专题12 磁场-江苏省五年（2016-2020）高考物理试题分项汇编

江苏省五年（2016-2020）高考物理试题分项汇编 磁场 1、（2019·江苏卷·T7）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止．则a、b的电流方向可能是 A. 均向左 B. 均向右 C. a的向左，b的向右 D. a的向右，b的向左 【答案】CD 【解析】 由右手螺旋定则可知，若a、b两导线的电流方向相同，在矩形线框上、下边处产生的磁场方向相反，由于矩形线框上、下边的电流方向也相反，则矩形线框上、下边所受的安培力相同，所以不可以平衡，则要使矩形线框静止，a、b两导线的电流方向相反，故CD正确。 2、（2017·江苏卷·T1）如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r．圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 （A）1:1 （B）1:2 （C）1:4 （D）4:1 【答案】A 3、（2020·江苏卷·T23）空间存在两个垂直于平面的匀强磁场，y轴为两磁场的边界，磁感应强度分别为、。甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场，速度均为v。甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q，其轨迹如图所示。甲经过Q时，乙也恰好同时经过该点。已知甲的质量为m，电荷量为q。不考虑粒子间的相互作用和重力影响。求： (1)Q到O的距离d； (2)甲两次经过P点的时间间隔； (3)乙的比荷可能的最小值。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 (1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由 得， ， Q、O的距离为： (2)由(1)可知，完成一周期运动上升的距离为d，粒子再次经过P，经过N个周期， 所以，再次经过P点的时间为 由匀速圆周运动的规律得， 绕一周的时间为： 解得： 所以，再次经过P点的时间为 两次经过P点时间间隔为： 解得： (3)由洛伦兹力提供向心力，由 得， 若乙粒子从第一象限进入第二象限的过程中与甲粒子在Q点相遇，则： 结合以上式子，n无解。 若乙粒子从第二象限进入第一象限的过程中与甲离子在Q点相遇，则： 计算可得 （n=1，2，3……） 由于甲乙粒子比荷不同，则n=2时，乙的比荷最小，为 4、（2019·江苏卷·T23）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B．磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d，且d<L，粒子重力不计，电荷量保持不变。 （1）求粒子运动速度的大小v； （2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M的最大距离dm； （3）从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场，PM=d，QN=，求粒子从P到Q的运动时间t． 【答案】（1）；（2）；（3）A.当时， ，B.当时， 【解析】 （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有： ，解得： 由题可得： 解得； （2）如图所示，粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切 由几何关系得dm=d（1+sin60°） 解得 （3）粒子的运动周期 设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t'，则 A.当时，粒子斜向上射出磁场 解得 B当时，粒子斜向下射出磁场 解得。 5、（2018·江苏卷·T21）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g．求下滑到底端的过程中，金属棒： （1）末速度的大小v； （2）通过的电流大小I； （3）通过的电荷量Q． 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 （1）匀加速直线运动v2=2as 解得 （2）安培力F安=IdB 金属棒所受合力 牛顿运动定律F=ma 解得 （3）运动时间 电荷量Q=It 解得 点睛：本题是通电金属棒在磁场中匀加速运动的问题，考生易误认为是电磁感应问题而用电磁感应规律求解． 6、（2018·江苏卷·T23）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为4d，宽为d，中间两个磁场区域间隔为2d，中轴线与磁场区域两侧相交于O、O′点，各区域磁感应强度大小相等．某粒子质量为m、电荷量为+q，从O沿轴线射入磁场．当入射速度为v0时，粒子从O上方处射出磁场．取sin53°=0.8，cos53°=0.6． （1）求磁感应强度大小B； （2）入射速度