(完整)高中物理磁场习题200题(带答案解析).doc
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1、评卷人得分一、选择题1如图所示,一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中其中电荷不受洛仑兹力的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】由图可知,ABD图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直,所以受到的洛伦兹力都等于qvB,而图C中,带电粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力的作用故C正确,ABD错误故选C.2如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是()A. B. C. D. 【答案】D【解析】A中电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A错误;B图电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故B错误;C图中电流为环形电流,
2、由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故C错误;D图根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故D正确;故选D.点睛:因磁场一般为立体分布,故在判断时要注意区分是立体图还是平面图,并且要能根据立体图画出平面图,由平面图还原到立体图.3下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向,其中图示正确的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】根据左手定则的内容:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,可
3、得:A、电流与磁场方向平行,没有安培力,故A错误;B、安培力的方向是垂直导体棒向下的,故B错误;C、安培力的方向是垂直导体棒向上的,故C正确;D、电流方向与磁场方向在同一直线上,不受安培力作用,故D错误故选C.点睛:根据左手定则直接判断即可,凡是判断力的方向都是用左手,要熟练掌握,是一道考查基础的好题目.4如图所示,水平地面上固定着光滑平行导轨,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,杆的初速度为v0,不计导轨及杆的电阻,则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力;感应电动势为:E=BLv感应电流为
4、: 安培力为: 故: 求和,有: 故: 故v与x是线性关系;故C正确,ABD错误;故选:C5如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,粒子仅受磁场力作用,分别从AC边上的P、Q两点射出,则()A. 从P射出的粒子速度大 B. 从Q射出的粒子速度大C. 从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长 D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析:粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系(图示弦切角相等),粒子在磁场中偏转的圆心角相
5、等,根据粒子在磁场中运动的时间:,又因为粒子在磁场中圆周运动的周期,可知粒子在磁场中运动的时间相等,故D正确,C错误;如图,粒子在磁场中做圆周运动,分别从P点和Q点射出,由图知,粒子运动的半径,又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度,故A错误B正确;【点睛】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,6在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直纸面放置,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示过c点的导线所受安培力的方向()A
6、. 与ab边平行,竖直向上 B. 与ab边垂直,指向右边C. 与ab边平行,竖直向下 D. 与ab边垂直,指向左边【答案】D【解析】试题分析:先根据右手定则判断各个导线在c点的磁场方向,然后根据平行四边形定则,判断和磁场方向,最后根据左手定则判断安培力方向导线a在c处的磁场方向垂直ac斜向下,b在c处的磁场方向垂直bc斜向上,两者的和磁场方向为竖直向下,根据左手定则可得c点所受安培力方向为与ab边垂直,指向左边,D正确;7下列说法中正确的是()A. 电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B. 在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,这样做是为了消除静电C. 奥斯
7、特提出了分子电流假说D. 首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始,终止于负电荷,不是封闭曲线,A错误;麻醉剂为易挥发性物品,遇到火花或热源便会爆炸,良好接地,目的是为了消除静电,这些要求与消毒无关,B正确;安培发现了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,CD错误;8在如图所示的平行板电容器中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转(忽略重力影响)。以下说法正确的是A. 带电粒子在电磁场中受到的电场力、洛伦兹力相互垂直B. 若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子向上偏转C. 若粒子电量加倍,
