2023年高考物理真題訓(xùn)練11磁場(chǎng)

專題11 磁場(chǎng)1〔2023天津高考真題〕如以下圖，在yByMy軸正方向的夾角45N點(diǎn)〔圖中未畫(huà)出〕x軸。OMaqm，重力不計(jì)。則〔 〕粒子帶負(fù)電荷

qBa2m2a【答案】AD【解析】

D．NO點(diǎn)相距(

A．粒子向下偏轉(zhuǎn)，依據(jù)左手定則推斷洛倫茲力，可知粒子帶負(fù)電，A正確；BC．粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖由于y軸正方向的夾角45，依據(jù)幾何關(guān)系可知OMOOOM45，OMOOa1 1 1則粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為洛倫茲力供給向心力

rOM 2a1qvBmv2r解得2qBav2qBamBC錯(cuò)誤；DN與O點(diǎn)的距離為D正確。

NOOO1

2AD。22〔2023浙江省高考真題〕特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如以下圖，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向一樣的電流I和I，I I。a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位1 2 1 2于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn)c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方不考慮地磁場(chǎng)的影響〔 〕A．b0B．d0C．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下D．c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下【答案】C【解析】A．通電直導(dǎo)線四周產(chǎn)生磁場(chǎng)方向由安培定推斷，如以下圖b IIb 1 2I I1 2即BB1 2b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；BCD．如以下圖，d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，BD錯(cuò)誤，C正確。應(yīng)選C。3〔2023全國(guó)高考課標(biāo)3卷〕真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別a和3a的同軸圓柱面，場(chǎng)的方向與圓柱軸線平行，其橫截面如以下圖。一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)。電子質(zhì)量為m，電荷量為e，無(wú)視重力。為使該電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為〔 〕3mv mv

3mv

3mv2ae B．

ae C．

4ae D．5ae【答案】C【解析】電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力供給向心力eBvmv2r則磁感應(yīng)強(qiáng)度與圓周運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)系為

Bmver即運(yùn)動(dòng)軌跡半徑越大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小。令電子運(yùn)動(dòng)軌跡最大的半徑為r ，為了使電子的運(yùn)動(dòng)max被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，其最大半徑的運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)線圓相切，如以下圖AABOBABO為直角三角形，則由幾何關(guān)系可得ar 2r2

a2max解得r max

max3解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值

Bmin

mver max

3mv4ae應(yīng)選C。4〔2023全國(guó)高考課標(biāo)2卷T掃描是計(jì)算機(jī)XT〔a〕CTX〔b〕〔b〕中M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng)，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；經(jīng)調(diào)整后電子束從靜止開(kāi)頭沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線〔如圖中帶箭頭的虛線所示；將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn)。則〔 〕A．MN處的電勢(shì)M、NP點(diǎn)左移C．偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面對(duì)外D．增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移【答案】D【解析】由于電子帶負(fù)電，要在MNMN間電場(chǎng)方向由NM，依據(jù)沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)漸漸降低可知M的電勢(shì)低于N的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；增大加速電壓則依據(jù)

eU

1mv22可知會(huì)增大到達(dá)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度；又依據(jù)在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中洛倫茲力供給向心力有evBmv2R可得RmveB可知會(huì)增大在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑，由于磁場(chǎng)寬度一樣，故依據(jù)幾何關(guān)系可知會(huì)減小偏轉(zhuǎn)的角度，故P點(diǎn)會(huì)右移，故B錯(cuò)誤；C．電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，向下偏轉(zhuǎn)，依據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，故C錯(cuò)誤；D．由B選項(xiàng)的分析可知，當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)減小半徑，從而增大偏轉(zhuǎn)角度，使P點(diǎn)左移，故D正確。應(yīng)選D。5〔2023全國(guó)高考課標(biāo)1卷〕一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為ab為半圓，ac、bdab共線，ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為mq〔q>0〕cac射入磁場(chǎng)，這些粒子具有各種速率。不計(jì)粒子之間的相互作用。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為〔 〕7m6qB【答案】C【解析】

m4qB

4m3qB

2qB粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

mv2qBv ，

2rT可得粒子在磁場(chǎng)中的周期

r v2mTqB粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

mt2

TqB則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速度無(wú)關(guān)，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。承受放縮圓解決該問(wèn)題，acac直線上，將粒子的軌跡半徑由零漸漸放大。當(dāng)半徑r0.5R和r1.5Rac、bd區(qū)域射出，磁場(chǎng)中的軌跡為半圓，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于半個(gè)周期。0.5R<r<1.5R時(shí)，粒子從半圓邊界射出，漸漸將軌跡半徑從0.5R漸漸放大，粒子射出位置從半圓頂端向下移動(dòng)，軌跡圓心角從R時(shí)，軌跡圓心角最大，然后再增大軌跡半徑，軌跡圓心角減小，因此當(dāng)軌跡半徑等于R時(shí)軌跡圓心角最大，即軌跡對(duì)應(yīng)的最大圓心角43 3粒子運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為3 43 2t T

