2020-2021学年高三物理一轮复习练习卷：磁场 42页

2020-2021 学年高三物理一轮复习练习卷：磁场 一、单选题 1．如下左图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以 O 点(图中白点)为坐标原点， 沿 z 轴正方向磁感应强度 B 大小的变化最有可能为( ) A． B． C． D． 2．科学研究发现，在地球的南极或北极所看到的美丽极光，是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁 场的作用后，与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果，如图所示。则下列关于地磁场的说法中， 正确的是( ) A．若不考虑磁偏角的因素，则地理南极处的磁场方向竖直向下 B．若不考虑磁偏角的因素，则地理北极处的磁场方向竖直向上 C．在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向北的方向 D．在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向南的方向 3．关于磁感应强度的概念，下列说法正确的是（ ） A．由磁感应强度定义式 B= 可知，在磁场中某处，B 与 F 成正比，B 与 IL 成反比 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零 C．磁场中某处磁感应强度的方向，与直线电流在该处所受磁场力方向相同 D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无 关 4．如图所示，在磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场中，两长直导线 P 和 Q 垂直于纸面固定放置，两 者之间的距离为 l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离均为 l 的 a 点处的磁感应强度为零．如果让 P 中的电流反向、其他条件不变，则 a 点处磁感应强度的大小为 ( ) A．0 B． 0 3 3 B C． 0 23 3 B D．2B0 5．宽为 L，共 N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流 I（方向 如图）时，，在天平左、右两边加上质量各为 m1、m2 的砝码，天平平衡．当电流反向（大小不变） 时，右边再加上质量为 m 的砝码后，天平重新平衡．由此可知 A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 12()m m g NI l  B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为 2 mg NI l C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为 6．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”，如图所示。“天眼” “眼眶”所围圆面积 为 S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为 B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为 Bl、B2，则穿 过“眼眶”的磁通量大小为 A．0 B．BS C．B1S D．B2S 7．如图所示，A 为通电线圈，电流方向如图，B、C 为与 A 在同一平面内的两同心圆， B 、 C 分 别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断中正确的是( ) A． BC B． BC C．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向外的 D．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向里的 8．直线电流周围空间各点的磁场强度的关系式为퐵 = 푘 퐼 푥，其中 I 为直线电流强度的大小，x 为空间 各点到直线电流的垂直距离。在空间放置两相互平行的直导线，其间距为 a，现在两导线中通有大小 与方向均相同的电流，规定磁感应强度方向向外为正方向，则在 0～a 之间的合磁感应强度随 x 的变 化规律符合下列图像中的 A． B． C． D． 9．通有电流的导线 L1、L2 处在同一平面（纸面）内，L1 是固定的，L2 可绕垂直纸面的固定转轴 O 转动（O 为 L2 的中心），各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生（ ） A．因 L2 不受磁场力的作用，故 L2 不动 B．因 L2 上、下两部分所受的磁场力平衡，故 L2 不动 C．L2 绕轴 O 按顺时针方向转动 D．L2 绕轴 O 按逆时针方向转动 10．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 11．如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线 后，则磁铁受到的摩擦力和弹力 A．摩擦力为零 B．摩擦力方向向左 C．弹力保持不变 D．摩擦力方向向右 12．一个可以自由运动的线圈 1L 和一个固定的线圈 2L 互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合， 如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈 将（ ） A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动 13．