（新课标Ⅰ版）高考物理 （第02期）名校试题解析分项汇编 专题09 磁场（含解析）新人教版选修33.doc

专题9 磁场（包含复合场）（解析版）全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。一、单项选择题1.【2014湖南长沙市四所一中高三11月联考】如图所示，一个理想边界为pq、mn的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里一电子从o点沿纸面垂直pq以速度v0进入磁场若电子在磁场中运动的轨道半径为2do 在mn上，且oo 与mn垂直下列判断正确的是（ ）a电子将向右偏转 b电子打在mn上的点与o点的距离为dc电子打在mn上的点与o点的距离为 d电子在磁场中运动的时间为考点：带电粒子在匀强磁场中的运动2.【2013湖北黄冈等七市高三联考】奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系，法拉第发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善.关于电磁感应，下列说法中正确的是a.运动的磁铁能够使附近静止的线圈中产生电流b.静止导线中的恒定电流可以使附近静止的线圈中产生电流c.静止的磁铁不可以使附近运动的线圈中产生电流d.运动导线上的恒定电流不可以使附近静止的线圈中产生电流3.【2013河北沧州五校第二次高三联考】在电磁学建立和发展的过程中，许多物理学家做出了重要贡献。下列说法符合史实的是a法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念 b库仑首先提出电荷周围存在电场的观点c奥斯特首先发现电流的磁效应 d洛伦兹提出分子电流假说3.c 解析：首先提出正电荷、负电荷概念的科学家不是法拉第，是富兰克林，a错误法拉第首先提出电荷周围存在电场的观点，b错误丹麦物理学家奥斯特首先发现电流的磁效应，c正确安培提出分子电流假说，可以很好地解释软铁被磁化的现象，d错误故选c考点：物理学史二、多项选择题4.【2013湖北黄冈等七市高三联考】如图所示，两段长度均为l、粗细不同的铜导线a、b良好接触，接在某一直流电路中。巳知铜导线单位体积内的自由电荷数是一个定值，当在这段特殊的导线ab所在空间加一垂直导线的匀强磁场时，关于两部分导线所受的安培力及内部自由电荷定向移动所受洛伦兹力的说法中，正确的是a.a、b所受到的安培力大小相等b.a导线所受到的安培力小于b所受到的安培力c.a、b中自由电荷所受洛伦兹力平均值大小相等d.a中自由电荷所受洛伦兹力平均值大于b中自由电荷所受洛伦兹力平均值5.【2014湖南长沙市四所一中高三11月联考】如图所示, 一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体, 当加有与侧面垂直的匀强磁场b, 且通以图示方向的电流i时, 用电压表测得导体上、下表面m、n间电压为u. 已知自由电子的电荷量为e. 下列说法中正确的是()a. m板比n板电势高 b. 导体单位体积内自由电子数越多, 电压表的示数越大c. 导体中自由电子定向移动的速度为v=u/bd d. 导体单位体积内的自由电子数为5.cd解析：自由电子为负电荷，运动方向与电流方向相反即向左，根据左手定则判断洛伦兹力方向竖直向上，即负电荷向m板偏转，m板带负电荷为低电势，选项a错。由于负电荷向m板集中，使得mn之6.【2014江西奉新一中高三第二次月考】 如图所示，mpqo为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为e,acb为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为r， ab为圆水平直径的两个端点，ac为圆弧。一个质量为m、带电荷量为 -q的带电小球，从a点正上方高为h处由静止释放，并从a点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失，关于带电粒子的运动情况，下列说法不正确的是( )a.小球一定能从b点离开轨道 b.小球在ac部分不可能做匀速圆周运动 c.若小球能从b点离开，上升的高度一定等于h d.小球到达c点的速度不可能为零7.【2013河北唐山高三4月二模】如图所示，一半径为r的圆内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为b，cd是该圆一直径。一质量m、电荷量q的带电粒子（不计重力），自a点沿平行cd的方向垂直射入磁场中，恰好从d点飞出磁场，a点到cd的距离为。则a可判别粒子穿过磁场后做曲线运动b可求得粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径c可求得粒子在磁场中运动时间d可求得粒子进入磁场时的速度7.bcd解析：因不知圆外场的分布情况，带电粒子穿出磁场后不一定做曲线运动，a错；a点到cd的距离，oaq=60，daq=75,则aqd=30，偏转角为30，由此可求出粒子在磁场中运动时间为，c对；根据如图几何关系也可求出粒子做圆周运动的轨道半径，b对；根据时间t可求出粒子的运动周期t，一直轨道半径和周期，就可求出粒子进入磁场时的速度，d对。考点：本题考查了粒子在磁场中的运动。三、非选择题8.【2013河北沧州五校第二次高三联考】如图，在0xd的空间，存在垂直xoy平面的匀强磁场，方向垂直xoy平面向里。