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1、磁场夯基提能卷立足于练题型悟技法保底分(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.2019上海虹口区模拟在匀强磁场中，A、B两点分别引入长度相等的长直导线，导线与磁场方向垂直如图所示，图中a、b两条图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受磁场力F和通过导线的电流I的关系关于A、B两点的磁感应强度大小BA、BB，下列说法正确的是()ABABBBBABBCBABB，故B正确2.2019广东广州调研(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝
2、缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里答案：AC解析：由题意可知，a点的磁感应强度由三条通电导线在此处的磁感应强度叠加而成，有两条导线在此处产生的磁场相互抵消，由第三条导线决定此处的磁场，合磁场方向垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，同理可得b点的磁感应强度方向垂直纸面向外，
3、大小与a处的相同，而在c点三根导线产生的磁场方向相同，所以叠加而成的磁场最强，故A正确，B错误；由图可知，根据安培定则可得，a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里，故C正确，D错误32019石家庄模拟如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为.实验测得sin与x之间的关系如图乙所示已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0.下列说法正确的是()AP的右端为S极BP的中轴线与地磁场方向垂直CP在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为B0Dx0处合磁场的磁感应强度大小为2
4、B0答案：B解析：x时sin1，90，此时小磁针N极指向即为地磁场的方向，即B对小磁针离P越远，越大，说明P对小磁针的N极的斥力和对小磁针S极的引力越小，故P的右端应为N极，故A错xx0处，sin，45，即x0处合磁场的方向与x轴正向成45角，如图所示，易知xx0处，P产生的磁感应强度大小BPB0，合磁场的大小BB.所以C、D均错4.2019贵州遵义模拟有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120角四条导线的电流大小都为I，其中a导线对d导线的安培力大小为F.现突然把c导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流大小不变此时
5、d导线所受安培力的合力大小为()A0 BFC.FD2F答案：D解析：a导线对d导线的安培力大小为F，三条导线与d的连线互成120角，因此在c导线的电流方向改变之前，d导线所受安培力的合力为零；当c导线的电流方向改变之后，则有：a、b导线对d导线的安培力夹角为120，大小为F，因此这两个安培力的合力大小为F，方向指向c导线，而c导线对d导线的安培力大小为F，方向指向c导线，那么此时，d导线所受安培力的合力大小为2F，故D项正确5.2019安徽蚌埠模拟一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且abccde120
6、，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为()A2BILB3BILC(2)BIL D4BIL答案：B解析：因为abccde120，根据几何关系可知bcd60，故b与d之间的直线距离也为L，则导线段abcde的有效长度为3L，故所受安培力的大小为F3BIL，故B正确62019山东德州模拟(多选)静止在匀强磁场中的一个原子核发生衰变，产生两个未知粒子1和2，它们在磁场中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是()A可能是衰变B一定是衰变C粒子1的电荷量小于粒子2的电荷量D粒子1与粒子2运动周期相同答案：BC解析：静止的原子核发生衰变，遵循动量守恒定律，两粒
7、子的运动方向相反，由于两轨迹内切，所以一定是衰变，A错误，B正确；由qvB，得R，所以半径R与电荷量q成反比，所以粒子1的电荷量小于粒子2的电荷量，C正确；由T知，衰变中两粒子的比荷不同，所以两粒子运动周期不同，D错误7.2019贵州贵阳模拟(多选)如图所示，MN为两个方向相同且垂直于纸面的匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小关系为B12B2.一比荷值为k的带电粒子(不计重力)，以一定速率从O点垂直于MN进入磁感应强度为B1的磁场，则粒子下一次到达O点经历的时间为()A. B.C. D.答案：BC解析：根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvBm，可得R，由此可知带
