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1、高考物理真题训练11磁场解析版专题11磁场1.（2020-天津高考真题）如图所示，在O:卩平而的第一象限内存在方向垂直纸而向里，磁感应强度大小为E的匀强磁场。一带电粒子从3,轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角0 = 45。粒子经过 磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过X轴。已知OM=a,粒子电荷量为g，质量为加，重力不 计。则（）A.粒子带负电荷 B.粒子速度大小为迦mC.粒子在磁场中运动的轨道半径为a DN与O点相距（J?+l）a【答案】AD【解析】A.粒子向下偏转，根据左手左则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确:由于亦 了向与$轴疋方向的夹角8=45.根据儿何）ZOMQ =

2、 ZOOM = 45 , OM = OO = a则粒子运动的轨道半径为r = =近a洛伦兹力提供向心力v2qvB = m r解得f2qBav =-mBC错误：D. N与0点的距离为NO = OO+r = （2 + ）aD正确。故选AD。2.（2020浙江省高考真题）特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等髙、相互平行的水平 长直导线分别通有方向相同的电流人和人，人厶。、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，ec两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则（ ）A.b点处的磁感应强度大小为0B.d点处的磁感应强度大小为0C.a点处的磁感应强度方

3、向竖直向下D.c点处的磁感应强度方向竖直向下【答案】CA.通电直导线周用产生磁场方向由安培左判断，如图所示人在b点产生的磁场方向向I：，厶在b点产生的磁场方向向下，因为即d2则在b点的磁感应强度不为零，A错课；BCD.如图所示，d点处的磁感应强度不为零，“点处的磁感应强度竖直向下，c点处的磁感应强度竖直 向上，BD错误，C正确。故选C。3.（2020全国髙考课标3卷）真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和的同轴圆柱而，磁 场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电 子质量为加，电荷量为6忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆用成的

4、区域内，磁场的磁 感应强度最小为（ ）3;nv mv 3mv 3mv B. C. D.2ae ae 4ae Sue【答案】c电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力则磁感应强度与圆周运动轨迹关系为B = er即运动轨迹半径越大，磁场的磁感应强度越小。令电子运动轨迹最大的半径为心滅，为了使电子的运动被限制在图中实线圆用成的区域内.英最大半径的运动轨迹与实线圆相切，如图所示为电子做圆周运动的圆心，电/从闘心沿半径方向进入磁场，由左手宦则可得，初丄OB . AABO 为直角三角形，则由几何关系可得(3n-z; )2 =r +a2解得4 -a3解得磁场的磁感应强度最小值o mv 3mvmin

5、= =-一% 4心故选c。4.(2020-全国髙考课标2卷)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场：经调节后电子束从静止开始沿带箭头 的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)：将电子朿打到靶上的点 记为P点。贝IJ( )目标靶环偏转线圈探测器电子枪电子束X射线束床图(a) 图(b)A.M处的电势髙于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸而向外D.增大

6、偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移【答案】D【解析】A.由于电子带负电，要在MN间加速则MN间电场方向由N指向M,根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知M的电势低于N的电势，故A错误：B.增大加速电压则根据口 1 ?eU = m2可知会增大到达偏转磁场的速度：又根拯在偏转磁场中洛伦兹力提供向心力有V2evB = m R可得eB可知会增大在偏转磁场中的偏转半径，由于磁场宽度相冋，故根据几何关系可知会减小偏转的角度，故P点会右移，故B错误：C.电子在偏转电场中做岡周运动，向下偏转，根据左手泄则可知磁场方向垂直纸而向里，故C错误：D由B选项的分析可知，当其它条件不变时，增大偏转磁场磁感应强度会减小半径

7、从而增大偏转角度，使P点左移，故D正确。故选D。5.（2020-全国髙考课标1卷）一匀强磁场的磁感应强度大小为瓦方向垂直于纸而向外，英边界如图中虚线所示，”为半圆，、加与直径也共线，间的距离等于半圆的半径。一朿质量为加、电荷量为g（G0）的粒子，在纸面内从c点垂直于射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为（ ）A.Ifnn6qBSttiu丽4龙川 3龙 73qB D，丽【答案】C【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动可得粒子在磁场中的周期qB粒子在磁场中运动的时间2兀 qB则粒子在磁场中运动的时间与速度无关，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长

8、。采用放缩圆解决该问 题，粒子垂直射入磁场，则轨迹圆心必在直线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐放大。当半径r1.5R时，粒子分别从、加区域射出，磁场中的轨迹为半圆.运动时间等于半 个周期。当O.5Rv?vl.5R时，粒子从半圆边界射出，逐渐将轨迹半径从0.5虑逐渐放大，粒子射岀位宜从半圆顶端向下移动，轨迹圆心角从龙逐渐增大，当轨迹半径为R时,轨迹圆心角最大,然后再增大轨迹半径，轨迹圆心角减小，因此当轨迹半径等于R时轨迹圆心角最大，即轨迹对应的最大圆心角Q 兀4& = /r + = 兀3 3粒子运动最长时间为4兀& 3 2thh 4兀mt =T = -x = 12/r 2p qB 3qB故选C6.（

9、2019新课标全国丨卷）如图，等边三角形线框LWN由三根相同的导体棒连接而成，固左于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框QWN受到的安培力的大小为B 1.5FXXXNXD0【答案】B【解析】设每-根导体棒的电阻为R,长度为L,则电路屮，上下两路电阻Z比为R:R2=2R.R = 2A9根据并联电路两端各电压相価特点可知, F两路电流之比/i：/2=1：2o如下图所示，山于上路通电的导体受安培力的有效长度为L,根据安培力计算公式F = ILB,可知F:F = /| :厶严1:2,得F，= *F,根据左左则町知，两力方向相

