2009、2010届高三物理联考试题分类汇编：磁 场

用心 爱心 专心 2010 届高三联考题届高三联考题 磁磁 场场 一 选择题一 选择题 1 山东省兖州市山东省兖州市 2010 届高三上学期模块检测届高三上学期模块检测一束带电粒子以同一速度 并从同一位置进入匀强磁场 在磁场 中它们的轨迹如图所示 粒子 1 q的轨迹半径为 1 r 粒子 2 q的轨迹半径为 2 r 且 21 2rr 1 q 2 q分别是它 们的带电量 则 C A 1 q带负电 2 q带正电 荷质比之比为 12 12 2 1 qq mm B 1 q带负电 2 q带正电 荷质比之比为 12 12 1 2 qq mm C 1 q带正电 2 q带负电 荷质比之比为 12 12 2 1 qq mm D 1 q带正电 2 q带负电 荷质比之比为 12 12 1 1 qq mm 2 福建省龙岩二中福建省龙岩二中 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 水平放置的平行金属板 a b 带有等量异种电荷 a 板带正 电 两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 若一个带正电的液滴在两板间做直线运动 其运动的方向是 D A 沿竖直方向向下 B 沿竖直方向向上 C 沿水平方向向左D 沿水平方向向右 3 3 海海南南省省海海口口市市 2 20 01 10 0 届届高高三三调调研研测测试试 如图所示 一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正 方形的匀强磁场区 在从 ab 边离开磁场的电子中 下列判断正确的是 AD A 从b点离开的电子速度最大 B 从b点离开的电子在磁场中运动时间最长 C 从b点离开的电子速度偏转角最大 D 在磁场中运动时间相同的电子 其轨迹线一定重合 4 4 北京市第八十中学北京市第八十中学 20092009 20102010 学年度第一学期月考学年度第一学期月考由中国提供永磁体的阿 用心 爱心 专心 尔法磁谱仪如图所示 它曾由航天飞机携带升空 将来安装在阿尔法国际空间站中 主要使命之一是探索宇宙 中的反物质 所谓的反物质即质量与正粒子相等 带电量与正粒子相等但相反 例如反质子即为 假若使 一束质子 反质子 粒子和反 粒子组成的射线 以相同的速度通过 进入匀强磁场 而形成的 4 条径 迹 则 C A 1 3 是反粒子径迹 B 2 4 为反粒子径迹 C 1 2 为反粒子径迹 D 4 为反 粒子径迹 5 江西省九江市上学期六校江西省九江市上学期六校 2010 届高三联考届高三联考如图所示 一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点 O 处 使 金属圆环在竖直线 OO 的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域 磁感线的方向和水平面垂直 若悬点摩擦和空气阻力均不计 则 AC A 金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流 而且感应电流的方向相反 B 金属环进入磁场区域后越靠近 OO 线时速度越大 而且产生的感应电流越大 C 金属环开始摆动后 摆角会越来越小 摆角小到某一值后不再减小 D 金属环在摆动过程中 机械能将全部转化为环中的电能 6 6 海海南南省省海海口口市市 2 20 01 10 0 届届高高三三调调研研测测试试 如图所示 电源电动势为 E 内阻为 r 滑动变阻器电阻为 R 开关 K 闭合 两平行极板间有匀强磁场 一带电粒子 不计重力 正好以速度 v 匀速穿过两板 以下说法正确的是 AB A 保持开关闭合 将滑片 p 向上滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出 B 保持开关闭合 将滑片 p 向下滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出 C 保持开关闭合 将 a 极板向下移动一点 粒子将一定向下偏转 D 如果将开关断开 粒子将继续沿直线穿出 7 吉林省长白县吉林省长白县 20102010 届高三质量检测届高三质量检测如图所示 虚线 EF 的下方存在着正交的匀强电场 和匀强磁场 电场强度为 E 磁感应强度为 B 一带电微粒自离 EF 为 h 的高处由静止下落 从 B 点进入场区 做了一段匀速圆周运动 从 D 点射出 下列说法正确的是 ABD A 微粒受到的电场力的方向一定竖直向上 B 微粒做圆周运动的半径为 g h B E2 C 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点 C 最小 h B C D E F 用心 爱心 专心 D 从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能先增大后减小 8 8 浙江省温州市十校联合体浙江省温州市十校联合体 