2022届高考物理一轮复习易错题型专训(11)磁场 word版含解析答案

2022届高考物理一轮复习易错题型专训（11）磁场

1.如图所示，质量为m，长为l的铜棒ab，用长度也为l的两根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，未通电时，轻导线静止在竖直方向，通入大小为Ⅰ的恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为θ，则( )

A.棒中电流的方向为baB.磁感应强度的大小为

mg(1cos)C.磁感应强度的大小为IlsinmgtanIl

D.若只增大轻导线的长度，则θ角度增大

2.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()

A.离子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而

增大B.离子从磁场中获得能量C.增大加速电场的电压，其余条件不变，离子离开磁场的动能将增大D.增大加速电场的电压，其余条件不变，离子在

D型盒中运动的时间变短

3.如图所示，光滑的水平面上有竖直向下的匀强磁场，水平面上平放着一

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个试管，试管内壁光滑，底部有一个带电小球。现在对试管施加一个垂直于试管的水平拉力F，在拉力F作用下，试管向右做匀速运动，带电小球将从管口飞出。下列说法正确的是()

A.小球带负电

B.小球离开试管前，洛伦兹力对小球做正功 C.小球离开试管前的运动轨迹是一条抛物线 D.维持试管做匀速运动的拉力F应为恒力

4.如图所示，大量质量为m、带电荷量为q的离子通过宽度为d的狭缝，沿着与边界垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，已知离子进入磁场的速度大小vBqdm，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。则

带电离子在磁场中可能经过的区域的面积是( )

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A.(3π32π32π32π32)dB.(1)dC.()dD.(1)d 86464645.如图（a）所示，在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场，其变化规律如图（b）所示.薄挡板MN两端点恰在圆周上，且MN所对的圆心角为120°.在t0时，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从A点沿直径AOB射入场区，运动到圆心

OR后，做一次半径为2的完整的圆周

运动，再沿直线运动到B点，在B点与挡板碰撞后原速率返回（碰撞时间不计，电荷量不变），运动轨迹如图（a）所示.粒子的重力不计，不考虑变化的磁场所产生的电场，下列说法正确的是( )

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A.磁场方向垂直纸面向外 B.图（b）中B0C.图（b）中T02mvqR

RπR vD.若t0时，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从A点沿AO入射，偏转、碰撞后，仍可返回A点

6.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置，两直导线中的电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )

A.线圈a中有感应电流B.线圈b中有感应电流 C.线圈c中无感应电流D.线圈d中无感应电流

7.如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射的电场在

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中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一质量为

m、电荷量为

q的粒

子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是()

A.极板M比极板N的电势高 B.加速电场的电压UER C.直径PQ2BqmER D.若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷

8.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足Bk比例系数，I为电流强度，

rIr(其中k为

为该点到直导线的距离)。现有四根平行的通

电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。

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已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是()

A.电流的大小关系为I12I2 B.四根导线所受的磁场力均为零 C.正方形中心O处的磁感应强度为零

D.若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向

9.如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场,则下列说法正确的是( )

A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向

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外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于ED.粒子打在胶片上的位置越靠

B近狭缝P,粒子的比荷越小

10.如图所示,在平面坐标系xoy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿

y轴正方向的匀强

电场,第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在ML,0点,磁场方向垂直于坐标平面向外。一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q2L,L点以速度

v0沿

x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P2L,0点射出磁

场。不计粒子重力,求:

(1)带电粒子进入磁场时的速度大小和方向。 (2)电场强度与磁感应强度大小之比; (3)粒子在磁场与电场中运动时间之比;

参考答案

1.答案：C

解析：本题考查左手定则与安培力.由左手定则知，棒中电流方向为ab，选项A错误；棒由静止到偏转到最大角度的过程中，根据动能定理得，

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BIllsinmgl(1cos)0，解得磁感应强度的大小为Bmg(1cos)，选项IlsinB错

误，C正确；设轻导线的长度为l，铜棒的长度为l，根据动能定理得，

1BIll1sinmgl1(1cos)0，则BIlsinmg(1cos)，由此可知，θ与轻导线的长度

无关，选项D错误. 2.答案：D 3.答案：C

解析：A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电；故A错误.

