(文末附答案)人教版2022年高中物理磁场重点易错题.pdf

1 (每日一练每日一练)()(文末附答案文末附答案)人教版人教版 20222022 年高中物理磁场重点易错题年高中物理磁场重点易错题 单选题 1、如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力的大小关系为（）AFaFbFcBFaFbFcCFaFbFcDFbFaFc 2、如图所示，边长为L的正六边形abcdef区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出 B从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为6 2 C垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为(233)D要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为32 3、真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和 3a的同轴圆柱面，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m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为（）A32BC34D35 4、有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（）A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 5、如图所示，金属杆ab的质量为m、通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，金属杆ab静止且紧压在水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角，金属杆ab与水平导轨间动摩擦因数为，下列关于金属杆ab受力的说法正确的是（）3 A所受安培力的大小为sinB所受安培力的大小为BIL C所受摩擦力的大小为tanD所受摩擦力的大小为 6、在光滑桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为2，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（）AB2CD2 7、如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力的大小关系为（）AFaFbFcBFaFbFcCFaFbFcDFbFaFc 多选题 8、如图所示，在平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场，一带电粒子从轴上的点射入磁场，速度方向与轴正方向的夹角=30。粒子经过磁场偏转后在点（图中未画出）垂直穿过正半轴。已知=，粒子电荷量为，质量为，重力不计，则（）A粒子带负电荷 B粒子速度大小为2 C粒子在磁场中运动的时间为23D与点相距3 4 9、霍尔元件的示意图如图所示，它由长宽厚abd、单位体积内自由电子数为n的 N 型半导体制成（设电子电荷量为e）。在一矩形霍尔元件的 1、2 间通入电流I同时外加与元件工作面垂直的磁场B，当接线端 3、4间霍尔电压UH达到稳定值后，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式H=H，其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关。下列说法正确的是（）A接线端 3 的电势比接线端 4 的电势低 B自由电子受到的洛伦兹力大小为 C式中霍尔系数可表示为H=1 D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持与地面平行 10、如图所示，在一倾角为 的粗糙斜面上置一根通电直导线，导线长度为L，电流方向垂直于纸面向外，电流大小为I，初始时，通电直导线恰好静止。现有一竖直向下的磁场从零开始不断增大，当磁感应强度为B0时，通电直导线恰要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A斜面对通电直导线的支持力不断增大 B斜面对通电直导线的静摩擦力不断增大 C粗糙斜面的动摩擦因数=tan D0=tan2 填空题 5 11、当螺线管中通入如图所示的电流时，位于B端附近的小磁针_（选填“会”或“不会”）发生偏转，螺线管A端的磁极是_（选填“N 极”或“S 极”）。12、如图所示，两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们分别以v1、v2的速率射出磁场，则v1：v2=_，通过匀强磁场所用时间之比t1、t2=_。6 人教版 2022 年高中物理磁场_01A 参考答案 1、答案：B 解析：设a、b两棒的长度分别为La和Lb，C的直径为d；由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b两棒所受的安培力大小分别为=因=则=因=则=因=2=2（c的直径大小为Lb），则c棒所受安培力大小为 7 =2=2 则=故选 B。