专题16磁场备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

1一．选择题1．（2019广东七校联考）如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线M和N，通有等大反向的电流，该平面内的a、b两点关于导线N对称，且a点与两导线的距离相等。若a点的磁感应强度大小为B，则下列关于b点磁感应强度Bb的判断正确的是（）A．BB2b，方向垂直该平面向里B．BB21b，方向垂直该平面向外C．BBBb21，方向垂直该平面向里D．BBB2b，方向垂直该平面向外【参考答案】B【命题意图】本题考查安培定则、直线电流产生的磁场的叠加及其相关知识点。2．（2019四川成都摸底）关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用B．通电导线在磁场中一定受到安培力作用C．洛伦兹力一定对运动电荷不做功D．安培力一定对通电导线不做功【参考答案】D【命题意图】本题考查安培力和洛伦兹力及其相关知识点。【解题思路】【错误项分析】运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向相同，所受洛伦兹力为零即不受洛伦兹力作用，选项A错误；通电导线在磁场中若电流方向与磁场方向相同，则所受安培力为零即不受安培力作用，选项B错误；安培力方向通电导线垂直，可以对通电导线做功，选项D错误。【正确项分析】由于洛伦兹力方向永远垂直于速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力一定对运动电荷不做功，选项C2正确。【知识拓展】安培力对通电导线做正功，电能转化为机械能；克服安培力做功，机械能转化为电能。3.（2018海南高考物理）如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面匀速上滑D.仍静止在斜面上【参考答案】A【命题意图】此题考查安培力、受力分析、平衡条件、牛顿运动定律及其相关的知识点。4．（2018高考理综II卷）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为013B和012B，方向也垂直于纸面向外。则A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为0712BB．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为0112BC．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为0112B3D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为0712B【参考答案】AC【命题意图】本题考查点磁场叠加及其相关的知识点。点睛：磁场强度是矢量，对于此题来说ab两点的磁场强度是由三个磁场的叠加形成，先根据右手定则判断导线在ab两点产生的磁场方向，在利用矢量叠加来求解即可。5.（2018年11月浙江选考物理）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是A.当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B.当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力【参考答案】A【名师解析】当天平示数为负时，指针向下偏转，两线圈靠近，根据同向电流相吸，反向电流相斥，可知两线圈电流方向相同，选项A正确B错误；两线圈之间的作用力为作用力和反作用力，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力，选项C错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力是磁场力，而托盘对线圈Ⅱ的作用力是弹力，二者性质不同，不是一对相互作用力，选项D错误。46．（2019浙江杭州八中质检）用一节电池、一块磁铁和铜导线可以做成如图所示的“简易电动机”。其中干电池负极吸附有一块圆柱形磁铁，铜导线下面两端与磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来。关于该“简易电动机”下列说法正确的是（）A.如果强磁铁上表面是N极，那么从上往下看，线框做逆时针转动B.如果强磁铁上表面是S极，那么从上往下看，线框做逆时针转动C.线框转动是由于受到洛伦兹力作用D.不管强磁铁N极向上或者向下放置，从上往下看线框总是做顺时针运动【参考答案】B考点：安培力。7．（2019云南大姚一中模拟）如图为一种质谱仪示意图，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，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器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，下列说法中正确的是()A．极板M比极板N电势高B．加速电场的电压U＝ERC．直径PQ＝2BqmERD．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5【参考答案】AD.二．计算题1．（10分）【加试题】（2019浙江杭州模拟）如图所示，y轴上M点的坐标为（0，L），MN与x轴平行，MN与x轴之间有匀强磁场区域，磁场垂直纸面向里．在yL的区域存在沿－y方向的匀强电场，电场强度为E，在坐标原点O点有一正粒子以速率v0沿＋x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场。已知粒子的比荷为qm，粒子重力不计．（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；（2）从原点出发后带电粒子第一次经过x轴，洛伦兹力的冲量；（3）经过多长时间，带电粒子再次经过x轴。【名师解析】（10分）（1）由题意如图，粒子在磁场中圆周运动的半径r=L6根据2mvqvBR（1分）解得：0mvBqL（1分）（2）匀强电场中，由动量定理得：0002Imvmvmv（1分）从原点出发后第一次经过x轴，由00IImvmv（1分）得磁场产生的冲量02Imv（2分）2.（18分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为，电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。7（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。【参考答案】（1）；（2）；（3）。【名师解析】（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是60°，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角θ=60°（2分）根据几何关系，粒子圆周运动的半径为r=L（2分）8由牛顿第二定律得：（1分）联立解得：（1分）（1分）MN上的收集效率：（1分）考点：动能定理，牛顿第二定律，带电粒子在磁场中的运动。3．（16分）（2019河南名校联盟尖子生调研）如图所示，直角坐标系xOy平面内有垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个半径为R的绝缘圆筒垂直于坐标平面放置，圆心P在x轴上，O、P间的距离为2R，y轴上各点处均可沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为q的同种带正电粒子，粒子的发射速度大小均为v0＝2qBRm，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：（1）所有打到圆筒上的粒子中，在磁场中运动时间最短的粒子在磁场运动的时间及在y轴上发射的位置坐9标；（2）从y轴上什么范围内发射的粒子能打在圆筒上?粒子在磁场中做圆周运动的周期：vRvRT422qBm2（1分）则最短时间：qBmTt6121（1分）根据几何关系，发射点距坐标原点O的距离RRRy）（3-26cos22（2分），即对应粒子在y轴上发射的位置坐标为（0，RR3-2）（2）设从圆筒上面恰好能打在圆筒上的粒子从y轴上射出的位置在M点，坐标为M（0，y1）10由几何关系可知，RRRRy)52()2()3(2221（3分）设从圆筒下面恰好打在圆筒上的粒子从y轴上射出的位置在Q点，坐标为Q（0，y2）。由几何关系可知，RRRRy)52(]2)2()3([222（3分）因此能打在圆筒上的粒子在y轴上射出的范围是：RyR）（25)52(（1分）