三年高考(2016-2018)高考物理試題分項版解析專題10磁場(含解析)

1、專題 10 磁場【20182018 高考真題】1 1 某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子（不計重力）以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動，下列因素與完成上述兩類運動無關(guān)的是A.A.磁場和電場的方向B.B.磁場和電場的強弱C.C.粒子的電性和電量D.D.粒子入射時的速度【來源】20182018 年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷）【答案】 C C【解析】由題可知，當帶電粒子在復(fù)合場內(nèi)做勻速直線運動，即Eq = qvB,貝業(yè)二幻若僅撤除電場，粒子 僅在洛倫玆力作用下做勻速圓周運動說明要滿足題對晞場與電場的方向以及強弱程度都套有墓求, 例如：

2、電場方向向下，碣場方向垂直紙面向里等，但是對電性和電量無要求，故選項C正確,ABD錯誤點睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運動，實際上是考查了速度選擇器的相關(guān)知識，注意當粒子的速度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要求的。2.2.（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2,L中的電流方向向左，L L2中的電流方向向上; L L1的正上方有a、b兩點，它們相對于1_2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B）,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為 ；和，方向也垂直于紙面向外。%A.A.流經(jīng) L L1的電流在b點產(chǎn)

3、生的磁感應(yīng)強度大小為1BoB.B.流經(jīng) L L 的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為2、亠、75%C.C.流經(jīng) 1_1_2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為、 、 亠 、 、0D.D.流經(jīng) L L2的電流在 a a 點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為 -【來源】20182018 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理（全國IIII 卷）【答案】 ACAC【解析】試題分析，先利用右手走則判斷通電導(dǎo)線各目產(chǎn)生的磁場強度，然后在利用矢量螯加的方式求解 各個導(dǎo)體棒產(chǎn)生的磁場強度。Li在ab兩點產(chǎn)生的磁場強度大小相等謖為方向都垂直于紙面向里而L：在a點產(chǎn)生的磁場強度設(shè)対 比，方向向里，在b點產(chǎn)生的磁場強度也為氏，方向向

4、外，規(guī)定向外為正，根據(jù)矢量養(yǎng)加原理可知ffifi0 0- - BjBj - -雖 + 凡一_ _ 7 7_ _ 1 1可解得：；故 ACAC 正確；故選 ACAC點睛：磁場強度是矢量，對于此題來說abab 兩點的磁場強度是由三個磁場的疊加形成，先根據(jù)右手定則判斷導(dǎo)線在 abab 兩點產(chǎn)生的磁場方向，在利用矢量疊加來求解即可。3.3.（多選）如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關(guān)與電源連接，另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）A.A.開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N N 極朝垂直紙面

5、向里的方向轉(zhuǎn)動B.B.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N N 極指向垂直紙面向里的方向C.C.開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N N 極指向垂直紙面向外的方向D.D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N N 極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動【來源】20182018 年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I I 卷）【答案】 ADAD【解析】本題考查電磁感應(yīng)、安培定則及其相關(guān)的知識點。3開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中電流方向為由南向北，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向里，小磁針的N N 極朝垂直紙面4向里的

6、方向轉(zhuǎn)動，選項 A A 正確；開關(guān)閉合并保持一段時間后，左側(cè)線圈中磁通量不變，線圈中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線中電流為零，小磁針恢復(fù)到原來狀態(tài)，選項BCBC 錯誤；開關(guān)閉合并保持一段時間后再斷開后的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線中 電流方向為由北向南，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場方向垂直紙面向外，小磁針的N N 極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，選項 D D 正確?！军c睛】此題中套在一根鐵芯上的兩個線圈，實際上構(gòu)成一個變壓器?！?0172017 高考真題】1 1 .【20172017 江蘇卷】如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和 2