20102010 届高三期中联考届高三期中联考在一绝缘 粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q 质 量为m的带电球体 管道半径略大于球体半径 整个管道处于磁感应强度为B B的水平匀强磁场中 磁感应强 度方向与管道垂直 现给带电球体一个水平速度v0 则在整个运动过程中 带电球体克服摩擦力所做的功可 能为 AC A 0 B 2 2 1 qB mg m C 2 0 2 1 mv D 2 2 0 2 1 qB mg vm 二 非选择题二 非选择题 9 四川省宜宾市四川省宜宾市 2010 届高三摸底测试届高三摸底测试如图所示 竖直平面内有两根相距为 L 电阻不计的光滑平行金属杆轨道 轨道与水平放置的平行金属板相连 极板距 离为 d 轨道间有垂直轨道平面向里磁感应强度为 B 的匀强磁场 一电阻为 R 与轨道接触良好的金属杆在轨道上匀速滑动时 极板间一电量为 q 质量为 m 的 带正电粒子恰好静止 则杆的运动方向为 速度大小为 答案答案 向左 mgd qBL 10 广东省蓝田中学广东省蓝田中学 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 宽度为 L 的足够长的平行金属导轨 MN PQ 的电阻不计 垂直导轨水平放置一质量为 m 电阻为 R 的金属杆 CD 整个装置 处于垂直于导轨平面的匀强磁场中 导轨平面与水平面之间的夹角为 金属杆由静止 开始下滑 动摩擦因数为 下滑过程中重力的最大功率为 P 求磁感应强度的大小 解解 金属杆先加速后匀速运动 设匀速运动的速度为 v 此时有最大功率 金属杆的电动势为 E BLv 回路电流 I E R 安培力 F BIL 金属杆受力平衡 则有 mgsin F mgcos 重力的最大功率 P mgvsin 1 分 解得 B mg L Rsin sin cos P 11 福建省龙岩二中福建省龙岩二中 2010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 在 x 0 且 y0 且 y 0 的区 域内存在沿 y 轴正方向的匀强电场 一质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子从 x 轴上 BLd B v0 用心 爱心 专心 的 M 点沿 y 轴负方向垂直射入磁场 结果带电粒子从 y 轴的 N 点射出磁场而进入匀强电场 经电场偏转后打到 x 轴上的 P 点 已知OM ON OP l 不计带电粒子所受重力 求 1 带电粒子进入匀强磁场时速度的大小 2 带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间 3 匀强电场的场强大小 解 1 设带电粒子射入磁场时的速度大小为 v 由带电粒子射入匀强磁场的方向和几何关系可知 带电粒子 在磁场中做圆周运动 圆心位于坐标原点 半径为 l m Bql v l v mBqv 2 2 设带电粒子在磁场中运动时间为 t1 在电场中运动的时间为 t2 总时间为 t t1 Bq m T 24 1 t2 Bq m v l t Bq m 2 2 3 带电粒子在电场中做类平抛运动 m Eq a v l t atl 2 2 2 2 1 所以 m lqB E qB Em l 2 2 2 2 12 山东省费县一中山东省费县一中 2010 届高三第一次调研测试届高三第一次调研测试如图所示 直角坐标系 xOy 位于 竖直平面内 在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场 磁场的磁感应为 B 方向 垂直 xOy 平面向里 电场线平行于 y 轴 一质量为 m 电荷量为 q 的带正电的小球 从 y 轴上的 A 点水平向右抛出 经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场 恰能做匀速圆 周运动 从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场 MN 之间的距离为 L 小球过 M 点时的速度方向与 x 轴的方 向夹角为 不计空气阻力 重力加速度为 g 求 1 电场强度 E 的大小和方向 2 小球从 A 点抛出时初速度 v0的大小 3 A 点到 x 轴的高度 h 答案 答案 1 mg q 方向竖直向上 2 cot 2 qBL m 3 222 2 8 q B L m g x y A O MN v0 用心 爱心 专心 解析 本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动 1 小球在电场 磁场中恰能做匀速圆周运动 说明电场力和重力平衡 恒 力不能充当圆周运动的向心力 有 qEmg mg E q 重力的方向竖直向下 电场力方向只能向上 由于小球带正电 所以电场强度方向竖直向上 2 小球做匀速圆周运动 O 为圆心 MN为弦长 MO P 如图所示 设半径为r 由几何关系 知 L sin 