5 选择题专练(五) 磁 场-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（老教材）

选择题专练(五)　磁　场 1.如图所示，在直角三角形acd中，∠a＝60°，三根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b、c三点，其中b为ac的中点。三根导线中的电流大小分别为I、2I、3I，方向均垂直纸面向里。通电长直导线在其周围空间某点产生的磁感应强度B＝，其中I表示电流强度，r表示该点到导线的距离，k为常数。已知a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B0，则d点的磁感应强度大小为(　　) A．B0 B．2B0 C．B0 D．4B0 答案：D 解析： 设直角三角形的ad边长为r，则ac边长为2r，根据直导线产生的磁感应强度公式可得a点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B0＝k，由安培定则知方向水平向左；同理有c点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B1＝k＝B0，方向竖直向下；b点处导线在d点产生的磁感应强度大小为B2＝k＝2B0，方向垂直于bd斜向左下方，如图所示。因＝＝tan 60°，可知B1和B0的合磁感应强度沿B2的方向，故d点的磁感应强度大小为B合＝B2＋＝4B0，方向垂直于bd斜向左下方，故D正确。 2．(2023·江苏连云港二模)利用霍尔元件可以制作位移传感器。如图甲所示，将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同名磁极相对放置的磁体间隙中，以中间位置为坐标原点建立如图乙所示的空间直角坐标系。当物体沿x轴方向移动时，霍尔元件将产生不同的霍尔电压U。已知在小范围内，磁感应强度B的大小与x成正比。电流I沿＋z方向且保持不变。下列说法正确的是(　　) A．电流I越小，霍尔电压U越大 B．位移传感器无法确定位移的方向 C．位移传感器的刻度线是均匀的 D．当霍尔元件处于x>0的位置时，上表面电势高 答案：C 解析：设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，导体横截面积为S，霍尔元件沿x轴的厚度为a，沿y轴的厚度为b，则电流微观表达式I＝nqSv＝nqabv，稳定状态时有qvB＝q，联立解得U＝，则I越小，U越小，故A错误；若载流子带电荷正、负确定，根据左手定则，可确定上表面电势的高低，位移传感器可以确定位移的方向，故B错误；在小范围内，B与x成正比，即B＝kx，则U＝x与x也成正比，即刻度是均匀的，故C正确；由于霍尔元件导电载流子电荷的正、负不明确，故无法确定上表面电势的高低，故D错误。 3.(2023·北京朝阳一模)为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计(流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积)。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，含有大量的正、负离子的污水充满管道，从左向右匀速流动，测得M、N间电压为U。由于污水流过管道时受到阻力F阻的作用，左、右两侧管口需要维持一定的压强差。已知沿流速方向长度为L、流速为v的污水，受到的阻力F阻＝kLv(k为比例系数)。下列说法正确的是(　　) A．污水的流量Q＝ B．金属板M的电势低于金属板N的电势 C．电压U与污水中的离子浓度有关 D．左、右两侧管口的压强差为 答案：D 解析：污水流速为v，则当M、N间电压为U时，有qvB＝q，解得v＝，流量为Q＝＝vbc，解得Q＝，故A错误；由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向上，负离子受洛伦兹力向下，使M板带正电，N板带负电，则金属板M的电势高于金属板N的电势，故B错误；金属板M、N间电压为U，由qvB＝q，得U＝Bcv，电压U与污水离子的浓度无关，故C错误；设左右两侧管口压强差为Δp，污水匀速流动，由平衡关系得Δpbc＝kLv，将v＝代入得Δp＝，故D正确。 4．(2023·吉林省四平市一模)如图所示，两平行金属板之间有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，一带负电的粒子(重力不计)以速度v0水平向右飞入两板之间，恰能沿直线飞出，下列判断正确的是(　　) A．粒子一定做匀速直线运动 B．若只增大粒子速度v0，其运动轨迹仍是直线 C．若只增加粒子的电荷量，其运动轨迹将向上偏转 D．若粒子以速度v0从右向左水平飞入，其运动轨迹是抛物线 答案：A 解析：带负电的粒子沿直线从正交场中飞出，则受向上的电场力等于向下的洛伦兹力，则一定做匀速直线运动，如果不是匀速直线运动，则洛伦兹力就会变化，将做曲线运动，A正确；若只增大粒子速度v0，则粒子受洛伦兹力变大，则其运动轨迹向下弯曲，则轨迹不是直线，B错误；根据qvB＝qE可知，若只增加粒子的电荷量，则粒子仍沿直线穿过正交场，C错误；若粒子以速度v0从右向左水平飞入，则受电场力和洛伦兹力均向上，则其运动轨迹是曲线，但不是抛物线，D错误。 5.(2023·湖北省衡水市一模)如图所示，某带电粒子(重力不计)由M点