2024届高考物理一轮复习训练：磁场练习.docx

1、磁场练习一、选择题1如图所示为一边长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C、O两点处的磁感应强度大小分别为（）A2B、0B2B、2BC0、D、2如图所示，虚线框内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从边的中点垂直于边射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（）A粒子a带负电，粒子b、c带正电B若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的加速度最大C若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大D若三

2、个粒子入射的动量相同，则粒子b的带电量最大3如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（）A导体棒向左运动B开关闭合瞬间导体棒的加速度为C开关闭合瞬间导体棒所受安培力为D开关闭合瞬间导体棒所受安培力为4如图所示的天平可用来测定磁感应强度B。天平的右臂下面挂有一个电阻为R的矩形线圈，线圈宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m

3、的砝码后，天平重新平衡。若在此时剪断细线，矩形线圈将由静止下落，经一段时间，线圈的上边离开磁感应强度为B的匀强磁场前瞬间的速度为v，不计空气阻力。下列说法正确的是（）AB大小为BB大小为C剪断细线后，线圈上边刚离开磁场前产生的感应电动势为D线圈离开磁场前瞬间，感应电流的电功率5通电直导线ab的质量为m，长为l，用两根细线把导线ab水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导线处于平衡时悬线与竖直方向成q=30角，下列说法正确的是（）Amg=BIlB悬线的拉力T=mgC若增大磁感应强度，则悬线的偏角将不变D若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导

4、线ab可摆过的最大角度为606如图所示，速度选择器的两平行导体板之间有方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一电荷量为+q的粒子以速度v从S点进入速度选择器后，恰能沿图中虚线通过。不计粒子重力，下列说法可能正确的是（）A电荷量为-q的粒子以速度v从S点进入后将向下偏转B电荷量为+2q的粒子以速度v从S点进入后将做类平抛运动C电荷量为+q的粒子以大于v的速度从S点进入后动能将逐渐减小D电荷量为-q的粒子以大于v的速度从S点进入后动能将逐渐增大7如图所示，电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界

5、MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，则（）A电场力对每个氖20和氖22做的功不等B氖22进入磁场时的速度较大C氖22在磁场中运动的半径较小D若加速电压发生波动，两种离子打在照相底片上的位置可能重叠8利用霍尔元件可以进行微小位移的测量如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B

6、为0，为0，将该点作为位移的零点在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表下列说法中正确的是（）A在小范围内，霍尔电压的大小和坐标z成反比B测量某一位移时，只减小霍尔元件在y轴方向的尺寸，测量结果将偏大C其他条件相同的情况下，霍尔元件沿z轴方向的长度越小，霍尔电压越小D若霍尔元件中导电的载流子为电子，若测出霍尔元件的下表面电势高，说明元件的位置坐标9如图所示，空间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，粒子源O可沿纸面向各个方向以相同的速率发射质量为m、带电荷量为q的正粒子，一薄光屏与纸面的交线为PQ，。要使左、右两侧所有点均能被粒子打

7、中，则粒子的速率至少为（）ABCD10如图所示，从右向左看，带正电的金属圆环绕轴顺时针匀速旋转，金属圆环的左侧有通有逆时针方向电流的超导圆环，两环共轴放置，其中O点为左边超导圆环的圆心，点为右边金属圆环的圆心。下列说法正确的是（）A超导圆环不受安培力作用B两环在磁场力作用下相互排斥C两环在磁场力作用下相互吸引DO、两点连线的中点的磁感应强度可能为零11如图所示，直角三角形位于纸面内，边长为。垂直于纸面向外的匀强磁场被限定在直角三角形区域内。质量为m、电荷量为的粒子从A点以速度v沿纸面射入磁场区域，刚好从C点离开磁场。粒子重力不计，下列说法中正确的是（）A磁场磁感应强度的最大值为B粒子通过磁场的

8、最长时间为C粒子在磁场做匀速圆周运动的最小周期为D粒子在磁场做匀速圆周运动的最大角速度为12如图为利用霍尔元件进行微小位移测量的实验装置。在两块磁感应强度相同，同极相对放置的磁体狭缝中放入金属材料制成的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时磁感应强度为0，霍尔电压（霍尔元件上下两表面的电势差）也为0。将该点作为坐标原点建立空间坐标系，当霍尔元件沿x轴移动时，即有霍尔电压输出。霍尔元件中电流方向始终为z轴负方向且大小不变，下列说法正确的是（）A霍尔元件处于x轴负半轴时，下表面的电势高于上表面的电势B霍尔元件从O点沿x轴正方向移动的过程中，霍尔电压的大小逐渐增大C在某一位置时，若增大霍尔元件沿x轴方向

9、的厚度，则霍尔电压的大小将减小D在某一位置时，若增大霍尔元件沿y轴方向的厚度，则霍尔电压的大小将不变13如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为+q（q0）的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是（）ABCD14如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中有垂直于纸面向外的匀强磁场一带电微粒从图中A点以水平速度垂直磁场射入，速度的方向与过

