三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題10 磁場（含解析）

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1、三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題10 磁場（含解析） 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. 磁場和電場的方向 B. 磁場和電場的強弱 C. 粒子的電性和電量 D. 粒子入射時的速度 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷） 【答案】 C 點睛：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動，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

2、方向有要求的。 2．（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線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兩點的磁感應強度大小分別為和，方向也垂直于紙面向外。則（ ） A. 流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 B. 流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 C. 流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 D. 流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為 【來源】2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試物理（全

3、國II卷） 【答案】 AC 可解得： ; 故AC正確； 故選AC 點睛：磁場強度是矢量，對于此題來說ab兩點的磁場強度是由三個磁場的疊加形成，先根據(jù)右手定則判斷導線在ab兩點產(chǎn)生的磁場方向，在利用矢量疊加來求解即可。 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)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方，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. 開關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B. 開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

4、 C. 開關(guān)閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 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極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動 【來源】2018年全國普通高等學校招生統(tǒng)一考試物理（新課標I卷） 【答案】 AD 【解析】 本題考查電磁感應、安培定則及其相關(guān)的知識點。 開關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導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極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，選項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，線圈中感應電動勢和感應電流為零，直導

5、線中電流為零，小磁針恢復到原來狀態(tài)，選項BC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)生感應電動勢和感應電流，由楞次定律可判斷出直導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極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，選項D正確。 【點睛】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。 【2017高考真題】 1．【2017·江蘇卷】如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r．圓形勻強磁場B的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、b兩線圈的磁通量之比為 （A）1:1 （B）1:2 （C）1:4

6、 （D）4:1 【答案】A 【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．【2017·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、mc。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，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列選項正確的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由題意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg

7、+Bqv=qE，所以，故B正確，ACD錯誤。 【考點定位】帶電粒子在復合場中的運動 【名師點睛】三種場力同時存在，做勻速圓周運動的條件是mag=qE，兩個勻速直線運動，合外力為零，重點是洛倫茲力的方向判斷。 3．【2017·新課標Ⅲ卷】如圖，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為 A．0 B． C． D．2

8、B0 【答案】C 【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．【2017·新課標Ⅰ卷】如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是 A．L1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L1、L2所在平面垂直 C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為 D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為 【答案】BC 【考點定位】電流磁效應

9、、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．【2017·新課標Ⅱ卷】某同學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。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，該同學應將 A．左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉 B．左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 C．左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕

10、緣漆刮掉 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】AD 【考點定位】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．【2017·新課標Ⅱ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，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，相應的出射點分布在三分之一圓周上。不計重力及帶電粒子之間的相互作用。則為

11、A． B． C． D． 【答案】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， 如圖，由幾何知識可知，粒子運動的軌道半徑為；同理，若粒子射入的速度為，由幾何知識可知，粒子運動的軌道半徑為；根據(jù)，則，故選C。 【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。 【2016高考真題】 1．【2016·北京卷】中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針

12、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．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合 B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近 C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行 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 【考點定位】考查了地磁場 【方法技巧】地球本身是一個巨大的磁體。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。 2．【2016·上海卷】如圖，一束電子沿z軸正向流動，則在圖中y軸

13、上A點的磁場方向是 A．+x方向 B．-x方向 C．+y方向 D．-y方向 【答案】A 【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動，電流方向沿z軸負向，由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場以z軸為中心沿順時針方向（沿z軸負方向看），通過y軸A點時方向向外，即沿x軸正向，則選項A正確。 【考點定位】安培定則、電子束產(chǎn)生電流的方向 【方法技巧】首先需要判斷出電子束產(chǎn)生電流的方向，再根據(jù)安培定則判斷感應磁場的方向。 3．【2016·全國新課標Ⅱ卷】一圓筒處于磁感應強度大小為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

14、軸以角速度ω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30°角。當筒轉(zhuǎn)過90°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 A． B． C． D． 【答案】A 【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)學知識的綜合能力。 4．【2016·全國新課標Ⅲ卷】平面OM和平面ON之

15、間的夾角為30°，其橫截面（紙面）如圖所示，平面OM上方存在勻強磁場，磁感應強度大小為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（q>0）。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點向左上方射入磁場，速度與OM成30°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 A． B． C． D． 【答案】D 【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，周期公式，運動時間公式，知道粒子在

16、磁場中運動半徑和速度有關(guān)，運動周期和速度無關(guān)，畫軌跡，定圓心，找半徑，結(jié)合幾何知識分析解題。 5．【2016·四川卷】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．vb:vc=1:2，tb:tc=2:1 B．vb:vc=2:2，tb:tc=1:2 C．vb:vc=2:1，tb:tc=2:1 D．vb:vc=1:2，tb:tc=1:2 【答案】A

17、 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：和。 6．【2016·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，需將磁感應強度增加到原來的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為 A．11

18、 B．12　　　C．121 D．144 【答案】D 【解析】根據(jù)動能定理可得：，帶電粒子進入磁場時速度，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，，解得：，所以此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為144，故A、B、C錯誤，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．【2016·海南卷】如圖（a）所示，揚聲器中有一線圈處

19、于磁場中，當音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面），磁場方向如圖中箭頭所示。在圖（b）中 A．當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 B．當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 C．當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 D．當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 【答案】BC 【考點定位】安培力 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，明確安培力產(chǎn)生的條件，熟練應用左手定則判斷安培力的方向。 8．【2016·上海卷】形象描述磁場分布的曲線叫做____________，通常___________的大小也叫做磁通量密度。 【答案】磁感線；磁感應強度 【解析】為了形象的描述磁場而假想出來的曲線，曲線上任意一點的切線方向均表示該位置的磁場方向，這樣的曲線稱為磁感線；磁場的強弱大小用磁感應強度表示，在磁通量中有：，所以磁感應強度也稱為磁通密度。 【考點定位】磁感線、磁感應強度、磁通密度 【方法技巧】本題考查定義，需要對磁感線、磁感應強度以及磁通密度概念熟悉。