如图所示，质量为 m、长为 l 的铜棒 ab，用长度也为 l 的两根轻导线水平悬吊在竖直向上的匀 强磁场中，磁感应强度为 B.未通电时，轻导线静止在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最 大角度为 θ，则( ) A．棒中电流的方向为 b→a B．棒中电流的大小为 tanmg Bl  C．棒中电流的大小为 ( 1 c os ) l sin mg B    D．若只增大轻导线的长度，则 θ 变小 14．将长为 L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直于纸面向外、大小为 B 的匀强磁场中，两端点 A、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由 A 到 C、大小为 I 的恒定电流，则导线所受安培力的大 小和方向是( ) A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右 C． 3 ILB  ，水平向右 D． ，水平向左 15．如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为 30°，导轨间距为 L . 一质量为 m 的导 体棒与导轨垂直放置，电源电动势恒定，不计导轨电阻. 当磁场竖直向上时，导体棒恰能静止，现 磁场发生变化，方向沿顺时针旋转，最终水平向右，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止. 则下 列说法正确的是（ ） A．磁感应强度一直减小 B．磁感应强度先变小后变大 C．导体棒对导轨的压力变大 D．磁感应强度最小值为 3 3 mgB IL 16．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．如图为美国试验所采用的电磁轨 道，该轨道长 7.5 m，宽 1.5 m．若发射质量为 50 g 的炮弹从轨道左端以初速度为零开始加速，当回 路中的电流恒为 20 A 时，最大速度可达 3 km/s.轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力．下 列说法正确的是( ) A．磁场方向为竖直向下 B．磁场方向为水平向右 C．磁感应强度的大小为 103 T D．电磁炮的加速度大小为 3×105 m/s2 17．如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ） A． B． C． D． 18．如图,正三角形的三条边都与四相切,在圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,质子 P( 1 1 H )和氦 核 Q( 4 2 He )都从顶点 A 沿∠BMC 的角平分线方向射入磁杨,质子 P( )从 C 点离开磁场,核 Q( ) 从相切点 D 离开磁场,不计粒子重力,则质子和氦核的入射速度大小之比为( ) A．6:1 B．3:1 C．2:1 D．3:2 19．下列说法正确的是（ ） A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压 U B．图乙磁流体发电机的结构示意图，可以判断出 A 极板是发电机的正极，B 极板是发电机的负极 C．图丙是速度选择器，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 Eq＝qvB， 即 Ev B D．图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 S3 粒子的比荷越小 20．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．粒子源 S 发出各种不同的正粒子束（粒子重力忽略不计），粒子从 S 出来时速度很小，可以看做初速度为零， 粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场（图中线框所示），并沿着半圆周运动而达到照相底 片上的 P 点，测得 P 点到入口的距离为 z，则以下说法正确的是 A．若粒子束不是同位素，则 x 越大，正粒子的质量一定越大 B．若粒子束是同位素，则 x 越大，质量一定越小 C．只要 x 相同，则正粒子的质量一定相同 D．只要 x 相同，则正粒子的比荷一定相同 21．磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为 v 的等离子体（含有大量正、负带电粒子）垂直于 磁场方向喷入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，在相距为 d、宽为 a、长为 b 的两平行金属板间便产生 电压。如果把上、下板和电阻 R 连接，上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时两板间等离子体 有电阻。忽略边缘效应，下列判断正确的是（ ） A．上板为负极 B．上、下两极板间的电压 U=Bvd C．等离子体浓度越高，电动势越大 D．该发电机不需要外界提供能量 22．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截 面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的 长、宽、高分别为图中的 a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量 计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为 B 的匀强磁场， 磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与 一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值。