2019年高考物理 真題和模擬題分項匯編 專題11 磁場（含解析）

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1、磁場 1．（2019·新課標全國Ⅰ卷）如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接，已如導體棒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】設每一根導體棒的電阻為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可知，上下兩路電流之比。如下圖所示，由于上路通電的導體受安培力的有效長度為L，根據(jù)安培力計算公式，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·新課標全國Ⅱ卷）如圖，邊長為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面（abcd所在平面）向外。ab邊中點有一電子發(fā)射源O，可向磁場內(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兩點射出的電子的速度大小分別為 A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【解析】a點射出粒子半徑Ra= =，得：va= =，d點射出粒子半徑為，R=，故vd= =，故B選項符合題意 3．（2019·新課標全國Ⅲ卷）如圖，在坐標系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應強度大小分別為和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。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軸進入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】運動軌跡如圖。 即運動由兩部分組成,第一部分是個周期,第二部分是個周期, 粒子在第二象限運動轉(zhuǎn)過的角度為90°，則運動的時間為；粒子在第一象限轉(zhuǎn)過的角度為60°，則運動的時間為；則粒子在磁場中運動的時間為：，故B正確，ACD錯誤。. 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磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點射入，從b點射出。下列說法正確的是 A．粒子帶正電 B．粒子在b點速率大于

4、在a點速率 C．若僅減小磁感應強度，則粒子可能從b點右側射出 D．若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運動時間變短 【答案】C 【解析】由左手定則確粒子的電性，由洛倫茲力的特點確定粒子在b、a兩點的速率，根據(jù)確定粒子運動半徑和運動時間。由題可知，粒子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，所以粒子應帶負電，故A錯誤；由于洛倫茲力不做功，所以粒子動能不變，即粒子在b點速率與a點速率相等，故B錯誤；若僅減小磁感應強度，由公式得：，所以磁感應強度減小，半徑增大，所以粒子有可能從b點右側射出，故C正確，若僅減小入射速率，粒子運動半徑減小，在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角增大，則粒子在磁場中運動時間一定變長，故D錯誤。 5．

5、（2019·天津卷）筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為、長為的矩形半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，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．前表面的電勢比后表面的低 B．前、后表面間的電壓與v無關 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，因此電子的運動方向為從右向左，根據(jù)左手定則可知電子偏轉(zhuǎn)到后面表，因此前表面的電勢比后表面的高，故A錯誤，電子在運動過程中洛倫茲力和電場力平衡，有，故，故D正確，由則電壓，故前后表面的電壓與速度有關，與a成正比，故BC錯誤。 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線，通過的電流強度相等． 矩形線框位于兩條導線的正中間，通有順時針方向的電流，在a、b產(chǎn)生的磁場作用下靜止．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兩導線的電流方向相同，在矩形線框上、下邊處產(chǎn)生的磁場方向相反，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）電流天平是一種測量磁場力的裝置，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。當兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是 A．當天平示數(shù)為負時，兩線圈電流方向相同 B．當天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同 C．線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力 D．線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤

8、對線圈Ⅱ的作用力是一對相互作用力 【答案】A 【解析】當兩線圈電流相同時，表現(xiàn)為相互吸引，電流方向相反時，表現(xiàn)為相互排斥，故當天平示數(shù)為正時，兩者相互排斥，電流方向相反，當天平示數(shù)為負時，兩者相互吸引，電流方向相同，A正確B錯誤；線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力是一對相互作用力，等大反向，C錯誤；靜止時，線圈II平衡，線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力是一對平衡力，D錯誤． 【點睛】本題的原理是兩通電直導線間的相互作用規(guī)律：兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用． ①電流方向相同時，將會吸引； ②電流方向相反時，將會排斥． 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方向噴入磁感應強度為B的勻強磁場中，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、下板就是一個直流電源的兩極。若穩(wěn)定時等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為ρ。忽略邊緣效應，下列判斷正確的是 A．上板為正極，電流 B．上板為負極，電流 C．下板為正極，電流 D．下板為負極，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)定時電源的電動勢，則流過R的電流為，而，，則得電流大小為，C正確． 【

10、點睛】本題的關鍵是理解磁流體發(fā)電機的工作原理，知道穩(wěn)定時，離子所受的電場力和洛倫茲力平衡，結合閉合電路歐姆定律進行分析． 9．（2019·山東省菏澤市高三下學期第一次模擬考試）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磁場，磁場的磁感應強度為B。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點沿ba方向射入磁場，結果粒子恰好能通過c點，不計粒子的重力，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，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，因此粒子出磁場時一定沿ac方向，軌跡如圖：

11、由幾何關系可知，粒子做圓周運動的半徑為，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練）如圖所示，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，二者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里，大小相等的電流時，紙面內(nèi)與兩導線距離為l的a點處的磁感應強度為零。若僅讓P中的電流反向，則a點處磁感應強度的大小為 A．2B0 B． C． D．B0 【答案】B 【解析】如圖所示。 設P和Q在a點的磁感應強度大小為B，當P和Q的電流都垂直紙面向里時，根據(jù)右手螺旋定則可知，P在a點的磁感應強度方向為水平向右

12、偏下30°，Q點在a點的磁感應強度方向為水平向右偏上30°，兩者在a點的合磁感應強度為，方向水平向右，因a點的磁感應強度為零，故。B0的方向水平向左。當P中電流方向反向時，磁場如圖所示。 如圖所示當P的電流反向后，P在a點的磁感應強度方向為水平向左偏上30°，P和Q在a點的合磁感應強度為B，方向豎直向上，則a點的磁感應強度為，故B正確；ACD錯誤；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強度為的勻強磁場中，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，帶電粒子在圓周軌道上運動相當于一個環(huán)形電流，則下列說法中正確的是 A．環(huán)形電流的

13、電流強度跟成正比 B．環(huán)形電流的電流強度跟成正比 C．環(huán)形電流的電流強度跟成正比 D．環(huán)形電流的電流強度跟成反比 【答案】CD 【解析】設帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期為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，與B成正比，與m成反比，故AB錯誤，CD正確。 12．（2019·江蘇省南京師范大學附屬中學高三5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，勻強磁場方向與軌道平面垂直。現(xiàn)將一個帶正電的小球自M點由靜止釋放，它將沿軌道在M、N間做往復運動．下列說法中正確的是 A．小球在M點和N

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