新课标全国卷专题分类汇总专题磁场.docx
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整理者：
郑州市第一0一中学霍凌宇欢迎交流
专题10：
磁场
考情分析：
考查频率高，利用磁场考察考生分析问题和解决问题能力的比重是最高的。
这些题目涉及了对安培力的分析，但主要研究的是带电粒子在磁场中的运动。
带电粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动是高考考察永恒的主题，结合平面几何图形分析带电粒子的圆周运动是不变的法则。
建议：
适度关注组合场和复合场中带电粒子的运动问题。
1、（2015年新课标全国卷I）两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行。
一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱区域后，粒子的
A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小
C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小
2、（2015年新课标全国卷II）（多选）有两个运强磁场区域I和II，I中的磁感应强度是II中的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。
与I中运动的电子相比，II中的电子
A．运动轨迹的半径是I中的k倍B．加速度的大小是I中的k倍
C．做圆周运动的周期是I中的k倍D．做圆周运动的角速度是I中的相等
3、（2014年新课标全国卷II）（多选）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．电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．仅依据粒子的运动轨迹无法判断此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
4、（2017年新课标全国卷III）如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离为的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
A． B． C． D．
5、（2014年新课标全国卷I）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．2C．1D．22
6、（2016年新课标全国卷I）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
A．11B．12C．121D．144
7、（2016年新课标全国卷III）平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（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（q>0）。
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
A．mv2qBB．3mvqBC．2mvqBD．4mvqB
P
8、（2017年新课标全国卷II）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v1，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v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。
不计重力及带电粒子之间的相互作用。
则v2:
v1为
A．3:
2B．2:
1C．3:
1D．3:
2
9、（2016年新课标全国卷II）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，筒绕其中心轴以角速度ω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
A．ω3BB．ω2BC.ωBD.2ωB
10、（2013年新课标全国卷II）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。
一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。
不计重力，该磁场的磁感应强度大小为
A．3mv03qRB．mv0qRC．3mv0qRD．3mv0qR
B
a
b
q
11、（2013年新课标全国卷I）如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0），质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为。
已知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）
A．B．C．D．
12、（2014年新课标全国卷I）关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
13、（2017年新课标全国卷I）（多选）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:
1:
3
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:
3:
1
14、（2017年新课标全国卷II）（多选）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，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
15、（2015年新课标全国卷II）（多选）指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针，下列说明正确的是
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
16、（2017年新课标全国卷I）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ma、mb、mc。
已知在该区域内，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
A．B．C．D．
17、（2015年新课标全国卷I）如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘。
金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω。
已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2。
判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。
18、（2016年新课标全国卷I）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。
两细金属棒ab（仅标出a端）和cd（仅标出c端）长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。
已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。
已知金属棒ab匀速下滑。
求
（1）作用在金属棒ab上的安培力的大小；
（2）金属棒运动速度的大小。
19、（2017年新课标全国卷III）如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场。
在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0（常数λ＞1）。
一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）
（1）粒子运动的时间；
（2）粒子与O点间的距离。
20、（2012年新课标全国卷）如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。
在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。
圆心O到直线的距离为35R。
现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域。
若磁感应强度大小为B，不计重力，求电场强度的大小。
答案：
1、D；2、AC；3、AC；4、C；5、D；6、D；7、D；8、C；9、A；10、A；11、B；12、B；13、BC；14、AD；15、BC；16、B；17、受到的安培力向下，m=0.01kg；18、
（1）F安=mgsinθ-3μmgcosθ，
（2）v=mgRsinθ-3μcosθB2L2；19、
（1），
（2）；20、。
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