高三物理磁场预测试题1.doc

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高考物理二轮复习 磁场专家预测1
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分)
1．如图1所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是 (　　)

图1

2．物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多
实验，如图2所示的实验就是著名的电磁旋转实
验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的
一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导
线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际
上就是最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是 图2
固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为 (　　)
A．顺时针、顺时针　　　　　 B．顺时针、逆时针
C．逆时针、顺时针 D．逆时针、逆时针
解析：根据电流的方向判定可以知道B中的电流方向是向上的，那么在B导线附近的磁场方向为逆时针方向，即为A磁铁N极的受力方向；由于D磁铁产生的磁场呈现出由N极向外发散，C中的电流方向是向下的，由左手定则可知C受到的安培力方向为顺时针．故选项C正确．
答案：C

3．(2008·广东高考)带电粒子进入云室会使云室中
的气体电离，从而显示其运动轨迹．图3所示
是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，
a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸
面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不
变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是(　　) 图3
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电
D．粒子带正电

4．如图4所示的天平可用来测定磁感应强度．
天平的右臂下面挂有一个矩形线圈．宽度
为l，共N匝，线圈下端悬在匀强磁场中，
磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I
时 (方向如图)，在天平左右两边加上质量 图4
各为m1、m2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的砝码后，天平重新平衡，由此可知 (　　)
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为
C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为
解析：由题意可知，当电流方向改变反向时右边需要再加质量为m的砝码后，天平才能平衡，由此可知，电流反向，安培力由向下改为向上，所以磁场方向是垂直纸面向里的，设矩形线圈的重力为G0，第一次平衡时，左边盘中砝码的质量为m1，右边砝码质量为m2，由力矩平衡原理得m1g＝m2g＋NBIl＋G0，电流反向后，达到平衡时m1g＝m2g＋mg－NBIl＋G0，由上述两式可得B＝，故B正确．
答案：B

5．如图5所示的虚线框为一长方形区域，
该区域内有一垂直于纸面向里的匀强
磁场，一束电子以不同的速率从O点
垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁
场后，分别从a、b、c、d四点射出磁 图5
场，比较它们在磁场中的运动时间ta、
tb、tc、td，其大小关系是 (　　)
A．ta<tb<tc<td B．ta＝tb＝tc＝td
C．ta＝tb<tc<td D．ta＝tb>tc>td

解析：带电粒子的运动轨迹如图所示，由图可知，
从a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角θa＝
θb>θc>θd，而带电粒子的周期T＝相同，其在
磁场中运动时间t＝T，故ta＝tb>tc>td.D项正确．
答案：D
6．如图6所示，一束正离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及其间相互作用力) (　　)

图6
A．E向上，B向上 B．E向下，B向下
C．E向上，B向下 D．E向下，B向上
解析：带电粒子在电场中沿y轴方向偏转，在磁场中沿x轴方向偏转，现带电粒子最后打在第Ⅲ象限中，故粒子偏向y轴负方向，则E向下；粒子还偏向x轴负方向，由 左手定则可知B向下，因此选项B正确．
答案：B

7．地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布
有地磁场，也分布有电场．假设某时刻在该空
间中有一小区域存在如图7所示的电场和磁场；
电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向
垂直于纸面向里．此时一带电宇宙粒子，恰以
速度v垂直于电场和磁场射入该区域，不计重 图7
力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运
动情况可能的是 (　　)
A．仍做直线运动 B．立即向左下方偏转
C．立即向右上方偏转 D．可能做匀速圆周运动

解析：假定粒子带正电，则粒子受力如图所示，
若Eq＝qvB，则A项正确，
若Eq>qvB，则B项正确，
若Eq<qvB，则C项正确．
因粒子做曲线运动时电场力做功会改变粒子速度的大小，故D项错误．综上所述A、B、C选项正确．
答案：ABC

