；Dθ变大，故D正确。应选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，洛伦兹力供给向心力，由牛顿其次定律得v2qvBmR得RmvqBy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；2CyL，依据2qvBmv2L2解得q2v故C错误；D．离子做圆周运动的周期T

2mqB

m LB，则2πm T

2πm

=4πmy轴左侧的运动时间

T ，左右 qB左t =T左

q=πm

B qB2y轴右侧的运动时间

左 4 qBTt = 右T

=πm右 2 qB则t t左 右故D错误。应选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，依据qvBmv2确定粒子运动半径和运动时间。r由题可知，粒子向下偏转，依据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在ba点速率相等，故B错误