8、电粒子在磁感应强度为B2的匀强磁场中运动的轨迹半径(或直径)是在磁感应强度为B1的匀强磁场中运动的轨迹半径(或直径)的2倍，画出带电粒子运动轨迹的示意图，如图所示粒子在磁感应强度为B1的匀强磁场中运动的时间为t12，粒子在磁感应强度为B2的匀强磁场中运动的时间为t2，则粒子下一次到达O点经历的时间tt1t2，选项A、D错误，B、C正确8.2019江苏扬州等六市模拟如图所示，水平虚线MN上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里大量带正电的相同粒子，以相同的速率沿位于纸面内从水平向右到竖直向上90范围内的各个方向，由小孔O射入磁场区域，做半径为R的圆周运动不计粒子重力和粒子间相互作用下列图中阴影部
9、分表示带电粒子可能经过的区域，其中正确的是()答案：B解析：由小孔O射入磁场区域，做半径为R的圆周运动，因为粒子带正电，根据左手定则可知粒子将向左偏转，故C错误；因为粒子以相同的速率沿位于纸面内从水平向右到竖直向上90范围内的各个方向发射，由O点水平向右射入的粒子的轨迹恰好应为最右端边界；在竖直方向上最远点距MN为2R，由O点竖直向上射入的粒子，打在最左端，两轨迹围成部分因为没有粒子射入，所以中间会出现一块空白区域，故B正确，A、D错误二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9(8分)如图所示，MN是一根长为l10 cm、质量为m50 g的金属棒，用两根长度也为l的细软导线将金属棒MN水平吊起
10、，使金属棒处在B T的竖直向上的匀强磁场中未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角37.忽略磁场对软导线的作用力，sin370.6，cos370.8，重力加速度g10 m/s2，求金属棒中恒定电流的大小答案：5 A解析：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力FT、安培力F，其侧视图如图所示，其中导线的拉力不做功，由动能定理得WFWG0(1分)其中安培力做的功WFFlsinBIl2sin(2分)重力做的功WGmgl(1cos)(2分)解得金属棒中的电流为I(2分)代入数据得I5 A(1分)10(10分)如图所示，轻质空心金属轮A可绕过圆心O的光滑水平轴运动，沿
11、金属轮半径方向接有一根轻质金属棒OC，其长度为a、电阻为r，A轮的边缘与金属棒的端点O通过电刷、导线与一阻值为R的电阻相连一轻细绳的一端固定在A轮的边缘上的某点，绳在A轮上绕有足够多的匝数后，悬挂一质量为m的重物P，A轮处在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，不计A轮、端点O与电刷之间的摩擦及A轮的电阻求：(1)当A轮角速度为时，金属棒所受安培力的大小；(2)释放重物，在运动稳定后，重物匀速运动时的速度答案：(1)(2)解析：(1)在t时间内，金属棒转过的角度为，则其扫过的面积为：Sa2a2t(1分)根据法拉第电磁感应定律，金属棒产生的感应电动势大小为E，则E(1分)又I(1分)FBIa
12、(1分)所以金属棒所受安培力F(1分)(2)金属棒产生的感应电动势大小E(1分)重物P匀速运动时重力的功率等于所有电阻的热功率之和即mgv(1分)而va(1分)解得重物匀速运动时的速度v，方向为竖直向下(2分)11(13分)如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，其边界AB与CD之间的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m、带电荷量为q的粒子沿与左边界夹角为30的方向射入磁场，粒子重力不计(1)求带电粒子能从AB边界飞出的最大速度；(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，求极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间
13、；(3)若带电粒子的速度是(2)中的倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，求粒子从出发点到打到CD边界的最高点位置之间的距离答案：(1)(2)(3)2d解析：(1)当粒子运动到右边界，其轨迹恰好与CD边相切时，所对应的速度是能从AB边界飞出的最大速度，其轨迹如图甲所示，设其轨道半径为R，最大速度为vmax由几何关系得：RRcos30d(1分)由洛伦兹力提供向心力得：Bqvmaxm(1分)由以上两式解得：vmax(1分)(2)粒子的运动轨迹如图乙所示，由几何关系知粒子此时的轨道半径为：R2(1分)设这时粒子在磁场中运动的速度大小为v2，由洛伦兹力提供向心力得：Bqv2m粒子进入电场在电场中运动
14、，由动能定理得：mvqU(2分)解得极板间电压U(1分)粒子不碰到右极板所加电压满足的条件为U(1分)因粒子转过的圆心角为60，所用时间为，而周期T(1分)因返回通过磁场所用时间相同，所以总时间t2(1分)(3)当粒子速度为(2)中的倍时，即v3v2，根据Bqv3m解得R32d(1分)当粒子沿BA方向进入磁场时，打在DC边上的点为最高点，如图丙，由几何关系可得粒子能打到CD边界的最高点位置与Q点的距离为：lR32d(2分)12.(16分)如图所示，两平行金属板A、B间的电势差为U5104 V在B板的右侧有两个方向不同但宽度相同的有界磁场、，它们的宽度为d1d26.25 m，磁感应强度分别为B12.0 T、B24.0 T，方向如图中所示现有一质量m1.0108 kg、电荷量q1.6106 C、重力忽略不计的粒子从A板的O点处由静止释放，经过加速后恰好从B板的小孔Q处飞出试求：(1)带电粒子从加速电场中出来的速度v；(2)带电粒子穿过磁场区域所用的时间t；(3)带电粒子从磁场区域射出时速度方向与边界面的夹角；(4)若d1的宽度不变，改变d2的宽度，要使粒子不能
