三年高考（2016-2022）高考物理試題分項(xiàng)版解析 專(zhuān)題10 磁場(chǎng)（含解析）

三年高考（2016-2022）高考物理試題分項(xiàng)版解析 專(zhuān)題10 磁場(chǎng)（含解析）1某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是A. 磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B. 磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C. 粒子的電性和電量D. 粒子入射時(shí)的速度【來(lái)源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（北京卷）【答案】 C點(diǎn)睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是考查了速度選擇器的相關(guān)知識(shí)，注意當(dāng)粒子的速度與磁場(chǎng)不平行時(shí)，才會(huì)受到洛倫茲力的作用，所以對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向有要求的。 2（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和，方向也垂直于紙面向外。則（ ）A. 流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B. 流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C. 流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D. 流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為【來(lái)源】2018年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（全國(guó)II卷）【答案】 AC可解得： ; 故AC正確；故選AC點(diǎn)睛：磁場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，對(duì)于此題來(lái)說(shuō)ab兩點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度是由三個(gè)磁場(chǎng)的疊加形成，先根據(jù)右手定則判斷導(dǎo)線(xiàn)在ab兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，在利用矢量疊加來(lái)求解即可。3（多選）如圖，兩個(gè)線(xiàn)圈繞在同一根鐵芯上，其中一線(xiàn)圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線(xiàn)圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線(xiàn)連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線(xiàn)正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D. 開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)【來(lái)源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（新課標(biāo)I卷）【答案】 AD【解析】 本題考查電磁感應(yīng)、安培定則及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，左側(cè)的線(xiàn)圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向?yàn)橛赡舷虮?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，左側(cè)線(xiàn)圈中磁通量不變，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零，直導(dǎo)線(xiàn)中電流為零，小磁針恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后再斷開(kāi)后的瞬間，左側(cè)的線(xiàn)圈中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，由楞次定律可判斷出直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向?yàn)橛杀毕蚰?，由安培定則可判斷出小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確?！军c(diǎn)睛】此題中套在一根鐵芯上的兩個(gè)線(xiàn)圈，實(shí)際上構(gòu)成一個(gè)變壓器?！?017高考真題】1【2017·江蘇卷】如圖所示，兩個(gè)單匝線(xiàn)圈a、b的半徑分別為r和2r圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的邊緣恰好與a線(xiàn)圈重合，則穿過(guò)a、b兩線(xiàn)圈的磁通量之比為（A）1:1 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1【答案】A【考點(diǎn)定位】磁通量【名師點(diǎn)睛】本題主要注意磁通量的計(jì)算公式中S的含義，它指的是有磁感線(xiàn)穿過(guò)區(qū)域的垂直面積2【2017·新課標(biāo)卷】如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc。已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)正確的是 ABCD【答案】B【解析】由題意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg+Bqv=qE，所以，故B正確，ACD錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】三種場(chǎng)力同時(shí)存在，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是mag=qE，兩個(gè)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，合外力為零，重點(diǎn)是洛倫茲力的方向判斷。3【2017·新課標(biāo)卷】如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線(xiàn)中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線(xiàn)距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為A0 B C D2B0【答案】C【考點(diǎn)定位】磁場(chǎng)疊加、安培定則【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵為利用安培定則判斷磁場(chǎng)的方向，在根據(jù)幾何關(guān)系進(jìn)行磁場(chǎng)的疊加和計(jì)算。4【2017·新課標(biāo)卷】如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說(shuō)法正確的是AL1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為DL1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為【答案】BC【考點(diǎn)定位】電流磁效應(yīng)、安培力、安培定則【名師點(diǎn)睛】先根據(jù)安培定則判斷磁場(chǎng)的方向，再根據(jù)磁場(chǎng)的疊加得出直線(xiàn)電流處磁場(chǎng)的方向，再由左手定則判斷安培力的方向，本題重點(diǎn)是對(duì)磁場(chǎng)方向的判斷、大小的比較。5【2017·新課標(biāo)卷】某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示。矩形線(xiàn)圈由一根漆包線(xiàn)繞制而成，漆包線(xiàn)的兩端分別從線(xiàn)圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)軸。將線(xiàn)圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線(xiàn)圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線(xiàn)圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線(xiàn)圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，該同學(xué)應(yīng)將A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉【答案】AD【考點(diǎn)定位】電動(dòng)機(jī)原理；安培力 【名師點(diǎn)睛】此題是電動(dòng)機(jī)原理，主要考查學(xué)生對(duì)物理規(guī)律在實(shí)際生活中的運(yùn)用能力；關(guān)鍵是通過(guò)分析電流方向的變化分析安培力的方向變化情況。6【2017·新課標(biāo)卷】如圖，虛線(xiàn)所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入速率為，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上。不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用。則為A B C D【答案】C【解析】當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周時(shí)，打到圓形磁場(chǎng)的位置最遠(yuǎn)。