2022届高考物理一轮复习习题磁场含有答案

2022高考物理一轮习题磁场含有答案

专题复习：磁场

一、选择题。

1、（双选）如图所示，Oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在

匀强电场和匀强磁场，电场方向和磁场方向都与x轴平行。从y轴上的M点（0,

H,0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xOz平面

上的N（c,0,b）点（c>0,b>0）o若撤去磁场则小球落在xOy平面的P（L,0,0）

点（L〉0）,已知重力加速度为g。则（）

y

.W.0,0）

°N（c,0、b）

A.匀强磁场方向沿x轴正方向

B.匀强电场方向沿x轴正方向

mqL

C.电场强度的大小E=」一

qH

।H，24-Ir

D.小球落至N点时的速率v=：2g—三—

2、（多选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁

垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）

袅”旅缀;晨

A.磁铁对桌面的压力增大

B.磁铁对桌面的压力减小

C.磁铁受到向右的摩擦力作用

D.磁铁受到向左的摩擦力作用

3、如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个

等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，。为等边三角形的

中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点.已知三根导线中的电流形成

的合磁场在。点的磁感应强度大小为B”在M点的磁感应强度大小为B2,若

撤去导线ef,而ab、cd中电流不变，则此时N点的磁感应强度大小为（）

bXd

•N

/•\

/O\

0,、C

~'7\

B1+B2Bi—B2

A.B1+B2B.Bi-B?C.2D.2

4、（多选）一金属条放置在相距为d的两金属轨道上，如图所示。现让金属条以

vo的初速度从AA，进入水平轨道，再由CC进入半径为［的竖直圆轨道，金属条

到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v,完成圆周运动后，再回到水平轨道上，

整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接

触良好。已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I,方向如图中所示，

整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B,A、C间的距离为L,

金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动。重力加速度为g，则由题中信息可以求

出（）

A.金属条的质量

B.金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向

C.金属条运动到DD时的瞬时速度

D.金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数

5、如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系

为BI=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从0点垂直MN进入Bi磁场,

则经过多长时间它将向下再一次通过0点（）

M..0..N

B2

2兀m2兀m2兀mTim

A.

询B・7cq@+B2）D.q（Bi+B2）

6、如图所示，某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁

场方向垂直纸面水平向里。一带电微粒由a点以一定的初速度进入电磁场，刚好

能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是（）

XBX”

XX

X、X

A.微粒可能带正电，也可能带负电

B.微粒的动能可能变大

C.微粒的电势能一定减小

D.微粒的机械能一定不变

7、（多选）粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导

线中通有大小相同、方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块

（电性未知）以某一初速度v沿两导线连线的中垂线射入，运动过程中滑块始终未

脱离水平面，下列说法正确的是（）

A.滑块所受洛伦兹力方向沿垂直平分线与速度方向相同

B.滑块一定做匀变速直线运动

C.两导线之间有相互作用的引力

D.两导线之间有相互作用的斥力

8、（双选）如图所示，有一垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度

为B,其边界为一边长为L的正三角形（边界上有磁场），A、B、C为三角形的三

个顶点。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），以速度丫=吗詈从

AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，然后从BC边

上某点Q射出。若从P点射入的该粒子能从Q点射出，则（）

1+小

A.PB</L

C.QB雪LD.QB<|L

*9、（多选）如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直

平分线上，则下列说法正确的是（）

•c

——1|--------

A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处

B.磁感线最密处为B处，最疏处为C处

C.小磁针在B处和A处N极都指向左方

D.小磁针在B处和C处N极都指向右方

*10、如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于。点，在磁铁的正下方有一水平放置的长

直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（）

A.静止不动

B.向纸外平动

C.N极向纸外，S极向纸内转动

D.N极向纸内，S极向纸外转动

*11、（双选）如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行

的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场，取垂

直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰好静止，若B按如

图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是（）

A.在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动

B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动

C.在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小

D.在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

12、如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电

荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（）

XXXx西广东

A.无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点

B.无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长

C.若小球带负电荷，小球会落在更远的b点

D.若小球带正电荷，小球会落在更远的b点

13、（多选）劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示.置

于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可

忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f,加速电压

为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速，

且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是（）

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2兀Rf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为啦：1

