11磁场 高考物理一轮复习定基础汇编试题含解析

这是一份11磁场 高考物理一轮复习定基础汇编试题含解析，共183页。试卷主要包含了单选题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
专题11 磁场
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A. 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值
B. 卡文迪许最先通过实验测出了静电力常量
C. 库仑研究了电荷之间的作用力，安培提出了电荷周围存在着它产生的电场
D. 奥斯特发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则
【答案】 A
【解析】密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值,选项A正确；卡文迪许最先通过实验测出了万有引力常量，选项B错误；库仑研究了电荷之间的作用力，法拉第提出了电荷周围存在着它产生的电场，选项C错误；安培发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则，选项D错误；故选A.
2．如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)

A. 方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB
B. 方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB
C. 方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB
D. 方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB
【答案】 A

点睛：本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向，然后合成。
3．如图所示，a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导体，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为

A. 都向纸里
B. 都向纸外
C. a中电流方向向纸外，b中向纸里
D. a中电流方向向纸里，b中向纸外
【答案】 C
【解析】A、若a、b中均向纸外，根据安培定则判断可知：a在p处产生的磁场Ba方向垂直于ap连线向上，b在p处产生的磁场Bb方向垂直于连线向上，根据平行四边形定则进行合成，P点的磁感应强度方向竖直向上，如图所示，故A错误；

B、若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故B错误；
C、若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故C正确；
D、若a中向纸里，b中向纸外，同理可知，则得P点的磁感应强度方向水平向左．故D错误；
故选C。
4．如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流，L1中电流方向与L2、 L3中的相同，下列说法正确的是（ ）

A. L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B. L2所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行
C. L3在L1处的磁场方向与L1、L2所在平面垂直
D. L2与L3在L1处的合磁场方向与L1、L2所在平面平行
【答案】 A

5．一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连，高频交流电周期为T，下列说法正确的是

A. 质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大
B. 质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D. 不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子
【答案】 A
【解析】A、由得 ,当时,v最大, ,由此可以知道质子的最大速度随B、R的增大而增大，故A正确；
B、由得 ,当时,v最大, ,由此可以知道质子的最大速度只与粒子本身的荷质比,加速器半径,和磁场大小有关,与加速电压无关,故B错误;
C、考虑到狭义相对论,任何物体速度不可能超过光速,故C错误;
D、此加速器加速电场周期 ,加速粒子时 ,两个周期不同,不能加速粒子.故D错误;
综上所述本题答案是：A
6．教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）

A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D. 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
【答案】 C
【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
7．如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图（俯视图），使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场（方向垂直纸面向外）作用下加速。则下列说法正确的是 （ ）

A. 电源给电容器充电后，M板带正电
B. 导体棒在安培力作用下向右运动
C. 超级电容器相当电源，放电时两端电压不变
D. 在电容器放电过程中，电容器电容不断减小
【答案】 B
【解析】电容器下极板接正极，所以充电后N乙极带正电，故A错误；放电时，电流由F到E，则由左手定则可知，安培力向右，所以导体棒向右运动，故B正确；电容器放电时，电量和电压均减小，故C错误；电容是电容器本身的性质，与电压和电量无关，故放电时，电容不变，故D错误．故选B．
点睛：本题考查电容以及安培力的性质，要注意掌握左手定则以及电容的性质等基本内容，明确电容由导体本身的性质决定．
8．如图所示，a、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场，其中a板带正电，两板间的电压为U，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B，一带正电粒子以速度v0从两板中间位置与a、b平行方向射入偏转电场，不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场，运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场，设M、N两点距离为x（M、N点图中未画出），从N点射出的速度为v，则以下说法中正确的是