则可求得流量为（ ） A． bU B B． cU B C． 2cU bB D． 2bU cB 23．如图装置可粗略测定磁感应强度。原理如图所示，有一水平的圆柱状金属导体，它的横截面半 径为 r，放在垂直水平面向里的匀强磁场中，现导体中通有沿如图方向、大小为Ⅰ的电流。已知金属 导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可 视为匀速运动。两电极 a、b 均与导体上、下两侧接触良好，用电压表测出两电极间的电势差为 U。 则磁感应强度的大小和电极 a、b 的正负为 A．푛푒휋푟푈 2퐼 ，下正、上负 B．푛푒푈 2퐼 ，下正、上负 C．푛푒휋푟푈 2퐼 ，上正、下负 D．푛푒푈 퐼 ，上正、下负 24．如图所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于水平方向的 匀强磁场，小球飞离桌子边缘进入磁场，最后落到地板上，设其飞行时间为 t1，水平射程为 s1，落 地动能为 Ek1，落地速率为 v1。撤去磁场，其余条件不变，小球飞行时间为 t2，水平射程为 s2，落地 动能为 Ek2，落地速率为 v2。不计空起阻力，则（ ） A．t1＜t2 B．s1＞s2 C．v1＜v2 D．Ek1＞Ek2 二、多选题 25．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针的 S 极向纸内偏转， 这一束带电粒子可能是（） A．向左飞行的正离子束 B．向右飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束 26．如图，两根平行长直导线相距 2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c 是导线所在平 面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为 、l 和 3l．关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确 的是 A．a 处的磁感应强度大小比 c 处的大 B．b、c 两处的磁感应强度大小相等 C．a、c 两处的磁感应强度方向相同 D．b 处的磁感应强度为零 27．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中 a、b 两条导线长 均为 l，通以图示方向的电流 I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为 B。则（ ） A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将顺时针转动 D．a、b 导线受到的安培力大小总为 BIl 28．如图所示，在两块平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场 未画出）。现有两种带电粒子 M、N 分别以同样的速度 v 从左端沿两板间的中线射入，都能沿直线从 右端射出，不计粒子重力。以下说法不正确的是 A．带电粒子 M、N 的电性一定相同 B．带电粒子 M、N 的电量一定相同 C．撤去电场仅保留磁场，M、N 做圆运动的半径一定相等 D．撇去磁场仅保留电场，M、N 若能通过场区，则通过场区的时间相等 29．圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在圆上 A 点沿半径方向射入粒子 a，粒子 a 经磁场 偏转的偏转角为 60°，轨迹如图所示，若仍从 A 点沿半径方向射入粒子 b，粒子经磁场偏转，从磁场 出射时，出射速度与 a 粒子的出射速度方向相反，已知 a、b 粒子的质量相等，电荷量相等，不计粒 子的重力，则 （ ） A．a、b 粒子均带正电 B．a、b 粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 3 :1 C．a、b 粒子在磁场中运动的速度大小之比为 3：1 D．a、b 粒子在磁场中运动的时间之比为 1：2 30．有两个匀强磁场区域 I 和 II，I 中的磁感应强度是 II 中的 k 倍，两个速率相同的电子分别在两 磁场区域做圆周运动．与 I 中运动的电子相比，II 中的电子 A．运动轨迹的半径是 I 中的 k 倍 B．加速度的大小是 I 中的 k 倍 C．做圆周运动的周期是 I 中的 k 倍 D．做圆周运动的角速度是 I 中的 k 倍 31．如图所示，M、N 为两个同心金属圆环，半径分别为 R1 和 R2，两圆环之间存在着沿金属环半径 方向的电场，N 环内存在着垂直于环面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，N 环上有均匀分布的的 6 个小孔，从 M 环的内侧边缘由静止释放一质量为 m，电荷量为 +q 的粒子（不计重力），经电场加 速后通过小孔射入磁场，经过一段时间，粒子再次回到出发点，全程与金属环无碰撞．则 M N 间 电压 U 满足的条件是： A． 22 2 6 qB RU m B． 22 2 5 qB RU m C． 22 23 2 q B RU m D． 22 2 3 qB RU m 32．如图所示为一边长为 L 的正方形 abcd，P 是 bc 的中点．若正方形区域内只存在由 d 指向 a 的匀 强电场，则在 a 点沿 ab 方向以速度 v 入射的质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子(不计重力)恰好从 P 点射出．若该区域内只存在垂直纸面向里的匀强磁场，则在 a 点沿 ab 方向以速度 v 入射的同种带 电粒子恰好从 c 点射出．由此可知 A．匀强电场的电场强度为 22 mv qL B．匀强磁场的磁感应强度为 mv qL C．带电粒子在匀强电场中运动的加速度大小等于在匀强磁场中运动的加速度大小 D．带电粒子在匀强电场中运动的时间和在匀强磁场中运动的时间之比为 1∶2 33．