专题11 磁场（1）备战2020年高考物理精选考点专项突破题集

一、单选题

1. 难度：简单

超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是(　　)

①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同

②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反

③超导体使磁体处于失重状态

④超导体对磁体的作用力与磁体的重力相平衡

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

2. 难度：中等

中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是

A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

3. 难度：简单

如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是(　　)

A.直导线中的电流方向垂直于纸面向外

B.b点的实际磁感应强度为T，方向斜向右上方，与B的夹角为45°

C.c点的实际磁感应强度为0

D.d点的实际磁感应强度与b点相同

4. 难度：中等

如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块（设a、b间无电荷转移），a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场。现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，则在加速运动阶段（　　）

A.a对b的压力不变

B.a、b一起做匀加速直线运动

C.a、b物块间的摩擦力变小

D.a、b物块间的摩擦力不变

5. 难度：困难

如图所示，在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（不计重力）以初速度v₀由A点垂直MN进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区．如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区．则下列判断正确的是 （ ）

A.该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同

B.该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同

C.匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比

D.若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外

6. 难度：简单

关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（ ）

A.安培力的方向可以不垂直于直导线

B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

7. 难度：中等

如图所示装置中，当开关S接通后，细绳悬于O点，可自由转动的通电直导线将怎样运动（从上向下看），悬线拉力如何变化（　　）

A.导线AB顺时针转动，悬线拉力不变

B.导线AB逆时针转动，悬线拉力不变

C.导线AB逆时针转动，悬线拉力变小

D.导线AB顺时针转动，悬线拉力变大

8. 难度：中等

设空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B时速度恰为零，C点是运动轨迹的最低点，不计重力。以下说法正确的（　　）

A.离子必带负电荷

B.A点和B点位于同一高度

C.离子经C点时速度最小

D.离子到B点后，将沿原路返回A点

9. 难度：中等

如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L。长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为（　　）

A.0 B. C. D.

10. 难度：中等

如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现（　　）

A.A环、B环均不转动

B.A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动

C.A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动

D.A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢

二、多选题

11. 难度：中等

如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流与时间成正比，即I＝kt，其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直，则表示棒所受的安培力F和摩擦力F_f随时间变化的四幅图中，正确的是（   ）

A.

B.

C.

D.

三、单选题

12. 难度：简单

物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就是最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中阴影部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为(　　)

A.顺时针、顺时针

B.顺时针、逆时针

C.逆时针、顺时针

D.逆时针、逆时针

13. 难度：中等

如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F_N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F_N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(　　)

A.F_N1＜F_N2，弹簧的伸长量减小

B.F_N1＝F_N2，弹簧的伸长量减小

C.F_N1＞F_N2，弹簧的伸长量增大

D.F_N1＞F_N2，弹簧的伸长量减小

14. 难度：简单

如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行.线框由静止释放，在下落过程中（    ）

A.穿过线框的磁通量保持不变

B.线框中感应电流方向保持不变

C.线框所受安培力的合力为零

D.线框的机械能不断增大

15. 难度：简单

质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量。其工作原理如图所示，虚线为某粒子的运动轨迹，由图可知(    )

A.此粒子带负电

B.下极板比上极板电势高

C.若只增大加速电压，则半径变大

D.若只增大入射粒子的质量，则半径变小

16. 难度：中等

三个质量相同的质点a、b、c带有等量的正电荷，它们从静止开始，同时从相同的高度落下，下落过程中a、b、c分别进入如图所示的匀强电场、匀强磁场和真空区域中。设它们都将落到同一水平地面上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）

A.落地时a的动能最大 B.落地时b、c的动量相等

C.b的落地时间最短 D.c的落地时间最长

17. 难度：中等

如图所示，a、b为竖直正对放置的两平行金属板，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。一比荷为的带正电粒子以速度v₀从两板中间位置沿与a、b平行方向射入两板间的偏转电场，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点在图中未画出）。则以下说法中正确的是（　　）

A.只减小磁感应强度B的大小，则x减小

B.只增大初速度v₀的大小，则x不变

C.只增大带电粒子的比荷，则x增大

D.只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变

18. 难度：简单

两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A.a粒子带正电，b粒子带负电

B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C.b粒子动能较大

D.b粒子在磁场中运动时间较长

19. 难度：中等

如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E，内阻为r的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为

A.，水平向右

B.，垂直于回路平面向下

C.，竖直向下

D.，垂直于回路平面向上

20. 难度：中等

利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小。用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计．当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。当线框接入恒定电压为E₁时，拉力显示器的示数为F₁；接入恒定电压为E₂时（电流方向与电压为E₁时相反），拉力显示器的示数为F₂。已知F₁>F₂,则磁感应强度B的大小为

A.

B.

C.

D.

21. 难度：中等

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，在纸面内沿不同方向射入磁场．若粒子射入速率为v₁，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v₂，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v₂∶v₁为(　　)

A.∶2 B.∶1

C.∶1 D.3∶

22. 难度：中等

如图所示，宽度为d、厚度为h的导体放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为：，式中的比例系数K称为霍尔系数．设载流子的电量为q，下列说法正确的是（　　）

A.载流子所受静电力的大小

B.导体上表面的电势一定大于下表面的电势

C.霍尔系数为，其中n为导体单位长度上的电荷数

D.载流子所受洛伦兹力的大小，其中n为导体单位体积内的电荷数

23. 难度：中等

如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)(　　)

A. B. C. D.