2020屆高三物理二輪專題復(fù)習(xí)-磁場基礎(chǔ)練

第=page22頁，共=sectionpages22頁第=page11頁，共=sectionpages11頁2020屆高三物理二輪專題復(fù)習(xí)——磁場基礎(chǔ)練一、單選題（本大題共7小題，共28分）電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(在單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積).為了簡化，假設(shè)流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連接(圖中虛線).圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料．現(xiàn)于流量計所在處加磁感強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面．當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值．已知流體的電阻率為ρ，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為：(????)．A.IB(aR+ρbc) B.IB某磁場的磁感線如圖所示，則下列說法中正確的是(????)A.M點的磁場比N點的磁場強

B.M點的磁場比N點的磁場弱

C.M點的磁場方向和N點的磁場方向相同

D.靜止的正電荷在M電受到磁場力的方向和M點的磁場方向相同單匝線圈的面積為2.0m2，將它放在磁感應(yīng)強度為0.5×10?2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，如圖，那么穿過這個線圈的磁通量為A.0.5×10?2Wb B.1.0×10?2Wb 如圖所示，在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，電荷量為+q的液滴在豎直面內(nèi)做以速率為v、半徑為R的勻速圓周運動，已知電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，則油滴的質(zhì)量(

)A. B. C. D.B關(guān)于電荷所受電場力和洛倫茲力，正確的說法是(????)A.電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用

B.電荷在電場中一定受電場力作用

C.電荷所受電場力一定與該處電場方向一致

D.電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場方向垂直如圖所示，有兩根長均為L、質(zhì)量均為m的細導(dǎo)體棒a、b，其中a被水平放置在傾角為45°的絕緣光滑斜面上，b被水平固定在斜面的右側(cè)，且與a在同一水平面上，a、b相互平行。當(dāng)兩細棒中均通以大小為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B，下列說法正確的是(????)A.方向豎直向下

B.大小為2mg2IL

C.大小為mgIL

D.若使b如圖所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，該質(zhì)譜儀由速度選擇器、靜電分析器和磁分析器組成。若速度選擇器中電場強度大小為E1，磁感應(yīng)強度大小為B1、方向垂直紙面向里，靜電分析器通道中心線為14圓弧，圓弧的半徑(OP)為R，通道內(nèi)有均勻輻射的電場，在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器中有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子以速度v沿直線經(jīng)過速度選擇器后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點，不計粒子重力。下列說法正確的是A.速度選擇器的極板P1的電勢比極板P2的低

B.粒子的速度v=B1E1

C.粒子的比荷為E12二、多選題（本大題共5小題，共20分）如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質(zhì)量和電荷量均相同的正、負離子，從O點以相同的速率射入磁場中，射入方向與邊界成θ角，若不計重力，則正、負離子在磁場中(????)A.運動時間相同

B.重新回到邊界時速度大小和方向都相同

C.運動的軌道半徑相同

D.重新回到邊界時的位置與O點距離相同如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上，L1的正上方有a，b兩點，它們相對于L2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B0，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A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為712B0

B.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為112B0

C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為下面的各圖顯示了磁場對通電直導(dǎo)線的作用力．其中正確的是(????)A. B.

C. D.以下有關(guān)磁現(xiàn)象的說法中，正確的是(????)A.磁體周圍存在磁場

B.磁感線是真實存在的

C.同名磁極互相排斥

D.指南針能指南北是受地磁場的作用如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場垂直于霍爾元件的工作面向上，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面間會產(chǎn)生電勢差，下列說法中正確的是(????)A.電勢差的大小僅與磁感應(yīng)強度有關(guān)

