2019年高考物理 真題和模擬題分項(xiàng)匯編 專題11 磁場(chǎng)（含解析）

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1、磁場(chǎng) 1．（2019·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接，已如導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為 A．2F B．1.5F C．0.5F D．0 【答案】B 【解析】設(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻為R，長度為L，則電路中，上下兩路電阻之比為，根據(jù)并聯(lián)電路兩端各電壓相等的特點(diǎn)可知，上下兩路電流之比。如下圖所示，由于上路通電的導(dǎo)體受安培力的有效長度為L，根據(jù)安培力計(jì)算公式，可知，得，根據(jù)左手定則可知，兩力方向相同，故線框LMN所受的合力大小為，故本題選B

2、。 2．（2019·新課標(biāo)全國Ⅱ卷）如圖，邊長為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面（abcd所在平面）向外。ab邊中點(diǎn)有一電子發(fā)射源O，可向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直于ab邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為 A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【解析】a點(diǎn)射出粒子半徑Ra= =，得：va= =，d點(diǎn)射出粒子半徑為，R=，故vd= =，故B選項(xiàng)符合題意 3．（2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）如圖，在坐標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和B、方向均垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為

3、q（q>0）的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進(jìn)入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。 即運(yùn)動(dòng)由兩部分組成,第一部分是個(gè)周期,第二部分是個(gè)周期, 粒子在第二象限運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的角度為90°，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為；粒子在第一象限轉(zhuǎn)過的角度為60°，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為；則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：，故B正確，ACD錯(cuò)誤。. 4．（2019·北京卷）如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出。下列說法正確的是 A．粒子帶正電 B．粒子在b點(diǎn)速率大于

4、在a點(diǎn)速率 C．若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出 D．若僅減小入射速率，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短 【答案】C 【解析】由左手定則確粒子的電性，由洛倫茲力的特點(diǎn)確定粒子在b、a兩點(diǎn)的速率，根據(jù)確定粒子運(yùn)動(dòng)半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。由題可知，粒子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，所以粒子應(yīng)帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由于洛倫茲力不做功，所以粒子動(dòng)能不變，即粒子在b點(diǎn)速率與a點(diǎn)速率相等，故B錯(cuò)誤；若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，由公式得：，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，半徑增大，所以粒子有可能從b點(diǎn)右側(cè)射出，故C正確，若僅減小入射速率，粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角增大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定變長，故D錯(cuò)誤。 5．

5、（2019·天津卷）筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為、長為的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓，以此控制屏幕的熄滅。則元件的（ ） A．前表面的電勢(shì)比后表面的低 B．前、后表面間的電壓與v無關(guān) C．前、后表面間的電壓與成正比 D．自由電子受到的洛倫茲力大小為 【答案】D 【解

6、析】由圖知電流從左向右流動(dòng)，因此電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃?，根?jù)左手定則可知電子偏轉(zhuǎn)到后面表，因此前表面的電勢(shì)比后表面的高，故A錯(cuò)誤，電子在運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有，故，故D正確，由則電壓，故前后表面的電壓與速度有關(guān)，與a成正比，故BC錯(cuò)誤。 6．（2019·江蘇卷）如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導(dǎo)線，通過的電流強(qiáng)度相等． 矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，通有順時(shí)針方向的電流，在a、b產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下靜止．則a、b的電流方向可能是 A．均向左 B．均向右 C．a(chǎn)的向左，b的向右 D．a(chǎn)的向右，b的向左 【答案】CD 【解析】由右手螺旋定則可知，

7、若a、b兩導(dǎo)線的電流方向相同，在矩形線框上、下邊處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，由于矩形線框上、下邊的電流方向也相反，則矩形線框上、下邊所受的安培力相反，所以不可以平衡，則要使矩形線框靜止，a、b兩導(dǎo)線的電流方向相反，故CD正確。 7．（2019·浙江選考）電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時(shí)，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是 A．當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相同 B．當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相同 C．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力 D．線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤

8、對(duì)線圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力 【答案】A 【解析】當(dāng)兩線圈電流相同時(shí)，表現(xiàn)為相互吸引，電流方向相反時(shí)，表現(xiàn)為相互排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩者相互排斥，電流方向相反，當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩者相互吸引，電流方向相同，A正確B錯(cuò)誤；線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力是一對(duì)相互作用力，等大反向，C錯(cuò)誤；靜止時(shí)，線圈II平衡，線圈Ⅰ對(duì)線圈Ⅱ的作用力與托盤對(duì)線圈Ⅱ的作用力是一對(duì)平衡力，D錯(cuò)誤． 【點(diǎn)睛】本題的原理是兩通電直導(dǎo)線間的相互作用規(guī)律：兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用． ①電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引； ②電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥． 8．（2019·浙江選