电磁流量计是工业上用来测量高黏度与强腐蚀性液体流量的仪器，它具有测量范围宽、反应快、 易与其它自动控制装置配套等优点。如图是电磁流量计的原理图，用非磁性材料制成的圆形管道处 在一匀强磁场中，当管道中导电液体流过磁场区域时，可以测出流体的流量 Q（单位： 3m /s ）。已 知导电液中含有大量正、负离子，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，圆形管道的直径为 d，测得管道 上 a、b 两点间的电势差大小为 U，不考虑 a、b 两点间的电阻和离子的重力，则下列说法中正确的 是（ ） A．在流体稳定流动时，管道上 b 点电势高于 a 点电势 B．在流体稳定流动时，流体中的带电离子只受洛伦兹力作用 C．流过管道的流体流量为 2 4 dBQ U  D．流过管道的流体流量为 4 dUQ B  34．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D 形金属 盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒 处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是 （ ） A．减小狭缝间的距离 B．增大匀强电场间的加速电压 C．增大磁场的磁感应强度 D．增大 D 形金属盒的半径 三、解答题 35．如图所示，将长为 50 cm、质量为 10 g 的均匀金属棒 ab 的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状 态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中．当金属棒中通以 0.4 A 的电流时，弹簧恰好不伸长．g＝10 m/s2． (1)求匀强磁场的磁感应强度的大小； (2)当金属棒中通过大小为 0.2 A、方向由 a 到 b 的电流时，弹簧伸长 1 cm．如果电流方向由 b 到 a， 而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？ 36．如图所示，带电荷量为＋q、质量为 m 的物块从倾角为 θ＝ 37  的光滑绝缘斜面顶端由静止开始 下滑，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直纸面向外，求物块在斜面上滑行的最大速度和在斜面上运动 的最大位移．(斜面足够长，取 sin ＝0.6，cos ＝0.8) 37．质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子从静止开始释放，经 M、N 板间的电场加速后，从 A 点垂 直于磁场边界射入宽度为 d 的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置 P 偏离入射方向的距离为 L， 如图所示。已知磁场的磁感应强度大小为 B，粒子的重力不计。求： (1)粒子在磁场中的速度大小； (2)M、N 两板间的电压 U。 38．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系 xOy，其第–象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场， 电场强度的方向水平向右；，磁感应强度的方向垂直纸面向里．–带电荷量为+q、质量为 m 的微粒从 原点出发沿与 x 轴正方向的夹角为 45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到 A（l， l）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），粒子继续运动–段时间后，正好垂直于 y 轴穿出复合场．不计–切阻力，求： （1）电场强度 E 的大小； （2）磁感应强度 B 的大小； （3）粒子在复合场中的运动时间． 39．利用如图所示的装置可以测出电子的比荷和初速度大小，该装置可筒化为：半径 R= 3 m 的圆 筒处于磁感应强度大小 B=2×10－9T 的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴 O 平行，过某一直径的两 端分别开有小孔、b。电子以某一速度从小孔沿着b 方向射入筒内，与此同吋，筒绕其中心轴以 角速度=3.6×102rad/s 顺时针转动。当筒转过 60°时，该粒子恰好从小孔 b 飞出圆筒被接收器收到。 不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求： （1）电子的比荷； （2）电子的初速度大小（结果保留两位有效数字）。 40．如图所示，空间存在着方向水平向右的匀强电场，电场强度大小为 5N/C，同时存在着方向与电 场垂直的水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为 0.5 T．有一质量为 1×10-6 kg、电荷量为+2×10-6 C 的小球，正以速度 v 在图示的竖直面内做匀速直线运动．不考虑电场或磁场变化时引起的电磁感应 现象，g 取 10 m/s2． （1）求小球速度 v 的大小和方向； （2）当小球经过 P 点时撤掉磁场，求从撤掉磁场开始到小球再次穿过 P 点所在的水平线的过程中 所经历的时间 t1 和水平方向的移动的距离； （3）当小球经过 P 点时立即将电场方向改为竖直向上，求从电场改变方向开始到小球再次通过 P 点所在水平线的过程中所经历的时间 t2 和水平方向的移动的距离． 参考答案 1．C 【详解】 如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况：磁感线的疏密表示磁场的强弱，所以沿 Z 轴正方向磁感应强度 B 的大小是先变小后变大．由于题目中问的是磁感应强度 B 的大小，故 C 正确， ABD 错误．