专题10 磁场-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第二期）

专题10 磁场 1．（2021·浙江杭州一中高三开学考试）如图所示，空间中存在正交的匀强电场和匀强磁场（未画出），匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为E，匀强磁场磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带电小球以水平向右、大小为v的初速度从图示位置抛出，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．若磁场方向水平向右，则小球能做匀变速运动 B．若小球先向上偏转，则一定有 C．小球可能在竖直面内做圆周运动 D．若小球带正电，小球一定做变加速曲线运动 【答案】C 【解析】若磁场方向水平向右，小球抛出后瞬间只能有竖直方向上的加速度，加速后合速度方向与磁场方向夹角不为0，小球受洛伦兹力影响，加速度方向随速度会发生变化，故A错误；若小球带负电且磁场方向垂直纸面向外，若小球先向上偏转，根据牛顿第二定律，有 ，且 ，当 时， 与 的大小无法判断，故B错误；若小球带负电且磁场方向垂直纸面，当 时，小球只受与速度方向垂直的洛伦兹力作用，在竖直面内做匀速圆周运动，故C正确；若小球带正电且磁场方向垂直纸面向外，则初始时刻在竖直向下的电场力、洛伦兹力和重力的作用下产生竖直向下的加速度，速度方向、大小均发生变化，由于小球所受洛伦兹力方向与小球速度方向垂直且大小与速度大小有关，因此小球所受合力的大小和方向均不断变化，小球做变加速曲线运动；若小球带正电且磁场方向垂直纸面向里，则初始时刻在竖直向下的电场力和重力、向上的洛伦兹力，若满足 ，则小球做匀速直线运动，故D错误。故选C。 2．（2021·广东省揭阳一中高三开学考试）如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速压为U，静电分析器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线 做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器。下列说法不正确的是（　　） A．磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外 B．磁分析器中圆心 到Q点的距离可能为 C．不同离子经相同的加速压U加速后都可以沿通道中心线安全通过静电分析器 D．静电分析器通道中心线半径为 【答案】B 【解析】粒子在静电分析器中受电场力指向圆心，可知粒子带正电，在磁分析器中沿顺时针转动，所受洛伦兹力指向圆心，根据左手定则，磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外，故A正确，不符合题意；离子在静电分析器时速度为 ，离子在加速电场中加速的过程中，根据动能定理可得 ，离子在磁分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得 ，联立以上等式可得 ，因此 ，即磁分析器中圆心 到 点的距离为 ，故B错误，符合题意；在通过静电分析器时，电场力提供向心力，由此可得 ，结合之前分析所得通过静电分析器的速度结果，可化简得 ，即静电分析器通道中心线半径为 ， 与离子的比荷无关，所以不同粒子经相同的加速压U加速后都可以沿通道中心线安全通过静电分析器，故CD正确，不符合题意。故选B。 3．（2021·广东省东莞一中高三开学考试）两个粒子 和 可以经同一个回旋加速器加速，不计粒子在电场中加速的时间及由相对论效应带来的影响，则下列判断正确的是（　　） A． 两粒子的质量一定相同 B．两粒子的电荷量一定相同 C．两粒子在回旋加速器中运动的时间一定相同 D．两粒子经回旋加速器获得的最大动能一定相同 【答案】C 【解析】两粒子均可经同一回旋加速器进行加速则两粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，由 可知，两粒子的比荷相同，但不能确定两粒子的质量、电荷量一定相同，AB错误；设共经历 次加速，则 ，解得 ，由于加速的次数相同，周期相同，因此加速的时间 相同，C正确；由题意可得，最终获得的动能为 ，故不一定相同，D错误。故选C。 4．（2021·山东省日照一中高三月考）如图甲为市面上常见的一种电动车，图乙为这种电动车的电动机的工作示意图。电动机电路两端电压为10V，额定功率为200W，A、B为线圈上的两点。下列选项中不正确的是（　　） A．在额定功率下运行时，电动机电路中的电流大小为20A B．电刷a接入电路正极，电刷b接入电路负极 C．A点与B点间电流方向在不断变化 D．直流电源可以驱动该电动机正常工作 【答案】B 【解析】电动机的电功率表达式为 ，代入题中数据可得 ，解得 ，A项正确；磁场方向在磁体外部由N极指向S极，由电动机运转方向可知， 段受力方向向上，再由左手定则可知，电流方向由A指向B，故b为正极，a为负极，B项错误；电动机转过180°后两半铜环所接电刷互换， 间电流方向