备战2022届高考物理二轮复习练：磁场（含答案）

备战2022届高考物理：磁场二轮题附答案一、选择题。1、（双选）如图所示，带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上，两者均保持静止，置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B。已知地面光滑，A、B接触面粗糙，A所带电荷量保持不变，下列四图中关于A、B的v-t图象及A、B之间摩擦力Ff-t图象大致正确的是 ()2、已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，∠ACB＝60°，O为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为2eq\r(3)B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为2eq\r(3)B，方向垂直AB向右3、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小4、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P(3a，eq\r(3)a)点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是()A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为eq\f(4πa,t0)C．带电粒子的比荷为eq\f(4π,3Bt0)D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t05、(双选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是()甲乙A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小6、如图所示，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A．eq\f(1,4)kBl，eq\f(\r(5),4)kBlB．eq\f(1,4)kBl，eq\f(5,4)kBlC．eq\f(1,2)kBl，eq\f(\r(5),4)kBlD．eq\f(1,2)kBl，eq\f(5,4)kBl7、(多选)如图所示，直角三角形ABC内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于△ABC平面向里的匀强磁场，O点为AB边的中点，θ＝30°。一对正、负电子(不计重力)自O点沿ABC平面垂直AB边射入磁场，结果均从AB边射出磁场且均恰好不从两直角边射出磁场。下列说法正确的是()A．正电子从AB边的O、B两点间射出磁场B．正、负电子在磁场中运动的时间相等C．正电子在磁场中运动的轨迹半径较大D．正、负电子在磁场中运动的速率之比为(3＋2eq\r(3))∶98、如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O．已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A．2B．eq\r(2)C．1D．eq\f(\r(2),2)9、（双选）如图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A．电子与正电子的偏转方向一定不同B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小10、(双选)如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则()A．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转C．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动11、（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＝keq\f(IHB,d)，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12、(多选)把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是()A．硬直导线先转动，后边转动边下移B．硬直导线只能转动，不会向下移动C．硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D．在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外二、填空含实验题。13、一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力为4×10－3N，则导线中的电流强度为________A；若将导线中的电流减小为0，则该处的磁感应强度为________T.14、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针的________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相________．(填“同”或“反”)．三、解答类题。15、如图a所示，匀强磁场垂直于xOy平面，磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正)．t＝0时，一比荷为eq\f(q,m)＝1×105C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入，速度大小v＝5×104m/s，不计粒子重力．(1)求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径．(2)求t＝eq\f(π,2)×10－4s时带电粒子的坐标．(3)保持图b中磁场不变，再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2，其磁感应强度为0．3T，在t＝0时，粒子仍以原来的速度从原点射入，求粒子回到坐标原点的时刻．16、如图所示，在磁感应强度B＝1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计．ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)17、如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8kg，电荷量为q＝1.0×10－6C的带电粒子，以20m/s的速度从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝30cm，(粒子重力不计，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)若磁感应强度B＝2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离；(2)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件。备战2022届高考物理：磁场二轮题附答案一、选择题。1、（双选）如图所示，带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上，两者均保持静止，置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B。已知地面光滑，A、B接触面粗糙，A所带电荷量保持不变，下列四图中关于A、B的v-t图象及A、B之间摩擦力Ff-t图象大致正确的是 ()【答案】A、C2、已知直线电流在其空间某点产生的磁场，其磁感应强度B的大小与电流强度成正比，与点到通电导线的距离成反比．现有平行放置的三根长直通电导线，分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，∠ACB＝60°，O为斜边的中点．已知I1＝2I2＝2I3，I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B，则关于O点的磁感应强度，下列说法正确的是()A．