2r 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供 设小球做圆周运动的速率为v 有 2 mv qvB r 由速度的合成与分解知 0 cos v v 由 式得 0 cot 2 qBL v m 3 设小球到M点时的竖直分速度为vy 它与水平分速度的关系为 0tany vv 由匀变速直线运动规律 2 2vgh 由 式得 222 2 8 q B L h m g 1313 浙江省温州市十校联合体浙江省温州市十校联合体 20102010 届高三期中联考届高三期中联考如图所示为一种质 谱仪示意图 由加速电场 静电分析器和磁分析器组成 已知 静电分 析器通道的半径为R 均匀辐射电场的场强为E 磁分析器中有垂直纸 面向外的匀强磁场 磁感强度为B 问 1 为了使位于A处电量为 q 质量为m的离子 从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通 过静电分析器 加速电场的电压U应为多大 2 离子由P点进入磁 分析器后 最终打在乳胶片上的 Q 点 该点距入射点P多远 解 解 1 离子在加速电场中加速 根据动能定理有 2 2 1 mvqU 2 分 离子在辐向电场中做匀速圆周运动 电场力提供向心力 有 x y A O MN v0 O P 用心 爱心 专心 q EmR B rPQ 2 2 q EmR BqB mv r 1 R v mqE 2 2 分 解得 ERU 2 1 2 分 2 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力 有 r v mqvB 2 3 分 由 式得 2 分 1 分 14 江苏省淮阴中学江苏省淮阴中学 20102010 届高三摸底考试届高三摸底考试如图所示 直线 MN 下方无磁场 上方空间存在两个匀强磁场 其 分界线是半径为 R 的半圆 两侧的磁场方向相反且垂直于纸面 磁感应强度大小都为 B 现有一质量为 m 电荷量为 q 的带负电微粒从 P 点沿半径方向向左侧射出 最终打到 Q 点 不计微粒的重力 求 1 微粒在磁场中运动的周期 2 从 P 点到 Q 点 微粒的运动速度大小及运动时间 3 若向里磁场是有界的 分布在以 O 点为圆心 半径为 R 和 2R 的两半圆之间的区域 上述微粒仍从 P 点沿半径方向向左侧射出 且微粒仍能到达 Q 点 求其速度的最大值 解 1 由 2 0 0 v Bqvm R 2 分 0 2 r T v 2 分 得 2 m T qB 1 分 2 粒子的运动轨迹将磁场边界分成 n 等分 n 2 3 4 由几何知识可得 2n tan r R 1 分 NO MPQ B B 用心 爱心 专心 又 2 0 0 v Bv qm r 1 分 得 0 tan 2 BqR v mn n 2 3 4 1 分 当 n 为偶数时 由对称性可得 2 nnm tT Bq n 2 4 6 1 分 当 n 为奇数时 t 为周期的整数倍加上第一段的运动时间 即 2 1 1 22 nnm n tTT nBq n 3 5 7 1 分 3 由几何知识得tan 2 rR n cos 2 R x n 1 分 且不超出边界须有 tan2 2 cos 2 R RR n n 1 分 得 2cos1sin 22nn 1 分 当 n 2 时 不成立 如图 1 分 比较当 n 3 n 4 时的运动半径 知 当 n 3 时 运动半径最大 粒子的速度最大 0 3 tan 23 mv rRR nBq 2 分 得 0 3 3 BqR v m 1 分 15 河南省武陟一中河南省武陟一中 2010 届高三第一次月考届高三第一次月考如图甲所示 建立 Oxy 坐标系 两平行极板 P Q 垂直于 y 轴且关 于 x 轴对称 极板长度和板间距均为 l 第一四象限有磁场 方向垂直于 Oxy 平面向里 位于极板左侧的粒子源 沿 x 轴向右连接发射质量为 m 电量为 q 速度相同 重力不计的带电粒子 在 0 3t0时间内两板间加上如图 NOMPQ O 1 哦 B O2 1 哦 B B O 1 NOMPQ O 21 NOM PQ O 1 哦 B O 21 哦 B O 32 1 哦 B O 43 21 哦 B B B B O1 N M O2 1 O3 1 OPQNO MPQ O1 哦 B O2 1 哦 B O3 21 哦 B O4 321 哦 B C C B B h b a B O1 哦 B O2 1 哦 B B MP Q NO 用心 爱心 专心 乙所示的电压 不考虑极板边缘的影响 已知 t 0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t0时刻经极板边缘射入 磁场 上述 m q l l0 B 为已知量 不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况 1 求电压 U 的大小 2 求 t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径 3 何时进入两板间的带电粒子在磁场中的 