10、同，故线框LMN所3的合力大小为F + Ff = -F,故本题选B。XXXNXX X I X X7.（2019新课标全国II巻）如图，边长为/的正方形“加内存在匀强磁场，磁感应强度大小为方向垂 直于纸而（abed所在平而）向外。”边中点有一电子发射源O,可向磁场内沿垂直于边的方向发射 电子。已知电子的比荷为h则从4 两点射岀的电子的速度大小分别为A.-kBh 邑Bl4 4C. -kBl, kBl2 4【答案】B15B. kBl,二 kBl44D. -kBl tkBl24【解析】皿射出粒子半径如八耸，得第斗d点射出粒子半径为ZU心忖警半故B选项符合题意8.（2019-M课标全国III卷）如图，在

11、坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为*B和B、方向均垂直于纸而向外的匀强磁场。一质量为加、电荷量为Q （炉0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为5兀？【答案】Bln/ni d i。C1 lro?6qBD.13nm6qB【解析】运动轨迹如图。即运动由两部分组成，第4 67 1 2/7/ 7tm则运动的时间恥专盲莎=励：粒于丫象限转过的角度为斛雌动的时间为ZL=16 62zr/?7 2/rm则粒子在磁场中运动的时间为:2龙？ /rm 7/nn r+g_ 丽+顽确，ACD错误。.9.（2019-北京卷）如图所示，正

12、方形区域内存在垂直纸而的匀强磁场 带电粒子垂直磁场边界从“点射入，从b点射出。下列说法正确的是! x x b x 1A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在“点速率C.若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射岀D.若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短【答案】C2【解析】由左F定则确粒子的电性 ill洛伦兹力的特点确定粒子在鼻“两点的速率，根据少8 =加巴确 r定粒子运动半径和运动时间。由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，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，即粒子在方点速率与“点速率相等，故B错误；若仅减小磁V2 mv感应如匕 山公式= r =,所以磁感

13、 戈减小.丫忙增大.所以粒子有可能从点r qB右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在 磁场中运动时间一泄变长，故D错误。10.（2019-天津卷）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄火，电脑进入休眠状态。如图所 示，一块宽为、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方 向向右的电流时，电子的定向移动速度为vo当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强 磁场中，于是元件的前、后表而间出现电压U,以此控制屏幕

14、的熄火。则元件的（ ）A.前表而的电势比后表而的低B.前、后表面间的电压U与无关C.前、后表而间的电压U与c成正比eUD自由电子受到的洛伦兹力大小为a【答案】D【解析】由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手立则可知电子偏转到后 而表，因此前表而的电势比后表面的髙，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有F：，6 =evB,=eE = e,故F=e,故D正确，由evB = e则电丿l；U=o皿，故前后表面的电压 与速度有关，与a成正比，故BC错误。11.（2019-浙江选考）磁流体发电的原理如图所示。将一朿速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强

15、磁场中，在相距为d、宽为心 长为b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极。若稳左时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为 d忽略边缘效应，下列判断正确的是A.上板为正极，电流/ =B.上板为负极，电流/=Rab + pdRab + pbC.下板为正极，电流/ = 丫 “Rab + pdD下板为负极,电流/ =Rab + pb【答案】C【解析】根据左F定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，因此F极板为电源的匸极，根据平衡有qvB = qWW疋时电源的电动势E = Bdv，则流过RE d的电流为心市，而心VS=ab,则得电流大小为

16、1=:笄 ,C正确. abR + pd【点睛】本题的关键是理解磁流体发电机的工作原理，知道稳定时，离子所受的电场力和洛伦 兹力平衡，结合闭合电路欧姆定律进行分析.12.（2018全国II卷）如图，纸而内有两条互相垂直的长直绝缘导线厶】、S厶I中的电流方向向左，厶2中 的电流方向向上；厶1的正上方有心b两点，它们相对于厶2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场 的磁感应强度大小为屁，方向垂直于纸而向外。已知、b两点的磁感应强度大小分别为+仇和轨）, 方向也垂直于纸而向外。则B.流经乙的电流在点产生的磁感应强度大小为占色，C.流经厶2的电流在b点产生的磁感应强度大小为Bq127D.流经厶2的电流在

17、“点产生的磁感应强度大小为【答案】AC【解析】先利用右手左则判断通电导线各自产生的磁场强度，然后在利用矢量叠加的方式求解各个导 体棒产生的磁场强度。Li 6- ab两点产生的磁场强度大小相等设为5,方向都垂直于纸而向里，而厶2 在点产生的磁场强度设为方向向里，在b点产生的磁场强度也为方向向外，规定向外为正，1 1 7 1根据矢屋叠加原理可知 Bq _ B、_ B? = , B2 + Bq Bq , nf解得:= Bo: B2 = B（）,故AC正确。13.（2018新课标I卷）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垃在纸而内的直导线连接成

18、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极朝垂直纸而向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸而向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸而向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸而向外的方向转动【答案】AD【解析】开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通呈变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次左律可判 断出直导线中电流方向为由南向北，由安培泄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极朝垂直纸而向里的方向转动，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错渓: 开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通虽变化，产生感应电动势和感应电流， 由楞次定律可判断岀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 而向外，小磁针的N极朝垂直纸而向外的方向转动，选项D正确。