則當(dāng)粒子射入的速度為，如圖，由幾何知識(shí)可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為；同理，若粒子射入的速度為，由幾何知識(shí)可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為；根據(jù)，則，故選C。【考點(diǎn)定位】帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】此題是帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；解題時(shí)關(guān)鍵是要畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡草圖，知道能打到最遠(yuǎn)處的粒子運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)是半圓周，結(jié)合幾何關(guān)系即可求解?！?016高考真題】1【2016·北京卷】中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在夢(mèng)溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也?！边M(jìn)一步研究表明，地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法不正確的是A地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近C地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用【答案】C【考點(diǎn)定位】考查了地磁場(chǎng)【方法技巧】地球本身是一個(gè)巨大的磁體。地球周?chē)拇艌?chǎng)叫做地磁場(chǎng)。地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近，所以地磁場(chǎng)的方向是從地磁北極到地磁南極。2【2016·上海卷】如圖，一束電子沿z軸正向流動(dòng)，則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是A+x方向B-x方向C+y方向D-y方向【答案】A【解析】據(jù)題意，電子流沿z軸正向流動(dòng)，電流方向沿z軸負(fù)向，由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場(chǎng)以z軸為中心沿順時(shí)針?lè)较颍ㄑ貁軸負(fù)方向看），通過(guò)y軸A點(diǎn)時(shí)方向向外，即沿x軸正向，則選項(xiàng)A正確?！究键c(diǎn)定位】安培定則、電子束產(chǎn)生電流的方向【方法技巧】首先需要判斷出電子束產(chǎn)生電流的方向，再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)磁場(chǎng)的方向。3【2016·全國(guó)新課標(biāo)卷】一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開(kāi)有小孔，筒繞其中心軸以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30°角。當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒。不計(jì)重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為A B C D【答案】A【考點(diǎn)定位】帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【名師點(diǎn)睛】此題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；解題時(shí)必須要畫(huà)出規(guī)范的粒子運(yùn)動(dòng)的草圖，結(jié)合幾何關(guān)系找到粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角，根據(jù)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性求解未知量；此題難度中等，意在考查考生對(duì)物理知識(shí)與數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合能力。4【2016·全國(guó)新課標(biāo)卷】平面OM和平面ON之間的夾角為30°，其橫截面（紙面）如圖所示，平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng)，速度與OM成30°角。已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn)，并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線(xiàn)O的距離為A B C D【答案】D【考點(diǎn)定位】考查了帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【方法技巧】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，從而得出半徑公式，周期公式，運(yùn)動(dòng)時(shí)間公式，知道粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑和速度有關(guān)，運(yùn)動(dòng)周期和速度無(wú)關(guān)，畫(huà)軌跡，定圓心，找半徑，結(jié)合幾何知識(shí)分析解題。5【2016·四川卷】如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb，當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc，不計(jì)粒子重力。則 Avb:vc=1:2，tb:tc=2:1 Bvb:vc=2:2，tb:tc=1:2 Cvb:vc=2:1，tb:tc=2:1 Dvb:vc=1:2，tb:tc=1:2【答案】A考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】此題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；做此類(lèi)型的習(xí)題，關(guān)鍵是畫(huà)出幾何軌跡圖，找出半徑關(guān)系及偏轉(zhuǎn)的角度關(guān)系；注意粒子在同一磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速度是無(wú)關(guān)的；記住兩個(gè)常用的公式：和。6【2016·全國(guó)新課標(biāo)卷】現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng)。若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為A11 B12C121 D144【答案】D【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可得：，帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，解得：，所以此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為144，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確【考點(diǎn)定位】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】本題主要考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。要特別注意帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，根據(jù)動(dòng)能定理求出帶電粒子出電場(chǎng)進(jìn)磁場(chǎng)的速度。本題關(guān)鍵是要理解兩種粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑不變。7【2016·海南卷】如圖（a）所示，揚(yáng)聲器中有一線(xiàn)圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈（線(xiàn)圈平面即紙面），磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示。在圖（b）中A當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外【答案】BC【考點(diǎn)定位】安培力【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握安培力方向的判定，明確安培力產(chǎn)生的條件，熟練應(yīng)用左手定則判斷安培力的方向。8【2016·上海卷】形象描述磁場(chǎng)分布的曲線(xiàn)叫做_，通常_的大小也叫做磁通量密度。【答案】磁感線(xiàn)；磁感應(yīng)強(qiáng)度【解析】為了形象的描述磁場(chǎng)而假想出來(lái)的曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上任意一點(diǎn)的切線(xiàn)方向均表示該位置的磁場(chǎng)方向，這樣的曲線(xiàn)稱(chēng)為磁感線(xiàn)；磁場(chǎng)的強(qiáng)弱大小用磁感應(yīng)強(qiáng)度表示，在磁通量中有：，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度也稱(chēng)為磁通密度?！究键c(diǎn)定位】磁感線(xiàn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通密度【方法技巧】本題考查定義，需要對(duì)磁感線(xiàn)、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及磁通密度概念熟悉。