y轴上p点有一小孔，可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角可在01800范围内变化的带负电的粒子。已知 =450时，粒子恰好从磁场右边界与p点等高的q点射出磁场，不计重力及粒子间的相互作用。求：（1）磁场的磁感应强度；（2）若=300，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角（可用三角函数、根式表示）；（3）能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积（可用根式表示）。（2）如图，由几何关系d=rcos300+rcos 解得 cos= （3） 能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域,如图中两圆弧间斜线部分所示，由几何关系r2- (d-r)2 =(pm)2 该区域面积为s= d(pm) 解得 s= d2 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 9.【2014河南长葛三中高三上学期第一次考试】(10分)如图11所示，水平方向的匀强电场场强为e，场区宽度为l，竖直方向足够长，紧挨着电场的是垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为b和2b。一个质量m，电荷量为q的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界mn上的a点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经过时间穿过中间磁场，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界mn上的某一点b，途中虚线为场区的分界面。求：(1)中间场区的宽度d；(2)粒子从a点到b点所经历的时间；(3)当粒子第n次返回电场的mn边界时与出发点之间的距离。 9.（1） ，（2） ，（3）解析：粒子从a点出发，在电场中加速和在两磁场中偏转，回到mn上的b点，轨迹如下图所示。10.【2013河南河大附中高三11月月考】（18分）如图所示k与虚线mn之间是加速电场。虚线mn与pq之间是匀强电场，虚线pq与荧光屏之间是匀强磁场，且mn、pq与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中a点与o点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子由静止被加速从a点离开加速电场，速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长，加速电场电压与偏转电场的场强关系为u=ed/2，式中的d是偏转电场的宽度且为已知量，磁场的磁感应强度b与偏转电场的电场强度e和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=e/b，如图所示，试求：（1）画出带电粒子的运动轨迹示意图，（2）磁场的宽度l为多少？（3）改变磁场的磁感应强度的大小，则荧光屏是出现的亮线长度是多少？（3）当磁感应强度为零时，带电粒子从c点射出时，沿直线打到荧光屏上d点，为带电粒子打到荧光屏上的最低点。则od=ltan45=l当磁感应强度增加到一定程度，使带电粒子刚好和荧光屏相切时，为带电粒子打到荧光屏上的最高点。 l=r+rcos45of=rsin45= （-1）l则亮线长度fd=of+od= l= d考点：本题考查动能定理、带电粒子在匀强电场中的类平抛运动和带电粒子在匀强磁场中的运动。11.【3013河南十所名校高三第三次联考】如图甲所示，水平直线mn下方有竖直向上的匀强电场，场强e10 4 nc。现将一重力不计、比荷106 ckg的正电荷从电场中的o点由静止释放，经过t01105s后，通过mn上的p点进入其上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次通过mn时开始计时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变化。 （1）求电荷进入磁场时的速度v0； （2）求图乙中t2105s时刻电荷与p点的距离； （3）如果在p点右方d105 cm处有一垂直于mn的足够大的挡板，求电荷从o点出发运动到挡板所需的时间。（3）电荷从点开始，其运动的周期为，根据电荷的运动情况可知，电荷每一个周期向右沿运动的距离为40 cm，故电荷到达挡板前运动的完整周期数为2个，沿运动的距离=80 cm，最后25 cm的距离如图所示，12.【2013湖北黄冈等七市高三联考】(18分）如图甲所示，在pq左侧空间有方向斜向右上的匀强电场e1，在pq右侧空间有一竖直向上的匀强电场e2=0.4n/c，还有垂直纸面向里的匀强磁场b(图甲中未画出）和水平向右的匀强电场e3 (图甲中未画出），b和e3随时间变化的情况如图乙所 示，mn为距pq边界2.295m的竖直墙壁，现有一带正电的微粒质量为4x10-7kg电量为1xl0-5c，从左侧电场中距pq边界m的a处无初速释放后，沿直线以1m/s速度垂直pq边界进入右侧场区，设进入右侧场时刻t=0,取g = lom/s2.求：(1)pq左侧匀强电场的电场强度e1的大小及方向。（sin37=0.6);(2)带电微粒在pq右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向；(3)带电微粒在pq右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？