7、 2r.圓形勻強磁場B的邊緣恰好與【解析】根據(jù)磁通董的定義當月垂直于5時，穿過線圈的確通蚩為f其中S為有磁感線并過區(qū)域的 面積，所以圖中兩線圈的磁通量相等，所以A正確J目CD錯誤.【考點定位】磁通量【名師點睛】本題主要注意磁通量的計算公式中S的含義，它指的是有磁感線穿過區(qū)域的垂直面積.2 2 .【20172017 新課標I卷】如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行）：磁場方向垂直于紙面向里，三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、nc。已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動,x xB B.mbmamc(D(D)

8、4:14:1A A.mambmcC. mcmambc在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列(C(C) 1:41:4【答案】A A選項正確的是5D. mcmbma【答案】B B6【解析】由題意知，nag= =qE, mg= =qE+ +Bqv, mg+ +Bqv= =qE,所以mbma. mc，故 B B 正確，ACDACD 昔誤。【考點定位】帶電粒子在復(fù)合場中的運動【名師點睛】三種場力同時存在，做勻速圓周運動的條件是 點是洛倫茲力的方向判斷。3.3.【20172017 新課標川卷】如圖，在磁感應(yīng)強度大小為Bo的勻強磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為I。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂

9、直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為I的a點處的磁感應(yīng)強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應(yīng)強度的大小為【答案】C C【解析】如圖1所示P、Q中電流在戊點產(chǎn)生的硝感應(yīng)強度大小相等，設(shè)為乩由幾何關(guān)系有血1如果讓P中的電流反向、其他條件不變?nèi)鐖F2所示，宙幾何關(guān)系可知，口點處磁感應(yīng)強度的犬小為B = dBl-B*= 5；:,故選C.圖 1 1【考點定位】磁場疊加、安培定則【名師點睛】本題關(guān)鍵為利用安培定則判斷磁場的方向，在根據(jù)幾何關(guān)系進行磁場的疊加和計算。4 4 .【20172017 新課標 I I 卷】如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線 電流方向與L2中的相同，與L3

10、中的相反，下列說法正確的是奸* /Xnag= =qE,兩個勻速直線運動，合外力為零，重A A. 0 0BoD D . 2 2BoL1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I,L1中嚴感 *7F* * *暫-0Z2A. Li所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B. L3所受磁場作用力的方向與Li、L2所在平面垂直C.Li、L2和La單位長度所受的磁場作用力大小之比為1:1：,3D.Li、L2和La單位長度所受的磁場作用力大小之比為、3：、3：1【答案】BCBC【解折】同向電流相互吸引反向電流相互排斥。對匸受力分析，如團所示，可扣厶所受磁場力的方向與1;、厶所在的平面平行，故直錯誤,對受力分折，

11、如圖所喬，可知厶所受晞場力的方冋與 6 厶所在的平 面垂直，故萬正確；設(shè)三根導(dǎo)線兩兩之間的相互作用力為丘則厶、厶受到的晞場力的合力等于碼厶受的 磅場力的合力為書 F,即氐 厶單位長度受到的礪場力之比為1：1：筋，故c正確，D錯誤?！究键c定位】電流磁效應(yīng)、安培力、安培定則【名師點睛】先根據(jù)安培定則判斷磁場的方向，再根據(jù)磁場的疊加得出直線電流處磁場的方向，再由左手 定則判斷安培力的方向，本題重點是對磁場方向的判斷、大小的比較。5.5.【20172017 新課標n卷】某同學(xué)自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆 包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸

12、。將線圈架在兩個金屬支架之間， 線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該 同學(xué)應(yīng)將A.A. 左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.B. 左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉8C.C. 左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D.D. 左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉【答案】ADAD【解析】為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，這樣 當線圈在圖示位置時，線圈的上下邊受安培力水平而轉(zhuǎn)動，*鞄一周后再次愛到同樣的安培力而像其?專動, 選項A正確；若將左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣灤都刮掉，則當線圈

