【备战】全国高考物理试题汇编（第四期）K4磁场综合（含解析）.doc

k4 磁场综合【题文】（物理卷2015届内蒙古赤峰二中（赤峰市）高三9月质量检测试题（2014.09）10. 正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，他们沿着管道向相反的方向运动在管道控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的a1、a2、a3an共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d（如图乙），改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所示若电子的重力可不计，则下列相关说法正确的是（）a负电子在管道内沿逆时针方向运动b碰撞点为过入射点所在直径的另一端c电子经过每个电磁铁，偏转的角度是= d电子在电磁铁内做圆周运动的半径为r= 【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动k2 k4【答案解析】bd 解析： a、电子在运动的过程中受力的方向指向圆心，根据左手定则可知，电子在管道内沿顺时针方向运动故a错误；b、由题意，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，所以碰撞点为过入射点所在直径的另一端故b正确；c、电子经过n个磁场的偏转后转过的角度是2，经过每个电磁铁，偏转的角度是=故c错误；d、由b的分析知电子经过每个电磁铁，偏转的角度是=所以：得：r故d正确故选：bd【思路点拨】（1）根据左手定则即可判断出电子运动的方向；（2）电子经过n个磁场的偏转后转过的角度是2，根据几何关系即可确定电子在电磁铁内做圆周运动的半径为r（3）碰撞点为过入射点所对直径的另一端本题题目描述很繁杂，看上去难度很大，但是越是这样的往往越简单，因为它描述的多已知量相应就多，过程相应就比较详尽，这有助于我们解题，所以遇见这样看似很难的题目不要慌张，仔细读完，梳理出题目的各个过程，各个量的关系，然后建立起物理模型，然后选择相应的物理规律，定律，定理，一般都能解决【题文】（物理卷2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09）14. 如图所示，虚线框区域内有方向正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（重力不计）垂直于电场和磁场的方向以速度v0飞入后恰好做匀速直线运动，并从o点离开此区域如果仅有电场，粒子将从a点飞离此区域，经历时间为t1，飞离速度大小为v1；如果仅有磁场，粒子将从b点飞离此区域，经历时间为t2，飞离速度大小为v2，则有 ， ，ao bo(填写“”)【知识点】带电粒子在混合场中的运动 k3 k4【答案解析】 解析：若撤去磁场，粒子在电场力作用下做类平抛运动，电场力做正功，速度增大，若撤去电场，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，速度大小不变，故v1v2,设水平框的长度为l，则t1=，t2=，因为v0v0x，所以t1t2设带电粒子带电量为q，质量为m，电场强度为e，磁感应强度为b在电磁场中，带电粒子恰好没有偏转，说明其做匀速直线运动，则有：bqv0=qe只有电场时，做类平抛运动：t=y1=at2=只有磁场时，做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，bqv0=m由解得：r=，带电粒子从场区右则射出磁场由几何关系得：y2=r-；综合所得：y2y1；即oboa【思路点拨】一带电粒子垂直电场和磁场方向飞人场中，恰好做匀速直线运动，说明粒子受力平衡，若撤去磁场，粒子在电场力作用下做类平抛运动；若撤去电场，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据平抛运动及匀速圆周运动的基本公式即可解题该题主要考查了带电粒子在复合场中的运动，要根据受力情况正确判断运动情况，并根据相关公式求解，难度不大【题文】（物理卷2015届天津一中高三上学期零月月考（2014.09）22. 如图所示，坐标系xoy在竖直平面内，x轴沿水平方向x0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为b1；第三象限同时存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，磁感应强度大小为b2，电场强度大小为ex0的区域固定一与x轴成=30角的绝缘细杆一个带电小球a穿在细杆上匀速下滑过n点进入第三象限，在第三象限内做匀速圆周运动且垂直经过x轴上的q点已知q点到坐标原点o的距离为，重力加速度为g，b1= 、b2= 空气阻力忽略不计，求：（1）带电小球a的电性及其比荷；（2）带电小球a与绝缘细杆的动摩擦因数；（3）当带电小球a刚离开n点时，从y轴正半轴距原点o为h=的p点（图中未画出）以某一初速度平抛一个不带电的绝缘小球b，b球刚好运动到x轴与向上运动的a球相碰，则b球的初速度为多大？【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 i4 k2 k4【答案解析】：（1）（2）；（3） 解析：（1）粒子在第3象限做匀速圆周运动，重力和电场力平衡，故电场力向上，故粒子带正电，根据平衡条件，有：mg=qe解得：（2）带电小球在第3象限做匀速圆周运动，有：qb2vm由几何关系，有：r+rsin=解得：v=带电小球在杆上匀速运动时，根据平衡条件，有：mgsin=（qb1v-mgcos）解得：=（3）带电小球在第三象限内做匀速圆周运动，有：t=带电小球第一次在第二象限竖直上下运动的总时间为：t0=绝缘小球b平抛运动到x轴上的时间为：t=两球相碰，有：t= +n(t0+)解得：n=1设绝缘小球b平抛的初速度为v0，则：lv0t解得：v0=【思路点拨】（1）粒子在第3象限做匀速圆周运动，重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，根据平衡条件求解电场强度；（2）带电小球在第3象限做匀速圆周运动，画出轨迹，结合几何关系得到半径，然后结合牛顿第二定律求解速度；带电小球a穿在细杆上匀速下滑，受重力、支持力和洛伦兹力，三力平衡，根据共点力平衡条件并结合合成法列式求解；（3）绝缘小球b做平抛运动，根据平抛运动的分运动公式求解运动到x轴的时间；