故选 C． 2．D 【详解】 AB．在不考虑磁偏角的情况下，地理的南极相当于磁体的北极，故该处的磁场方向竖直向上，地理 北极相当于磁体的南极，该处的磁场方向竖直向下，A、B 错误； CD．赤道处的地磁场方向向北，所以小磁针静止时南极指向南的方向，C 错误，D 正确。 故选 D。 3．D 【详解】 A、磁感应强度 B= 是采用比值法定义的，B 大小与 F、IL 无关，B 由磁场本身决定，故 A 错误； B、当导体方向与磁场方向在一条线上时，导体不受磁场力作用，此时磁感应强度并非为零，故 B 错误． C、根据左手定则可知，磁场方向与磁场力方向垂直．故 C 错误； D、磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无 关，故 D 正确． 故选 D． 4．C 【详解】 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时，纸面内与两导线距离为 l 的 a 点处的磁感应强度 为零，如下图所示： 由此可知，外加的磁场方向与 PQ 平行，且由 Q 指向 P，即 B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则 有：BPcos30°= 1 2 B0； 解得 P 或 Q 通电导线在 a 处的磁场大小为 BP= 3 3 B0； 当 P 中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2= B0；因外加的磁 场方向与 PQ 平行，且由 Q 指向 P，磁场大小为 B0；最后由矢量的合成法则，那么 a 点处磁感应强 度的大小为 B= 2 2 000 323 33BBB ，故 C 正确，ABD 错误． 5．B 【解析】 AB、当 B 的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反 向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码，则有 2mgNBIL ， 所以 2 mgB NIL ，故 B 正确，A 错误； CD、当 B 的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向上，电流方向相反，则安培力方向反 向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边加砝码，故 C、D 错误； 故选 B． 【点睛】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两 倍的安培力大小． 6．D 【详解】 在匀强磁场中，眼眶与磁场Bl 平行，穿过的磁通量 Φ=0，眼眶与磁场 B2 垂直，则穿过的磁通量 Φ=B2S， 故 ABC 错误，D 正确； 故选 D。 7．C 【详解】 根据题意可知，结合右手螺旋定则可得，线圈 A 产生的磁场的磁场方向垂直向外，而外部则垂直向 里，净磁通量向外，故 C 正确，D 错误；磁通量可看成穿过线圈的磁感线条数，由于线圈 A 产生的 磁场的磁场方向垂直向外，而外部则垂直向里，当线圈的面积越大时，则相互抵消的越多，因此穿 过线圈 B 的磁通量最大，线圈 C 的磁通量最小，故 AB 错误．所以 C 正确，ABD 错误． 8．A 【详解】 根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，右边通电导线在两 根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零。由于 规定 B 的正方向即为垂直纸面向外，所以 A 正确，BCD 错误。 故选：A。 9．D 【详解】 由右手螺旋定则可知导线 L1 上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线 L1 的距离越远的地方， 磁场越弱，导线 L2 上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于 O 点的下方磁场较强，则安培 力较大，因此 L2 绕固定转轴 O 按逆时针方向转动，D 正确． 故选 D。 10．A 【详解】 当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时， 两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A 正确 B 错误； 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，C 错误；静止时， 线圈 II 平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对平衡力，D 错误． 11．B 【详解】 磁铁的磁感线从 N 到 S，故通电导线所处位置的磁场方向为斜向左下，根据左手定则可知导线受到 斜向左上的安培力，根据牛顿第三定律可得磁铁受到导线给的斜向右下的作用力，该作用力可分解 为水平向右和竖直向下，故磁铁受到的摩擦力水平向左，弹力增大，B 正确． 12．B 【详解】 解法 1：（电流元法）把线圈 1L 沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流 元，电流元处在 2L 产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则 可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左 向右看，线圈 将顺时针转动． 解法 2：（等效法）把线圈 等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流 2I 的中心，小磁针 N 极应 指向该点环形电流 的磁场方向，由安培定则知 产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而 等效 成小磁针后，转动前， 极指向纸内，因此小磁针的 极应由指向纸内转为向上，所以从左向右 看，线圈 1L 将顺时针转动． 