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1、磁场【2018 高考真题】1某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运 动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是A. 磁场和电场的方向B. 磁场和电场的强弱C. 粒子的电性和电量D. 粒子入射时的速度【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了带电粒子在复合场中的运动，实际上是考查了速度选择器的相关知识，注意当粒子的速 度与磁场不平行时，才会受到洛伦兹力的作用，所以对电场和磁场的方向有要求的。2（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 L 、L ，L 中的
2、电流方向向左，L 中的电流方向向1 2 1 2上；L 的正上方有 a、b 两点，它们相对于 L 对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小 1 2为 B ，方向垂直于纸面向外。已知 a、b 两点的磁感应强度大小分别为 0则（ ）和 ，方向也垂直于纸面向外。A. 流经 L 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为1B. 流经 L 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为1C. 流经 L 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为22D. 流经 L 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II 卷） 【答案】 AC可解得：;故 AC 正
3、确；故选 AC点睛：磁场强度是矢量，对于此题来说 ab 两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断 导线在 ab 两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。3（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北 方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于 静止状态。下列说法正确的是（ ）A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向D
4、. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向转动【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标 I 卷）【答案】 AD【解析】 本题考查电磁感应、安培定则及其相关的知识点。开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中 电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动，选项 A 正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势 和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项 BC 错误；开关闭合并保持一段
5、时间后 再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中 电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的 N 极朝垂直纸面 向外的方向转动，选项 D 正确。【点睛】此题中套在一根铁芯上的两个线圈，实际上构成一个变压器。【2017 高考真题】1【2017江苏卷】如图所示，两个单匝线圈 a、b 的半径分别为 r 和 2r圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合，则穿过 a、b 两线圈的磁通量之比为（A）1:1 【答案】A（B）1:2 （C）1:4 （D）4:1【考点定位】磁通量【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中
6、 S 的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积2【2017新课标卷】如图，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 m 、m 、m 。已知在该区域a b c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直线运动。下列 选项正确的是ACm m m a b cm m m c a bBDm m m b a cm m m c b a【答案】B0【解析】由题意知，m g=qE，m g=qE+Bqv，m g+Bqv=qE，所以a b cm m m b a c，故
7、 B 正确，ACD 错误。【考点定位】带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是 m g=qE，两个匀速直线运动，合外力为零，重a点是洛伦兹力的方向判断。3【2017新课标卷】如图，在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定0放置，两者之间的距离为 l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零。如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为A0 B3 2 3B C3 3B0D2B0【答案】C【考点定位】磁场叠加、安培定则【名师点睛】本题关键
8、为利用安培定则判断磁场的方向，在根据几何关系进行磁场的叠加和计算。4【2017新课标卷】如图，三根相互平行的固定长直导线 L 、L 和 L 两两等距，均通有电流 I ，L 中1 2 3 1电流方向与 L 中的相同，与 L 中的相反，下列说法正确的是2 3AL 所受磁场作用力的方向与 L 、L 所在平面垂直1 2 3BL 所受磁场作用力的方向与 L 、L 所在平面垂直3 1 2CL 、L 和 L 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1: 3 1 2 3DL 、L 和 L 单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1 2 3【答案】BC3 : 3 :1【考点定位】电流磁效应、安培力、安培定则【名师点睛
9、】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手 定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。5【2017新课标卷】某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆 包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间， 线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该 同学应将A 左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B 左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C 左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的
10、绝缘漆刮掉 【答案】AD【考点定位】电动机原理；安培力 【名师点睛】此题是电动机原理，主要考查学生对物理规律在实际生活 中的运用能力；关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。6【2017新课标卷】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一 点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过 P 点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为v ，1这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v : v一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为2 1v2，相应的出射点分布在三分之A3 : 2B2 :1C3 :1D3: 2【答案】C【