大小为2B，方向垂直AB向左B．大小为2eq\r(3)B，方向垂直AB向左C．大小为2B，方向垂直AB向右D．大小为2eq\r(3)B，方向垂直AB向右【答案】B．3、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小【答案】A4、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P(3a，eq\r(3)a)点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是()A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为eq\f(4πa,t0)C．带电粒子的比荷为eq\f(4π,3Bt0)D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0【答案】D5、(双选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是()甲乙A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高C．图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小【答案】AD6、如图所示，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为()A．eq\f(1,4)kBl，eq\f(\r(5),4)kBlB．eq\f(1,4)kBl，eq\f(5,4)kBlC．eq\f(1,2)kBl，eq\f(\r(5),4)kBlD．eq\f(1,2)kBl，eq\f(5,4)kBl【答案】B7、(多选)如图所示，直角三角形ABC内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于△ABC平面向里的匀强磁场，O点为AB边的中点，θ＝30°。一对正、负电子(不计重力)自O点沿ABC平面垂直AB边射入磁场，结果均从AB边射出磁场且均恰好不从两直角边射出磁场。下列说法正确的是()A．正电子从AB边的O、B两点间射出磁场B．正、负电子在磁场中运动的时间相等C．正电子在磁场中运动的轨迹半径较大D．正、负电子在磁场中运动的速率之比为(3＋2eq\r(3))∶9【答案】ABD8、如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O．已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A．2B．eq\r(2)C．1D．eq\f(\r(2),2)【答案】D9、（双选）如图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A．电子与正电子的偏转方向一定不同B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小【答案】AC10、(双选)如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则()A．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入，电子将向上偏转C．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动【答案】BD11、（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＝keq\f(IHB,d)，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．12、(多选)把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b，关于导线的受力和运动情况，下述说法正确的是()A．硬直导线先转动，后边转动边下移B．硬直导线只能转动，不会向下移动C．硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直D．在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外【答案】AC二、填空含实验题。13、一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力为4×10－3N，则导线中的电流强度为________A；若将导线中的电流减小为0，则该处的磁感应强度为________T.【答案】0.050.414、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针的________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相________．(填“同”或“反”)．【答案】N同【解析】根据右手螺旋定则，螺线管的左端是S极，所以靠近螺线管的是小磁针的N极，因为螺线管内的磁场方向向右，所以将小磁针放到该通电螺线管内部时，小磁针N极指向磁场方向，即与图示位置时的指向相同。三、解答类题。15、如图a所示，匀强磁场垂直于xOy平面，磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正)．t＝0时，一比荷为eq\f(q,m)＝1×105C/kg的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入，速度大小v＝5×104m/s，不计粒子重力．(1)求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径．(2)求t＝eq\f(π,2)×10－4s时带电粒子的坐标．(3)保持图b中磁场不变，再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2，其磁感应强度为0．3T，在t＝0时，粒子仍以原来的速度从原点射入，求粒子回到坐标原点的时刻．【答案】(1)1m(2)(3．41m，－1．41m)(3)t1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)＋2nπ))×10－4st2＝2(n＋1)π×10－4s(n＝0，1，2，3，…)解析：(1)带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向力心，qvB1＝meq\f(v2,r)r＝1m．(2)带电粒子在磁场中运动的周期，T0＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2π,5)×10－4s在0～eq\f(π,4)×10－4s过程中，粒子运动了eq\f(5T0,8)，圆弧对应的圆心角，θ1＝eq\f(5π,4)在eq\f(π,4)×10－4s～eq\f(π,2)×10－4s过程中，粒子又运动了eq\f(5T0,8)，圆弧对应的圆心角，θ2＝eq\f(5π,4)轨迹如图1所示，根据几何关系可知，横坐标：x＝2r＋2rsineq\f(π,4)＝(2＋eq\r(2))m≈3．41m纵坐标：y＝－2rcoseq\f(π,4)＝－eq\r(2)m≈－1．41m带电粒子的坐标为(3．41m，－1．41m)．(3)施加B2＝0．3T的匀强磁场与原磁场叠加后，如图2所示，①当nT≤t＜nT＋eq\f(T,2)(n＝0，1，2，…)时，T1＝eq\f(2πm,q(B1＋B2))＝eq\f(π,4)×10－4s②当nT＋eq\f(T,2)≤t＜(n＋1)T(n＝0，1，2，…)时，T2＝eq\f(2πm,q(B1－B2))＝π×10－4s粒子运动轨迹如图3所示，则粒子回到原点的时刻为，t1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)＋2nπ))×10－4st2＝2(n＋1)π×10－4s(n＝0，1，2，3，…)．16、如图所示，在磁感应强度B＝1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计．ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电