解法 3：（结论法）环形电流 1I 、 2I 之间不平行，则必会相对转动，相对转动的方向趋向于两环形电 流同向且平行．据此可得，从左向右看，线圈 将顺时针转动． 13．C 【详解】 A．由左手定则可知，棒中电流的方向为 a→b，故 A 不符合题意； BC．对铜棒，由动能定理得：BIl·lsin θ－mg(l－lcos θ)＝0，解得： I＝ ( 1 c os ) sin mg Bl    ， 故 B 不符合题意，C 符合题意； D．由 C 答案的式子可知，BIl＝mgtan 2  ，若只增大轻导线的长度，则 θ 变大，故 D 不符合题意。 故选 C。 14．D 【详解】 弧长为 L，圆心角为 60°，则弦长： 3LAC  ，导线受到的安培力：F=BI•AC= 3 I LB  ，由左手定则 可知，导线受到的安培力方向：水平向左；故 D，ABC 错误． 15．B 【解析】 由图可知，当磁场方向顺时针旋转，由图可知安培力先变小后变大，电流恒定，则磁感应强度先变 小后变大，安培力的最小值为 Fmin=mgsin300= 1 2 mg=BminIL，则磁感应强度最小为 2 mgB IL ，B 正确， AD 错误； 由图知 N 变小，C 错误；故选 B. 16．C 【解析】 由左手定则，根据安培力向右可判断磁场方向竖直向上，选项 AB 错误；由动能定理 BILx＝ 1 2 mv2， 得 B＝103 T，C 正确；由牛顿第二定律 BIL＝ma，得 a＝6×105 m/s2，D 错误．故选 C. 17．C 【详解】 A 图洛伦兹力水平向右；B 图洛伦兹力水平向右；D 图不受洛伦兹力．C 正确 18．A 【详解】 设三角形的边长为 L，根据几何关系可以得到磁场圆的半径为 3 6RL ，质子进入磁场时的运动轨 迹如图所示 由几何关系可求得 1 1tan 60 2r R L 氦核进入磁场时的运动轨迹如图所示， 由几何关系可得： 2 1tan 30 6rRL 粒子在磁场中时洛伦兹力提供的向心力即 2vqvB m r 结合两个粒子的轨迹半径可求得质子和氦核的入射速度大小之比为 6:1，故 A 正确，BCD 错误。 19．C 【详解】 A．甲图中，根据 2mvqvB r 可知 qBrv m 粒子获得的最大动能为 2 222 211 222k qBRq B REmvm mm   所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加 D 形盒的半径，故 A 错误； B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，所以 B 板带正电，为发电机的正极，A 极板是发电机的 负极，故 B 错误； C．丙图中速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电只要速度满足 Ev B ，粒 子就能匀速通过速度选择器，故 C 正确； D．由 qv m B R ，知 R 越小，荷质比越大，故 D 错误； 故选 C. 20．D 【解析】 粒子在电场加速过程，根据动能定理： 2 0 1 2q U m v ，解得加速后的速度为： 0 2 qUv m ，在磁场 中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力： 2vq v B m r ，解得： 12mvUmr qBBq ，则 1222 Umxr Bq ，若离子束不是同位素，q 不相同，x 越大对应的离子质量不一定越大，故 A 错误；由上式知，若离子束是同位素，则 x 越大，而离子质量一定越大，故 B 错误；上式知，只要 x 相同，对应的离子的比荷 q m 一定相等，但质量不一定相等，故 C 错误，D 正确．所以 D 正确，ABC 错误． 21．A 【详解】 A．大量带正电和带负电的微粒向右进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下， 所以正电荷会聚集的下极板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到上极板上，故上极板为 负极，故 A 正确。 B．根据 EqvB q d 得 E=Bdv 磁流体发电机具有内阻，上下极板两端为路端电压，故 U＜Bdv，故 B 错误。 C．由表达式 E=Bdv 可知，电动势与等离子体的浓度无关，故 C 错误； D．该发电机需要外界不断的射入等离子体，则也需要外界提供能量，故 D 错误。 故选 A。 22．A 【详解】 将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值， 那么电动势 E＝U；根据粒子平衡得， Uqv B q c 联立两式解得， Uv cB 。则流量 Q＝vS＝vbc＝ bU B ．故 A 正确，BCD 错误。 23．A 【详解】 根据左手定则可知，电子受洛伦兹力向上，则 a 为负，b 为正；根据 I=neSv，S=πr2，平衡时：푈 2푟 푒 = 퐵푒푣， 解得：퐵 = 푛푒휋푟푈 2퐼 ，故选 A. 24．B 【详解】 A． 有磁场时，小球下落过程中要受重力和洛仑兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向都不 变；洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化，但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟速 度方向垂直，总是指向右上方某个方向，其水平分力 fx 水平向右，竖直分力 fy 竖直向上，如图所示 竖直方向的加速度仍向下，但小于重力加速度 g，从而使运动时间比撤去磁场后要长，即 t1＞t2，故 A 错误； B． 小球水平方向也将加速运动，从而使水平距离比撤去磁场后要大，即 s1＞s2，故 B 正确； CD． 