11、解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远。则当粒子射入的速度为v1，如图，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为 r =R cos60 =112R；同理，若粒子射入的速度为v2，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为r =R cos30 = 232R；根据mvr = vqB，则v : v =r : r = 3:1 2 1 2 1，故选 C。【考点定位】带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在有界磁场中的运动问题；解题时关键是要画出粒子运动的轨迹草图，知道能打到最远处的粒子运动的弧长是半圆周，结合几何关系即可求解。【2016 高考真题】1【2016北京卷】中国宋代科学家沈
12、括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指 南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料， 下列说法不正确的是A 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 【答案】C【考点定位】考查了地磁场【方法技巧】地球本身是一个巨大的磁体。地球周围的磁场叫做地磁场。地磁北极在地理南极附近，地磁 南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极。2【2016上海卷】如图，一束电子沿 z 轴正向流动，则
13、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【答案】A【解析】据题意，电子流沿 z 轴正向流动，电流方向沿 z 轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以 z 轴为中心沿顺时针方向（沿 z 轴负方向看），通过 y 轴 A 点时方向向外，即沿 x 轴正向，则选项 A 正确。【考点定位】安培定则、电子束产生电流的方向【方法技巧】首先需要判断出电子束产生电流的方向，再根据安培定则判断感应磁场的方向。3【2016全国新课标卷】一圆筒处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒 的横截面如图所示。图中直径 MN 的两端分别开有小孔，筒绕其中
14、心轴以角速度 顺时针转动。在该截面 内，一带电粒子从小孔 M 射入筒内，射入时的运动方向与 MN 成 30角。当筒转过 90时，该粒子恰好从 小孔 N 飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为Aw3BBw2 BCwBD2wB【答案】A【考点定位】带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题；解题时必须要画出规范的粒子运动的草图，结 合几何关系找到粒子在磁场中运动的偏转角，根据两个运动的等时性求解未知量；此题难度中等，意在考 查考生对物理知识与数学知识的综合能力。4【2016全国新课标卷】平面 OM 和平面 ON 之间的夹角为 30，其横截
15、面（纸面）如图所示，平面 OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为 m，电荷量为 q（q0）。 粒子沿纸面以大小为 v 的速度从 OM 的某点向左上方射入磁场，速度与 OM 成 30角。已知该粒子在磁场中 的运动轨迹与 ON 只有一个交点，并从 OM 上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面 交线 O 的距离为Amv2qBB3mvqBC2mv 4 mvDqB qB【答案】D【考点定位】考查了带电粒子在有界磁场中的运动【方法技巧】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R =mvBq，周期公式T =2mBqq，运
16、动时间公式 t = T ，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨2 迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题。5【2016四川卷】如图所示，正六边形 abcdef 区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从 f 点 沿 fd 方向射入磁场区域，当速度大小为 v 时，从 b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 t ，当速度大小为b bv 时，从 c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 t ，不计粒子重力。则c cAv :v =1:2，t :t =2:1 Bv :v =2:2，t :t =1:2 Cv :v =2:1，t :t =2:1 Dv :v =1:2， b c b c
17、 b c b c b c b c b ct :t =1:2b c【答案】A考点：带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】此题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动；做此类型的习题，关键是画出几何轨迹图，找出半径关系及偏转的角度关系；注意粒子在同一磁场中运动的周期与速度是无关的；记住两个常用的公式：R =mv 2pm和 T = 。qB qB6【2016全国新课标卷】现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加 速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价 正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离
18、开磁场，需将 磁感应强度增加到原来的 12 倍。此离子和质子的质量比约为A11 B12 C121 D144 【答案】D【解析】根据动能定理可得：qU =12mv2，带电粒子进入磁场时速度 v =2 qUm，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供， qvB =mvr2，解得： m =qB 2 r 22U，所以此离子和质子的质量比约为 144，故 A、B、C 错误，D 正确【考点定位】带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在匀强电场中的运动【名师点睛】本题主要考查带电粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动。要特别注意带电粒子在匀强磁场中 做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，根据动能定理求出带电
19、粒子出电场进磁场的速度。本题关键是要理 解两种粒子在磁场中运动的半径不变。7【2016海南卷】如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带 动纸盆振动，发出声音。俯视图（ b）表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中 箭头所示。在图（b）中A当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 B当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 D当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 【答案】BC【考点定位】安培力【名师点睛】解决本题的关键掌握安培力方向的判定，明确安培力产生的条件，熟练应用左手定则判断安 培力的方向。8【2016上海卷】形象描述磁场分布的曲线叫做_，通常_的大小也叫做磁通量密 度。【答案】磁感线；磁感应强度【解析】为了形象的描述磁场而假想出来的曲线，曲线上任意一点的切线方向均表示该位置的磁场方向，这样的曲线称为磁感线；磁场的强弱大小用磁感应强度表示，在磁通量中有：B =FS，所以磁感应强度也称为磁通密度。【考点定位】磁感线、磁感应强度、磁通密度【方法技巧】本题考查定义，需要对磁感线、磁感应强度以及磁通密度概念熟悉。