2 2 qB 3qB應(yīng)選C。6〔2023·Ⅰ卷LM線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接，已如導(dǎo)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(shè)每一根導(dǎo)體棒的電阻為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則電路中，上下兩路電阻之比為R:R1 2

2R:R2:1II1 2

1:2。如以以下圖所示，由于上路通電的導(dǎo)體受安培力的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)FILB，F(xiàn)FII1 2

1:2，得F1F，依據(jù)左手定則可知，兩力方向一樣，故線框LMN所受2FF3F，故此題選B。27．〔2023·課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷〕如圖，邊長(zhǎng)為labcd內(nèi)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〔abcd所在平面〕向外。abOab邊的方向放射ka、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為1A．4kBl，1C．2kBl，【答案】B

4kBl554kBl55

1 5B．4kBl，4kBl1 5D．2kBl，4kBll【解析】a點(diǎn)射出粒子半徑Ra=4l

mva= av=aBq

Bql =Blk4m 4

d點(diǎn)射出粒子半徑為 l2 5

5Bql 5klBR2l2R2 ，R=4lvd=4m

= 4 B選項(xiàng)符合題意 18．〔2023·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ卷〕2B和B、方向均垂直于紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q〔q>0〕的粒子垂直于x軸射入其次象限，隨后垂直于y軸進(jìn)入第一象限，最終經(jīng)過(guò)x軸離開(kāi)第一象限。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為5πm

7πm

11πm

13πmA．6qB B．6qB 【答案】B【解析】運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。

6qB

6qB1 1即運(yùn)動(dòng)由兩局部組成,4個(gè)周期,6個(gè)周期,粒子在其次象限運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為90°，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t

212mm60°，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén)2 4 4 qB 2qBTTt 1T

12m2m m m 7m 1 6 6 2

3qB

；則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： ，故B正1 2 3qB 2qB 6qB確，ACD錯(cuò)誤。.9．〔2023·北京卷〕如以下圖，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是粒子帶正電粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率C．假設(shè)僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出D．假設(shè)僅減小入射速率，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短【答案】Cba

qvBmv2確r確A錯(cuò)誤；由于洛倫茲力不做功，所以粒子動(dòng)能不變，即粒子在ba點(diǎn)速率相等，故B錯(cuò)誤；假設(shè)僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，由公式

qvBmv2 r得：r得：

mvqBb點(diǎn)右側(cè)射出，故C正確，假設(shè)僅減小入射速率，粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角增大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間確定變長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。10．〔2023·天津卷〕筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所a、長(zhǎng)為ce的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上外表、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后外表間消滅電壓U，以此把握屏幕的熄滅。則元件的〔 〕A．前外表的電勢(shì)比后外表的低B．前、后外表間的電壓Uv無(wú)關(guān)C．前、后外表間的電壓U與c成正比eUD．自由電子受到的洛倫茲力大小為a【答案】D【解析】由圖知電流從左向右流淌，因此電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃?，依?jù)左手定則可知電子偏轉(zhuǎn)到后面表，因此前外表的電勢(shì)比后外表的高，故A錯(cuò)誤，電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有F=evB,F=eEeU

，故F=eU，故D正確，由evBeU

則電壓UavB，故前后外表的電壓洛 電

洛 a a與速度有關(guān)，與a成正比，故BC錯(cuò)誤。11．〔2023·浙江選考〕磁流體發(fā)電的原理如以下圖。將一束速度為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)Bdab的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。假設(shè)把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。假設(shè)穩(wěn)定時(shí)等離子體在兩板間均勻分布，電阻率為。無(wú)視邊緣效應(yīng)，以下推斷正確的選項(xiàng)是上板為正極，電流I BdvabRab d上板為負(fù)極，電流I

Bvad2下板為正極，電流I BdvabRab d下板為負(fù)極，電流I

Bvad2【答案】C【解析】依據(jù)左手定則，正電荷受到的洛倫茲力方向向下，負(fù)電荷受到的洛倫茲力向上，因此qvBqEEBdv，則流過(guò)RdI

E ，而r

dSabI

Bdvab

，C正確．Rr S

abRd【點(diǎn)睛】此題的關(guān)鍵是理解磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理，知道穩(wěn)定時(shí)，離子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，結(jié)合閉合電路歐姆定律進(jìn)展分析．12．〔2023·II卷〕如圖，紙面內(nèi)有兩條相互垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中2的電流方向向上；L1a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)2B

ab兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為1B1B，0 3 0 2 0方向也垂直于紙面對(duì)外。則L

7Bb點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1L

a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

12 01B1 12 0L

1Bb點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2 12 0L

7Ba點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2【答案】AC

12 0【解析】先利用右手定則推斷通電導(dǎo)線各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后在利用矢量疊加的方式求解各個(gè)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。L1在abB1，方向都垂直于紙面對(duì)里，而L2aB2bB2依據(jù)矢量疊加原理可知B

BB

1 B，B

1BB= B

B

7B；B

1B，AC正確。

0 1 2 3

2 0 1 2

1 12

2 12 013．〔2023·課標(biāo)I卷〕如圖，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面對(duì)里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面對(duì)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極指向垂直紙面對(duì)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極朝垂直紙面對(duì)外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)【