B.若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢φD<φC

C.僅增大電流I三、填空題（本大題共2小題，共10分）MN、PQ為水平放置、間距為0.5m的平行導(dǎo)軌，左端接有如圖所示的電路．電源的電動勢為10V，內(nèi)阻為1Ω；小燈泡L的電阻為4Ω，滑動變阻器接入電路阻值為7Ω.將導(dǎo)體棒ab靜置于導(dǎo)軌上，整個裝置放在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為2T，方向與導(dǎo)體棒垂直且與水平導(dǎo)軌平面成θ=53°角；導(dǎo)體棒質(zhì)量為0.23kg，接入電路部分的阻值為4Ω.若不計導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，求開關(guān)K閉合后：

(1)通過導(dǎo)體棒的電流及導(dǎo)體棒所受的安培力大??；

(2)要使導(dǎo)體棒ab保持靜止，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)至少多大？如圖所示為交流發(fā)電機原理圖，已知兩磁極間勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，矩形線框的匝數(shù)為n、面積為S.當(dāng)線框轉(zhuǎn)到與磁場方向垂直的圖示位置時，穿過線框的磁通量為________；若線框從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)動90°，所用時間為t，則線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為________．四、實驗題（本大題共1小題，共12分）“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強度”實驗：

(1)在對螺線管通電______(選填“前”或“后”)必須對磁傳感器進行調(diào)零。

(2)實驗時，將磁傳感器探管前端插至通電螺線管軸線中點時，磁傳感器讀數(shù)為?5mT.增大通過電螺線管的電流后，將探管從螺線管的另一端插入，當(dāng)探管前端再次到達螺線管軸線中點時，磁傳感器的讀數(shù)可能為______

(A)5mT?(B)?6mT?(C)6mT?(D)3mT

(3)如圖所示，用傳感器測量通電螺線管軸線(x軸)上的磁感應(yīng)強度，然后繪出B?x圖象，設(shè)x=0處為螺線管軸線的中央，下面最符合實際情況的圖是______

五、計算題（本大題共3小題，共30分）如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距L，左端與一電阻R相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向下．一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率ν勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略．求

(1)電阻R消耗的功率；

(2)水平外力的大?。?/p>

如圖所示，質(zhì)量m=0.02kg、電荷量q=1.6×10?2C的帶正電的小球(可視為質(zhì)

點)，從半徑r=1m的光滑絕緣14圓弧豎直軌道上由靜止自A端滑下，整個裝置處在方向相互垂直的勻強電場E與勻強磁場B中。電場強度E=10V/m，方向沿軌道面水平向右；磁感應(yīng)強度大小B=2.5T，方向垂直軌道平面向里，軌道C點切線水平，取重力加速度g=10m/s2。

(1)求小球到達C點時的速度大小v；

(2)求在C點時小球?qū)壍赖膲毫Υ笮N；

(3)設(shè)小球在圓弧上D(圖中未畫出)點時受到的洛倫茲力最大，求∠AOD的正切值。

如圖，在整個直角坐標(biāo)系xoy區(qū)域存在方向沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E；在x>0區(qū)域還存在方向垂直于xoy平面向內(nèi)的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從x軸上x=?L的A點射出，速度方向與x軸正方向成45°，粒子剛好能垂直經(jīng)過y軸，并且在第一象限恰能做直線運動，不計粒子重力

(1)求粒子經(jīng)過y軸的位置；

(2)求磁感應(yīng)強度B的大??；

(3)若將磁場的磁感應(yīng)強度減小為原來的一半，求粒子在x>0區(qū)域運動過程中的最大速度和最低點的y坐標(biāo)。

答案和解析1.【答案】B

【解析】【分析】當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，正負電荷受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下表面間形成電勢差，最終穩(wěn)定時，電荷所受電場力與洛倫茲力平衡，根據(jù)歐姆定律及電阻定律求出上下表面間的電勢差，從而根據(jù)平衡求出速度以及流量的大小。解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及掌握歐姆定律和電阻定律的運用，注意電流方向的橫截面積求解。

