高考物理专项复习：《磁场》

第 - 1 - 页 共 12 页新课标高考物理专项复习：磁场一、选择题。（共21题，每题3分，部分分1分）1.如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则（ ）A.板左侧聚集较多电子，使 b点电势高于 a点电势B.板左侧聚集较多电子，使 a点电势高于 b点电势C.板右侧聚集较多电子，使 a点电势高于 b点电势D.板右侧聚集较多电子，使 b点电势高于 a点电势2.如图所示，宽 h=2cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从 O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为 r=5cm，则 ( )A.右边界:-4c m4cm和 y8cm有粒子射出 D.左边界:0FN C.小球第一次到达 M点的时间大于小球第一次到达 N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处6.如图，在一水平放置的平板 MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为 m带电量为+ q的粒子，以相同的速率 v沿位于纸面内的各个方向，由小孔 O射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部Ia bO x/cm2y/cmM NOBB M E N+q +qOa第 - 2 - 页 共 12 页M R2R2RNO O2R 2RM2RNM NO2RR 2RO2R 2RMRNA B C DO分表示带电粒子可能经过的区域，其中 Bqmv.哪个图是正确的？ ( )7.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间较长的带电粒子 ( )A.速率一定越小 B.速率一定越大C.在磁场中通过的路程越长D.在磁场中的周期一定越大8如图所示，匀强磁场的方向竖直向下。磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力 F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是( ) A小球带负电B小球运动的轨迹是一条抛物线C洛伦兹力对小球做正功D维持试管匀速运动的拉力 F应逐渐增大9. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个 D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速. 两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出. 如果用同一回旋加速器分别加速氚核（ H31）和 粒子（ e42） ，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（ ）A.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大10极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小此运动形成的原因是（ ）A可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小B第 - 3 - 页 共 12 页b daBcrC可能是粒子的带电量减小D南北两极的磁感应强度较强11如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形 abc，一束带正电的粒子以不同的速度v沿 bc从 b点射入磁场，不计粒子的重力，关于粒子在磁场中的运动情况下列说法中正确的是（ ）A入射速度越大的粒子，其运动时间越长B入射速度越大的粒子，其运动轨迹越长C从 ab边出射的粒子的运动时间都相等D从 ac边出射的粒子的运动时间都相等12如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度 B = 1T的匀强磁场中，以导线截面中心为圆心，半径为 r的圆周上有 a b c d四个点，且 a c连线与磁感线垂直， b d连线与磁感线平行已知 a点的磁感应强度为 0，下列说法中正确的是 （ ）A直导线中的电流方向垂直纸面向里B b点感应强度为 2B，方向与 B的方向成 450斜向上C c点磁感应强度为 2B, 方向与 B的方向相同D d点磁感应强度与 b点的磁感应强度相等13某一空间存在着强度不变、方向随时间周期性变化的匀强磁场，如图甲所示，规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向，为了使静置于该磁场中的带正电的粒子能按 abcdef顺序做横“ ”字曲线运动（轨迹如图乙） ，则可行的办法是（粒子只受磁场力作用，其他力不计）( )A若粒子初始位置在 a处， Tt83时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度B若粒子初始位置在 f处， 21时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度C若粒子初始位置在 e处， t时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度D若粒子初始位置在 b 处， T时给粒子一个沿切线方向竖直向上的初速度14指南针静止时，其位置如图中虚线所示若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置据此可能是 （ ）82615980第 - 4 - 页 共 12 页A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流 C.导线东西放置，通有向西的电流D.导线东西放置，通有向东的电流15.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与 x轴成 30角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为 （ ）A12 B21 C1 3 D1116两条直导线互相垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中 AB是固定的，另一条 CD能自由转动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时， CD导线将 ( )A.逆时针方向转动，同时靠近导线 AB B.顺时针方向转动，同时靠近导线 ABC.逆时针方向转动，同时离开导线 AB D.顺时针方向转动，同时离开导线 AB17.在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到 M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个？（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹，不计粒子的重力） ( )18.