1 2 运动时间最短 求此最短时间 答案 1 2 0 2 0 ml U qt 2 0 5 2 ml R qBt 3 min 2 m t qB 解析 1 t o 时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运 动 t0时刻刚好从极板边缘射出 在 y 轴负方向偏移的距离为 l 2 则 有 0 U E l Eq ma l 2 at02 2 联立以上三式 解得两极板间偏转电压为 2 0 2 0 ml U qt 2 t0 2 时刻进入两极板的带电粒子 前 t0 2 时间在电场中偏转 后 t0 2 时间两极板没有电场 带电粒子做匀 速直线运动 带电粒子沿 x 轴方向的分速度大小为 v0 l t0 带电粒子离开电场时沿 y 轴负方向的分速度大小为 0 1 2 y vat 带电粒子离开电场时的速度大小为 22 xy vvv 0 v 图甲图乙 用心 爱心 专心 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为 R 则有 2 v Bqvm R 联立 式解得 0 5 2 ml R qBt 3 2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短 带电粒子离开磁场时沿 y 轴正方向的分速度为 0y vat 设带电粒子离开电场时速度方向与 y 轴正方向的夹角为 则 0 tan y v v 联立 式解得 4 带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示 圆弧所对的圆心角为2 2 所求最短 时间为 min 1 4 tT 带电粒子在磁场中运动的周期为 2 m T qB 联立以上两式解得 min 2 m t qB 考点 带电粒子在匀强电场 匀强磁场中的运动 2010 届高三联考题届高三联考题 磁场磁场 题组一题组一 一 一 选择题选择题 1 2009 年山东省实验中学年山东省实验中学 如图所示 在第二象限内有水平向右的匀强电场 电场强度为 E 在第一 第四 象限内分别存在如图所示的匀强磁场 磁感应强度大小相等 有一个带电粒子以初速度 v0垂直 x 轴 从 x 轴上 的 P 点进入匀强电场 恰好与 y 轴成 45 角射出电场 再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入下面的磁场 已知 OP 之间的距离为 d 则带电粒子 AD A 在电场中运动的时间为 0 2 v d B 在磁场中做圆周运动的半径为d2 C 自进入磁场至第二次经过 x 轴所用时间为 0 4 7 v d D 自进入电场至在磁场中第二次经过 x 轴的时间为 0 2 74 v d 2 2009 湛江市湛江市 唱卡拉 OK 用的话筒 内有传感器 其中有一种是动圈式的 它的工作原理是在弹性膜片后面粘 用心 爱心 专心 接一个轻小的金属线圈 线圈处于永磁体的磁场中 当声波使膜片前后振动时 就将声音信号转变为电信号 下列说法正确的是 BD A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时 穿过金属线圈的磁通量总是增加的 D 膜片振动时 金属线圈中产生感应电动势 3 2009 北京西城区北京西城区 如图 空间存在水平向左的匀强电场和垂直如图 空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁 场 电场和磁场相互垂直 在电磁场区域中 有一个竖直放置的光滑绝缘圆环 环 上套有一个带正电的小球 O 点为圆环的圆心 a b c 为圆环上的三个点 a 点为 最高点 c 点为最低点 Ob 沿水平方向 已知小球所受电场力与重力大小相等 现 将小球从环的顶端 a 点由静止释放 下列判断正确的是 D A 当小球运动的弧长为圆周长的 1 4 时 洛仑兹力最大 B 当小球运动的弧长为圆周长的 1 2 时 洛仑兹力最大 C 小球从 a 点到 b 点 重力势能减小 电势能增大 D 小球从 b 点运动到 c 点 电势能增大 动能先增大后减小 4 2009 南京市南京市 一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动 要想确定带电粒子的电荷量与质量之比 则只需要知道 B A 运动速度 v 和磁感应强度 B B 磁感应强度 B 和运动周期 T C 轨道半径 R 和运动速度 v D 轨道半径 R 和磁感应强度 B 5 2009 上海南汇区上海南汇区 矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中 磁感线的方向 与导线框所在平面垂直 规定磁场的正方向垂直纸面向里 磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示 若规定顺时针方向为感应电流 i 的正方向 下 列各图中正确的是 D a B b c E O ABCD 用心 爱心 专心 6 2009 