【备战】全国高考物理试题汇编（11月第一期）K4磁场综合（含解析）.docVIP

k4 磁场综合【题文】（物理卷2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09）5如图所示，等离子气流（由高温、高压的等电荷量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度v0垂直射入p1和p2两极板间的匀强磁场中.两平行长直导线ab和cd的相互作用情况为：01s内排斥，1s3s内吸引，3s4s内排斥.线圈a内有外加磁场，规定向左为线圈a内磁感应强度b的正方向，则线圈a内磁感应强度b随时间t变化的图象有可能是下图中的【答案】【知识点】带电粒子在混合场中的运动k3 k4【答案解析】c 解析：等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入p1和p2两极板间的匀强磁场中，正电荷向上偏，负电荷向下偏，上板带正电，下板带负电，且能形成稳定的电流，电流方向由a到b，01s内互相排斥，13s内互相吸引，34s内互相排斥02s内互相排斥，24s内互相吸引则01s内cd的电流方向由d到c，根据楞次定律判断：磁场方向为正，且大小在减小；13s内cd的电流方向由c到d，根据楞次定律判断：磁场方向为正，且大小在增加或磁场方向为负，大小在减小；34s内d的电流方向由d到c，根据楞次定律判断：磁场为正，大小在减小，或磁场为负，大小在增加，故c正确，a、b、d错误故选：c【思路点拨】根据等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入p1和p2两极板间的匀强磁场中，判断出ab的电流方向，根据同向电流相互吸引、异向电流相互排斥，判断出cd的电流方向，从而得出线圈a内磁感应强度的变化解决本题的关键知道同向电流相互吸引，异向电流相互排斥以及掌握楞次定律判读电流的方向【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第一次模拟考试（2014.05）20如图所示，mn是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有一重力不计的带电粒子从mn上的o点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是： a如果粒子回到mn上时速度增大，则该空间存在的一定是电场 b如果粒子回到mn上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场 c若只改变粒子的速度大小发现粒子再回到mn上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场 d如果只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到mn所用的时间不变，则空间存在的一定是磁场【答案】【知识点】带电粒子在混合场中的运动k3 k4【答案解析】ad 解析： a、洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电场力可使带电粒子做功，动能增大，故a正确；b、c、若带电粒子以与电场线平行的速度v0射入，粒子返回速率不变，故b错误，c也错误；d、由t=知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，故d项正确故选ad【思路点拨】洛伦兹力不做功，电场力可以做功；粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类似抛体运动本题关键是分电场和磁场两种情况进行分析讨论，抓住匀速圆周运动模型和直线运动模型进行分析讨论【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第三次模拟考试（2014.05）25（19分）在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域，半径r=01m，磁感应强度b=05t，与y轴、x轴分别相切于a、c两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场，电场强度e=03 v/m，如图所示。某带电粒子以vo=20m/s的初速度，自a点沿ao1方向射入磁场，从c点射出（不计重力）。（1）带粒子的比荷；（2）若该粒子以相同大小的初速度，自a点沿与ao1成30o角的方向斜向上射入磁场，经磁场、电场后射向y轴，求经过y轴时的位置坐标。【答案】【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动i7 k3 k4【答案解析】：（1）400（c/kg）；（2）（0，-1m） 解析： （1）由题意知粒子的半径r=r=0.1m；由牛顿第二定律得：，解得（2）因粒子的半径没有变化，由几何关系可知它将垂直射入电场中，x方向：；解得 t=0.05s；y方向，解得；则经过y轴时的位置坐标为（0，-1）【思路点拨】由几何知识得到粒子圆周运动的半径，由牛顿第二定律列方程求出比荷；因粒子的半径没有变化，由几何关系知它将垂直射入电场中，做类平抛运动，根据类平抛运动规律求解本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动，关键理清粒子的运动的过程，结合类平抛运动规律，牛顿第二定律等知识进行求解，本题对数学能力的要求较高 【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）21.如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个d形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.现分别加速氘核h)和氦核he).下列说法中正确的是 a.氘核h)的最大速度较大b.它们在d形盒内运动的周期相同 c. 氦核he)的最大动能较大d.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能【答案】【知识点】质谱仪和回旋加速器的工作原理k3 k4【答案解析】 bc 解析： a、根据qvbm，得v两粒子的比荷相等，所以最大速度相等故a错误；b、带电粒子在磁场中运动的周期t=，两粒子的比荷相等，所以周期相等故b正确c、最大动能ekmv2，两粒子的比荷相等，但质量不等，所以氦核最大动能大故c正确d、回旋加速器加速粒子时，粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同，否则无法加速故d错误故选bc【思路点拨】 带电粒子最后从回旋加速器中出来时的速度最大，根据qvbm ，比较粒子的速度在回旋加速器中的周期t= ，根据周期的公式判断两粒子的周期是否相同求出粒子的最大速度后，根据ekmv2比较最大动能回旋加速器加速粒子时，粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同，否则无法加速解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速，磁场偏转来加速粒子以及知道粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）25. 如图所示，在纸平面内建立的直角坐标系xoy，在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀强电场现有一质量为m， 电量为e的电子从第一象限的某点p（l，）以初速度v0沿x轴的负方向开始运动，经过x轴上的点q（l/4，0）进入第四象限，先做匀速直线运动，然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域，磁场左边界和上边界分别与y轴、x轴重合，电子偏转后恰好经过坐标原点o，并沿y轴的正方向运动，不计电子的重力求（1）电子经过q点的速度v； （2）该匀强磁场的磁感应强度b （3）磁场的最小面积s【答案】【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动i3 i7 k3 k4【答案解析】（1） ；（2） （3） 解析： （1）电子从点开始在电场力作用下作类平抛运动运动到点，可知竖直方向：，水平方向：。解得。而，所以电子经过点时的速度为：，设与方向的夹角为，可知，所以300。（2）如图4，电子以与成30进入第四象限后先沿做匀速直线运动，然后进入匀强磁场区域做匀速圆周运动恰好以沿轴向上的速度经过点。可知圆周运动的圆心一定在轴上，且点到o点的距离与到直线上m点（m点即为磁场的边界点）的垂直距离相等，找出点，画出其运动的部分轨迹为弧mno，所以磁场的右边界和下边界就确定了。设偏转半径为，由图知l/4，解得，方向垂直纸面向里。（3）矩形磁场的长度，宽度。矩形磁场的最小面积为：【思路点拨】 电子在电场中做类似平抛运动，根据类似平抛运动的分