如图所示，一个质量为 m的带电液滴在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中的竖直面内做半径为 R的匀速圆周运动，电场和磁场的方向如图.那么这个液滴的电性与转动方向应是 （ ） A.一定带正电，沿逆时针方向转动 B.一定带负电，沿顺时针方向转动 C.一定带负电，但旋转方向不能确定D.电性和旋转方向不能确定第 - 5 - 页 共 12 页19.长为 L，间距也为 L的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，今有质量为 m、带电量为 q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是 ( )A. qLv4 B. BLv45 C. mB D. mq20.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自 A点沿曲线 ACB运动，到达 B点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是 ( )A这离子必带正电荷 BA 点和 B点位于同一高度 C离子在 C点时速度最大 D离子到达 B点后，将沿原曲线返回 A点 21.如图，空间有垂直于 xoy平面的匀强磁场. t=0的时刻，一电子以速度 v0经过 x轴上的A点，方向沿 x轴正方向. A点坐标为( 2R，0)，其中 R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响，则以上说法正确的是 ( )A.电子经过 y轴时，速度大小仍为 v0 B.电子在 06vRt时，第一次经过 y轴C.电子第一次经过 y轴的坐标为(0， R23)D.电子第一次经过 y轴的坐标为(0， )1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21v0(-R/2,0) O xAy第 - 6 - 页 共 12 页二、解答题。（共 37分）22如图所示，a 点距坐标原点的距离为 L，坐标平面内有边界过 a点和坐标原点 0的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里。有一电子（质量为 m、电荷量为 e）从 a点以初速度 v0平行 x轴正方向射入磁场区域，在磁场中运行，从 x轴上的 b点（图中未画出）射出磁场区域，此时速度方向与 x轴的正方向之间的夹角为 60，求（1）磁场的磁感应强度（2）磁场区域的圆心 O1的坐标（3）电子在磁场中运动的时间23.如图所示，在 xoy坐标平面的第一象限内有沿 y方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为 m，带电量为 q的粒子（重力不计） ，以初速度v0，从 M（0， l）点，沿 x方向射入电场，接着从 P（2 l，0）点进入磁场后由y 轴上的Q射出，射出时速度方向与 y轴垂直，求：（1）电场强度 E的大小；（2）Q 点的坐标；（3）粒子从 M点运动到 Q点所用的时间 t。第 - 7 - 页 共 12 页24.如图所示，在直角坐标系的第象限 0x4 区域内，分布着强场CNE/10825的匀强电场，方向竖直向上；第旬限中的两个直角三角形区域内，分布着磁感受应强度均为 TB210.5的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里。质量 kgm27106.、电荷量为 q=+3.210-19C的带电粒子（不计粒子重力） ，从坐标点 smM/,),4(6以处 的速度平行于 x轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域和匀强电场区域。（1）求带电粒子在磁场中的运动半径；（2）在图中画出粒子从直线 x到 x=4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与y轴和直线 x=4的坐标（不要求写出解答过程） ；（3）求粒子在两个磁场及电场区域偏转所用的总时间。第 - 8 - 页 共 12 页25.如图所示， PR是一长为 L=0.64m的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板 R固定在平板的右端.整个空间有一个平行于 PR的匀强电场 E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度 d=0.32m.一个质量 m=0.5010-3kg、带电荷量为 q=5.010-2C的小物体，从板的 P端由静止开始向右做匀加速运动，从 D点进入磁场后恰能做匀速直线运动.当物体碰到挡板 R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤去电场对原磁场的影响） ，物体返回时在磁场中仍作匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在 C点， PC=L/4.若物体与平板间的动摩擦因数 =0.20， g取 10m/s2.判断电场的方向及物体带正电还是带正电；求磁感应强度 B的大小；求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能. 26.如图所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直于 xOy所在的纸面向外某时刻在 x=L0、 y=0处，一质子沿 y轴的负方向进入磁场；同一时刻，在 x= - L0、 y=0处，一个 粒子也进入磁场，速度方向与磁场垂直不考虑质子与 粒子的重力及其间的相互作用力设质子的质量为 m、电量为 e如果质子经过坐标原点 O，它的速度为多大？如果 粒子与质子在坐标原点 O相遇， 粒子的速度应为何值？E BP RLdDC第 - 9 - 页 共 12 页磁场单元测试答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21A AD BD AD BD A A BD B BD CABCAD B B A A B ABABCABD22.解析：（1）如图得 R=2L R=mv0/Be （2）x 轴坐标 x=aO 1sin60= 2/3L y轴坐标为 y=LaO 1sin60=O1点坐标为（ /,23）（3）粒子在磁场中飞行时间为 0/6/0vLTt23.解析：带电粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场后做 匀速圆周运动,最终由 Q点射出。其运动轨迹如图所示(1)设粒子从 M到 P的时间为 t，电场强度的大小为 E， 粒子在电场中的加速度为 a，由牛顿第二定律及运动学公式有qE ma v0t 2l 1al 解得 qlmvE20 (2) 粒子进入磁场时的速度为 0vlatvy020y粒子进入磁场时速度方向与+ x方向的夹角为 第 - 10 - 页 共 12 页10vtgy=45 设粒子在磁场中的运动半径为 r由几何关系知 lOPr2 l2lOQ)1(所以 Q点的坐标为0， l2 （3）粒子在电场中运动的时间为 012vlt在磁场中从 P到 Q的圆周所对应的圆心角为 43所以,粒子从 P到 Q的运动时间为0223843vlrTt 粒子由 M运动 Q所用时间为0）23(vlT24. 解析：（1）带电粒子在磁场中偏转。由牛顿定律得 rvmqB2r所 以代入数据得 .102 （