B．洛伦兹力是不做功的，因为在向上的洛伦兹力产生的同时，还产生了与F方向相反的一个洛伦兹力，两个洛伦兹力抵消，不做功；故B错误. C．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动.小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线；故C正确.

D．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B，v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大；故D错误。 4.答案：B

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v2解析：根据向心力公式和洛伦兹力公式得Bqvmr1，解得rd。如图所示，

132d)4磁场中带电离子可能经过的区域的面积S2πd2d22(6πd232π32d(1)d，所以只有464B项正确。

5.答案：BC

解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动.带电粒子运动到O点后做一次匀速圆周运动，由左手定则知，磁场垂直纸面向里，选项A错误；由牛顿第

v2qvB0mR二定律得，

2，解得B02mvqR，选项B正确；T0时间内粒子先做匀速

2πR2RπRvv直线运动再做匀速圆周运动，故T0Rv，选项C正确；由左手

定则知，q的带电粒子在B点与挡板碰撞后向上偏转射出磁场，不能返回

A点，选项D错误.

6.答案：AD

解析：由安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在I象限中方向相同，在Ⅲ象限中方向也相同，当两直导线中的电流都增大时，线圈a、c中磁通量

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增大，产生感应电流，选项A正确，C错误。利用对称性和安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅱ象限中方向相反，在Ⅳ象限中方向也相反，且线圈b、d中的磁通量为零，当两直导线中的电流都增大时，线圈b、d中的磁通量仍为零，线圈b、d中无感应电流，选项B错误，D正确。 7.答案：AD

解析：试题带电粒子要打到胶片Q上，根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电，在加速电场能够得到加速，则极板M比极板N电势高，A对；在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即

v2EqmR，再根据Uq121mv可知UER，B22错；带电粒子垂直进入磁分析器，

直径PQ2R，C错；若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同

v2一点，即半径相同，根据qvBmR和Uq2mv可知，RB2112Umq，即只与带电

粒子的比荷有关。 8.答案：ACD

解析：画出导线B、C、D在导线A处的磁场方向，如图所示.根据题意A导线所受的磁场力为零，则A处的合磁感应强度为零，即2kI2Ik1;则I12I2,L2L故选项A正确.同理将各点的磁场方向都画出来，可以判断B、D导线处的合磁感应强度不为零，B、D导线所受磁场力不为零，故选项B错误.将各导线在O点的磁场方向画出，如图所示.由于A、C导线电流相等而且与O10 / 12

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点距离相等.则BABC,且方向相反，同理BBBD，且方向相反，即正方形中心O处的磁感应强度为零，故C正确.若移走A导线，则磁场BA不存在，则此时在O点的磁场将沿OB方向，故D正确.

9.答案：ABC

解析：粒在子速度选择器中做匀速直线运动,有qEqvB，解得vE，故C正

Bv2确；进入偏转磁场后,有qvB0mr，解得rmvmEqB0qBB0，可知r越小,比荷越大,

故D错误;同位素电荷量相等,质量不同,则偏转半径不同,所以质谱仪是分析同位素的重要工具,故A正确;因为粒子在速度选择器中所受电场力与洛伦兹力平衡,根据左手定则知,磁感应强度的方向垂直纸面向外,故B正确。 10.答案：(1)设粒子的质量和所带正电荷分别为

m和

q,粒子在电场中运动,

12由平抛运动规律及牛顿运动定律得从O到O'，2Lv0t1，L2at1，qEma粒子到达O点时沿y方向分速度为Vyat1v0，tan为vvyv045粒子在磁场中的速度

2v0(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动轨迹如下

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mv2洛伦兹力提供向心力Bqvr由几何关系得

r2L得

Ev0B2(3)在磁场中运动的周期T2rv粒子在磁场中运动时间为

1Lt2T42v0t2得t4 1解析：

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