2、答案：C 解析：A若粒子从ab边中点处垂直ab边射出，则圆心一定在在ab边上，设与ab边交点为g，则圆心在Og的中垂线上，而中垂线与 ab 边平行，不可能相交，故 A 错误；B同理做aO垂线出射速度垂线交于f点，即f为圆心，则对于圆心角为60，所以粒子在磁场中的运动时间为 =16 且 =2 解得 =3 故 B 错误；C垂直cf向上发射的粒子刚好与能离开磁场时，轨迹与边af相切，则由几何关系得 =+sin60 由=2 得 8 =联立解得 =(23 3)故 C 正确；D因为O点距六边形的最近距离为 =cos30=32 即此时对应刚好离开磁场的最小直径，所以最小半径为 =2 又 =所以最小速度为 min=34 故 D 错误。故选 C。3、答案：C 解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 =2 9 则磁感应强度与圆周运动轨迹关系为 =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max，为了使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，其最大半径的运动轨迹与实线圆相切，如图所示 A点为电子做圆周运动的圆心，电子从圆心沿半径方向进入磁场，由左手定则可得，为直角三角形，则由几何关系可得(3 max)2=max2+2 解得 max=43 解得磁场的磁感应强度最小值 min=max=34 故选 C。4、答案：B 解析：A当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A 选项错误；10 B安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，即 B 正确；C在匀强磁场中，洛伦兹力始终与运动方向垂直，此时洛伦兹力不做功，C 错误；D由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D 也错误 故选 B。5、答案：B 解析：AB由题意可知磁感应强度与金属杆垂直，所以金属杆所受安培力的大小为 =故 A 错误，B 正确；CD金属杆受力分析如图所示 根据平衡条件可得其所受摩擦力的大小为 =sin 故 CD 错误。故选 B。6、答案：A 解析：11 从上向下看导线的图形如图所示 导线的有效长度为 2L，则所受的安培力大小 =2 设绳子的张力为，由几何关系可知 =2 解得 =故 A 正确，BCD 错误。故选 A.7、答案：B 解析：设a、b两棒的长度分别为La和Lb，C的直径为d；由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b两棒所受的安培力大小分别为=因 12 =则=因=则=因=2=2（c的直径大小为Lb），则c棒所受安培力大小为=2=2 则=故选 B。8、答案：AB 解析：A粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，故 A 正确；13 B粒子运动轨迹如图所示 由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径 =sin=2 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得 =2 解得 =2 故 B 正确；C粒子在磁场中运动的周期 =2 粒子轨迹对应的圆心角为 =180 30=150 粒子在磁场中运动的时间为 =150360=56 故 C 错误；14 DN点到O点的距离为 =+cos=2+2cos30=(2+3)故 D 错误。故选 AB。9、答案：AC 解析：A由题意可知自由电子定向移动的方向为由 21，根据左手定则可知自由电子将在接线端 3 所在的一面集聚，所以接线端 3 的电势比接线端 4 的电势低，故 A 正确；B当 3、4 之间的电压稳定时，自由电子定向移动过程中所受洛伦兹力f与电场力平衡，即 =故 B 错误；C根据电流的微观表达式有 =根据洛伦兹力公式有 =联立以及题给UH的表达式可得 H=1 故 C 正确；D赤道上方地磁场方向平行于地面，又因为磁场方向与工作面垂直，所以在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持与地面垂直，故 D 错误。15 故选 AC。10、答案：ACD 解析：AB加磁场后受力分析如图 1 所示 G=+，=G+磁场从零开始不断增大，则有 =可知，安培力F不断增大，斜面对通电直导线的支持力N不断增大。静摩擦力先是沿斜面向上不断减小到零，再沿斜面向下不断增大。故 A 正确；B 错误；C没有加磁场时，恰好静止，对导线受力分析如图 2 所示 根据受力平衡，可得 G=m，=G，m=整理可得 16 =tan 故 C 正确；D当通电导线刚要滑动时，有 G+m=，=0cos 联立，可得 0=tan2 故 D 正确。故选 ACD。11、答案：会 N 极 解析：1 2 根据电流从螺线管的左端流入，右端流出，结合线圈的绕向，由安培定则判断可知，螺线管的左端为 N极，右端为 S 极；由于异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以小磁针的 N 将靠近螺线管的 S 极，小磁针的 S 将远离螺线管的 S 极，小磁针发生了逆时针偏转。12、答案：1:2 3:2 解析：1粒子运动轨迹如下图所示 17 电子垂直射入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有，根据 =2 电子做圆周运动的半径 =则得电子在电场中的运动速度之比等于电子做圆周运动的半径之比，根据几何关系有 1:2=1:2 所以电子在电场中的速度之比为 1:2=1:2 2 电子在磁场中做圆周运动的周期 =2 以v1运动的电子在磁场中运动的时间 1=4 以v2运动的电子在磁场中运动的时间 2=6 所以电子在磁场中运动的时间之比为 1:2=3:2