高考物理试题分项版解析专题09磁场.doc

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1、1 / 15【2019【2019 最新最新】精选高考物理试题分项版解析专题精选高考物理试题分项版解析专题 0909 磁场磁场一、选择题一、选择题1 【2016北京卷】中国宋代科学家沈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

2、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【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 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1【答案】A【解析】根据磁通量的定义，当 B 垂直于 S 时，穿过线圈的磁通量为=BS，其中 S 为有磁感线穿过区域的面积，所以图中 a、b 两线圈的2 / 15磁通量相等，所以 A 正确；BCD 错误【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 S 的含义，它

3、指的是有磁感线穿过区域的垂直面积3 【2015全国新课标18】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【答案】BC【考点定位】安培定则；地磁场【方法技巧】本题主要是安培定则，以及地磁场相关知识，属于容易题4 【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 ma、mb、mc。已知在该区域内，a

4、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ABabcmmmbacmmm3 / 15CDacbmmmcbammm【答案】B【解析】由题意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg+Bqv=qE，所以，故 B正确，ACD 错误。bacmmm【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 mag=qE，两个匀速直线运动，合外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。5【2017新课标卷】如图，在磁感应强度大小为 B0 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 l。在两

5、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 B C D2B003 3B02 3 3B【答案】C【考点定位】磁场叠加、安培定则【名师点睛】本题关键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。6 【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

6、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4 / 15B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【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。7 【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，这些粒子在磁场边界的出射

7、点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，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。则为1v2v21:vvABCD3:22 :13:13:2【答案】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5 / 15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。8【2016上海卷】如图，一束电子沿 z 轴正向流动，则在图中 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

8、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。9 【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

9、筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为A B C D3B 2B B2 B【答案】A6 / 15【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。10 【2016全国新课标卷】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（q0） 。粒子沿纸面以大小为 v 的速

10、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 B C D2mv qB3mv qB2mv qB4mv 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，周期公式，运动时间公式，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，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题。mvRBq2mTBq2tT11 【2016四川卷】如图所示，正六边形 abcde

11、f 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7 / 15度大小为 vb 时，从 b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tb，当速度大小为 vc 时，从 c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为 tc，不计粒子重力。则Avb:vc=1:2，tb:tc=2:1Bvb:vc=2:2，tb:tc=1:2 Cvb:vc=2:1，tb:tc=2:1Dvb:vc=1:2，tb:tc=1:2【答案】A【解析】设正六边形边长为 L，若粒子从 b 点离开磁场，可知运动的半径为 R1=L，在磁场中转过的角度为 1=120；若粒子从 c 点离开磁场，可知运动的半径为 R2=2

12、L，在磁场中转过的角度为 2=60，根据可知 vb:vc=R1：R2=1:2；根据可知，tb:tc=1：2=2:1，故选A。mvRqB2 360360mtTqB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：和。mvRqB2 mTqB12 【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

13、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 128 / 15倍。此离子和质子的质量比约为A11 B12 C121 D144 【答案】D【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。13 【2017新课标卷】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

14、 L2 中的相同，与 L3 中的相反，下列说法正确的是AL1 所受磁场作用力的方向与 L2、L3 所在平面垂直BL3 所受磁场作用力的方向与 L1、L2 所在平面垂直CL1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:3DL1、L2 和 L3 单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:3:1【答案】BC【考点定位】电流磁效应、安培力、安培定则【名师点睛】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。14 【2015重庆1】题 1 图中曲线 a、b、c、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的

15、部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是Aa、b 为粒子的经迹Ba、b 为粒子的经迹9 / 15Cc、d 为粒子的经迹Dc、d 为粒子的经迹【答案】D【解析】射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项 B 错误。粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项 A、C 错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项 D 正确。故选 D。【考点定位】三种放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动。【规律总结】本题主掌握三种射线的性质比较种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性 射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住 射线电子1/1836-10.