在有磁场，重力和洛仑兹力共同作用时，其洛仑兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直，不 对粒子做功，不改变粒子的动能，有磁场和无磁场都只有重力作功，动能的增加是相同的。有磁场 和无磁场，小球落地时速度方向并不相同，但速度的大小是相等的，故 CD 错误。 故选 B。 25．AC 【详解】 向左飞行的正离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则 N 极转向外，S 极转向里， 向右飞行的负离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则 N 极转向外，S 极转向里，故 AC 正确，BD 错误； 故选：AC。 26．AD 【详解】 由安培定则可以判断，a、c 两处的磁场是两电流在 a、c 处产生的磁场相加，但 a 距离两导线比 c 近， 故 a 处的磁感应强度大小比 c 处的大，故 A 对；ｂ、c 与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处 的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故 b、c 两处的磁 感应强度大小不相等，故 B 错；由安培定则可知，a 处磁场垂直纸面向里，c 处磁场垂直纸面向外， 故 C 错；b 与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，故 D 对． 27．CD 【详解】 A．匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由图可知，选项 A 错误； B．线圈平面总与磁场方向平行，故 B 错误。 C．在图示的位置，a 受向上的安培力，b 受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项 C 正确； D．由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为 BIl，选项 D 正确． 28．ABC 【详解】 无论正或负粒子穿过速度选择器时，满足 qvB qE 做匀速直线运动，则不选电性和电量，而选择了 入口和速度 v 的大小，故 AB 错误。粒子在剩下的磁场中做匀速圆周运动，有 2vqvBm R ，可得 mvR qB ，两粒子的比荷不一定相同，则运动的半径不一定相同，故 C 错误。撤去磁场后，在电场 中做类平抛运动，若能穿过电场则水平方向做匀速直线运动有： l v t ，可知两粒子的运动时间相 同，故 D 正确；此题选择不正确的选项，故选 ABC。 29．CD 【详解】 A．两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，根据左手定则可以判断，a 粒子带正电，b 粒子带 负电，A 项错误； B．设圆形有界磁场圆的半径为 R，根据几何关系可知 1 tan603rRR 2 3tan 30 3rRR 因此 1 2 3 1 r r  B 项错误； C．根据牛顿第二定律 2vq v B m r 得 qBrv m 得到 1 2 3 1 v v  C 项正确； D．由 2 mT qB  可知，两粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，由几何关系可知，a、b 粒子在磁 场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角分别为 60°、120°，由此可知，a、b 两粒子在磁场中运动的时 间之比为 1：2，选项 D 正确。 故选 CD。 30．AC 【详解】 试题分析：电子在磁场中做的圆周运动，洛伦兹力作为向心力，根据圆周运动的周期公式和半径公 式逐项分析即可． 设Ⅱ中的磁感应强度为 B，则Ⅰ中的磁感应强度为 kB，根据电子在磁场中运动的半径公式 mvr qB 可 知，Ⅰ中的电子运动轨迹的半径为 mv kqB ，Ⅱ中的电子运动轨迹的半径为 mv qB ，所以Ⅱ中的电子运动轨 迹的半径是Ⅰ中的 k 倍，故 A 正确；电子在磁场运动的洛伦兹力作为向心力，所以电子的加速度的大 小为 qvBa m ，所以Ⅰ中的电子加速度的大小为 kqvB m ，Ⅱ中的电子加速度的大小为 qvB m ，所以Ⅱ的 电子的加速度大小是Ⅰ中的 1 k 倍，故 B 错误；根据电子在磁场中运动的周期公式 2 mT qB  可知，Ⅰ 中的电子运动周期为 2 m kqB  ，Ⅱ中的电子运动周期为 2 m qB  ，所以Ⅱ中的电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的 k 倍，所以Ⅱ中的电子运动轨迹的周期是Ⅰ中的 k 倍，故 C 正确；做圆周运动的角速度 2 T   ，所以Ⅰ 中的电子运动角速度为 kqB m ，Ⅱ中的电子运动角速度为 qB m ，在Ⅱ的电子做圆周运动的角速度是Ⅰ中 的 1 k 倍，故 D 错误． 31．AC 【解析】 粒子在电场中加速满足： 21 2U q m v ；在磁场中先做圆周运动，然后从小孔中再次进入电场做减速 运动，到达电场边缘后速度减为零，然后再次反向加速从小孔中再次进入磁场，因粒子在 N 环上经 过 6 个小孔，可知粒子在磁场中每次做圆周运动的圆心角为 θ1=1200 或者 θ2=600，由几何关系可知对 应的半径分别为： 0 122 3tan 30 3rRR 或者 0 222 tan 603rRR，根据 2vq v B m r 联立可 得： 22 2 1 3 2 q B RU m 或者 22 2 2 6 q B RU m ，故选 AC. 32．BC 【详解】 A．带电粒子在电场中做类平抛运动，有 L v t 211 22Lat qEa m 联立解得 2mvE qL 2 = va L 故 A 错误； B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 2vq v B m r 由几何关系有 r=L 联立解得 mvB qL 故 B 正确； C．