D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,仍用该回旋加速器释放质量为m的质

子，则最大动能不变

14、在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带

电粒子（重力不计）从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（）

A.一定带正电

.E

B.速度v=^

D

F

C.若速度v>?粒子一定不能从板间射出

D

D.若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动

15、(双选)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈

中电流为I,线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直

于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电

压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k等，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件

B.若电源的正负极对调，电压表将反偏

C.IH与I成正比

D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比

二、非选择题

16、半径为a的圆内圆心处有一带正电粒子,t=0时朝某方向以速率v向外运动,

粒子比荷为k,圆外有垂直圆平面向里的环形磁场，如图所示，磁感应强度大小

为8=白，如果粒子恰好不能穿过环形磁场。求:

/XXXX、

/xXXXXx\

4X纷升X4

XX>7占YXX

XX<07xXX1

年Xxx~xXXy

\xXXXX/

XXX/

(1)环形磁场的面积;

⑵粒子的运动周期T。

17、现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所

示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度均为d。电场强度

为E,方向水平向右；磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界

互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1

层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力

及运动时的电磁辐射。

第1层第2层第〃层

___A___

1------►!XX------►(XXXX

；_JxX___JXXXX

：」XX；XXXX

[xx

/；xXXX

1------►!

•IXX^XXXX

；-----►:XX—XXXX

}——A：XX——►：XX——►XX

(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度V2的大小与轨迹半径r2o

(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为仇，试

求sinOn。

(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下,

也进入第n层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简

要推理说明之。

2022高考物理一轮习题磁场含有答案

专题复习：磁场

一、选择题。

1、(双选)如图所示，Oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在

匀强电场和匀强磁场，电场方向和磁场方向都与x轴平行。从y轴上的M点(0,

H,0)无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xOz平面

上的N（c,0,b）点（c〉0,b>0）o若撤去磁场则小球落在xOy平面的P（L,0,0）

点（L〉0）,已知重力加速度为g。则（）

y

""■九0,0；'

A.匀强磁场方向沿x轴正方向

B.匀强电场方向沿x轴正方向

mqL

C.电场强度的大小E=一一

qH

।H?+/「

D.小球落至N点时的速率v=；2g一5一

【答案】C、D

2、（多选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁

垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）

A.磁铁对桌面的压力增大

B.磁铁对桌面的压力减小

C.磁铁受到向右的摩擦力作用

D.磁铁受到向左的摩擦力作用

【答案】BC

3、如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个

等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示，。为等边三角形的

中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点.已知三根导线中的电流形成

的合磁场在O点的磁感应强度大小为B”在M点的磁感应强度大小为B2,若

撤去导线ef,而ab、cd中电流不变，则此时N点的磁感应强度大小为（）

b\d

•N

/•\

/0\

a/\c

~~P,

B1+B2Bi—Bz

A.B1+B2B.Bi—B2C.2D.2

【答案】C.

4、（多选）一金属条放置在相距为d的两金属轨道上，如图所示。现让金属条以

vo的初速度从AA，进入水平轨道，再由CC进入半径为r的竖直圆轨道，金属条

到达竖直圆轨道最高点的速度大小为V,完成圆周运动后，再回到水平轨道上，

整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接

触良好。已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I,方向如图中所示，

整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B,A、C间的距离为L,

金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动。重力加速度为g,则由题中信息可以求

出（）

A.金属条的质量

B.金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向

C.金属条运动到DD，时的瞬时速度

D.金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数

【答案】ABD

5、如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系

为BI=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从0点垂直MN进入Bi磁场,

则经过多长时间它将向下再一次通过0点（）

M..0..N

B2

2兀m27tm27rm7rm

BC

A，qB?-词-q(Bi+B2)D。q(Bi+B2)

