高中物理《磁场》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，以下概念的建立方法与合力相同的是（）A．瞬时速度B．交流电的有效值C．电场强度D．磁通量2．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。
不计重力，则（）A．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转C．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动3．下列物理学史材料中，描述正确的是（）A．卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B．为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果，应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C．法拉第提出了“电场”的概念，并制造出第一台电动机D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律4．电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的巨大动能，如图甲所示。
原理图可简化为如图乙所示，其中金属杆表示炮弹，磁场方向垂直轨道平面向上，则当弹体中通过如图乙所示的电流时，炮弹加速度的方向为（）A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里5．一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线的拉力等于零，要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，可采用的方法有（）A．适当减弱磁场，磁场方向反向B．适当增强磁场，磁场方向不变C．适当减小电流。
电流方向不变D．适当增大电流。
电流方向反向6．下列装置中，利用到离心运动的物理原理的是（）A．磁流体发电机B．回旋加速器C．洗衣机D．电视机7．如图所示，在真空中坐标xOy平面的x>0区域内，有磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场，方向与xOy 平面垂直，在x轴上的P（10cm，0）点，有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率v=1.0×104m/s 的带正电的粒子，粒子的质量为m=1.6×10-25kg，电荷量为q=1.6×10-18C，带电粒子能打到y轴上的范围为（）A ．10cm 10cm y -≤≤B ．10cm y -≤≤C ．10cm y -≤≤D ．y -≤≤8．如图所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和C （包括支架）的总重量M ，B 为铁片，质量为m ，整个装置用轻绳悬于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力（ ）A ．F mg =B ．()F m M g >+C ．()F m M g =+D ．()Mg F m M g <<+二、多选题9．下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是（ ）A ．洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功B ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同C ．用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反D ．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直10．全球新冠肺炎疫情持续至今，医院需要用到血流量计检查患者身体情况。
某种电磁血流量计的原理可以简化为如图所示模型。
血液内含有少量正、负离子，从直径为d 的血管右侧流入，左侧流出，空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，M 、N 两点之间的电压稳定时测量值为U ，流量Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。
下列说法正确的是（ ）A ．血液中负离子多时，M 点的电势高于N 点的电势B ．M 点的电势一定低于N 点的电势C ．电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力D ．血液流量4UdQ B π=11．质量为m 的通电导体棒ab 置于倾角为θ的导轨上，如图所示。
已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ，在图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是（ ）A ．B ．C ．D ．12．环境保护，人人有责，为加强环境监管，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L 、直径为D ，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下，在前后两个内侧面a 、c 固定有金属板作为电极。
污水充满管口从左向右流经测量管时，显示仪器显示a 、c 两端电压为U ，污水流量为Q （单位时间内排出的污水体积）。
则（ ）A ．a 侧电势比c 侧电势高B ．污水中离子浓度越高，U 的示数将越大C ．若污水从右侧流入测量管，显示器显示为负值，再将磁场反向则显示为正值D ．污水流量Q 与U 成正比，与L 、D 无关三、填空题13．如图所示，空间中有无限大的磁感应强度为B 的匀强磁场，在垂直于磁场方向的平面内放置一个半径为 R ，总电阻为0R 的金属圆环。
若使其以平行于圆环平面向右的速度v 做匀速直线运动， 则圆环中感应电流大小为___________； 若使圆环以其直径为轴旋转 180°，则其磁通量的变化量的大小为___________。
14．如图所示，面积为10m 2的正方形导线框处于磁感应强度为12.510T -⨯的匀强磁场中。
在线框平面以ad 边为轴转过180°的过程中，线圈中________感应电流产生（选填“有”或“无”），整个过程中，磁通量变化量为________Wb 。
四、实验题15．奥斯特研究电和磁的关系的实验中，通电导线附近的小磁针发生偏转的原因是______ .实验时为使小磁针发生明显偏转，通电前导线应放置在其上方，并与小磁针保持______ (选填“垂直”、“平行”、“任意角度”)．元电荷的电量是 ______C ．16．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e 的霍尔元件接入电路如图，电流为I ，方向向左，长方体霍尔元件长宽高分别为 6.00mm a =、 5.00mm b =、0.40mm c =，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M 、N ，电势较高的是___________。
（选填“M 板”或“N 板”）（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的H U 值，如下表请根据表格中的数据，在坐标图中画出H U I -图像______。
已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为1396.2510m n -=⨯，一个载流子的电量为191.610C e -=⨯。
则根据图像，可算出磁场B =___________T 。
（保留两位有效数字）（3）若保持流过该元件的电流不变，将该元件前后极板M 、N 间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁传感器的示数跟被测磁感应强度___________（选填“有”、“无”）线性关系。
五、解答题17．如图所示，有一条与磁场方向垂直、长度为2m 的通电直导线ab ，导线ab 中的电流方向由a 向b ，试判断ab 受到的安培力的方向。
18．质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。
在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。
偏转磁场是一个以直线MN 为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。
一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。
带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。
已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。
求：（1）粒子进入偏转磁场的速度v；（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；（3）加速电场的电势差U。
19．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和3P+（它们的质量相等、电量之比为1:3），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，θ=︒后从磁场右边界射出。
求：如图所示。
已知离子P+在磁场中转过130（1）P+和3P+在磁场中运动的半径之比；（2）3P+在磁场中转过的角度2θ；（3）P+和3P+在磁场中运动的时间之比。
参考答案与解析：1．B【详解】一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，概念的建立方法是等效替代法。
只有B概念的建立方法是等效替代法。
故选B。
2．D【详解】AB．若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏。
故AB错误；CD．若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下，由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动。
故C 错误；D正确。
故选D。
3．D【详解】A．卡文迪什通过扭秤实验测量出万有引力常量的数值，A错误；B．为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果，应该在静止的小磁针上方通以南北方向的电流，B错误；C．法拉第提出了“电场”的概念，并制造出第一台发电机，而第一台实用电动机是德国科学家雅可比于1834年发明的，C错误；D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律，D正确。
故选D。
4．A【详解】根据左手定则可知炮弹受到水平向左的安培力。
故选A。
5．D【详解】根据左手定则，铜棒受到的安培力的方向向上，大小为：F BIL=，设细线拉力大小为T，木板在竖直方向受力平衡T mg BIL=-此时拉力大小为0，故=mg BIL要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，安培力必须向下，则应改变电流方向或磁场方向，且适当增大电流或增强磁场，使安培力大于铜棒的重力。
故选D。
6．C【详解】磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受力偏转；回旋加速器是利用带电粒子在电场中能被加速，在磁场中能偏转的原理；洗衣机是利用离心运动甩干衣服中的水分的；液晶电视没用到离心运动原理。
故选C 。
7．B 【详解】由2v Bqv m R=，知粒子运动轨迹半径为 2542181.610 1.010m 0.1m 10cm 1.010 1.610mv R Bq ---⨯⨯⨯====⨯⨯⨯ 让粒子向x 轴负向发射，并作出半圆I ，然后让粒子发射的方向逆时针转动，同时半圆以P 点为轴同方向旋转，结合题意画出半圆Ⅱ，如图所示带电粒子的轨迹半圆I 正好与y 轴下方相切于B 点，B 点为粒子能打到y 轴下方的最低点，得10cm OB R ==带电粒子的轨迹半圆Ⅱ打到y 轴上方的A 点（即A 点与p 点连线正好为其圆轨迹的直径）时，A 点为粒子能打到y 轴上方的最高点，因10cm,220cm OP R AP R ====,则OA =则带电粒子能打到y 轴上的范围为10cm y -≤≤故选B 。