8、其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板D. 若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板【答案】C【解析】带正电的粒子受向下的电场力,向上的洛伦兹力,方向共线,选项A错误;因粒子做直线运动,故 ,则 ,则若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子仍沿直线运动,选项B错误;根据,若粒子电量加倍,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板,选项C正确;若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则受电场力向下,洛伦兹力也向下,故则粒子将向下偏转,选项D错误;故选C.点睛:解决本题的关键知道在速度选择器中,从左边射入,速度满足条件,电场力与洛伦兹力平衡,与电量、电性无关。9如图所示,不计电阻的光滑U形
9、金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1。此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4 -0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则:A. t = 1s时,金属杆中感应电流方向从C至DB. t = 3s时,金属杆中感应电流方向从D至CC. t = 1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND. t = 3s时,金属杆对挡板H的压力大小为l.2N【答案】AC【解析】试题分析:
10、根据楞次定律,并由时刻来确定磁场的变化,从而判定感应电流的方向;根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,与力的合成与分解,并由三角知识,即可求解当t=1s时,则由磁感应强度随时间变化规律是,可知,磁场在减小,根据楞次定律可得,金属杆中感应电流方向从C到D,故A正确;当t=3s时,磁场在反向增加,由楞次定律可知,金属杆中感应电流方向从C到D,故B错误;当在t=1s时,由法拉第电磁感应定律,则有;再由欧姆定律,则有感应电流大小;则t=1s时,那么安培力大小;由左手定则可知,安培力垂直磁场方向斜向上,则将安培力分解,那么金属杆对挡板P的压力大小,故C正确;同理,当t=3s时,感
11、应电动势仍为E=0.1V,电流大小仍为I=1A,由于磁场的方向相反,由左手定则可知,安培力的方向垂直磁感线斜向下,根据力的合成,则得金属杆对H的压力大小为,故D错误;10如右图所示,A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同。匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直。同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面。下面对两线圈的描述中可能正确的是( )A. A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的B. A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的C. A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的D. A线圈是用胶木
12、制成的,B线圈是用铝制成的【答案】AD【解析】试题分析:塑料、胶木是绝缘体,若线圈是用塑料、胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用;若线圈是由金属制成的,通过磁场时,线圈产生感应电流,受到向上的安培力作用,下落速度变慢A线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用B线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故A正确;A线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流
13、,不受安培力,只受到重力作用这样,B线圈比A线圈先到达地面,故B错误;A线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用这样,B线圈比A线圈先到达地面,故C错误;A线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用,B线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故D正确11如图所示,ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内
14、.当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极向纸里面转动,则两导线中的电流方向()A. 一定都是向上B. 一定都是向下C. ab中电流向下,cd中电流向上D. ab中电流向上,cd中电流向下【答案】D【解析】若两导线中的电流方向均向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极静止不动,与题意不符,故A错误;若两导线中的电流方向均向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故B错误;若ab中电流向下,cd中电流向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故C错误;若ab中电流向上,cd中电流向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸里面转动,与题意相符,故D正确1
15、2在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放人导电液体。现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。若从上向下看,下列判断正确的是A. A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转B. A接电源负授,B接电源正极,液体顺时针旋转C. A、B与50Hz交流电源相接,液体持续旋转D. 磁场N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变【答案】A【解析】试题分析:在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向若A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电