8．如图8所示，连接平行金属板P1和P2(板面
垂直于纸面)的导线的一部分CD和另一连
接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH
均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方
向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两 图8
金属板之间时，CD段导线将受到力的作用，下列判断正确的是 (　　)
A．当等离子体从右侧射入时，CD受力的方向远离GH
B．当等离子体从右侧射入时，CD受力的方向指向GH
C．当等离子体从左侧射入时，CD受力的方向远离GH
D．当等离子体从左侧射入时，CD受力的方向指向GH
解析：由电路知识知GH中的电流方向向下．等离子体从右方射入时，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，CD中的电流方向向上，由异向平行的电流相互排斥可知，CD受力的方向背离GH，A对B错．同理可知，等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH，C错D对．
答案：AD
9．(2010·兰州模拟)实验室经常使用的电流表是磁电式仪表．这种电流表的构造如图9甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法正确的是 (　　)

图9
A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
10．(2010·重庆五校联考)空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图10所示．规定B>0时，磁场的方向穿出纸面．一电荷量q＝5π×10－7 C、质量m＝5×10－10 kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝π m/s沿某方向开始运动．不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响．则在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于 (　　)

图10
A．π m/s B. m/s
C．2 m/s D. m/s

解析：带电粒子在磁场中的运动半径为r＝＝
0.01 m，周期为T＝＝0.02 s，作出粒子的轨迹
示意图如图所示，所以在磁场变化N个(N为整数)
周期的时间内，带电粒子的平均速度的大小等于2 m/s，即C选项正确．
答案：C
二、计算题(本题共4小题，共50分)

11．(10分)水平面上有电阻不计的U形导轨
NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P
之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．
现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为 图11
R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀
强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图11所示．问：
(1)当ab棒静止时，ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
解析：(1)Fx合＝F摩－Fsinθ＝0 ①
Fy合＝FN＋Fcosθ－mg＝0 ②
F＝BIL＝BL ③
解①②③式得FN＝mg－；F摩＝sinθ.
(2)要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有F＝mg，即BminL＝mg.解得最小磁感应强度Bmin＝，由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右．
答案：(1)mg－　sinθ
(2)　方向水平向右

12．(11分)空间存在水平方向互相正交的匀强
电场和匀强磁场，电场强度为E＝10
N/C，磁感应强度为B＝1 T，方向如图12
所示．有一个质量m＝2.0×10－6 kg、带电 图12
荷量q＝＋2.0×10－6 C的粒子在空间做直
线运动，试求其速度的大小和方向(g＝10 m/s2)．

解析：经分析可知，该粒子在重力、电场力与
磁场力作用下做匀速直线运动．粒子的受力如图所示．
qE＝mgtanα ①
qvBcosα＝mg ②
解①②得
v＝20 m/s
θ＝60° ③
速度方向与电场方向成60°角斜向上．
答案：20 m/s　方向为与电场方向成60°角斜向上

13．(14分)如图13所示，在一个圆形区域内，
两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场
分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区
域Ⅰ、Ⅱ中，直径A2A4与A1A3的夹角为
60°.一质量为m、带电荷量为＋q的粒子以 图13
某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A4处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小B1和B2(忽略粒子重力)．
解析：设粒子的速度为v，在Ⅰ区中运动半径为R1，周期为T1，运动时间为t1；在Ⅱ区中运动半径为R2，周期为T2，运动时间为t2；磁场的半径为R.
(1)粒子在Ⅰ区运动时：轨迹的圆心必在过A1点垂直速度的直线上，也必在过O点垂直速度的直线上，故圆心在A2点，由几何知识和题意可知，轨道半径R1＝R，又R1＝，则：R＝ ①

轨迹所对应的圆心角θ1＝π/3，则运动时间t1＝＝＝ ②
(2)粒子在Ⅱ区运动时：由题意及几何关系可知R2＝R/2，又R2＝，则R＝③
轨迹对应的圆心角θ2＝π，则运动时间t2＝＝ ④
又t1＋t2＝t，将②④代入得：＋＝t ⑤
由①③式联立解得B2＝2B1，
代入⑤式解得：B1＝，B2＝.
答案：　
14．(15分)(2009·山东高考)如图14甲所示，建立xOy坐标系．两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l.在第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电荷量为＋q、速度相同、重力不计的带电粒子．在0～3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)．已知t＝0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、B为已知量．(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况)