粒子在匀强磁场中运动的加速度 22 = vvaaRL 故 C 正确； D．带电粒子在匀强电场中运动的时间 Lt v 在匀强磁场中运动的时间 2 Lt v   带电粒子在匀强电场中运动和在匀强磁场中运动的时间之比为 2t t   故 D 错误。 故选 BC。 33．AD 【详解】 AB．由左手定则可知，流体流动时，正离子偏向 b 点，负离子偏向 a 点，所以管道中 b 点电势高于 a 点电势。因管道绝缘，a、b 处聚集的正负离子形成电场，电场方向由 b 指向 a，离子将同时受到 洛伦兹力和电场力的作用，选项 A 正确，B 错误； CD．设离子带电量为 q，洛伦兹力 f q v B ，电场力 abUF qE q d ， 当离子匀速运动时 fF ， 又知流体的流量 2 4QSvdv  ， 联立各式解得 4 abdUQ B  ， 选项 C 错误，D 正确； 故选 AD。 34．CD 【详解】 当粒子从 D 形盒中出来时速度最大，根据 2 m m vq v B m R 得 m qBRv m 则最大动能为 222 2 kmm 1 22 qBREmv m 知最大动能与加速的电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和 D 形盒的半径有关，增 大磁感应强度和 D 形盒的半径，可以增加粒子的最大动能。 故选 CD。 35．(1)0.5 T (2)3 cm 【详解】 (1) 当金属棒中通过 0.4A 的电流时，弹簧恰好不伸长，由题可知 FBILmg安 ，则 3 2 10 10 10 T 0 5T0 4 50 10 mgB.IL .      ； （2）当电流由 ab ， 22FkxBILkxmgX ，则有 32 2 10 10 10 0 5 0 2 50 10 N 2 5N m2 2 1 10 m mg BIL . .k . /x            当电流由ba ， 12mg F kx安 ，即 32 1 10 10 10 0 5 0 2 50 10 m 0 03m 3cm22 2 5 mg BIL. .x.k.        36．vm＝ 4 5 mg qB s＝ 2 22 8 15 mg qB 【详解】 [1]以小球为研究对象，分析其受力情况：小球受重力、斜面支持力及洛伦兹力作用，沿斜面方向上； 根据牛顿第二定律，有： s i nm g m a  在垂直于斜面方向上，有 cosN fFFmg 洛 由 fF q v B洛 ，知 Ff 洛随着小球运动速度的增大而增大，当 Ff 洛增大到使 FN=0 时，小球将脱离斜面， 此时有： cosmfFqvBmg 洛 所以 cos374 5m mgmgv qBqB   [2]小球在斜面上匀加速运动的最大距离为： 2 2 22 2 4()5 22 sin 17 8 3 5 m mg v qBs ag mg qB 37．(1)  22 2 qBdL v mL   ；(2)  22 2 2 28 qB L d U mL   【详解】 (1)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为 r， 则由牛顿第二定律得 2vq v B m r ① 由几何关系得   222rrLd ② 解得  22 2 qBdL v mL   (2)粒子在 M、N 两板间经电场加速，由动能定理得 21 2qUmv ③ 联立①②③式解得  2222 28 qBLd U mL   38．(1)10/NC (2) 10T （3） 310(1)410  s 【详解】 (1)微粒在到达 A（l，l）之前做匀速直线运动，受力分析如图： 根据平衡条件，有： q E m g ； 解得： mg q E  ； (2)根据平衡条件，有： 2q v B m g ， 电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图： 根据牛顿第二定律，有： 2vqvBm r ， 由几何关系可得： 2rl ， 联立解得： 2v gl mgB ql ； (3)微粒做匀速直线运动的时间为： 1 2llt vg， 做圆周运动的时间为： 2 3 2 34 4 l lt vg    ， 在复合场中运动时间为： 12 3 14 lttt g （ ） ； 39．(1) 111.810/ ckg (2) 31.110/ ms 【解析】 （1）由向心力公式得 2vevBm r ①， 22evBmr T   ②， 2T   ③ 由①②③得： 111.8 10/e c kgmB  （2）由几何关系得： tan30 R r ④ 由①②④得： 33 1.1 10 /v R m s   40．(1) 10 2m / s 45 (2) 2s 20m (3)4.71s 20m 【详解】 (1)小球做匀速直线运动时，受力如图所示： 其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有：    22BqvqEmg 代入数据解得： v= 10 2 m/s 速度 v 的方向与电场 E 的方向之间的夹角满足： ta n qE mg  解得： 45  (2) 撤去磁场后，由于电场力垂直于竖直方向，它对竖直方向的分运动没有影响，以 P 点为坐标原 点，竖直向上为正方向，小球在竖直方向上做匀减速直线运动，其初速度为 vy=vsinθ，若使小球再 次穿过 P 点所在的电场线，仅需小球的竖直方向的分位移为零，则有： 21 02yvtgt，代入数据 解得： t=2s 水平方向的移动的距离: cos45 20mx v t (3) 当小球经过 P 点时立即将电场方向改为竖直向上，可知 qE=mg。所以粒子在磁场力的作用下做 匀速圆周运动。从电场改变方向开始到小球再次通过 P 点所在水平线的过程中所经历的时间为： 6 2 6 3 3 2 3 2 3.14 10 4.71s4 4 4 2 10 5 mtT qB          水平方向的移动的距离： 6 6 11 1022sin 4522 0 20m2100.5 mvxR qB     