10、圆心及A点的直线成角，当该带电微粒离开磁场时，速度方向刚好改变了角不计微粒重力，下列说法正确的是（）A该微粒带正电B该微粒带负电C该微粒在磁场中运动的半径为D该微粒在磁场中运动的时间为152023年1月力学学报发表了标题为爆轰驱动惰性气体磁流体发电试验研究的文章，文中论述了基于爆轰驱动激波管技术的惰性气体磁流体发电的可能性。发电原理示意图如图所示，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将爆轰驱动获得的高速等离子体沿垂直于磁场的方向射入磁场，则金属板A、B间便产生强电压。已知A、B板间距为d，板间磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，以速率v进入磁场的等离子流截面积为S，稳定工作时，进、出极板的离

11、子流单位体积内正、负离子的个数均为n，正负离子电荷量均为q，外电路接电阻R形成闭合回路获得强电流，则（）A所能形成的持续稳定的电流为B磁流体发电机的稳定输出功率为C极板间电离气体的电阻率为D发电通道两端的压强差二、非选择题16回旋加速器的示意图如图所示。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝；两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在盒中心A处有粒子源，它产生并发出带电粒子，经狭缝电压加速后，进入盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后，垂直通过狭缝，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，速

12、度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D型盒的边缘，以最大速度被导出。已知某粒子所带电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计。设该粒子从粒子源发出时的初速度为零，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，忽略相对论效应，求：（1）交变电压的周期T；（2）粒子被加速后获得的最大动能；（3）粒子在回旋加速器中运动的总时间。17如图所示，在足够大的光滑绝缘水平台面内建立xOy坐标系，在第一、二象限内有垂直于台面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在第三、四象限内分别有沿x轴负方向和沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大

13、小均为E。现从台面上的A点，将带电荷量为+q的金属小球以初速度v0沿台面弹出，到达原点O时，小球的速度大小为，方向沿y轴正方向。已知在x轴上静止有5个与入射球完全相同的不带电金属小球（图中未画出，原点O处的小球记为第1个，原点右侧依次为2、3、4、5），所有金属小球的质量均为m，小球经过x轴时会依次与下一小球发生碰撞，小球间的碰撞均无机械能损失，碰撞时间极短。（1）求台面上A点的坐标。（2）求第2个小球的运动时间和路程。（3）求第四次碰撞与第六次碰撞的时间间隔和距离。（4）第5个小球发生碰撞前，第1个小球在磁场中运动的时间和路程。18如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二象限内存在沿x轴负方

14、向的匀强电场，第一象限内存在边长为的正方形边界匀强磁场，正方形ABCD的A点位于x轴上，坐标为，AD边与x轴的负方向成30，匀强磁场方向垂直于坐标平面向外。一质量为m、电荷量大小为q的带负电的粒子从x轴负半轴上的某点P（未画出）以速度v0沿y轴正方向射出，穿过y轴时，速度方向与y轴正向成60，恰从D点进入匀强磁场，经一次磁场偏转从C点离开。不计粒子重力，求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小（2）带电粒子从P点进入电场到从C点离开磁场的总时间19如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内的半径为R的圆形区域内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场I，磁场边界圆弧的最低点在坐标原点O处，且该点的切

15、线水平，第三象限内有平行y轴竖直向下的匀强电场，电场强度为E，第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II，场强大小为磁场I的一半。长为2R的线性粒子源PQ在第二象限内平行与y轴放置，P端刚好位于x轴上，M为PQ的中点，N为MP的中点，粒子源不断地放出电荷量为q、质量为m的带电粒子，速度大小相同、方向沿x轴正方向的粒子，已知从M处放出的粒子在磁场中运动时间t后刚好经过坐标原点O，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：（1）磁场I的磁感应强度大小及粒子源放出带电粒子的速度大小；（2）从N点放出粒子在两磁场中运动的总时间；（3）所有能进入匀强电场的粒子第二次经过x轴时离坐标原点O的最远距离。20如

16、图甲所示，一半径为d的圆形磁场，其圆心位于xOy平面的坐标原点，磁场左侧水平放置两块长度均为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，x轴过平行金属板的中心轴线. 平行金属板间加上如图乙所示周期性变化的电压，在紧靠P板左侧有一粒子源S，从t=0时刻开始连续射出初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻射出的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期，粒子质量为m，电荷量为+q，磁感应强度，若进入磁场的粒子均能从y轴上的M点离开磁场，粒子打到金属板上会被吸收，不计粒子重力及相互间的作用力，求：（1）t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间；（2）粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围；（3）达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比。答案：1D 2C 3C 4B 5D 6C 7D 8D 9D 10BD11BD 12BCD 13AB 14ACD 15BD16（1）；（2）；（3）17（1）（，）；（2）；（3），；（4），18（1）；（2）19（1）；（2）；（3）20（1）；（2）；（3）25%