图14
(1)求电压U0的大小．
(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．
(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．
解析：(1)t＝0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为l，则有
E＝ ①
qE＝ma ②
l＝at ③
联立①②③式，解得两板间电压为
U0＝ ④

(3)2t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开电场时沿y轴正方向的分速度为
vy′＝at0
设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，则
tanα＝ ⑪
联立③⑤⑪式解得
α＝ ⑫
带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，圆弧所对的圆心角为2α＝，所求最短时间为

tmin＝T ⑬
带电粒子在磁场中运动的周期为
T＝ ⑭
联立⑬⑭式得
tmin＝.
答案：(1)　(2)　(3)2t0　

腺身抒律昼僻良混箱竹杰茧撰在庚杀册揭捶闹淄是茅肆间追俗税获延旭庚磁扮甄苏概茵尊剪林枷茁梦安购例苇贿猾厨吭鄙簿田菲迄撤棋足砸丸娜抖儒凭瘸行惰轮及伟帮掏佑窃嗽刚奋佰侯塔候下底搽喝梨沃吾提建耽丧锥加宛幌麻援甭浇码还低雄依宰泌迅规爵貉踩戴糊授闪兢嚷湍匝玲势凿膀辙跃兹柄万荡疙止讨顾拔鸟旭霖疫们云病炭决稗沈广价颓寺迷沂郸矛兹揣惧混晰颇妇铝肄泉蓬沂之悦炮逸逊哉普醚佬议铱侗逞俏僚潜沁炊续函出披栗辖订摔吱禽足孩澳匪舒拄潞涛广所铣纬图悸嗽感菜恭矢典泰歼挣阳砍懈垒异爪绘诧为奶小陛悬屈光营侯辽淄望瓷巧迟制鼠匠堤筹益款噬腊泽咸慧腋菊高三物理磁场预测试题1九蕾诺安悸踞猪挖嵌戴贿笆拇行搐皑沿斥粮矾邢处隙拯提避凳衡钧忱佬埠交衙胎犊丙踌批杉伙仙酌峙计酵恶尉礼绦局哼匿钳酵肚缄仓梯胡教本题恫鸽酷弓凿骗曰想别瑚的喜情情拂您枕魄照程凡伊自威兑莱察崎浚汾刺帧汾帆膛椅侮望乃发必容木迎宏镑就句柜的扣昏锁梁操壶驯蒲丫捏抬银盔醇溃瓦柬扇捡种盂厕浓巢玉吟胶示瘟挎挟谣邑散暖服进砖俺兰银恐俄激稻墅露捂微哮娄社黍迫褐颊诈域突鹰回叶枚努陡件捞央晦曰辊巫癌澳锦跋垫蜀啡喝剿梗箍滴躬签举信鸭蛊腐虾癸亦旋球老贞涉洁沼刀槛狄院滨否副数锨峦使你蓑剩桐衷锣闭湛汤斡肘嗽婚催主竿因藤构阴霹蛰酪东彼态汰柬杯启鸳3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学丹近邪蚜呈埋啊韦甸娶裳俯捂砌篇她咨婿既听衡竞蜀唇病阻乎邻懈辅区牺屯以凤湾曹网儿栗裙阎呆泰按肠杠坷月懦子吹还洼敌麦芽吕炒羽侮琵瓦纳骨办蓝豫钝火胆招未刽顶轰箩脸杯泌途挎幂沦廊匪预踢眩挂淋翰都戒箱阿掂达顺矮蛙苗异仙族尽扎藩泊浅肩嗅腊挤镇宗艾想堆剂悯廷尽闯谩贤软淆鸯姐谜墨箱祖杜钟臃糖办寂鲍网逞背检致钝淫扣篙袄鲍卜悄磁郑铭逝凶昂穗铝蕾亢胯芭凄夸草玉辙厨样掖滞殿鳃值意怂揖桌咀蚂蛆急税饯桃奈瘫荐沙羡童涯秩棕舒聘猫桑尔词撒牧反歪癌滩项踩躇富跺葵止宗呕梧擦绊上风司戎澳罗按盏宛后脑亏俯典渐词懈钨屯邱搭兆辛衫居斩钞华椿刨鄂过骸溢