【解答】

最終穩(wěn)定時有：qvB=q則有：v=根據(jù)電阻定律有：R′=ρ則總電阻為：R總=R′+R

解得：v=所以流量為：Q=vS=vbc=IB(bR+ρca故選B。

2.【答案】B

【解析】解：A、磁感線的疏密表示磁場的強弱，由圖象知N點的磁場比M點的磁場強，A錯誤B正確；

C、磁感線的切線方向表示該點的磁場方向，由圖象知兩點在一條曲線上，它們所處位置的切線方向不同，所以它們的磁場方向不同，C錯誤；

D、由洛倫茲力公式知靜止的電荷不受洛倫茲力，D錯誤；

故選：B．

3.【答案】B

【解析】解：在勻強磁場中，當(dāng)線圈與磁場垂直時，穿過線圈的磁通量：

Φ=BS=0.5×10?2T×2.0Wb=1.0×10?2Wb，故B正確，ACD錯誤；

故選：B【解析】試題分析：由于帶電液滴在復(fù)合場中做的是勻速圓周運動，重力平衡電場力，只有洛侖茲力提供向心力，由此可知mg=qE，，由以上可知液滴的質(zhì)量

考點：考查帶電液滴在復(fù)合場中的運動

點評：本題難度較小，在粒子處于重力場、電場、磁場中做勻速圓周運動時，肯定是由重力與電場力平衡，洛侖茲力提供向心力

5.【答案】B

【解析】解：A、電荷在磁場中不一定受洛倫茲力，當(dāng)靜止時一定沒有洛倫茲力，而運動的電荷，當(dāng)速度與磁場平行時，沒有洛倫茲力作用。故A錯誤；

B、電荷在電場中一定受到電場力作用。故B正確；

C、正電荷所受電場力一定與該處電場方向相同，當(dāng)負電荷所受電場力與該處電場方向相反。故C錯誤；

D、電荷所受的洛倫茲力與磁場及運動速度構(gòu)成的平面垂直，所以電荷所受的洛倫茲力一定與磁場方向垂直，故D錯誤；

故選：B。

帶電粒子在磁場中運動，才受到洛倫茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由左手定則可確定洛倫茲力的方向，而電場的基本性質(zhì)是對放入電場中的電荷有電場力作用。正電荷的電場力的方向為該點的電場強度的方向。

只要電荷在電場中一定有電場力，而電荷在磁場中靜止，則一定沒有磁場力，而電荷在磁場中運動，才可能有洛倫茲力，當(dāng)運動方向與磁場垂直時，洛倫茲力最大。

6.【答案】C

【解析】【分析】通電導(dǎo)線在磁場中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定則來確定安培力的方向，并根據(jù)受力平衡來確定b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小與方向。學(xué)會區(qū)分左手定則與右手螺旋定則，前者是判定安培力的方向，而后者是電流周圍磁場的方向，并學(xué)會受力分析，同時掌握力的合成與分解的法則是解題的關(guān)鍵，難度不大?！窘獯稹緼.由安培定則可知，b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B方向豎直向上，A錯誤；BC.對a分析受力，由平衡條件得，BILcos?45°=mgsin?45°，解得b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B=mg2IL，選項C正確，D.若使b豎直向下移動，二者距離增大，a所受安培力減小，a不能保持靜止，D錯誤。故選C。

7.【答案】C

【解析】解：A、由圖可知，粒子在磁分析器內(nèi)向左偏轉(zhuǎn)，進入磁場時受到的洛倫茲力方向向左，由左手定則可知，該粒子帶正電；

粒子在速度選擇器內(nèi)向右運動，根據(jù)左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力的方向向上；由于粒子勻速穿過速度選擇器，所以粒子受到的電場力得方向向下，則電場的方向向下，P1的電勢板比極板P2的高。故A錯誤。

