专题11磁场(1)-高考物理精选考点专项突破题集[001]

专题11 磁场（1）-高考物理精选考点专项突破题集

一、单项选择题：（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术。磁体悬浮的原理是（ ）

①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同

②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反

③超导体使磁体处于失重状态

④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

【答案】D

【解析】超导体中产生的是感应电流，根据楞次定律的“增反减同”原理，这个电流的磁场方向与原磁场方向相反，对磁体产生排斥作用力，这个力与磁体的重力达平衡，因此选项D正确。故本题选D。

【考点】磁场的应用性

【难度】中等

2、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（ ）

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

【答案】C

【解析】根据题意知地理南北极与地磁场存在一个夹角叫磁偏角，两者不重合，因此选项A正确。地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，因此选项B正确。由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，因此选项C错误。在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力作用，因此选项D正确。故本题选C。

【考点】地磁场

【难度】中等

3、如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中。在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。已知a点的实际磁感应强度为0，则下列正确的是(　　)

A．直导线中的电流方向垂直纸面向外

B．b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与B的夹角为45°

C．c点的实际磁感应强度也为0

D．d点的实际磁感应强度与b点相同

【答案】B

【解析】a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁场方向水平向左，由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向里，因此选项A错误。通电导线在b处的磁场水平向右和竖直向上，合磁场大小 T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°，因此选项B正确。c处的合磁场方向水平向右，大小为2T。因此选项C错误。d处的合磁场大小是 T，方向右下方，b、d两点方向不同，因此选项D错误。故本题选B。

【考点】磁感应强度的叠加

【难度】中等

4、如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场。现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，则在加速运动阶段(　　)

A．a对b的压力不变

B．a、b一起做匀加速直线运动

C．a、b物块间的摩擦力变小

D．a、b物块间的摩擦力不变

【答案】C

【解析】a受的洛伦兹力向下，a对b的压力增大，因此选项AB都错误。对a、b整体分析当F洛变大时，整体滑动摩擦力变大，整体加速度会减小。因此选项B错误。再隔离a分析，水平方向a只受a、b间的静摩擦力，加速度减小，此静摩擦力减小。因此选项C周期D错误。故本题选C。

【考点】洛伦兹力，连接体

【难度】中等

5、如图所示，在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子(不计重力)以初速度v0由A点进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区。如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区。则下列判断正确的是(　　)

A．该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同

B．该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同

C．匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比＝v0

D．若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外

【答案】C

【解析】根据题意可知，当电磁场同时存在时，电场力与洛伦兹力平衡，粒子做匀速直线运动从C点离开。当只有磁场时粒子做匀速圆周运动从D点离开，所以粒子由C、D两点离开场区时动能相同。当只有电场时由B点离开场区，粒子做类平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向匀加速直线，电场力向上且对粒子做正功，动能增加。因此选项A错误。粒子由B、C两点离开场区时时间相同，AD弧长大于直线AC导致D点离开场区时时间稍长。因此选项B错误。电磁场同时存在时，qv0B＝qE，则＝v0。因此选项C正确。若粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，因此选项D错误。故本题选C。

【考点】磁偏转和电偏转

【难度】中等

6、关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）

A、安培力的方向可以不垂直于直导线

B、安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C、安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D、只将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

【答案】B

【解析】由左手定则知安培力的方向与导线和磁场方向相互垂直，因此选项A 错误B正确。安培力的大小四要素 F=BILsinα，α是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关， 因此选项C错误。只将直导线从中点折成直角，安培力的大小变为原来的倍，因此选项D错误。故本题选B。

【考点】安培力的大小及方向

【难度】中等

7、如图所示装置中，当开关S接通后，细绳悬于0点，可自由转动的通电直导线将怎样运动(从上向下看)， 悬线拉力如何变化( )

A．导线AB顺时针转动，悬线拉力不变

B．导线AB逆时针转动，悬线拉力不变

C．导线AB逆时针转动，悬线拉力变小

D．导线AB顺时针转动，悬线拉力变大

【答案】D

【解析】当开关S接通时，据安培定则知电磁铁附近磁感线分布如图，由左手定则知通电直导线此时左部受力指向纸内，右部受力指向纸外，导线将顺时针转动（从上向下看），转到与磁感线垂直时，整个导线受磁场力将竖直向下，可知悬线张力变大，因此线圈顺时针转同时向下运动，因此选项D正确。故本题选D。

【考点】安培力作用下的运动

【难度】中等

8、设空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B时速度恰为零，C点是运动轨迹的最低点，不计重力。以下说法正确的是( )

A．离子必带负电荷

B．A点和B点位于同一高度

C．离子经C点时速度最小

D．离子到B点后，将沿原路返回A点

【答案】B

【解析】由轨迹图知板间电场方向竖直向下，电荷先在电场力作用下向下运动，故电荷带正电，因此选项A错误。洛伦兹力的作用下轨迹向右弯曲，由于在运动中洛伦兹力不做功，只有电场力做功，能量在动能与电势能之间转化，故A点和B点位于同一高度，因此选项B正确。粒子到达C点时，电场力做正功最大，粒子速度最大，因此选项C错误。到达B点后，将重复ACB的运动，向右运动，不会返回A点，因此选项D错误。故本题选B。

【考点】叠加场中的曲线运动

【难度】中等

9、如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L。长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为(　　)

A．0 B. C. D.

