2022 年江苏省高考物理专题训练 9——磁场 一、单选题 1.（2021 高三上·苏州期中）如图所示，在光滑水平桌面上，将长为 L 的柔软导线弯成六分之一圆 弧，导线固定在 A、C 两端.整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中，导线通以 由 A. C 到 A 、大小为 I 的恒定电流，则导线中点处受到的张力大小是（ ） BIL B. D. 3 BIL π C. 3 BIL 2π 3 ❑√ 3 BIL 2π 2.（2020 高三上·常州期中）特高压直流输电是我国领先世界的电力工程。正常输电时，两根导线中通 有大小相等，方向相反的电流，某次故障测试中发现两根平行输电线电流 IA>IC。如图，以两导线垂线中 点为圆心，作一个与导线垂直的圆，a（里面）和 c（外面）与输电线在同一高度，b、d 为圆的最下方和 最上方。忽略地磁的影响，则（ ） A. b 点和 d 点磁场方向相同 B. a 点的磁感应强度可能为零 C. c 点的磁感应强度可能为零 D. 两根导线的作用力为引力 3.（2020·扬州模拟）磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板 A、B 和电阻 R 连接，A、B 之 间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度 v 喷入磁 场，A、B 两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（ ） A. A 板为电源的正极 B. 电阻 R 两端电压等于电源的电动势 C. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小 D. 若增加两极板的正对面积，则电源的电动势会增加 4.（2019 高三上·南京月考）如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为 E，方向竖 直向下，磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向里，一质量为 m 的带电粒子，在场区内的一竖直平 面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点( ) A. 带有电荷量为 mg E C. 运动的周期为 2 πE gB 的正电荷 B. 沿圆周逆时针运动 D. 带电粒子机械能守恒 5.（2019 高三上·溧水月考）如图所示，通电直导线 ab 质量为 m，水平地放置在倾角为 θ 的光滑导轨上， 导轨宽度为 L，通以图示方向的电流，电流为 I，磁场的方向垂直水平面竖直向上，要求导线 ab 静止在 斜面上（已知重力加速度为 g）；则磁感应强度大小为 （ ） A. θ mg IL tan θ B. D. mg IL sin θ C. mg IL cos mg IL 6.（2019 高三上·东台月考）在图中，标出了磁场 B 的方向、通电直导线中电流 I 的方向，以及通电直导 线所受磁场力 F 的方向，其中正确的是（ ） A. B. C. D . 7.（2019·徐州模拟）如图所示，平面直角坐标系 xOy 的 x 轴上固定一带负电的点电荷 A，一带正电的 点电荷 B 绕 A 在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在 O 点，P1、P2、P3、P4 为椭圆轨道 与坐标轴的交点．为使 B 绕 A 做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于 xOy 平面的匀强磁场，不计 B 受到的重力．下列说法中可能正确的是（ ） A. 当 B 运动到 P1 点时，加一垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场 B. 当 B 运动到 P2 点时，加一垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场 C. 当 B 运动到 P3 点时，加一垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场 D. 当 B 运动到 P4 点时，加一垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场 8.（2019·盐城模拟）通电的等腰梯形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面内，电流方向如 图所示，ab 边与 MN 平行．下列关于通电直导线 MN 的磁场对线框作用的( ) A. 线框所受安培力的合力为零 B. 线框有两条边所受的安培力方向相同 C. 线框有两条边所受的安培力大小相同 D. 线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势 9.（2019·江苏模拟）下图中分别标明了通电直导线中电流 I、匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培 力 F 的方向，其中正确的是（ ） A. B. C. D . 10.（2019·江苏模拟）地磁场如图所示，有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地 磁场的作用下，它将（ ） A. 向南偏转 B. 向北偏转 C. 向东偏转 D. 向西 偏转 二、多选题 11.（2020 高三上·连云港期中）如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相 互正交的匀强磁场和匀强电场（左侧极板带正电，右侧极板带负电）组成的速度选择器，然后粒子通过 平板 S 上的狭缝 P 进入另一匀强偏转磁场，最终打在 A1 、 A 2 上，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里 C. 所有打在 A 1 A 2 上的粒子，在匀强偏转磁场中的运动时间都相同 D. 粒子打在 A 1 A 2 上的位置越远，粒子的质量越大 12.（2020 高三上·常州期中）如图所示，水平放置的金属板 P、Q 间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁 感应强度为 B。