【答案】B

6、如图所示，某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁

场方向垂直纸面水平向里。一带电微粒由a点以一定的初速度进入电磁场，刚好

能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是（）

A.微粒可能带正电，也可能带负电

B.微粒的动能可能变大

C.微粒的电势能一定减小

D.微粒的机械能一定不变

【答案】C

7、（多选）粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导

线中通有大小相同、方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块

（电性未知）以某一初速度v沿两导线连线的中垂线射入，运动过程中滑块始终未

脱离水平面，下列说法正确的是（）

A.滑块所受洛伦兹力方向沿垂直平分线与速度方向相同

B.滑块一定做匀变速直线运动

C.两导线之间有相互作用的引力

D.两导线之间有相互作用的斥力

【答案】BD

8、（双选）如图所示，有一垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度

为B,其边界为一边长为L的正三角形（边界上有磁场），A、B、C为三角形的三

个顶点。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），以速度v=R醇从

AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，然后从BC边

上某点Q射出。若从P点射入的该粒子能从Q点射出，则（）

c

l+S2+小

A.PB</LB.PB<JL

C.QB呼LD.QB<^L

【答案】BD

*9、（多选）如图为通电螺线管。A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直

平分线上，则下列说法正确的是（）

•c

——1|---------

A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处

B.磁感线最密处为B处，最疏处为C处

C.小磁针在B处和A处N极都指向左方

D.小磁针在B处和C处N极都指向右方

【答案】BC

*10、如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于。点，在磁铁的正下方有一水平放置的长

直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（）

A.静止不动

B.向纸外平动

C.N极向纸外，S极向纸内转动

D.N极向纸内，S极向纸外转动

【答案】C.

*11、（双选）如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行

的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场，取垂

直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰好静止，若B按如

图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是（）

甲乙

A.在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动

B.在最初的一个周期内，导线一直向左运动

C.在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小

D.在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

【答案】AD

12、如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电

荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（）

A.无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点

B.无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长

C.若小球带负电荷，小球会落在更远的b点

D.若小球带正电荷，小球会落在更远的b点

【答案】D

13、（多选）劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示.置

于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可

忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f,加速电压

为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速，

且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是（）

离子'

出口处

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2?rRf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为明：1

D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,仍用该回旋加速器释放质量为m的质

子，则最大动能不变

【答案】ACD

14、在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带

电粒子（重力不计）从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（）

A.一定带正电

E

B.速度丫=百

E

C.若速度v>?粒子一定不能从板间射出

D

D.若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动

【答案】B

15、（双选）如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈

中电流为I,线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直

于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电

压表测出的霍尔电压UH满足：UH=J手，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件

两侧面间的距离.电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略，则（）

A.霍尔元件前表面的电势低于后表面

B.若电源的正负极对调，电压表将反偏

C.IH与I成正比

D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比

【答案】CD.

二、非选择题

16、半径为a的圆内圆心处有一带正电粒子,t=0时朝某方向以速率v向外运动,

粒子比荷为k,圆外有垂直圆平面向里的环形磁场，如图所示，磁感应强度大小

为8=三，如果粒子恰好不能穿过环形磁场。求:

(1)环形磁场的面积；

(2)粒子的运动周期T。

【答案】(1)2兀(啦+1后2⑵T(3兀+4)

、，,一V2

【解析】(1)带电粒子进入磁场中运动qvB=m;,

可得r=a；

当其运动轨迹恰好与磁场的外边界相切时恰好不能从磁场离开，如图所示。由几

何关系可得磁场外边界的半径R=(啦+l)a,环形磁场面积

222

S=n(R-r)=271(^2+l)ao

(2)粒子在完成［轨迹时，做匀速运动的时间ti=§,

3a

T27r

其在磁场中的时间=4TV

粒子的运动周期T=4(ti+t2)=：(3无+4)。

17、现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所

示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度均为d。电场强度

为E,方向水平向右；磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界

互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1

层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力

及运动时的电磁辐射。

第1层第2层第〃层

，人‘、一人A

XXXX——XX

XXXX

XXXX

XXXXXX

XXXXXX

XXXX—XX

XXXX——►；XX

(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度V2的大小与轨迹半径r2o

(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为On,试

求sinOno

(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变的情况下,

也进入第n层磁场，但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简

要推理说明之。

Ed2imEdnqd

【答案】(1)2