高考物理磁场类经典习题汇编

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1、高考物理磁场类经典习题汇编1.(武汉市2011二月调考)如图所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警-2000”在天安门上空机翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自东向西飞行。该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7×10-5T，则（AC）A．两翼尖之间的电势差为0.29VB．两翼尖之间的电势差为1.1VC．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低【试题评析】很多同学对此题电势高低判断感到头疼，问题关键就是不能画出在地磁场的在水平面上的平面分布图。其实不难总结出，飞机不论

2、沿哪个方向水平面上飞行，都是左边比右边电势高。其实题干中若不说明北京地区地磁场竖直分量方向，而且还同时告诉了水平分量大小，则难度和迷惑性更大了一些。笔者自己改编成如下题。其中磁场强度数据来自中国地磁数据网，2011年1月份平均值H=2.96×10-5T，Z=1.06×10-5。【改编】如图所示，一预警机在北京上空机翼保持水平，以3.6×102km/h的速度自南向北飞行。该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50m，北京地区地磁场的竖直分量大小为3.0×10-5T，水平分量大小为1.0×10-5T，则（AC）A．两翼尖之间的电势差为0.15VB．两翼尖之间的电势差为0.05

3、VC．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低【拓展】如果改为直升机向上运动，情况会怎么样？提示：切割地磁场水平分量。2.(2010年全国I)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10-5T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是(AC）A．河北岸的电势较高B．河南岸的电势较高C．电压表记录的电压为9mVD．电压表记录的电压为5mVBdR图13．地磁场可以有效抵御宇宙射线的侵入，保护地球．赤道剖面

4、外地磁场可简化为包围地球厚度为d的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图1所示．只要速度方向在该剖面内的射线粒子不能到达地面，则其它粒子不可能到达地面．宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是β粒子，设β粒子的质量为m，电荷量为e，最大速度为v，地球半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，不计大气对β粒子运动的影响．要使在赤道平面内从任意方向射来的β粒子均不能到达地面，则磁场厚度d应满足什么条件？解析：设β粒子从A点以任意方向向往地磁场后做匀速圆周运动的半径为r，要粒子不到达地面，则圆轨道最多与地面相切，如图7－13所示．作速度方向的垂线AO’，O’为轨道圆心，连接OO’得△O

5、O’A，由三角知识得①则，即当、粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最小，磁场厚度最小．ABdR图2BOO’rrvv而粒子最大轨道半径②所以有为轨道与地面相切的磁场最小厚度，要粒子不到达地面，则磁场厚度应满足【点评】不能直接将②代入不等式①求解，那样将得到的结论．①式只用来判断“粒子速度方向与地磁场边界相切射入时轨道半径最小”，但β粒子最大轨道半径轨道为定值，地磁场厚度d必须大于2r才能满足要求．4.地磁场可以减少宇宙射线中的带电粒子对地球上生物体的危害。如图所示，地球半径为R，地球赤道平面附近的地磁场可简化为赤道上方厚度为d、磁感应强度大小为B、方向垂直于赤

6、道平面的匀强磁场。宇宙射线中某种带电粒子以不同的速度射入地磁场，该种粒子的质量为m、带电量为+q。不计地球对粒子的引力以及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。（1）若速度为v的该种粒子在赤道平面内沿地球径向射人地磁场，求刚射入地磁场时粒子所受洛伦兹力f的大小和方向；（2）若该种粒子的最大速度为vm，在赤道平面内从任意方向射人地磁场的所有这种粒子均不能到达地面，则粒子离地面的最近距离h为多少?（3）若速度为v的该种粒子在赤道平面内沿地球径向射人地磁场，在地磁场作用下未能到达地面，求粒子在地磁场中运动的时间t；5.从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒

7、子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害．对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（B）A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用6．我国南极科考队第21次考察时在南极观看到了美丽的极光。极光是由来自太阳的高能量带电粒子(宇宙粒子)高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有的运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示。这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气