(文末附答案)2022届高中物理磁场解题方法技巧.pdf

1 (每日一练每日一练)()(文末附答案文末附答案)2022)2022 届高中物理磁场解题方法技巧届高中物理磁场解题方法技巧 单选题 1、如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的 2 倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是（）Aa点与b点的磁感应强度相同 Ba点与c点的磁感应强度相同 Ca点与d点的磁感应强度相同 Da点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同 2、如图所示，在矩形区域中有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，从点沿方向发射三个相同的带电粒子，三粒子分别从、射出。已知=，sin53=0.8，则下列说法正确的是（）A三粒子在匀强磁场中的速率之比为1:2:5 B三粒子在匀强磁场中的速率之比为2:3:5 C三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为4:2:1 2 D三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为6:3:2 3、物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位之间的关系如关系式=既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了 V（伏）与 A（安）和（欧）的乘积等效现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、W（瓦）、J（焦）、C（库）、F（法）、A（安）、（欧）、T（特），由它们组合成的单位都与 V（伏）等效的是（）AJ/C 和 N/CBJ/C 和T m2/S CW/A 和C T m/sDW1/21/2和T A m 4、如图所示，等边三角形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，、分别是、边上的某点。三个相同的带电粒子分别以相同的速率从点沿不同方向垂直磁场射入，分别从点、点和点离开磁场，粒子重力不计。下列说法正确的是（）A粒子带负电 B从点离开的粒子在磁场中运动的路程一定最大 C从点离开的粒子在磁场中运动的时间一定最短 D从点离开的粒子在磁场中的运动时间一定大于从点离开的粒子在磁场中的运动时间 5、两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60和30，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，A、B连线垂直于磁场边界。如图所示，则（）3 Aa粒子带正电，b粒子带负电 B两粒子的轨道半径之比:=3:1 C两粒子的质量之比:=2:1D两粒子的速率之比:=1:4 6、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 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 7、如图所示，在、处存在与纸面垂直，且通有大小相等、方向相反电流的长直导线，已知、在、的连线上，为的中点，、位于的中垂线上，且、到点的距离均相等。下列说法正确的是（）4 A点处的磁感应强度为零 B、两点处的的磁感应强度方向相反 C、两点处的磁感应强度方向相同 D、两点处的磁感应强度方向不同 多选题 8、如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子、比荷为k，从静止开始经电压U加速后，以一定速度，沿NP方向射入磁场。ON间距离为d，已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为 37（sin37=0.6），不计重力。下列判断正确的是（）A若该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出，则=82249 B若该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出，则=162249 C若电压 42281，U越大，粒子在磁场中运动的时间越短 9、如图所示，两方向相反，磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC边界分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处由一质子源，能沿BAC的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过C点，质子比荷=1，则质子的速度可能为（）5 AB2C23D8 10、通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面（纸面）内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列判定正确的是（）AL2绕轴O按顺时针转动 BL2绕轴O按逆时针转动 CL4绕轴O按顺时针转动 DL4绕轴O按逆时针转动 填空题 11、直线电流的磁场 安培定则：如图甲所示，用_握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，_所指的方向就是磁感线环绕的方向。直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示。6 12、如图所示，水平放置的长直导体框架宽L=0.5m，电阻R=0.4，匀强磁场垂直框架平面方向向里且磁感应强度B=0.5T，导体棒AB可沿框架无摩擦滑动，当杆AB以速度v=8.0m/s 向右运动时，导体棒AB上的感应电动势E=_V，回路中的感应电流I=_A，AB 中的电流方向为_（填“向上”或“向下”），为保证导体棒 AB 匀速运动的外力大小为_N。13、质谱仪（1）质谱仪构造：主要构件有加速_、偏转_和照相底片（2）运动过程（如图）（3）带电粒子经过电压为U的加速电场加速，_12mv2 7 （4）垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动，r，可得r_（5）分析：从粒子打在底片 D 上的位置可以测出圆周的半径r，进而可以算出粒子的_ 8 2022 届高中物理磁场_032 参考答案 1、答案：B 解析：通电直导线在周围形成的磁场，大小为=，方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。