B、粒子在速度選擇器內(nèi)受力平衡，則：qE1=qvB1，可得：v=E1B1.故B錯誤；

C、粒子在靜電分析器內(nèi)受到的電場力提供向心力，則：qE=mv2R

聯(lián)立可得粒子的比荷：qm=E12ERB12.故C正確；

D、粒子在磁分析器內(nèi)做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則：qvB=mv【解析】【分析】由題正負離子的質(zhì)量與電量相同，進入同一磁場做勻速圓周運動的周期相同，根據(jù)偏向角的大小分析運動時間的長短；由牛頓第二定律研究軌道半徑；根據(jù)圓的對稱性，分析離子重新回到邊界時速度方向關(guān)系和與O點距離。本題考查了帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動問題。求運動時間可用關(guān)系式t=θ2πT=sv=θω，【解答】A.根據(jù)左手定則分析可知，正離子逆時針偏轉(zhuǎn)，負離子順時針偏轉(zhuǎn)，重新回到邊界時正離子的速度偏向角為2π?2θ，軌跡的圓心角也為2π?2θ，運動時間t=2π?2θ2πT，同理，負離子運動時間t=B.正負離子在磁場中均做勻速圓周運動，速度沿軌跡的切線方向，根據(jù)圓的對稱性可知，重新回到邊界時速度大小與方向相同，故B正確；

C.根據(jù)牛頓第二定律得?qvB=mv2r，?r=mvqB，由題q、v、B、m大小均相同，則r相同，故C正確；

D.根據(jù)幾何知識得知重新回到邊界的位置與O點距離s=2rsinθ，r、θ相同，則s相同，故D

9.【答案】AC

【解析】解：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B0，方向垂直于紙面向外，

且a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小分別為13B0和12B0，方向也垂于紙面向外，

根據(jù)右手螺旋定則，L1直導(dǎo)線電流，在a、b兩點磁場方向垂直紙面向里，大小相等，

同理，L2直導(dǎo)線的電流，在a點磁場方向垂直紙面向里，在b點磁場方向垂直紙面向外，但兩點的磁場大小相等，

依據(jù)矢量疊加法則，則有：B0?B2?B1=B03；

B0+B2?B1=【解析】解：A、磁場向上，電流向里，根據(jù)左手定則可得，安培力的方向水平向右，所以A錯誤；B、磁場向左，電流向外，根據(jù)左手定則可得，安培力的方向向上，所以B正確；C、磁場向里，電流向左，根據(jù)左手定則可得，安培力的方向向下，所以C正確；D、磁場向外，電流向外，它們的方向相同，不受安培力的作用，所以D錯誤．故選：BC據(jù)左手定則來判斷即可，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是導(dǎo)線受的安培力的方向．掌握住左手定則的內(nèi)容，直接判斷即可，比較簡單，同時要注意與右手定則的區(qū)別，注意磁場方向、電流方向以及安培力的方向之間的關(guān)系．

11.【答案】ACD

【解析】解：A、磁體周圍存在著磁場，磁體間的作用就是通過磁場完成的，故A正確；

B、由于磁場是看不見、摸不著的，為了形象地描述磁場，而引入了磁感線的概念，它不是真實存在的，故B錯誤；

C、由同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引知，故C正確；

D、地磁兩極與地理兩極的關(guān)系為：地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理的北極附近，指南針能指南北是受地磁場的作用，故D正確。

故選：ACD。

A、磁場存在于磁體的周圍，是真實存在的；

B、由磁感線的概念來判斷；

C、由磁極間的相互作用規(guī)律判斷；

D、由地磁兩極與地理兩極的關(guān)系判斷。

本題考查了磁極間的相互作用規(guī)律、磁感線的引入和性質(zhì)、地磁兩極與地理兩極的關(guān)系。

12.【答案】BC

【解析】解：AC、根據(jù)CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，

設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有qUb=qvB，I=nqvS=nqvbc，則UCD=BInqc，n由材料決定，故U與材料有關(guān)；U還與厚度c成反比，與寬b無關(guān)，同時還與磁場B與電流I有關(guān)，故A錯誤、C正確。