9、考）磁流體發(fā)電的原理如圖所示。將一束速度為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距為d、寬為a、長為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。若穩(wěn)定時(shí)等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為ρ。忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是 A．上板為正極，電流 B．上板為負(fù)極，電流 C．下板為正極，電流 D．下板為負(fù)極，電流 【答案】C 【解析】根據(jù)左手定則，正電荷受到的洛倫茲力方向向下，負(fù)電荷受到的洛倫茲力向上，因此下極板為電源的正極，根據(jù)平衡有，解得穩(wěn)定時(shí)電源的電動(dòng)勢(shì)，則流過R的電流為，而，，則得電流大小為，C正確． 【

10、點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是理解磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，知道穩(wěn)定時(shí)，離子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，結(jié)合閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析． 9．（2019·山東省菏澤市高三下學(xué)期第一次模擬考試）如圖所示，abcd為邊長為L的正方形，在四分之一圓abd區(qū)域內(nèi)有垂直正方形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)沿ba方向射入磁場(chǎng)，結(jié)果粒子恰好能通過c點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，則粒子的速度大小為 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】粒子沿半徑方向射入磁場(chǎng)，則出射速度的反向延長線一定經(jīng)過圓心，由于粒子能經(jīng)過c點(diǎn)，因此粒子出磁場(chǎng)時(shí)一定沿ac方向，軌跡如圖：

11、由幾何關(guān)系可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，根據(jù)牛頓第二定律得： 解得：，故C正確。故選C。 10．（2019·山東省濰坊市高三模擬訓(xùn)練）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，二者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里，大小相等的電流時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。若僅讓P中的電流反向，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 A．2B0 B． C． D．B0 【答案】B 【解析】如圖所示。 設(shè)P和Q在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，當(dāng)P和Q的電流都垂直紙面向里時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則可知，P在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗较蛴?/p>

12、偏下30°，Q點(diǎn)在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗较蛴移?0°，兩者在a點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向水平向右，因a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故。B0的方向水平向左。當(dāng)P中電流方向反向時(shí)，磁場(chǎng)如圖所示。 如圖所示當(dāng)P的電流反向后，P在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗较蜃笃?0°，P和Q在a點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，故B正確；ACD錯(cuò)誤；故選B。 11．（2019·天津市和平區(qū)高三高考三模）質(zhì)量為、電量為的帶電粒子以速率垂直磁感線射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在圓周軌道上運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)環(huán)形電流，則下列說法中正確的是 A．環(huán)形電流的

13、電流強(qiáng)度跟成正比 B．環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟成正比 C．環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟成正比 D．環(huán)形電流的電流強(qiáng)度跟成反比 【答案】CD 【解析】設(shè)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，半徑為r，則由，得，環(huán)形電流：，可見，I與q的平方成正比，與v無關(guān)，與B成正比，與m成反比，故AB錯(cuò)誤，CD正確。 12．（2019·江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)高三5月模擬物理試題）如圖所示，半圓光滑絕緣軌道MN固定在豎直平面內(nèi)，O為其圓心，M、N與O高度相同，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直?，F(xiàn)將一個(gè)帶正電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道在M、N間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．下列說法中正確的是 A．小球在M點(diǎn)和N

14、點(diǎn)時(shí)均處于平衡狀態(tài) B．小球由M到N所用的時(shí)間大于由N到M所用的時(shí)間 C．小球每次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小均相等 D．小球每次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)所受合外力大小均相等 【答案】D 【解析】A、小球在點(diǎn)和點(diǎn)只受到重力，所以小球在這兩點(diǎn)不能處于平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B、由于洛侖磁力總是與運(yùn)動(dòng)垂直，由于沒有摩擦力，故對(duì)其速度大小由影響的只有重力，故小球無論從哪邊滾下，時(shí)間都是一樣的，故B錯(cuò)誤；D、小球不管從哪邊滾下，只有重力做功，且重力做功相等，由動(dòng)能定理可知，小球在最低點(diǎn)是，速度大小總是相等的，由可知合力不變，故D正確。C、小球從到運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)受到向上的洛侖磁力、向上的支持力和向下的重力，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得：，故此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫椋?；小球從到運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)受到向下的洛侖磁力、向上的支持力和向下的重力，由牛頓可得：，故此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫椋孕∏蛎看谓?jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小不相等，故C錯(cuò)誤。 10