山东威海一中山东威海一中 3 如图所示 实线表示在竖直平面内的电场线 电场线与水平方向成 角 水平方向 的匀强磁场与电场正交 有一带电液滴沿斜向上的虚线 L 做直线运动 L 与水平方向成 角 且 则下 列说法中错误的是 D A 液滴一定做匀速直线运动 B 液滴一定带正电 C 电场线方向一定斜向上 D 液滴有可能做匀变速直线运动 7 2009 北京海淀区北京海淀区 如图甲所示 在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场 电场的方向水平向右 图甲 中由 B 到 C 场强大小随时间变化情况如图乙所示 磁感应强度方向垂直于纸面 大小随时间变化情况如图丙 所示 在 t 1s 时 从 A 点沿 AB 方向 垂直于 BC 以初速度 v0射出第一个粒子 并在此之后 每隔 2s 有一个 相同的粒子沿 AB 方向均以初速度 v0射出 并恰好均能击中 C 点 若 AB BC l 且粒子由 A 运动到 C 的运动时 间小于 1s 不计空气阻力 对于各粒子由 A 运动到 C 的过程中 以下说法正确的是 BCD A 电场强度 E0和磁感应强度 B0的大小之比为 3 v0 1 B 第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为 1 2 C 第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为 2 D 第一个粒子和第二个粒子通过 C 的动能之比为 1 5 8 2009 年湖南郴州市高三调研试题年湖南郴州市高三调研试题 如图所示 带电金属小球用绝缘丝线系住 丝线上端固定 形成一个单 摆 如果在摆球经过的区域加上如图所示的磁场 不计摩擦及空气阻力 下列说法中正确的是 AD A 单摆周期不变 B 单摆周期变大 C 单摆的振幅逐渐减小 D 摆球在最大位移处所受丝线的拉力大小不变 L t s 丙 B0 B 02468t s 乙 E0 E 02468 甲 C A B v0 用心 爱心 专心 9 2009 年安徽合肥年安徽合肥 35 中高三物理第一次质量抽测试卷中高三物理第一次质量抽测试卷 某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面 磁感强度B随时间 t变化的规律如图线所示 若在某 1s 内穿过线圈中磁通量的变化量为零 则该 1s 开始的时刻是 C A 第 1 51s B 第 1 69 s C 第s 7 11 D 第s 3 5 10 2009 山东泰安一模山东泰安一模 如图甲所示为一个质量为m 电荷量为q 的圆环 可在水平放置的足够长的粗糙细杆 上滑动 细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中 不计空气阻力 现给圆环向右初速度 o 在以后的运动过 程中 圆环运动的速度图象可能是图乙中的 AC 二 填空题二 填空题 11 2009 北京海淀区北京海淀区 如图所示 水平放置的两块带电金属板 a b 平行正 对 极板长度为 l 板间距也为 l 板间存在着方向竖直向下的匀强电场和 垂直于纸面向里磁感强度为 B 的匀强磁场 假设电场 磁场只存在于两板 间的空间区域 一质量为 m 的带电荷量为 q 的粒子 不计重力及空气阻力 以水平速度 v0从两极板的左端中间射入场区 恰好做匀速直线运动 求 1 金属板 a b 间电压 U 的大小 2 若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的 2 倍 粒子将击中上极板 求粒子运动到达上极板时的动能大小 3 若撤去电场 粒子能飞出场区 求 m v0 q B l 满足的关系 4 若满足 3 中条件 粒子在场区运动的最长时间 答案 答案 1 U l v0B 2 EK 2 1 m v02 2 1 qB l v0 3 m qBl v 4 0 或 m qBl v 4 5 0 4 qB m 12 2009 年邹城二中 年邹城二中 如图所示 在 xOy 平面内的第 象限中有沿 y 方向的匀 强电场 场强大小为 E 在第 I 和第 II 象限有匀强磁场 方向垂直于坐标平面向 里 有一个质量为 m 电荷量为 e 的电子 从 y 轴的 P 点以初速度 v0垂直于电场方 向进入电场 不计电子所受重力 经电场偏转后 沿着与 x 轴负方向成 450角进入 磁场 并能返回到原出发点 P 1 简要说明电子的运动情况 并画出电子运动轨迹的示意图 v0 E B b a q l l 用心 爱心 专心 2 求 P 点距坐标原点的距离 3 电子从 P 点出发经多长时间再次返回 P 点 答案 答案 1 如右图 2 eE mv s 2 2 0 3 eE mv t 8 3 34 0 13 北京海淀区北京海淀区 2009 届高三期末试题届高三期末试题 早期的电视机是用显像管来显示图像的 在显像管中需要用变化的磁场来 控制电子束的偏转 图 31 甲为显像管工作原理示意图 阴极 K 发射的电子束 初速不计 经电压为 U 的加速 电场后 进入一圆形匀强磁场区 