高中物理磁场习题200题(带答案)

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试卷第1页,总142页评卷人得分一、选择题1.如图所示,一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中.其中电荷不受洛仑兹力的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】由图可知,ABD图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直,所以受到的洛伦兹力都等于qvB,而图C中,带电粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力的作用.故C正确,ABD错误.故选C.2.如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】A中电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A错误;B图电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故B错误;C图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故C错误;D图根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故D正确;故选D.点睛:因磁场一般为立体分布,故在判断时要注意区分是立体图还是平面图,并且要能根据立体图画出平面图,由平面图还原到立体图.3.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向,其中图示正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】根据左手定则的内容:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,可得:A、电流与磁场方向平行,没有安培力,故A错误;试卷第2页,总142页B、安培力的方向是垂直导体棒向下的,故B错误;C、安培力的方向是垂直导体棒向上的,故C正确;D、电流方向与磁场方向在同一直线上,不受安培力作用,故D错误.故选C.点睛:根据左手定则直接判断即可,凡是判断力的方向都是用左手,要熟练掌握,是一道考查基础的好题目.4.如图所示,水平地面上固定着光滑平行导轨,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,杆的初速度为v0,不计导轨及杆的电阻,则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力;感应电动势为:E=BLv感应电流为:𝐼=𝐸𝑅安培力为:𝐹=𝐵𝐼𝐿=𝐵2𝐿2𝑣𝑅=𝑚𝑎=𝑚△𝑣△𝑡故:𝐵2𝐿2𝑣𝑅△𝑡=𝑚△𝑣求和,有:𝐵2𝐿2𝑅∑𝑣△𝑡=𝑚∑△𝑣故:𝐵2𝐿2𝑅𝑥=𝑚(𝑣0−𝑣)故v与x是线性关系;故C正确,ABD错误;故选:C.5.如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,粒子仅受磁场力作用,分别从AC边上的P、Q两点射出,则()A.从P射出的粒子速度大B.从Q射出的粒子速度大C.从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长D.两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析:粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,试卷第3页,总142页根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论.粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系(图示弦切角相等),粒子在磁场中偏转的圆心角相等,根据粒子在磁场中运动的时间:𝑡=𝜃2𝜋𝑇,又因为粒子在磁场中圆周运动的周期𝑇=2𝜋𝑚𝑞𝐵,可知粒子在磁场中运动的时间相等,故D正确,C错误;如图,粒子在磁场中做圆周运动,分别从P点和Q点射出,由图知,粒子运动的半径𝑅𝑃𝑅𝑄,又粒子在磁场中做圆周运动的半径𝑅=𝑚𝑣𝐵𝑞知粒子运动速度𝑣𝑃𝑣𝑄,故A错误B正确;【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式𝑅=𝑚𝑣𝐵𝑞,周期公式𝑇=2𝜋𝑚𝐵𝑞,运动时间公式𝑡=𝜃2𝜋𝑇,知道粒子在磁场中运动半径和速度有关,运动周期和速度无关,画轨迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题,6.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直纸面放置,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示.过c点的导线所受安培力的方向()A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边垂直,指向右边C.与ab边平行,竖直向下D.与ab边垂直,指向左边【答案】D【解析】试题分析:先根据右手定则判断各个导线在c点的磁场方向,然后根据平行四边形定则,判断和磁场方向,最后根据左手定则判断安培力方向导线a在c处的磁场方向垂直ac斜向下,b在c处的磁场方向垂直bc斜向上,两者的和磁场方向为竖直向下,根据左手定则可得c点所受安培力方向为与ab边垂直,指向左边,D正确;7.下列说法中正确的是()A.电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,这样做是为了消除静电C.奥斯特提出了分子电流假说试卷第4页,总142页D.首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始,终止于负电荷,不是封闭曲线,A错误;麻醉剂为易挥发性物品,遇到火花或热源便会爆炸,良好接地,目的是为了消除静电,这些要求与消毒无关,B正确;安培发现了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,CD错误;8.在如图所示的平行板电容器中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转(忽略重力影响)。以下说法正确的是A.带电粒子在电磁场中受到的电场力、洛伦兹力相互垂直B.若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子向上偏转C.若粒子电量加倍,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板D.