2022 届高考物理二轮复习专题十一磁场练习 一、单选题 1．如图所示，质量为 m 、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O 、 O ' ，并处于匀强磁场中，当导线中通 以沿 x 正方向的电流 I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为  ，则磁感应强度的最小值及其方向 为（重力加速度为 g ）（　　） A． mg tan  ； 轴正向 IL z B． mg IL ； y 正向 C． mg tan  ； 负向 IL z D． mg sin  IL ；沿悬线斜向下 2．正方形容器 abcd 内部充满一如图所示的匀强磁场，一束比荷相等的粒子从 a 孔沿 ab 方向垂直射入容器 内，结果一部分从 d 孔射出，另一部分从 ad 中点 e 孔射出，粒子重力不计。则从 d、e 两孔射出的粒子（ ） A．粒子均带负电 B．在磁场中运动时间之比为 C．在容器中运动加速度之比 D．速度之比为 td : te  2 :1 ad : ae  2 :1 vd : ve  1: 2 3．某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别 为 a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为 B 的匀强磁场，在前后两个面的内侧 固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利 用电压表所显示的两个电极间的电压 U，就可测出污水流量 Q（单位时间内流出的污水体积）。则下列说 法正确的是（　　） A．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关 B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零 C．流量 Q 越大，两个电极间的电压 U 越小 D．污水中离子数越多，两个电极间的电压 U 越大 4．如图所示，两平行光滑无限长导轨所在的平面与水平面夹角为  ， 导 轨的一端接有电动势为 E、内阻不计的直流电源，两导轨间的距离为 L，在导轨所在空间内分布着方向垂 直于导轨所在平面向上的匀强磁场，一个质量为 m 的导体棒 ab 恰好静止在金属导轨上，导体棒与金属导 轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为 R，金属导轨电阻不计，现把磁场的方向改为竖直向上，磁感应强度 大小保持不变，则（　　） A．磁场的磁感应强度大小为 mgR sin  EL B．导体棒仍保持静止 C．导体棒沿导轨下滑，最终静止 D．运动过程导体棒的最大加速度为 gsinθ 二、多选题 5．如图所示，在一等腰直角三角形 ACD 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 B，一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子（重力不计）从 AC 边的中点 O 垂直于 AC 边射入该匀强磁场 区域，若该三角形的两直角边长均为 L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是（　　） A．当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中的运动时间均不同 m B．当该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为 qB C．若要使粒子从 CD 边射出，则该粒子从 O 点入射的最大速度应为 D．若该粒子的入射速度为 v  v 2qBL 2m qBL L ，则粒子一定从 CD 边出磁场，且距点 C 的为 2m 2 6．如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆 MN 固定在竖直平面内，且与水平面的夹角为 37°，空间中存在垂 直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 1T，质量为 0.1kg 的带电小环沿杆下滑到图中的 P 处时，对杆 有垂直杆向下的、大小为 0.3N 的压力。已知小环的带电荷量为 0.1C，重力加速度大小 g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ） A．小环带正电 B．小环下滑的加速度大小为 6m/s2 C．小环滑到 P 处时的动能为 2.25J D．当小环再沿杆滑动 3.25m 后恰好与杆没有相互作用 7．如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让比荷不同的粒子流从容 器 A 下方的小孔无初速度飘入电势差为 U 的加速电场。加速后从 狭缝垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打在照相底片 D 上。如图乙所示回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均 为 R 的中空半圆金属 D 形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，两 D 形盒之间的距离为 d。现接上电压为 U 的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝 时都能得到加速。下列说法正确的是（　　） A．粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大 B．带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压成正比 C．图乙带电粒子在电场中运动的时间为 BRd U πBRd 2 D．图乙带电粒子在磁场中运动的时间 U 8．xOy 为竖直面内的直角坐标系，x 轴下方有垂直于坐标面向里的匀强磁场，第 III 象限还有平行于 y 轴的 匀强电场，如图所示。现有一质量为 m 的带负电的油滴从 x 轴上方的 A 点由静止自由落下至 P 点进入磁场 区域，A 点到 P 点的距离为 d. 油滴恰好从 Q 点垂直于 y 轴进入第 III 象限，经过 1 圆周从 D 点垂直于 x 轴 4 进入第 II 象限，D 点与 O 点相距 2d，重力加速度为 g，依据上述数据，下列说法正确的是（ A．