16、流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;若B接电源正极、A接电源负极,根据左手定则得,液体沿逆时针作圆周运动,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,液体不会旋转,故C错误;若磁场N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向变化,故D错误13地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,它们之间存在磁偏角,首先观测到磁偏角的是A. 意大利航海家哥伦布B. 葡萄牙航海家麦哲伦C. 我国的航海家郑和D. 中国古代科学家沈括【答案】D【解析】世界上第一个清楚的、准确的论述磁偏角的是沈括,沈括是中国历史上最卓越的科学家之
17、一,他发现了地磁偏角的存在,比欧洲发现地磁偏角早了四百多年,D正确14下列关于磁感线说法正确的是( )A. 磁感线可以形象的描述磁场的强弱与方向 B. 沿磁感线方向,磁场越来越弱C. 所有磁感线都不是闭合的 D. 磁感线与电场线一样都能相交【答案】A【解析】磁感线的疏密程度可以表示磁感应强度大小,磁感线的方向可表示磁感应强度方向,A正确B错误;在磁体外部,磁场方向是从N到S,在磁体内部是从S到N,形成一个闭合的曲线,C错误;如果磁感线和电场线可以相交,则在交点处有两条切线方向,与事实不符,故都不可以相交,D错误15如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为,质量为的直导体棒,导体棒中
18、的电流垂直纸面向里,欲使导体棒静止在斜面上,可施加一个平行于纸面的匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度为。当匀强磁场的方向由竖直向上沿逆时针转至水平向左的过程中,下列关于的大小变化的说法中,正确的是( )A. 逐渐增大 B. 逐渐减小C. 先减小后增大 D. 先增大后减小【答案】C【解析】对导体棒受力分析,受重力G、支持力和安培力,三力平衡,合力为零,将支持力和安培力合成,合力与重力相平衡,如图:从图中可以看出,安培力先变小后变大,由于,其中电流I和导体棒的长度L均不变,故磁感应强度先变小后变大,故选项C正确。点睛:三力平衡的动态分析问题是一中常见的问题,其中一个力大小和方向都不变,一个力方向不变、
19、大小变,第三个力的大小和方向都变,根据平行四边形定则做出力的图示分析即可。16如图所示,电源电动势3 V,内阻不计,导体棒质量60 g,长1 m,电阻1.5放在两个固定光滑绝缘环上,若已知绝缘环半径0.5 m.空间存在竖直向上匀强磁场,B=0.4 T.当开关闭合后,则(sin37。=0.6) :A. 棒能在某一位置静止,在此位置上棒对每一只环的压力为1NB. 棒从环的底端静止释放能上滑至最高点的高度差是0.2mC. 棒从环的底端静止释放上滑过程中最大动能是0.2JD. 棒从环的底端静止释放上滑过程中速度最大时对两环的压力为1N【答案】A【解析】金属棒受到的安培力为: ; 对金属棒进行受力分析,
20、金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力,如图:因为金属棒静止,根据平衡条件得每个环对棒的支持力 ,选项A错误;由于: 所以:=53所以金属棒上升的高度为:h=2(r-rcos)=2(0.5-0.5cos53)=0.4m,选项B错误;由动能定理得:FRsin-mgR(1-cos)=Ekm=mvm2代入数据得:Ekm=0.2J ; 根据牛顿定律: 解得:FMn=0.9N,故选项C正确,D错误;故选C.注:此题答案应为C.17如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60,且同时到达P点a、b两粒子的质量之比为:A.
21、 34 B. 43 C. 12 D. 21【答案】C【解析】根据题意画出a、b粒子的轨迹如图所示,则a、b粒子的圆心分别是O1和O2,设磁场宽度为d,由图可知,粒子a的半径 ,粒子b的半径为由Ek=mv2 可得: ,即 由 可得: ,又b粒子轨迹长度为 ,粒子a的轨迹长度为,所以 ,联立以上各式解得 ,所以A正确,BCD错误故选:A点睛:求解有关带电粒子在有界磁场中的运动问题的关键是画出轨迹图,并根据几何知识确定圆心求出半径和圆心角,再结合圆周运动的有关规律联立即可求解注:此题答案应该是A.18如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试
22、管,试管在水平拉力F作用下向右匀速运动,带电小球能从管口处飞出关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中不正确的是:A. 小球带正电 B. 试管对小球做正功C. 小球运动的轨迹是一条抛物线 D. 维持试管匀速运动的拉力F应保持恒定【答案】D【解析】小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电故A正确设管子运动速度为v1,小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B,q、v1、B均不变,F1不变,则小球沿管子做匀加速直线运动与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线故C正确设小球沿管子的分速度大小为v2,则小球受到垂
23、直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B,v2增大,则F2增大,管壁对小球的作用力向右,故试管对小球做正功;拉力F=F2,则F逐渐增大故B正确,D错误此题选择错误的选项,故选D.点睛:本题中小球做类平抛运动,其研究方法与平抛运动类似:运动的合成与分解,其轨迹是抛物线本题采用的是类比的方法理解小球的运动。19物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果,下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是:A. 安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力,首次揭示了电与磁的联系B. 奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现,并提出了著名的洛伦兹力公式C. 纽曼和韦伯在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的
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