若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板【答案】C【解析】带正电的粒子受向下的电场力,向上的洛伦兹力,方向共线,选项A错误;因粒子做直线运动,故𝐸𝑞=𝐵𝑞𝑣,则𝐸=𝐵𝑣,则若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子仍沿直线运动,选项B错误;根据𝐸=𝐵𝑣,若粒子电量加倍,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板,选项C正确;若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则受电场力向下,洛伦兹力也向下,故则粒子将向下偏转,选项D错误;故选C.点睛:解决本题的关键知道在速度选择器中,从左边射入,速度满足条件,电场力与洛伦兹力平衡,与电量、电性无关。9.如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4-0.2t)T,图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则:A.t=1s时,金属杆中感应电流方向从C至DB.t=3s时,金属杆中感应电流方向从D至CC.t=1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND.t=3s时,金属杆对挡板H的压力大小为l.2N【答案】AC【解析】试题分析:根据楞次定律,并由时刻来确定磁场的变化,从而判定感应电流的方向;根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,与力的合成与分解,并由三角知识,即可求解.当t=1s时,则由磁感应强度随时间变化规律是𝐵=(0.4−0.2𝑡)𝑇,可知,磁场在减小,根据楞次定律可得,金属杆中感应电流方向从C到D,故A正确;当t=3s时,磁场在反向增加,由楞次定律可知,金属杆中感应电流方向从C到D,试卷第5页,总142页故B错误;当在t=1s时,由法拉第电磁感应定律,则有𝐸=𝛥𝐵𝑆𝛥𝑡=0.2×12×12=0.1V;再由欧姆定律,则有感应电流大小𝐼=0.10.1A=1A;则t=1s时,那么安培力大小𝐹=𝐵𝑡𝐼𝐿=(0.4−0.2×1)×1×1N=0.2N;由左手定则可知,安培力垂直磁场方向斜向上,则将安培力分解,那么金属杆对挡板P的压力大小𝑁=𝐹cos60°=0.2×0.5N=0.1N,故C正确;同理,当t=3s时,感应电动势仍为E=0.1V,电流大小仍为I=1A,由于磁场的方向相反,由左手定则可知,安培力的方向垂直磁感线斜向下,根据力的合成,则得金属杆对H的压力大小为𝑁′=𝐹′cos60°=0.2×0.5N=0.1N,故D错误;10.如右图所示,A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同。匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直。同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面。下面对两线圈的描述中可能正确的是()A.A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的B.A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的C.A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的D.A线圈是用胶木制成的,B线圈是用铝制成的【答案】AD【解析】试题分析:塑料、胶木是绝缘体,若线圈是用塑料、胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用;若线圈是由金属制成的,通过磁场时,线圈产生感应电流,受到向上的安培力作用,下落速度变慢.A线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.B线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故A正确;A线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.这样,B线圈比A线圈先到达地面,故B错误;A线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.这样,B线圈比A线圈先到达地面,故C错误;A线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用,B线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故D正确.11.如图所示,ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内.当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极向纸里面转动,则两导线中的电流方向()试卷第6页,总142页A.一定都是向上B.一定都是向下C.ab中电流向下,cd中电流向上D.ab中电流向上,cd中电流向下【答案】D【解析】若两导线中的电流方向均向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极静止不动,与题意不符,故A错误;若两导线中的电流方向均向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故B错误;若ab中电流向下,cd中电流向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故C错误;若ab中电流向上,cd中电流向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸里面转动,与题意相符,故D正确.12.在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放人导电液体。现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。若从上向下看,下列判断正确的是A.A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转B.A接电源负授,B接电源正极,液体顺时针旋转C.A、B与50Hz交流电源相接,液体持续旋转D.磁场N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变【答案】A【解析】试题分析:在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向.若A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;若B接电源正极、A接电源负极,根据左手定则得,液体沿逆时针作圆周运动,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,液体

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