电场力对油滴做功 2mgd B．油滴在 D 点的动能大小为 mgd C．油滴作圆周运动时受到的洛伦兹力大小为 3mg D．从 A 点到 D 点，油滴重力做功 3mgd 三、填空题 ） 9．如图所示，两电子（不计重力）沿 MN 方向从 M 点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的 速率分别为 v1、v2，通过匀强磁场所用时间分别为 t1、t2。则 v1：v2=_______,t1：t2=_______。 10．如图所示，两平行导轨与水平面成 α=37°角，导轨间距为 L=1.0 m，匀强磁场的磁感应强度可调，方向 垂直导轨所在平面向下。一金属杆长也为 L，质量 m=0.2 kg，水平放在导轨上， 与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数 μ=0.5，通有 图示方向的电流，电流强度 I=2.0 A，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则磁 感应强度的最大值为___________；最小值为___________ 四、实验题 11．某学习小组做“探究通电导体在磁场中受力”的实验，实验装置如图所示。三个相同的蹄形磁铁并列放 在水平桌面上，一根质量为 m 的导体棒用 1、2、3、4 四根轻质、等间距导线悬挂起来，其中任意两根导 线均可与导体棒和电源构成回路。现忽略边缘效应把导线 1、4 接在直流电源上。 （1）关于接通电源时可能出现的实验现象，正确的说法是________。 A． 同时改变电流和磁场方向，导体棒摆动方向将改变 B．若仅改变电流或磁场方向，导体棒摆动方向将改变 C．若去掉中间的蹄形磁铁，导体棒摆动幅度一定减小 D．若把导线 1、3 接在直流电源上并增大电流，导体棒摆动的幅度一定比导线接 1、4 时的大 （2） 把导线 2、4 接在直流电源上，测得导线 3、4 间的长度为 L，通过导体的电流为 I，导体棒偏离竖直 方向的角度为 θ。则蹄形磁铁磁极间的磁感应强度为 B=_______。 12．如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所 受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中 D 为位于 纸面内的 U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻箱；A 为电流表；S 为 开关，此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线，实验电路图如图所示。 补充完成下列实验步骤 （1）按照实验电路图连接电路。 （2）保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态，取出托盘中的细沙，然后用天平称 出细沙质量 m1 。 （3）闭合开关 S，调节电阻 R 的阻值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D 重新处于平衡状 态，然后读出电流表的示数 I，再取出托盘中的细沙，并用天平测量此时细沙的质量 m2 。 （4）用刻度尺测量_________________，记为 L。 （5）用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度 B 的大小，则 B  ___________。 （6）判定磁感应强度方向的方法：若 m1 _______ m2 （填“>”或“<”），磁感应强度方向垂直纸面向外。反之， 磁感应强度方向垂直纸面向里。 五、解答题 13．如图所示，边长为 6×10-3m 的正方形 abcd 中存在着水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场。 t=0 时刻，一带负电的小球从 a 点进入场区并沿纸面做匀速直线运动，速率为 0.1m/s。在 t 时刻，仅将电场 方向变为竖直向下，小球恰好做匀速圆周运动，最终从场区的某一边界射出。已知小球的电荷量为 2×102 C，质量为 0.1g，重力加速度取 10m/s2。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小和方向； （3）t 的取值范围。 14．如图所示，从粒子源产生一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，经电压为 U0 的电场由静止加速后， 进入 M、N 两平行金属板间做匀速直线运动，射出 M、N 后，垂直 y 轴进入 OP 与 y 轴间的匀强磁场，垂直 OP 离开磁场，最后到达 x 轴上的某点（未画出）。已知 M、N 两板间距为 d，分别接在一电源的正、负极 上，板间还有垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场。OP 与 x 轴的夹角为 60°，OP 与 y 轴间的 匀强磁场垂直纸面向外； OP 与 x 轴间为无场区。不计粒子重力，求： （1）粒子进入 M、N 板间速度的大小 v0； （2） M、N 板间的电压 U1； （3）粒子在 OP 与 y 轴间区域和 OP 与 x 轴之间区域内运动的时间之比。 15．如图所示，在 x 轴和 x 轴上方存在垂直 xOy 平面向外的匀强磁场，坐标原点 O 处有一粒子源，可向 x 轴和 x 轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为 v 、质量为 m 、带电荷量为  q 的同种带电粒子。在 x 轴 上距离原点 x0 x 处垂直于 轴放置一个长度为 x0 P 、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板 （粒子一旦打在 金属板 P 上，其速度立即变为 0）。现观察到沿 x 轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度 方向与 y 轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。 （1）求磁感应强度 B 的大小； （2）求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值； （3