【答案】C

【解析】根据左手定则知各段受到的安培力如图。电路abcd上的电阻为3r，由几何关系得，ad段的长度为L+2Lcos60°=2L，所以ad上的电阻为2r，并联部分的总电阻为，电路中的总电流： ，路端电压：，abcd上的电流：，abcd上各段F1=F2=F3=BI1L=，ad上F4=BI2•2L=。F1和F3的水平分力抵消，线框受到的合外力F合=F1cos60°+F2+F3cos60°+F4=，因此选项C正确。故本题选C。

【考点】安培力的合成

【难度】较难

10、如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现(　　)

A．A环、B环均不转动

B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动

C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动

D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢

【答案】D

【解析】由安培定则可知，A环产生的磁场的方向向下，B环产生的磁场的方向向左，两个磁场相互作用后有磁场的方向趋向一致的趋势，即同向电流相互吸引反向电流相互排斥，所以A环顺时针转动，B环逆时针转动．二者相互靠拢。因此选项D正确。故本题选D。

【考点】安培力作用下的运动

【难度】中等

11、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ。现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的导体棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是(　　)

【答案】C

【解析】金属棒MN在水平面上平衡：BIL-FN=0，I＝kt，竖直方向上由牛顿第二定律知mg-Ff=ma且Ff=uFN=μkBLt，所以金属棒MN先向下加速运动，重力大于摩擦力；后向下减速运动，重力小于摩擦力，最后静止，重力与摩擦力等大反向，因此选项C正确。故本题选C。

【考点】叠加场动态分析

【难度】较难

12、物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验。如图所示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。这一装置实际上就成为最早的电动机。图中A是可动磁铁，B是固定导线，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。这时自上向下看，A和C的转动方向分别是 （ ）

A．A顺时针C逆时针 B．A逆时针C顺时针

C．A逆时针C逆时针 D．A顺时针C顺时针

【答案】B

【解析】本题的关键是仔细观察示意图，然后用慢镜头模拟法。A和D两磁铁应该在水平面内。关键是注意A的N极进去了，d的N极应该在外边。汞能导电，由左手定则可知，A受到安培力做逆时针转动（从上向下看）。同理可知，C在安培力作用下，C做顺时针转动。因此选项B正确。故本题选B。

【考点】安培力实践题

【难度】较难

13、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡。A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(　　)

A．N12，弹簧的伸长量减小

B．N1＝N2，弹簧的伸长量减小

C．N1>N2，弹簧的伸长量增大

D．N1>N2，弹簧的伸长量减小

【答案】C

【解析】在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则知A受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方。对磁铁由平衡知磁铁对斜面的压力减小，即N1>N2，同时，导线A对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，对磁铁有平衡知弹簧拉力增大，弹簧的伸长量增大， 因此选项C正确。故本题选C。

【考点】叠加场平衡

【难度】中等

14、如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中(　　)

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变

C．线框所受安培力的合力为零

D．线框的机械能不断增大

【答案】B

【解析】直线电流的磁场离导线越远，磁感线越疏，故线圈在下落过程中磁通量一直减小，因此选项A错误B正确。由于线框上、下两边电流相等，上边磁场较强，故线框所受合力不为零，因此选项C错误。由能量守恒知一部分机械能转化为电能，机械能减小，因此选项D错误。故本题选B。

【考点】直线电流的磁场

【难度】中等

15、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器。它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量。其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知(　　)

A．此粒子带负电

B．下极板S2比上极板S1电势高

C．若只增大加速电压U值，则半径r变大

D．若只增大入射粒子的质量，则半径r变小

【答案】C

【解析】粒子从S3小孔进入磁场，速度方向向下，粒子向左偏转，由左手定则知粒子带正电。因此选项A错误。带正电的粒子在S1和S2两板间加速，则要求场强的方向向下，那么S1板的电势高于S2板的电势，因此选项B错误。粒子在电场中加速，由动能定理知qU =mv2，在磁场中偏转，则有r＝，联立解得：r＝，由此式知只增大U或只增大m时，粒子的轨道半径都变大，因此选项C正确D错误。故本题选C。

【考点】质谱仪的原理

【难度】中等

16、三个质量相同的质点a、b、c带有等量的正电荷，它们从静止开始，同时从相同的高度落下，下落过程中a、b、c分别进入如图所示的匀强电场、匀强磁场和真空区域中。设它们都将落到同一水平地面上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　　)

A．落地时a的动能最大　 B．落地时b、c的动量相等

C．b的落地时间最短 D．c的落地时间最长

【答案】A

【解析】洛伦兹力对运动电荷不做功， 在下落过程中电场力对a做正功，所以落地时a动能最大，因此选项A正确。落地时b和c 动能相等，动量大小相等方向不同，因此选项B错误。质点a和b在竖直方向做自由落体运动，起始高度相同，落地时故间相同。质点b受洛伦兹力作用，在竖直方向运动的加速度小于g，b落地时间最长，因此选项CD都错误。故本题选A。

