1、专题九 磁场考点25 电流的磁场 安培力 （2、3、4、7、10） 考点26 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 （6、9、11、13、16、18） 考点27 带电粒子在复合场中的运动 （1、8、12、15、17、19、20） 考点28 现代科技中的电磁场问题 （5、14） 第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1. 【山东省实验中学2017届高三第一次诊断性考试】考点27 易一带电粒子在电场和磁场同时存在的空间中(不计重力
2、)，不可能出现的运动状态是（ ）A静止 B匀速直线运动C匀加速直线运动 D匀速圆周运动2 【2017浙江省绍兴市高三学考选考科目适应性考试】考点25 易如图所示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将（ ）A向上偏转 B向下偏转 C向纸外偏转 D向纸内偏转3【2017重庆市高三上学期（一诊）期末测试】考点25 易如图所示，在倾角为30的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I.要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为（ ）A B C D 4【2017天津市五区县高三上学期期末考试】考点25 易 如图所示，A、
3、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点.以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系.过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过C点的通电直导线所受安培力的方向为（ ）A沿y轴正方向B沿y轴负方向C沿x轴正方向D沿x轴负方向5.【2017河北省定州中学高三上学期第二次月考】考点28 中速度相同的一束粒子（不计重力）经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如右图所示，则下列相关说法中正确的是（ ）A该束带电粒子带正电B速度选择器的P1极板带负电C能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷
4、越小6 【2017哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点26中不计重力的两个带电粒子1和2经小孔S垂直磁场边界，且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图所示.分别用v1与v2，t1与t2，与表示它们的速率、在磁场中运动的时间及比荷，则下列说法正确的是（ ）S 2 1 A若，则v1v2 B若v1v2，则C若，则t1t2 D若t1t2，则7 【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点25 难如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰好静止，若B按如图乙
5、所示的余弦规律变化，下列说法正确的是（ ）MNB（甲）（乙）B/Tt/s0TA在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动B在最初的一个周期内，导线一直向左运动C在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小8 【2017哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点27 中如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场，某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为.在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为（不计离子的重力），则下列判断正确的是（ ） v0A匀强电场的电场强
6、度大小为B匀强电场的电场强度大小为C离子穿过电场和磁场的时间之比为D离子穿过电场和磁场的时间之比为9. 【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国2卷正式版）】考点26 中如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速度为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则为（ ）A. B. C. D. 10.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国3卷正式版）】考点25 难如图
7、，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离为的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）A B C D 11.【2017天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点26难如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，abc是三个粒子射出磁场的位置若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）A从a处射出的粒子动能最大 B从c处射出的粒子速率最大 C从c处射出的粒子在磁场中运动时间
8、最短 D从三个位置射出的粒子做圆周运动的周期TaTbTc12.【2017辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点27 难如图所示，质量为m，带电量为+q的三个相同的带电小球，A、B、C，从同一高度以初速度水平抛出，B球处于竖直向下的匀强磁场中，C球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为，落地时的速度大小分别为，则以下判断正确的是（ ）A B C D 13【2017辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点26难如图所示，和为平行线，上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，AB两点都在上，带电粒子从A点以初速度v与成30斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不