A. 只增大带电粒子的比荷大小，则v减小
B. 只增大偏转电场的电压U的大小，则v减小
C. 只减小初速度v0的大小，则x不变
D. 只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变
【答案】 D
【解析】粒子在电场中，水平方向；竖直方向，；，解得，则只增大带电粒子的比荷大小，则v增大，选项A错误；只增大偏转电场的电压U的大小，则E变大，v变大，选项B错误；减小初速度v0的大小，则导致进入磁场的速度减小，由半径公式R=，可知，导致半径减小，则x也减小，故C错误；减小偏转电场的电压U的大小，设速度与磁场边界的夹角为θ，则由半径公式，结合几何关系，可得：x=2Rsinθ=，则会导致x不变，故D正确；故选D．
点睛：考查粒子做类平抛运动与匀速圆周运动的处理规律，掌握圆周运动的半径公式，注意运动的合成与分解的方法．
9．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平方向成θ角，极板间距为d，两极板M、N与一直流电源相连，且M板接电源正极，MN间电势差为U，现有一带电粒子以初速度v0进入并恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器。若将电容器撤走，在该区域重新加上一个垂直于纸面的匀强磁场，使该粒子仍以原来初速度进入该区域后的运动轨迹不发生改变，则所加匀强磁场的磁感应强度方向和大小正确的是

A. 垂直于纸面向里 B. 垂直于纸面向里
C. 垂直于纸面向外 D. 垂直于纸面向外
【答案】 C
【解析】根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度在同一直线上，所以电场力只能垂直极板向上，受力如图所示

因为上极板带正电，电场力方向与板间场强方向相反，故微粒带负电；
根据受力图，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，在竖直方向：
在该区域重新加上一个垂直于纸面的匀强磁场，粒子做直线运动，由于粒子受到的洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，则根据二力平衡可知，洛伦兹力的方向向上．根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外．
根据二力平衡得：
所以：
C正确；ABD错误；
故选C。
10．如图所示，MN和PQ表示垂直于纸面的两个相互平行的平面，在这两个平面之间的空间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，其中磁场方向与纸面垂直。一个带电粒子以某一初速度由MN平面上的A点沿垂直MN平面的方向进入这个场区恰能沿直线运动，并从PQ平面上的C点离开场区，AC连线与两平面垂直。如果这个区域只有电场，其他条件不变，则粒子从PQ平面上的B点离开场区；如果这个区域只有磁场，其他条件不变，则粒子从PQ平面上的D点离开场区。若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t1、t2和t3，运动的加速度大小分别为a1、a2和a3，不计空气阻力及粒子所受重力的影响，则下列判断中正确的是（ ）

A. t1=t2=t3，a1y0)，速度大小为v，方向沿+x方向，此时撤去电场．t=t0+t1+t2时刻,粒子经过x轴上x=x0点，速度沿+x方向．不计粒子重力，求：

（1）0-t0时间内OA两点间电势差UOA；
（2）粒子在t=0时刻的加速度大小a0；
（3）B1的最小值及对应t2的表达式。
【答案】（1）（2）
（3） （k=0，1，2……）
【解析】（1）带电粒子由O到A运动过程中，由动能定理
解得
（2）设电场强度大小为E，则
t=0时刻，由牛顿第二定律
解得
（3）时间内，粒子在小的虚线圆上运动，时刻粒子从C点切入大圆，大圆最大半径为，相应小圆最大半径为R，则

又
的最小值
对应于取最小值，带电粒子由C点到经过x轴上点的时间满足
（k=0，1，2……）
79．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？
(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？
【答案】(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88　(4)113∶114
核电荷数，但质量数不同，故
点睛：根据电荷数守恒和质量数守恒分析质子数和质量数的变化．质量数=质子数+中子数．质子数=原子序数=核外电子数．
80．如图所示，倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接．轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计．匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T；匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T．现将两质量均为m=0.2kg，电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放．取g=10m/s2．

（1）求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；
（2）若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q=0.45J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；
（3）若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t=0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式．
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】试题分析：（1）做出侧视平面图，cd棒加速下滑，安培力逐渐增大，加速度逐渐减小，加速度减小到零时速度增大到最大，此时cd棒所受合力为零，此后cd棒匀速下滑。对cd棒受力分析，如图所示。
沿导轨方向有
感应电动势
感应电流
安培力
得最大速度
（2）设cd棒下滑距离为x时，ab棒产生的焦耳热Q，此时回路中总焦耳热为2Q。
根据能量守恒定律，有
解得下滑距离
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势平均值
感应电流平均值
通过cd棒横截面的电荷量

由上可得磁感应强度
代入数据得，磁感应强度B随时间t变化的关系式为
考点：电磁感应现象的综合应用