故选 B。2、答案：A 解析：AB三个粒子都是洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，有 =2 可得 =三个相同的带电粒子分别从A点进入矩形磁场，从、射出，轨迹如图所示 9 已知=，则可得 1=2，2=第三个粒子由几何关系可得(3)2+(2)2=32 解得 1=52 三粒子的电量q和质量m相同，则在匀强磁场中的速率之比为 1:2:3=1:2:3=1:2:5 故 A 正确，B 错误；CD前两个个粒子匀速圆周的圆心角分别为 1=，2=2 第三个粒子的圆心角满足 sin3=23=45 10 解得 3=53180 而三个相同粒子做匀速圆周运动的时间为 =2 =22=故有 1:2:3=1:2:3=90:180:53 故 CD 错误；故选 A。3、答案：B 解析：A根据公式 =可得：1V=1J/C；根据公式 =可得，N/C 为电场强度的单位，A 错误；B根据公式 11 =可得：1V=1T m2/s；1V=1J/C已证明，所以 B 正确；C根据公式 =可得：1V=1W/A；根据公式 =可得，C T m/s为力的单位，所以 C 错误；D根据公式 =2 可得：1V=1W1/21/2 根据公式 =可得：1N=1T A m；T A m为力的单位，所以 D 错误；12 故选 B。4、答案：D 解析：A根据左手定则可知粒子带正电，A 错误；BCD画出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 若粒子从ac边射出，粒子依次从ac上射出时，半径增大而圆心角相同，弧长等于半径乘以圆心角，所以经过的弧长越来越大（即路程越来越大），运动时间 t=2 则从ac边射出的粒子运动时间相同；如果从bc边射出，粒子从b到c上依次射出时，弧长会先变小后变大，但都会小于从c点射出的弧长，则从c点射出的粒子在磁场中运动的路程最大，圆心角也会变大，但小于从c点射出时的圆心角，所以运动时间变小，则从c点离开的粒子在磁场中的运动时间一定大于从e点离开的粒子在磁场中的运动时间，BC 错误、D 正确；故选 D。5、答案：C 解析：13 A由左手定则可得：a粒子带负电，b粒子带正电，故 A 错误；B由粒子做匀速圆周运动，如图 粒子运动轨道圆心在AB的垂直平分线和过A点的速度垂直方向的交点，故=1230=1260=13 所以:=3:1 故 B 错误；C由几何关系可得：从A运动到B，a粒子转过的圆心角为60，b粒子转过的圆心角为120，根据运动时间相同可得运动周期为:=2:1 再根据洛伦兹力做向心力可得 =2 所以，运动周期为 14 =2=2 根据电荷量相等可得:=:=2:1 故 C 正确；D根据 =2 =:=3:1:=:=2:1 可得:=3:2 故 D 错误。故选 C。6、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 15 =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 =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 16 又 =所以最小速度为 min=34 故 D 错误。故选 C。7、答案：C 解析：A、四个点的磁感应强度均为、两长直导线在各点的磁感应强度的叠加，由安培定则可知，、在点处磁感应强度的方向相同，合磁感应强度竖直向下，不为零，故 A 错误；BM在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故 B 错误；CM在c处产生的磁场方向垂直于cM偏向右下，在d处产生的磁场方向垂直dM偏向左下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏向左下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏向右下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，故 C 正确；D由以上分析可知，a、c两点处磁感应强度的方向都竖直向下，方向相同，故 D 错误。故选 C。8、答案：AC 解析：AB若该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出，其轨迹如图所示 17 根据几何关系 +tan37=解得 =47 根据洛伦兹力提供向心力 =2 根据能量守恒 =122 联立解得 =82249 故 A 正确，B 错误；CD根据 =2 18 =122 可知，U越大，则r越大。当轨迹与OP恰好相切时，根据几何关系 +sin37=以上三式联立解得 =82281 当 82281时，轨迹为半圆，运动时间为 =2=运动时间恒定。故 C 正确，D 错误。故选 AC。9、答案：ABD 解析：质子带正电，且经过点，其可能的轨迹如图所示 所有圆弧所对圆心角均为60，所以质子运行半径为 19 =(=1，2，3，）质子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得 =2 解得 =(=1，2，3，）故 ABD 正确，C 错误。故选 ABD。10、答案：BC 解析：AB图甲中，根据安培定则可知，L1导线上方的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远，磁场越弱，由左手定则可知，通电导线L2处于垂直纸面向外的磁场，且越靠近L1，安培力越强，从而出现L2绕轴O按逆时针方向转动，故 B 正确，A 错误；CD图乙中O点上方导线L4所受安培力向右，O点下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，故 C 正确，D 错误。故选 BC。11、答案：右手 弯曲的四指 解析：略 12、答案：2 5 向上 1.25 解析：20 1当杆AB以速度v=8.0m/s 向右运动时，导体棒AB上的感应电动势为 =2V 2据闭合电路欧姆定律可得，回路中的感应电流大小为 =5A 据右手定则可知，AB中的电流方向为向上。3为保证导体棒AB匀速运动，外力应与安培力等大、反向，故外力大小为 =1.25N 13、答案：磁场 电场 qU 12 比荷 解析：略