人教版2022年高中物理磁场知识汇总笔记.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理磁场知识汇总笔记年高中物理磁场知识汇总笔记 单选题 1、磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，高温气体中含有大量高速运动的正离子、负离子和电子，高温气体平行于两平行金属板、进入，速度为，板间距离为，金属板的正对面积为，匀强磁场的磁感应强度为、方向垂直于高温气体初速度方向，负载电阻为，高温气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（）A金属板带正电，板间气体的电阻率为(+)B金属板带正电，板间气体的电阻率为()C金属板带负电，板间气体的电阻率为(+)D金属板带负电，板间气体的电阻率为()答案：D 解析：高温气体进入两极板之间的匀强磁场中，根据左手定则可知正电荷所受洛伦兹力向下，负电荷所受洛伦兹力向上，故金属板Q带正电，金属板P带负电，当发电机稳定时 =2 即 =由 =+和 =联立可得 =()故 D 正确，ABC 错误。故选 D。2、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A0B0.5BCBD2 B 答案：A 解析：试题分析：乙为双绕线圈，两股导线产生的磁场相互抵消，管内磁感应强度为零，故 A 正确 考点：磁场的叠加 名师点睛：本题比较简单，考查了通电螺线管周围的磁场，弄清两图中电流以及导线的绕法的异同即可正确解3 答本题 3、如图所示，圆形区域的圆心为，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，为圆的直径，从圆上的点沿方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从点离开磁场，乙粒子从点离开磁场已知=60，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A乙粒子带正电荷 B乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3:1 C乙粒子与甲粒子的比荷之比为3:1 D乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为3:1 答案：C 解析：A根据左手定则可知，乙粒子带负电，故 A 错误；B粒子的轨迹如图 设圆形磁场的半径为R，有几何关系可知甲的半径为 2=tan60=3 4 乙的半径为 1=tan30=33 则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 1:2=1:3 故 B 错误；C由 =2 可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为 11:22=3:1 故 C 正确；D粒子在磁场中运动时间为 =2 其中为速度的偏转角，则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为 1:2=2:3 故 D 错误。故选 C。4、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（）5 A32BC34D35 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 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 6 解得 max=43 解得磁场的磁感应强度最小值 min=max=34 故选 C。5、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 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 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 7 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。6、为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）ABCD 8 答案：B 解析：要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向 地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西故 B 正确 小提示：主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定 7、如图所示，轻质弹簧测力计下悬挂的圆形线圈中通有顺时针方向的电流I0，线圈的正下方固定有一根足够长的直导线a，线圈静止时导线a垂直于线圈平面，现在导线a中通有垂直纸面向外的较大电流，则下列判断正确的是（）A线圈仍静止不动 B从上往下看，线圈将逆时针转动 C弹簧测力计示数减小 D线圈左右摆动 答案：B 9 解析：ABD根据安培定则可知，环形电流内部磁场的方向垂直纸面向里，则圆形线圈相当于N极指向纸面内的小磁针；导线a中通入电流时，由安培定则可判断出，导线a中电流在线圈处产生的磁场向左，因小磁针N极指向磁场方向，故从上向下看时，线圈将逆时针转动，AD 错误、B 正确；C当线圈转过 90时，根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，线圈上半部分受力向上，线圈下半部分受力向下，由于下半部分距离导线a较近，所以下半部分受到的安培力比较大，线圈整体受到向下的安培力，可知弹簧测力计的示数一定增大，C 错误。故选 B。多选题 8、如图所示，E、F、G是边长为a的正三角形的三个顶点，位于方向垂直于EFG所在平面、向外的匀强磁场中。一质量为m、电荷量为q的粒子沿FE方向由F点垂直于磁场的方向射入磁场区域，速度大小为v0，粒子恰好从G点离开磁场，不计粒子重力，则（）A粒子可能带负电 B粒子在G点的速度沿直线EG的方向 C磁感应强度的大小为30 D粒子在磁场中运动的时间为330 答案：BC 解析：A作出带电粒子的运动轨迹，如图所示 10 其在F点所受洛伦兹力方向垂直于FE向上，根据左手定则可知，粒子带正电，故 A 错误；B由对称性可知，带电粒子沿着FE射入，FE 与 GF夹角为60，当从GF边射出时，其速度方向和GF也成60，所以粒子在G点的速度沿直线EG方向，故 B 正确；C由几何关系知粒子做圆周运动的半径 =2cos30=3 由 0=02 联立解得 =30 故 C 正确；D由图可知，力粒子从F点运动到G点的圆心角为120，所以运动的时间 =3=1320=2330 故 D 错误。故选 BC。9、如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（）11 A金属棒受到的安培力大小为=sin B金属棒受到的摩擦力大小为=cos C若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大 D若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将减小 答案：CD 解析：ABD作出金属杆受力的主视图，如图所示 根据安培力公式可得金属棒ab所受安培力为 A=根据平衡条件得 f=sin，N=cos 若只增大磁感应强度B后，由上式可得金属棒对导轨的压力将减小，故 AB 错误，D 正确；12 C改变电流方向，则金属棒所受的安培力与原来方向相反，则有 N=+Acos 所以金属棒对导轨的压力增大，故 C 正确。故选 CD。10、电磁轨道炮工作原理如图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与 I 成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2 倍，理论上可采用的方法是 A只将轨道长度 L 变为原来的 2 倍 B只将电流 I 增加至原来的 2 倍 C只将弹体质量减至原来的一半 D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L 变为原来的 2 倍，其它量不变 答案：BD 解析：试题分析：通电的弹体在轨道上只受安培力作用，根据动能定理可得，因为磁感应强度的大小与 I 成正比，即=，联立解得=22，若只将轨道长度 L 变为原来的 2 倍，则速度变为原来的2倍，若只将电流 I 增加至原来的 2 倍，则速度变为原来的 2 倍，若将弹体质量减至原来的一半，则速度变为原来的2倍，将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L 变为原来的 2 倍，则速度变为原来的 2 倍，故 BD 正确；13 考点：考查了安培力，动能定理 填空题 11、放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入如图所示的匀强电场和匀强磁场中，请根据图像分析射线类型：（1）_（请填写射线序号）是 射线（2）_（请填写射线序号）是 射线（3）_（请填写射线序号）是 射线 答案：#解析：123 射线带正电在平行板电场中向负极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向左偏转，射线带负电在平行板电场中向正极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向右偏转，射线不带电在平行板电场和磁场中不偏转。故可以判断是 射线，是 射线，是 射线。12、通电螺线管相当于一个条形磁体。在一通电螺线管的d端附近放置的小磁针。静止时 N 极的指向如图所示。则螺线管的c端相当于_（填“N”或“S”）极。电源的a端为_（填“正”或“负”）极。答案：S 极 正极 14 解析：1小磁针静止时，N 极所指的方向为该位置磁场的方向，小磁针 N 极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管c端为 S 极；2由安培定则可得电流由a端流入螺线管再回到b端，故电源a端为电源的正极。