9、计重力，下列说法中正确的是（ ）A带电粒子一定带正电B带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同C若带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），该粒子将不能经过B点D若只将将带电粒子在A点的初速度方向改为与成60角斜向上，它一定不经过B点14 【福建省厦门第一中学2017届高三12月月考】考点28 难在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体单位体积重的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过
10、程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U，则下列说法正确的是（ ）A电流方向沿x轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高B电流方向沿x轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此后侧面电势较高C磁感应强度的大小为D磁感应强度的大小为15 【2017山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】考点27 难如图所示，一个不计重力的带电粒子以初速度v0沿各图中的虚线射入场中；A中I是两条垂直于纸面的长直导线中等大、反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；B中是两个位置固定的等量同种点电荷，电荷量为+Q，虚线是两位置连线的中垂线；C中是圆环线圈，环中的电流为I，虚
11、线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里其中，带电粒子可能做匀速直线运动的是（）A B C D16【福建省厦门第一中学2017届高三12月月考】考点26难粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速v沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（ ）A滑块一定做变加速直线运动B滑块一定做匀速直线运动C滑块一定做曲线运动D滑块一定做匀变速直线运动17.【2017届辽宁省大连市高三第二次模拟考试理科综合物理试卷】考点27 中如
12、图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是（ ）A. 粒子带负电B. 初速度为C. 比荷为D. 比荷为第II卷（非选择题 42分）二、计算题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18
13、(14分)【山东省潍坊实验中学2017届高三上学期第三次检测】 考点26难如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成角设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力求：（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R；（2）电子在磁场中运动的时间t；（3）圆形磁场区域的半径r19(13分) 【2017重庆市高三上学期（一诊）期末测试】考点27 难如图所示，竖直平面内，两竖直线MN、PQ间(含边界)存在竖直向上的匀强电场和垂直于竖直平面向外的匀强磁场，MN、PQ间距为d，电磁
14、场上下区域足够大。一个质量为m、电量为q的带正电小球从左侧进入电磁场，初速度v与MN夹角，随后小球做匀速圆周运动，恰能到达右侧边界PQ并从左侧边界MN穿出。不计空气阻力，重力加速度为g.求：MNQPdv(1)电场强度大小E； (2)磁场磁感应强度大小B； (3)小球在电磁场区域运动的时间t.20(15分）【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国3卷正式版）】考点27 难如图，空间存在方向垂直于纸面（xOy平面）向里的磁场。在x0区域，磁感应强度的大小为B0；x0区域，磁感应强度的大小为B0（常数1）.一质量为m、电荷量为q（q0）的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此
15、时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求（不计重力）（1）粒子运动的时间；（2）粒子与O点间的距离.参考答案1.【答案】A考点：带电粒子在混合场中的运动2.【答案】A【解析】由安培定则可知，在电子枪处电流磁场方向垂直于纸面向外，电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力竖直向上，则电子束向上偏转，故选项A正确。考点：左手定则【名师点睛】知道电流方向与电子运动方向相反，熟练掌握安培定则、左手定则是正确解题的关键，同时注意正、负电荷的洛伦兹力方向的不同。3.【答案】A考点：考查安培力；共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】本题考查应用平衡条件处理通电导体在磁场中平衡问题的能力通
16、过本题要培养分析安培力最小值的能力4.【答案】B【解析】等边三角形的三个顶点A、B、O处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流由安培定则可得：导线A、B的电流在C处的合磁场水平向右，导线O的电流在C处的磁场也是水平向右，故三条导线的电流在O处的合磁场方向水平向右再由左手定则可得：C点的通电直导线所受安培力的方向为竖直向下，沿着y轴的负方向故B正确，ACD错误；故选B考点：安培定则；左手定则【名师点睛】此题还可用这一规律判断：通电导线的电流方向相同时，则两导线相互吸引；当通电导线的电流方向相反时，则两导线相互排斥。5.【答案】ACD考点：质谱仪；速度选择器【名师点睛】本题关键要理解速度选