13、在團示位置時，線圈的上T邊受安培力 水平而輕動，轉(zhuǎn)過半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止轉(zhuǎn)動，選項B正確,左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆 刮掉，右韓軸下側(cè)的絕緣灤刮掉，電路不能接通故不能轉(zhuǎn)起耒，選項C錯誤；若將左韓軸上下兩側(cè)的絕 緣漆都刮掉J右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，這樣為結(jié)圈在團示位羞時，線圈的上下邊受安培力水平而轉(zhuǎn)動， 轉(zhuǎn)過半周后電路不導(dǎo)通，轉(zhuǎn)過一周后再次受到同樣的安培力而使其轉(zhuǎn)動，選項D正確予故選AD?！究键c定位】電動機原理；安培力 【名師點睛】此題是電動機原理，主要考查學(xué)生對物理規(guī)律在實際生活中的運用能力；關(guān)鍵是通過分析電流方向的變化分析安培力的方向變化情況。6.6.【20172017 新課標H

14、卷】如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點。大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場。若粒子射入速率為v這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點分布在二分之一圓周上。不計重力及帶電粒子之間的相互作用。則n 為ZP 冬*上*A A.3:2B.B.2：1C.C.3:1D. 3：2【答案】C C【解析】當粒子在磁場中運動半個圓周時，打到圓形磁場的位置最遠。則當粒子射入的速度為V,1如圖，由幾何知識可知，粒子運動的軌道半徑為r,=Rcos60R;同理，若粒子射入的速度為v2，由2幾何知識可知，粒子

15、運動的軌道半徑為r2= Rcos30 - R；根據(jù)r =m v，則v2:v =r2: r,= 3:12qB故選 C Co9【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動【名師點睛】此題是帶電粒子在有界磁場中的運動問題；解題時關(guān)鍵是要畫出粒子運動的軌跡草圖，知道10能打到最遠處的粒子運動的弧長是半圓周，結(jié)合幾何關(guān)系即可求解?！?0162016 高考真題】1 1 .【20162016 北京卷】中國宋代科學(xué)家沈括在夢溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是A.A. 地理南、北極與地磁場的南、

16、北極不重合B.B. 地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C.C. 地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D.D. 地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用【答案】C C【解析】根據(jù)題意可知，地理南、北極與地晞場存在一個夾甬，為葩偏角，故兩者不重合AAl確* 地 晞南極在地理的北按附近，地晞北極在地理的南根附逅，B正確；由干地磁場的磁場方向沿晞感線切線的方 向，故只有赤道處地確場的逾場方向才與地面平行，C錯誤；在赤道處，磁場方向水平，而射線是帶電的粒子,運動方向垂直班場方向根據(jù)左手定則可得射向赤道的粒子受到洛倫茲力的作用，D正確?！究键c定位】考查了地磁場【方法技巧】地球本身是一個

17、巨大的磁體。地球周圍的磁場叫做地磁場。地磁北極在地理南極附近，地磁 南極在地理北極附近，所以地磁場的方向是從地磁北極到地磁南極?！究键c定位】安培定則、電子束產(chǎn)生電流的方向1電干嵐/I/IX0 AyA A.+ +x方向B B. - -x方向【答案】A A【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動，電流方向沿軸為中心沿順時針方向（沿z軸負方向看），通過y軸則在圖中y軸上A點的磁場方向是C.C. + +y方向D.D. - -y方向z軸負向，由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場以zA點時方向向外，即沿x軸正向，則選項 A A 正確。2 2 .【20162016 上海卷】如圖，一束電子沿z軸正向流動,11【方法技

18、巧】首先需要判斷出電子束產(chǎn)生電流的方向，再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)磁場的方向。3 3.【20162016 全國新課標H卷】一圓筒處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，筒繞其中心軸以角速度3順時針轉(zhuǎn)動。在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時的運動方向與MN成 3030角。當筒轉(zhuǎn)過 9090時，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒。不計重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為2A.A.B B . .C C . . D D3B2BBB【答案】A A【解析】作出粒子的運動軌跡，由幾何知識可得，軌跡的圓心角為-專)梵2=?,