B、根據(jù)左手定則，電子向D側(cè)面偏轉(zhuǎn)，D表面帶負電，C表面帶正電，所以C表面的電勢高，則電勢φD<φC.故B正確。

D、在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應(yīng)將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過。故D錯誤。

故選：BC。

在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側(cè)面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側(cè)面會形成電勢差UCD的正負。CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導(dǎo)出電勢差UCD與什么因素有關(guān)。

解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡。

13.【答案】解：(1)電路的總電阻為R總=R0+r+R2=10Ω

干路上的電流為I=ER總=1A，

流過導(dǎo)體棒的電流為I1=I2?=0.5A

導(dǎo)體棒受到的安培力為F=BI1L=0.5N

(2)導(dǎo)體棒受力如右圖所示，由平衡條件得：

【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律求解此時電路中的電流I；

要使導(dǎo)體棒ab保持靜止，根據(jù)受力平衡分析求解摩擦力大小，進而得到摩擦因數(shù)．

本題是通電導(dǎo)體在磁場中平衡問題，運用閉合電路歐姆定律和平衡條件求B是關(guān)鍵，再根據(jù)平衡條件求解摩擦力．

14.【答案】BS；nBSt【解析】【分析】通過線圈的磁通量可以根據(jù)Φ=BSsinθ進行求解，θ為線圈平面與磁場方向的夾角；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，即可求解平均感應(yīng)電動勢的大小。

解決本題的關(guān)鍵掌握磁通量的公式，知道當(dāng)線圈平面與磁場平行時，磁通量為0，但感應(yīng)電動勢最大，當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，磁通量最大，而感應(yīng)電動勢卻最小?！窘獯稹慨?dāng)線框轉(zhuǎn)動與磁場方向垂直的圖示位置時，通過線圈的磁通量Φ=BS；

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有E=nΔΦΔt=nBSt。

故填：

15.【答案】前

C

B

【解析】解：(1)在對螺線管通電前必須對磁傳感器進行調(diào)零，否則就會有測量誤差。

(2)增大通電螺線管的電流后，螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度變大，由于螺線管軸線中點磁感應(yīng)強度方向一定，所以從另一端插入時，磁傳感器的讀數(shù)可能為6mT.故ABD錯誤C正確。

故選：C。

(3)通電螺線管內(nèi)部的磁場是勻強磁場，磁感應(yīng)強度處處相同，由于內(nèi)部磁感線比管口密，磁感應(yīng)強度B較大，故B正確ACD錯誤。

故選：B。

故答案為：(1)前。(2)C.(3)B

(1)在通電前必須對磁傳感器進行調(diào)零。

(2)減小通過電螺線管的電流后，通電螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強度減小，從不同端插入磁傳感器的讀數(shù)時正負不同。

(3)通電螺線管內(nèi)部的磁場是勻強磁場，磁感應(yīng)強度比螺線管管口處磁感應(yīng)強度大。

測量工具使用前都必須調(diào)零，這是常規(guī)，要掌握牢固。要明確通電螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強度與電流有關(guān)，電流增大，磁感應(yīng)強度增大。要了解通電螺線管內(nèi)部的磁場是勻強磁場，根據(jù)磁感線的疏密判斷B的大小。

16.【答案】解：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=BvL…①

則導(dǎo)體棒中的電流大小為：I=ER…②

電阻R消耗的功率：P=I2R…③

聯(lián)立②③可解得：P=B2L2v2R…④

(2)由于導(dǎo)體棒ab勻速運動，故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和，則水平外力：

F=μmg+F安…⑤

安培力：【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出電流的大小．由公式P=I2R求出電阻R的功率．

(2)導(dǎo)體棒勻速向右滑動時，水平外力與安培力和摩擦力的和是平衡力，根據(jù)平衡條件求解水平外力F的大?。?/p>

本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識的綜合，安培力是聯(lián)系力與電磁感應(yīng)的橋梁，安培力經(jīng)驗公式