1、专题 9 磁场1.（15 江苏卷）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长 NM 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是答案：A解析：因为在磁场中受安培力的导体的有效长度(A)最大，所以选 A.2 （15 海南卷）如图， a 是竖直平面 P 上的一点， P 前有一条形磁铁垂直于 P，且 S 极朝向a 点， P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过 a点.在电子经过 a 点的瞬间.条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）A向上 B.向下 C
2、.向左 D.向右答案：A解析：条形磁铁的磁感线方向在 a 点为垂直 P 向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A 正确.3.（15 重庆卷）题 1 图中曲线 a、 b、 c、 d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是A.a、 b 为 粒子的经迹 B. a、 b 为 粒子的经迹 C. c、 d 为 粒子的经迹 D. c、 d 为 粒子的经迹答案：D解析： 射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项 B 错误. 粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项 A
3、、C 错误； 粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项 D 正确.4.（15 重庆卷）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题 7 图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为 L，匝数为 n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为 B，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从 P 流向，大小为 I（）求此时线圈所受安培力的大小和方向.（）若此时线圈水平向右运动的速度大小为 v，求安培力的功率解析：（1）线圈的右边受到磁场的安培力，共有 n 条边，故 F
4、=nBIL,由左手定则，电流向外，磁场向下，安培力水平向右（2）安培力的瞬时功率为 P=Fv=nBILv5.（15 重庆卷）题 9 图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中 MN和 是间距为 h的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔 O和 ， =d，P 为靶点， OP=kd（ 为大于 1 的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为 U.质量为 m、带电量为 q的正离子从 O点由静止开始加速，经 进入磁场区域.当离子打到极板上 N区域（含 点）或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所
5、受的重力.求：（1）离子经过电场仅加速一次后能打到 P 点所需的磁感应强度大小；（2）能使离子打到 P 点的磁感应强度的所有可能值；（3）打到 P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间.解析：（1）离子经电场加速，由动能定理： 21qUmv，可得 2qU磁场中做匀速圆周运动，2vqBmr刚好打在 P 点，轨迹为半圆，由几何关系可知 2kd联立解得 2qUBkd（2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在 P 点，而做圆周运动到达 N右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到 O 点重新加速，直到打在 P 点.设共加速了 n 次，有： 2
6、1nqUmv2nnvqBmr且 nkd解得： 2qUBk，要求离子第一次加速后不能打在板上，有 12dr，且 21qUmv，21vqBr解得： 2nk故加速次数 n 为正整数最大取 2nk即 qUmBkd(1,3,1)（3）加速次数最多的离子速度最大，取 2nk，离子在磁场中做 n-1 个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到 P 点.由匀速圆周运动 2rTvqB2(3)=(1)1kmdtnu磁电场中一共加速 n 次，可等效成连续的匀加速直线运动.由运动学公式22(1)khat电qUm可得：2(1)=kmthqU电6.（15 新课标 2 卷）指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针，下列说明正确的是
7、A. 指南针可以仅具有一个磁极B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案：BC解析：指南针不可以仅具有一个磁极，故 A 错误；指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故 B 正确；当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故 C 正确；根据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一根导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转与导线垂直，故 D 错误.7.（15 新课标 2 卷）有两个匀强磁场区域 I 和 II，I 中的磁感应强度是 II 中的 k 倍，两个速率相同的电子分别在两
8、磁场区域做圆周运动.与 I 中运动的电子相比， II 中的电子A. 运动轨迹的半径是 I 中的 k 倍B. 加速度的大小是 I 中的 k 倍C. 做圆周运动的周期是 I 中的 k 倍D. 做圆周运动的角速度是 I 中的 k 倍答案：AC解析： 电子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力由洛伦兹力提供： rmvqB2，解得：，因为 I 中的磁感应强度是 II 中的 k 倍，所以，II 中的电子运动轨迹的半径是 IqBmvr中的 k 倍，故 A 正确；加速度 ，加速度大小是 I 中的 1/k 倍，故 B 错误；由周期mqvBa公式： ，得 II 中的电子做圆周运动的周期是 I 中的 k 倍，故 C 正确
9、；角速度qT2，II 中的电子做圆周运动的角速度是 I 中的 1/k 倍，D 错误mB8.（15 新课标 1 卷）两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力） ，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的A轨道半径减小，角速度增大 B轨道半径减小，角速度减小C轨道半径增大，角速度增大 D轨道半径增大，角速度减小答案：D解析：由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，即 ，轨道半2vqBmR径 ，洛伦兹力不做功，从较强到较弱磁场区域后，速度大小不变，但磁感应强度mvRqB变小，轨道半径变大，根据角速度 可判断角速度变小，选项 D
10、 正确.vR9.（15 广东卷）在同一匀强磁场中， 粒子（ He42）和质子（ H21）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则 粒子和质子A运动半径之比是 21 B运动周期之比是 21C运动速度大小之比是 41 D受到的洛伦兹力之比是 21答案：B解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，根据洛伦兹力大小计算公式和向心力公式有： qvB ，解得其运动半径为： r ，由题意可知，rvm2 qBmvm v mHvH，所以有： ， H 41， Hf洛洛 H 21故选项 A、C、DHrq21v错误；根据匀速圆周运动参量间关系有： T r2，解得： T qBm，所以有： HTHqm ，故选项 B 正确.12