发热灯丝连续不断的逸出电子，电子经过电压为 U 的电场加速后沿 OO＇射入板间，稳定 后（ ） A. P 板将带负电、Q 板不带电 B. PQ 两板间的电压与电压 U 成正比 C. U 越大从 O＇射出的电子速度越大 D. B 越大极板上积累的电荷量就越大 13.（2020·江苏模拟）如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个 侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为 d，极板的长、宽分别为 a、b，面积为 S，这两个电极与可 变电阻 R 相连。在垂直于前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B．发电导管内有电阻率 为 ρ 的高温电离气体﹣﹣等离子体，等离子体以速度 v 向右流动，并通过专用通道导出。不计等离子体 流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，下列说法不正确的是（ ） A. 磁流体发电机的电动势为 E＝Bbv B. 可变电阻 R 中的电流方向是从 P 到 Q C. 若可变电阻的阻值为 R＝ ρd S D. 若可变电阻的阻值为 R＝ ρd S ，则流过 R 的电流为 Bvab ρ ，则 R 上消耗的最大电功率为 B2 v 2 ds 4ρ 14.（2019 高三上·阜宁月考）如图,一直导线用两绝缘细线悬挂于 O、O´，OO´水平，并处于匀强磁场 中，当导线中通以沿 x 正方向的电流 I 时，导线保持静止，绝缘细线与竖直方向的夹角为 θ，z 正方向竖 直向上．则磁感应强度方向可能为（ ） A. z 负向 向上 B. y 正向 C. z 正向 D. 沿绝缘细线 15.（2019·盐城模拟）1930 年劳伦斯制成世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由 两个铜质 D 形盒 D1、D2 构成，其间留有空隙，下列说法正确的是( ) A. 粒子从电场中获得能量 C. 粒子获得最大速度与回旋加速器内的电场有关 B. 粒子获得最大速度与回旋加速器半径有关 D. 回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功 16.（2019·扬州模拟）如图所示，绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有 NaCl 的水溶液，容器上下 端装有铂电极 A 和 C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，电键 K 闭合前容器两侧 P、Q 两管中液面等高， 闭合电键后（ ） A. M 处氯离子浓度大于 N 处氯离子浓度 C. M 处电势高于 N 处电势 B. N 处电势高于 M 处电势 D. P 管中液面高于 Q 管中液面 17.（2019·扬州模拟）去年底，我省启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战．暗访组在某化工厂的 排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为 L、直径为 D，左右两端开口，匀 强磁场方向竖直向下，在前后两个内侧面 a、c 固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经测量 管时，a、c 两端电压为 U，显示仪器显示污水流量 Q(单位时间内排出的污水体积)．则( ) A. a 侧电势比 c 侧电势高 B. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大 C. 若污水从右侧流入测量管，显示器显示为负值，将磁场反向则显示为正值 D. 污水流量 Q 与 U 成正比，与 L、D 无关 18.（2019·南通模拟）如图所示，水平面内有两条互相垂直的通电长直绝缘导线 L1、L2 ， L1 中的电流 方向向右，L2 中的电流方向向上；L2 的右方有 a、b 两点，它们相对于 L1 对称．整个系统处于垂直于纸 面向里的匀强外磁场中，磁感应强度大小为 B0 ． 已知 a、b 两点的磁感应强度大小分别为 3 2 2 3 B0 和 B0 ， 方向也垂直于纸面向里．则（ ） A. 流经 L1 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 5 12 B0 B. 流经 L1 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 1 12 B0 C. 流经 L2 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为 1 12 B0 D. 流经 L2 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为 5 12 B0 三、综合题 19.（2022 高三上·南京月考）质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。氕（ 1 1 H ）、氘（ 2 1 H ）两 种带电粒子从容器 A 下方的狭缝 S1 飘入电势差为 U0 的加速电场，其初速度几乎为 0，然后经过狭缝 S3 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知带电粒子从狭缝 S3 进入磁场时与垂直磁场边界方向存在一个很小的散射角 θ，所有粒子均打在底片区域内，最远点 M 到 狭缝 S3 的距离为 d。氘的质量为 m，忽略带电粒子的重力及相互间作用力，且 e 未知。 （1）打到 M 点的是氘粒子，求其电量 q； （2）若某些氘粒子进入磁场后，形成等效电流为 I 的粒子束，最终打在照相底片 MN 上的 P 点（图中未 画出）形成一个曝光点，粒子均被吸收。求氘粒子束单位时间内对 P 点的冲击力大小 F； （3）若考虑加速电压有波动，在（U0 −ΔU ）到（U0+ ΔU ）之间变化，要使氕、氘两种粒子在 底片上没有重叠，求 ΔU 应满足的条件。 20.（2019 高三上·江苏月考）如图，两平行金属导轨间距离 L=0.40 m ，导轨和水平面的夹角是 B=0.50 的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势 的直流电源，现把一个质量 m=0.04 kg 的