()12.（1）0.5n/c,方向与水平向右方向夹53角斜向上（2）1.1m/s, 方向水平向左（3）s解析：(1)设pq左侧匀强电场场强为e1，方向与水平方向夹角为r3r3d(2)其中 d=2.295-2.2=0.095msin=，30 -1分所以，带电微粒作圆周运动的时间为s -1分带电微粒与墙壁碰撞的时间为t总3+=s -1分考点：带电粒子在复合场（电场、磁场）中的运动分析13.【2014湖南长沙市四所一中高三11月联考】如图所示，两平行金属导轨间的距离l0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度b0.50t、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势e4.5v、内阻r0.50的直流电源现把一个质量m0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻r02.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin370.60，cos 370.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力(本题12分，每小题4分)将重力正交分解沿斜面方向，根据左手定则判断安培力沿斜面向上，根据平衡条件，摩擦力方向沿斜面向下。解得.考点：闭合电路欧姆定律 安培力 共点力的平衡14.【2014湖南长沙市四所一中高三11月联考】如图，半径为b、圆心为q (b, 0) 点的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在第一象限内，虚线x=2b左侧与过圆形区域最高点p的切线y=b上方所围区域有竖直向下的匀强电场。其它的地方既无电场又无磁场。一带电粒子从原点o沿x轴正方向射入磁场，经磁场偏转后从p点离开磁场进入电场，经过一段时间后，最终打在放置于x=3b的光屏上。已知粒子质量为m、电荷量为q (q 0), 磁感应强度大小为b, 电场强度大小，粒子重力忽略不计。求：(1)粒子从原点o射入的速率v(2)粒子从原点o射入至到达光屏所经历的时间t;(3)若大量上述粒子以（1) 问中所求的速率，在xoy平 面内沿不同方向同时从原点o射入，射入方向分布 在图中45范围内，不考虑粒子间的相互作用，求粒子先后到达光屏的最大时间差t0(本题18分，第1小题3分，第2小题5分，第3小题10分)14.（1）（2）（3）解析：（1）带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，设粒子运动的半径为则有，沿半径反向进入磁场又沿半径方向离开匀强磁场，轨迹如下图有几何关系得 整理得(2)粒子从o点沿x轴进入磁场后，从p点竖直向上离开磁场进入匀强电场，匀减速到0后又竖直向下匀加速进入磁场，继续圆周运动偏转90度后从x轴正方向离开磁场，如下图。粒子在场区中运动的时间粒子在无场区中做匀速运动： 粒子到光屏的时间：沿x正方向进入的粒子，最先到光屏，沿450进入粒子最后达到光屏，时间差为：得： 考点：带电粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动15.【2014江西重点中学盟校高三第二次联考】（10分）如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨pq、mn，其电阻不计，间距d=0.5m，p、m两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度b00.2t的匀强磁场中，两金属棒l1、l2平行地搁在导轨上，其电阻均为r0.1，质量分别为m1=0.3kg和m20.5kg。固定棒l1，使l2在水平恒力f=0.8n的作用下，由静止开始运动。试求： (1) 当电压表读数为u=0.2v时，棒l2的加速度为多大；(2)棒l2能达到的最大速度vm.而 （2分）由 （1分）解得： （1分）考点：本题考查了电磁感应与力学、磁场、电路等多方面知识的综合16.【2014江西重点中学盟校高三第二次联考】（16分）如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间，匀强磁场水平宽度为l，竖直宽度足够大，处在偏转电场的右边，如图甲所示。大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为u0的电压时，所有电子均能通过电场，穿过磁场，最后打在竖直放置的荧光屏上（已知电子的质量为m、电荷量为e）。求：（1）如果电子在t=0时刻进入偏转电场，求它离开偏转电场时的侧向位移大小；（2）通过计算说明，所有通过偏转电场的电子的偏向角（电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角）都相同。（3）要使电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？（2）设电子以初速度v0=vx进入偏转电场，在偏转电场中受电场力作用而加速，不管电子是何时进入偏转电场，在它穿过电场的2t0时间内，其oy方向的加速度是（电压为u0时）或者是0（电压为0时） 根据，可得它在oy方向上速度增加量都为 （2分）因此所有电子离开偏转电场时的oy方向的分速度都相等为 （2分）ox方向的分速度都为v0=vx，所有电子离开偏