磁场方向垂直于圆面 磁场区的中心为 O 半径为 r 荧光屏 MN 到磁场区中 心 O 的距离为 L 当不加磁场时 电子束将通过 O 点垂直打到屏幕的中心 P 点 当磁场的磁感应强度随时间按 图 31 乙所示的规律变化时 在荧光屏上得到一条长为 23L 的亮线 由于电子通过磁场区的时间很短 可以 认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变 已知电子的电荷量为 e 质量为 m 不计电子之 间的相互作用及所受的重力 求 1 从进入磁场区开始计时 电子打到 P 经历的时间 2 从进入磁场区开始计时 电子打到亮线端点经历的时间 答案 答案 1 eU m rL v rL t 2 2 t eU m rL 2 2 meU mr 6 三 计算题三 计算题 14 14 20092009 北京宣武区 北京宣武区 如图所示 在x轴的上方 y 0 的空间内 存在着垂 直于纸面向里 磁感应强度为B的匀强磁场 一个不计重力的带正电粒子从坐 标原点O处以速度 v 进入磁场 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x 乙 O t B B0 B0 图 31 甲 K P L U B r O M N T2T3T4T 用心 爱心 专心 轴正方向成 45 角 若粒子的质量为 m 电量为 q 求 1 该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径 2 粒子在磁场中运动的时间 解析解析 1 qvB mv2 R R mv qB 2 T 2 m qB 粒子轨迹如图示 t 4 3 T qB m 2 3 15 200915 2009 年湖南郴州市高三调研试题年湖南郴州市高三调研试题 如图所示 一矩形线圈在匀强磁场中绕 OO 轴匀速转动 磁场方向与转轴垂直 已知线圈匝数 n 400 电阻 r 0 1 长 L1 0 05m 宽 L2 0 04m 角速度 l00 rad s 磁场的磁感应强度 B 0 25T 线圈两端外接电阻 R 9 9 的用电器和一个交流电流表 内阻不计 求 1 线圈中产生的最大感应电动势 2 电流表 A 的读数 3 用电器上消耗的电功率 解析解析 1 Em nBS 代人数据得 Em 400 0 25 0 05 0 04 l00 V 20 V 2 Im rR Em 代人数据得 Im 1 09 9 20 A 2A 是正弦交变电流 所以电流表读数即有效值 I 2 2 m I A 1 41A 3 p I2R 2 2 9 9W 19 8W 16 200916 2009 年安徽合肥年安徽合肥 3535 中高三物理第一次质量抽测试卷中高三物理第一次质量抽测试卷 如图所示 一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的 磁感应强度为 B的匀强磁场 在ad边中点O 方向垂直磁场向里射入一速度方向跟 ad边夹角 30 大小为v0的带正电粒子 已知粒子质量为m 电量为q ad边长为L ab边足够长 粒子重力不计 A o o R L2 L1 ab cd O v0 用心 爱心 专心 求 1 粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围 2 如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制 求粒子在磁场中运动的最长时间 答案 答案 1 m qBL 3 v0 m qBL 2 qB m 5 解析解析 1 若粒子速度为v0 则qv0B R v m 2 0 所以有R qB mv0 设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切 相应速度为v01 则R1 R1sin 2 L 将R1 qB mv01 代入上式可得 v01 m qBL 3 类似地 设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切 相应速度为v02 则R2 R2sin 2 L 将R2 qB mv02 代入上式可得 v02 m qBL 所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足 m qBL 3 v0 m qBL 2 由t T 2 及T qB m 2 可知 粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角 越长 在磁场中运动的时间也越 长 由图可知 在磁场中运动的半径r R1时 运动时间最长 弧所对圆心角为 2 2 所以最长时间为t qB m 22 qB m 5 17 200917 2009 年江苏睢宁高中年江苏睢宁高中 16 16 如图所示 在 xoy 平面内 MN 和 x 轴之间有平行于 y 轴 的匀强电场和垂直于 xoy 平面的匀强磁场 y 轴上离坐标原点 4 L 的 A 点处有一电子枪 可以沿 x 方向射出速度为 v0的电子 质量为 m 电