【考点】复合场中的运动

【难度】中等

17、如图所示，a、b为竖直正对放置的两平行金属板，其中a板带正电、两板间的电压为U。在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B。一比荷为的带正电粒子以速度v0从两板中间位置沿与a、b平行方向射入两板间的偏转电场，不计粒子重力。粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场，运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场，设M、N两点距离为x(M、N点在图中未画出)。则以下说法中正确的是(　　)

A．只减小磁感应强度B的大小，则x减小

B．只增大初速度v0的大小，则x不变

C．只增大带电粒子的比荷，则x增大

D．只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变

【答案】D

【解析】粒子在磁场中匀速圆周运动，设粒子进入磁场时速度方向与磁场边界的夹角为θ，速度大小为v＝，轨道半径R＝ ，由几何关系可知x＝2Rsin θ＝。 只减小磁感应强度B或只增大初速度v0，都会使x增大，因此选项AB 都错误。只增大带电粒子的比荷时x会减小，因此C错误。而x与偏转电场的电压U无关，因此选项D正确，故本题选D。

【考点】组合场中的运动

【难度】较难

18、两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是(　　)

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C．b粒子的动能较大

D．b粒子在磁场中运动时间较长

【答案】C

【解析】由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，因此选项A错误。由qvB＝m知r＝，轨迹半径越大弯曲程度越小，对应的速率越大，所以b粒子的速率较大，在磁场中所受洛伦兹力较大，因此选项B错误。由Ek＝mv2可知b粒子的动能较大，因此选项C正确。由T＝知两者的周期相同，b粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a粒子运动的轨迹对应的圆心角， b粒子在磁场中运动时间较短，因此选项D错误。故本题选C。

【考点】磁偏转

【难度】中等

19、如图所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为(　　)

A.，水平向右

B.，垂直于回路平面向上

C. ，竖直向下

D. ，垂直于回路平面向下

【答案】D

【解析】对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示。由图解法知当安培力沿斜面向上时，安培力最小，故安培力的最小值为：FA＝mgsinθ，故磁感应强度的最小值为B＝＝，根据欧姆定律知E0＝IR，联立解得B＝，因此选项D正确。故本题选D

【考点】叠加场平衡的临界问题

【难度】较难

20、利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小。用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时(电流方向与电压为E1时相反)，拉力显示器的示数为F2。已知 F1>F2，则磁感应强度B的大小为(　　)

A.B＝ B.B＝

C.B＝ D.B＝

【答案】B

【解析】当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1，则F1＝mg＋BL; 接入恒定电压为E2时(电流方向与电压为E1时相反)，拉力显示器的示数为F2，则F2＝mg－BL；联立解得B＝，因此选项B正确。故本题选B。

【考点】磁场中的平衡

【难度】中等

21、如图虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2∶v1 为(　　)

A.∶2 B.∶1 C.∶1 D.3∶

【答案】C

【解析】根据辅助圆法可知，当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场边界的位置距P点最远，则当粒子射入的速率为v1，轨迹如图所示。设圆形磁场半径为R，由几何知识知粒子运动的轨道半径为r1＝Rcos 60°＝R。若粒子射入的速率为v2，轨迹如图所示，由几何知识知粒子运动的轨道半径为r2＝Rcos 30°＝R；由轨道半径r＝可知，v2∶v1＝r2∶r1＝∶1，故选项C正确。

【考点】磁偏转

【难度】中等

22、如图所示，宽度为d、厚度为h的金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该金属导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。设载流子的电荷量为q，下列说法正确的是(　　)

A.载流子所受静电力的大小F＝q

B.导体上表面的电势一定大于下表面的电势

C.霍尔系数为k＝，其中n为导体单位长度上的电荷数

D.载流子所受洛伦兹力的大小F洛＝，其中n为导体单位体积内的电荷数

【答案】D

【解析】金属靠电子导电，由左手定则知，电子向上表面偏转，电场方向竖直向上，静电力的大小应为F＝q，因此选项AB都错误。稳定后qvB= q且I=nqvdh，联立解得，当U＝k时霍尔系数k＝，其中n为导体单位体积内的电荷数。因此选项C错误。载流子所受洛伦兹力的大小F洛＝qvB，电流微观式I=nqvdh，联立解得F洛＝，选项D正确。故本题选D。

【考点】霍尔效应

【难度】中等

23、如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q>0)，质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为600。，则粒子的速率为(不计重力)（   ）A．       B．       C．       D．

【答案】B

【解析】如图所示，粒子射出磁场与射入磁场时运动方向的夹角为60°，其轨迹所对的圆心角∠NCM=60°。在三角形OHM中，cos∠HOM=，所以用∠HOM为60°。由角边角定理可知，ΔOMN与ΔCMN全等，即圆周运动半径与磁场区域圆半径相等。由可知。因此选项B正确。故本题选B。

【考点】磁偏转

【难度】中等

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/ac840255a3c7aa00b52acfc789eb172dec6399c7.html