16、99较强较强，穿几 mm 铝板 射线光子001最弱最强，穿几 cm 铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：15 【2015海南1】如图所示，a 是竖直平面 P 上的一点，P 前有一条形磁铁垂直于 P，且 S 极朝向 a 点，P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过 a 点。在电子经过a 点的瞬间。条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）A向上 B向下 C向左 D向右【答案】A10 / 15【考点定位】洛伦兹力【方法技巧】在判断洛伦兹力方向的时候，一定要注意带电粒子的带电性质，如果是正电荷，则四指指向与运动方向相同，如果是负电荷，则四

17、指指向与运动方向相反。16 【2015全国新课标14】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磁场区域后，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【答案】D【定位】磁场中带电粒子的偏转【名师点睛】洛伦兹力在任何情况下都与速度垂直，都不做功，不改变动能。17 【2015江苏4】如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状

18、态，11 / 15若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）【答案】A【解析】由题意知，当处于磁场中的导体，受安培力作用的有效长度越长，根据 F=BIL 知受安培力越大，月容易失去平衡，由图知选项 A中导体的有效长度最大，所以 A 正确。【考点】物体的平衡、安培力【方法技巧】本题主要是安培力，在通电导体在磁场中受安培力时，要注意导体的有效长度的计算。18 【2015广东16】在同一匀强磁场中， 粒子（）和质子（）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则 粒子和质子He4 2H2 1A运动半径之比是 21 B运动周期之比是21C运动速度大小之比是 41 D受到的洛伦兹力之比是 21【答案】B

19、【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，根据洛伦兹力大小计算公式和向心力公式有：qvB，解得其运动半径为：r，由题意可知，mvmHvH，所以有：，故选项 A、C、D 错误；根据匀速圆周运动参量间关系有：T，解得：T，所以有：，故选项 B 正确。rvm2qBmvH rrH qqH vvH mmH ff洛洛HH mm qqvr2 qBm2H TTHH qq mm【考点定位】带电粒子在匀强磁场中的运动。【方法技巧】qvB和 T，是求解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周12 / 15运动问题的法宝。rvm2vr219 【2015全国新课标19】有两个运强磁场区域 I 和 II，I 中

20、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 k 倍【答案】AC【考点定位】带电粒子在磁场中的运动；圆周运动【方法技巧】本题主要是理解带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，然后用圆周运动的相关知识就可以解决。20 【2015四川7】如图所示，S 处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板 MN 垂直于纸面，在纸面内的长度 L=9.1cm，中点 O与 S 间的距离

21、d4.55cm，MN 与 SO 直线的夹角为 ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104T，电子质量 m9.11031kg，电荷量e1.61019C，不计电子重力。电子源发射速度 v1.6106m/s13 / 15的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l，则A90时，l9.1cm B60时，l9.1cmC45时，l4.55cm D30时，l4.55cm【答案】AD又由题设选项可知，MN 与 SO 直线的夹角 不定，但要使电子轨迹与MN 板相切，根据图中几何关系可知，此时电子的轨迹圆心 C 一定落在与 MN 距离为 r 的平行线上，如下图所

22、示，当 l4.55cm 时，即 A 点与板 O 点重合，作出电子轨迹如下图中实线 S1A1，由图中几何关系可知，此时 S1O 与 MN 的夹角 30，故选项 C 错误；选项 D 正确；当l9.1cm 时，即 A 点与板 M 端重合，作出电子轨迹如下图中实线S2A2，由图中几何关系可知，此时 S2O 与 MN 的夹角 90，故选项A 正确；选项 B 错误。【考点定位】带电粒子在有界磁场中的运动。【名师点睛】正确画出带电粒子运动轨迹示意图是求解本题的关键。【方法技巧】处理带电粒子在匀强磁场中的运动问题时，要善于画轨迹图，且要认真画，通过示意图寻找几何关系，同时本题通过作图发现，45和 60时，l

23、值不是特殊值，运算量较大，因此可以采用反推法，即根据 l 值反推对应的 值，可化繁为简。【规律总结】粒子源中带电粒子等速率，不定方向发射时，相当于一系列等大圆直径旋转。21 【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（14 / 15（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，

24、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。二、非选择题二、非选择题22 【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：，所以磁感应强度也称为磁通密度。BS【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。15 / 1523 【2015上海25】如图，两根通电长直导线 a、b 平行放置，a、b 中的电流强度分别为 I 和 2I，此时 a 受到的磁场力为 F，若以该磁场力的方向为正，则 b 受到的磁场力为_；a、b 的正中间再放置一根与 a、b 平行共面的通电长直导线 c 后，a 受到的磁场力大小变为 2F，则此时 b 受到的磁场力为_。【答案】-F；-3F 或 5F【考点定位】安培力【名师点睛】本题考查了通电直导线周围产生磁场的特点，距离直导距离相等的点，磁感应强度的大小相等，磁场力的叠加。