19、兩個運動具有尊時. 601“0Q6)性則而Ur爲跖;r莎故選人【考點定位】帶電粒子在磁場中的運動【名師點睛】此題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動問題；解題時必須要畫出規(guī)范的粒子運動的草圖，結(jié) 合幾何關(guān)系找到粒子在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角，根據(jù)兩個運動的等時性求解未知量；此題難度中等，意在考 查考生對物理知識與數(shù)學(xué)知識的綜合能力。4.4.【20162016 全國新課標川卷】平面OM和平面ON之間的夾角為 3030,其橫截面(紙面)如圖所示，平面OM上方存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m電荷量為q(q00)。 粒子沿紙面以大小為v的速度從OM勺某點向左上方射入磁場，速

20、度與OM成 3030角。已知該粒子在磁場中的運動軌跡與ON只有一個交點，并從OM上另一點射出磁場。不計重力。粒子離開磁場的出射點到兩平面 交線O的距離為_ _ WB / * 金. II M Ml A A. _mv_mvB B .丑 C C .如 D D .如122qBqBqBqB【答案】D D【解析】根據(jù)題意，粒子在觀場中的運動軌跡與加，只有一個交點，則軌跡與娜相切，設(shè)切點為占點，A射點為E點，出射點為 H 點，粒子在確場中的軌跡圓心為 C 點，根據(jù)幾何知識可得肋=sin 30 =r,則三角形0曲為等邊三角形，故ZOso6,而5 護砂fz必4=90 ,故 QOS 為一條直線；所法為直角三角形，

21、故粒子離幵磁場的出射點到。的距亶為勺0匸土_二丄斗廠而半徑公式sin 30 5in30wvscl 亠亠4wiv _r= 故距禺為D正確。BqBq【考點定位】考查了帶電粒子在有界磁場中的運動【方法技巧】帶電粒子在勻強磁場中運動時，洛倫茲力充當向心力，從而得出半徑公式R =mV，周期公式BqT=2nm，運動時間公式tT，知道粒子在磁場中運動半徑和速度有關(guān)，運動周期和速度無關(guān)，畫軌Bq2n跡，定圓心，找半徑，結(jié)合幾何知識分析解題。5.5.【20162016 四川卷】如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場。一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域，當速度大小為vb時，從b點離開磁

22、場，在磁場中運動的時間為tb，當速度大小為vc時，從c點離開磁場，在磁場中運動的時間為tc,不計粒子重力。則A A.Vb：Vc=1:2=1:2 ,tb：tc=2:1=2:1 B B .Vb：vc=2:2=2:2 ,tb：tc=1=1：2 2C C .Vb：vc=2:1=2:1 ,tb：tc=2:1=2:1 D D .Vb：vc=1:2=1:2 ,tb：tc=1=1：2 2【答案】A A【解析】設(shè)正六邊形邊長為 G 若粒子從b點離開磁場，可知運動的半徑再 Z 在碗場中傳過的角度為心紂，若粒子從翳開耀，可服動的半徑珈卻在磁場中拷過的角度為曙 a，根據(jù)，磊可知育叮氏：咒=1：二；艱拒 2 旦丁 =二

23、可加，仁:tcv：廠弋：裁選乩360360qB考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動【名師點睛】此題考查了帶電粒子在勻強磁場中的運動；做此類型的習題，關(guān)鍵是畫出幾何軌跡圖，找出13半徑關(guān)系及偏轉(zhuǎn)的角度關(guān)系；注意粒子在同一磁場中運動的周期與速度是無關(guān)的；記住兩個常用的公式:mvqB6.6.【20162016 全國新課標I卷】現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加 速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將【答案】D D為 144144，故 A A、B B C C 錯誤，D D 正確【考點定位】帶電粒子在勻強磁場中的運動、帶電粒子在勻強電場中的運動【名師點睛】本題主要考查帶電粒子在勻強磁場和勻強電場中的運動。要特別注意帶電粒子在勻強磁場中 做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，根據(jù)動能定理求出帶電粒子出電場進磁場的速度。本題關(guān)鍵是要理 解兩種粒子在磁場中運動的半徑不變。7.7.【20162016 海南卷】如圖（a a）所示，揚聲器中有一線圈處于磁場中，當音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振