17、择器的原理：电场力与洛伦兹力，粒子的速度一定粒子在磁场中偏转时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律则可得到半径。6.【答案】B考点：带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中的运动问题；解题时要分析物理过程，得出表达式并整理成需要的表达形式，通过题中的条件进行变量的控制即能解决问题。7.【答案】AD【解析】当t=0时，由左手定则可知，MN受到向右的作用力，根据F安=BLI，由于B最大，故此时的安培力最大，则MN的加速度最大，随着时间的延长，磁场强度B减小，故加速度减小，而MN的速度在增大，当B=0时，加速度为0，速度最大，当B反向时，安培力也会反向，则加速度也反向，MN做减速运
18、动，到半个周期时，MN减速到0，此时的加速度反向最大，然后MN再反向运动，到一个周期时MN又回到原出发的位置，故在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动，选项A正确，B错误；在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大，而其速度则是先增大后减小，故选项C错误，D正确。考点：安培力，加速度与速度的关系。8.【答案】AC粒子在电场中运动时间；在磁场中运动时间所以，选项C正确，D错误；故选AC考点：带电粒子在电场中和磁场中运动【名师点睛】本题是离子分别在电场中和磁场中运动的问题，要抓住研究方法的区别，不能混淆对于带电粒子在电场中运动常用的研究方法是运动的合成和分解，对于带电粒子在磁场中运动，关键作出
19、轨迹，会确定圆心、半径和圆心角。9.【答案】C【解析】当粒子在磁场中运动半个圆周时，打到圆形磁场的位置最远，则当粒子射入的速度为，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为；若粒子射入的速度为，由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为；根据，则，故选C.10.【答案】C【解析】如图所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知两如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图所示，由几何关系可知：a点处磁感应强度的大小为，故C正确，A、B、D错误。11.【答案】BC考点：带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动
20、圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短。12.【答案】AD考点：考查了带电小球在复合场中的运动【名师点睛】本题是电场、磁场、重力场问题的综合应用，注意对物体受力情况的分析，要灵活运用运动的合成与分解，不涉及到运动过程的题目可以运用动能定理去解决，简洁、方便该题难度较大13.【答案】BD【解析】画出带电粒子运动的可能轨迹，B点的位置可能有下图四种分别是正负电荷的轨迹，正负电荷都可能，故A错误【名师点睛】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，周期公式，运动时间公式，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
21、关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题14.【答案】BC考点：考查了霍尔效应的应用【名师点睛】电子定向移动形成电流，根据电流的方向得出电子定向移动的方向，根据左手定则，判断出电子的偏转方向，在前后两侧面间形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡，根据平衡求出磁感应强度的大小15.【答案】AC考点：带电粒子在电场及磁场中的运动【名师点睛】本题要紧扣匀速直线运动的条件：合力为零，掌握电场线和磁感线的分布情况，结合安培定则和左手定进行判断。16.【答案】D【解析】根据安培定则，知两导线连线上的垂直平分线上磁场方向竖直向下，滑块运动方向和磁场方向平行，不受洛伦兹力，只受恒定的摩擦力
22、作用，所以滑块一定做匀变速直线运动，D正确。考点：考查了右手螺旋定则，洛伦兹力【名师点睛】先根据安培定则判断AB连线上的磁场方向，再判断滑块所受的洛仑兹力情况，分析滑块的运动情况17.【答案】D【解析】垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；当电场和磁场同时存在时：,解得，选项B错误；在磁场中时，由，可得：,故选项D正确，C错误；故选D.点睛：本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析18.
23、【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）电子在磁场中受到的洛伦兹力提供电子做匀速圆周运动的向心力即： (2分）由此可得电子做圆周运动的半径 (2分）（2）如图根据几何关系，可以知道电子在磁场中做圆周运动对圆心转过的角度= (2分）则电子在磁场中运动的时间： (3分）（3）由题意知，由图根据几何关系知： (2分） (3分）考点：带电粒子在磁场中的运动19.【答案】(1) (2) (3) (3分）(2)设小球做匀速圆周运动的半径为r,有 (2分）解得： (2分）由几何关系可得 (2分）磁场磁感应强度大小 (1分）(3)小球做匀速圆周运动周期 (2分）小球在电磁场区域运动时间 (1分）20.【答案】（1）；（2）【解析】粒子的运动轨迹如图所示。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设在区域，圆周半径R1；设在区域，圆周半径R2；由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得粒子速度方向转过180o时，所用时间t1为粒子再转过180o时，所用时间t2为 联立式得，所求时间（2）由几何关系及式得，所求距离为