2013年高考物理 模拟新题精选分类解析（第2期）专题09 磁场

1 2013 年高考物理年高考物理 模拟新题精选分类解析 第模拟新题精选分类解析 第 2 期 专题期 专题 09 磁场磁场 1 2013 年江西百校联考 图甲是回旋加速器的示意图 其核心部分是两个 D 形金属盒 在加速带电粒子时 两金属 盒置于匀强磁场中 并分别与高频电源相连 带电粒子在磁场 中运动的动能 Ek 随时间 t 的 变化规律如图乙所示 若忽略带电粒子在电场中的加速时间 则下列说法中正确的是 A 在 Ek t 图中应有 t4 t3 t3 t2 t2 t1 B 高频电源的变化周期应该等 于 tn tn 1 C 要使粒子获得的最大动能增大 可以增大 D 形盒的半径 D 在磁感应强度 B D 形盒半径尺 粒子的质量 m 及其电荷量 q 不变的情况下 粒子的 加 速次数越多 粒子的最大动能一定越大 2 2013 武汉联考 如图所示 带异种电荷的粒子 a b 以相同的动能同时从 O 点射入宽 度为 d 的有界匀强磁场 两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30 和 60 且同时到 达 P 点 a b 两粒子的质量之比为 A 1 2 B 2 1 C 3 4 D 4 3 答案 C 2 3 18 分 2013 河南三市联考 如图所示 在 xoy 平面内 过原点 O 的虚 线 MN 与 y 轴 成 45 角 在 MN 左侧空间有沿 y 轴负方向的 匀强电场 在 MN 右侧空间存在着磁感应强度为 B 方向垂直纸面向里的匀强磁场 质量为 m 带电量为 q 的正 负两 个带电粒子 从坐标原点 O 沿 y 轴负方向以速度 v0 射入磁场区 在磁场中运动一段时间后 进入电场区 已知电场强度为 E 2Bv0 不计重力 求 1 两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离 2 带负电的粒子从原点 O 进人磁场区域到再次抵达 x 轴的时间 及位置坐标 3 4 18 分 2013 四川自贡一诊 如右图所示 在矩形 ABCD 区域内 对角钱 BD 以上的区 域存在有平行于 AD 向下的匀强电场 对角线 BD 以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场 图中未标出 矩形 AD 边长 L AB 边长为 2L 一个质量为 m 电荷量为 q 的带电粒子 重力不计 以初速度 vo 从 A 点沿 AB 方向进入电场 在对角线 BD 的中点 P 处进入 磁场 并从 DC 边上以垂直 于 DC 边的速度离开磁场 图中未画出 求 1 电场强度 E 的大小和带电粒子经过 P 点时速度 v 的大小和方向 2 磁场的磁感应强度 B 的大小和方向 解题思路 由类平抛运动规律和速度分解合成知识列方程得到电场强度 E 的大小和 带电粒 子经过 P 点时速度 v 的大小和方向 由洛伦兹力提供向心力和相关知识解得磁场的磁感应 强度 B 的大小和方向 考查要点 类平抛运动规律 速度分解和合成 洛伦兹力 牛顿第二定律 解析 18 分 1 带电粒子在电场中做类平抛运动 设粒子在电场中运动的时间为 t 则 AB 方向 0 Lv t 2 分 4 AD 方向 2 11 22 qE Lt m 2 分 解得 qL mv E 2 0 2 分 设粒子在 P 点沿 AD 方向的分速度为 vy 则有 2 2 2 y qE L v m 1 分 解之得 0 vvy 1 分 粒子在 P 点的速度为 v 22 0y vv 2v0 2 分 设速度与 AB 方向的夹角为 则 y 0 tan1 v v 所以 0 45 1 分 5 12 分 2013 安徽皖南八校联考 如图所示 在平面直角坐标系 xoy 中 以 0 R 为圆 心 半径为 R 的圈形区城内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场 磁感应强度 B 方向垂直于 xOy 平面向里 一带正电粒子从 O 点沿 y 轴正方向以 v0 入射进场区 恰好做匀速直线运 动 不计重力作用 1 求电场强度 E 的大小和方向 2 若仅仅撤去磁场 带电粒子仍从 O 点以相同的速度 v0 射入 经电 场区的最右侧的 P 点射出 求粒子比荷 q m 5 3 若仅仅撤去电场 带电粒子仍从 O 点沿 y 轴正方向入射 但速度大小为 2v0 求粒子在 磁场中的运动时间 解析 1 由 q v0B qE 解得 E v0B 方向沿 x 轴正方向 2 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 R v0t R 1 2at2 qE ma 联立解得 q m 2 v0 BR 3 由 q 2v0B m 2 0 2v r 解得 r 0 2mv qB R 带电粒子在磁场中运动四分之一周期 运动时间 t 0 2 2 R v 0 4 R v 6 16 分 2013 江苏常州模拟 如图 空间内存在水平向右的匀强电场 在虚线 MN 的 右侧有垂直纸面向里 磁感应强度为 B 的匀强磁场 一质量为 m 带电荷量为 q 的小颗粒 自 A 点由静止开始运动 刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面 C 点 与水平面碰撞的瞬间 小颗粒的竖直分速度立即减为零 而水平分速度不变 小颗粒运动至 D 处刚好离开水平面 然后沿图示曲线 DP 轨迹运动 AC 与水平面夹角 30 重力加速度为 g 求 匀强电场的场强 AD 之间的水平距离 d 已知小颗粒在轨迹 DP 上某处的最 大速度为 vm 该处轨迹的曲率半径 是距水平面高度的 k 倍 则该处的高 度为多大 A B D C P M N 6 7 2013 武汉联考 如图所示 两块水平放置 相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源 上 两板之间的右侧长度为 3d 的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为 B 喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动 并且从喷口连续不断喷出质量均为 m 速度水平且大 小相等 带等量电荷的墨滴 调节电源电压至 U 使 墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直 线运动 重力加速度为 g 1 判断墨滴所带电荷的种类 并求其电荷量 2 要使墨滴不从两板间射出 求墨滴的入射速率 应满足的条件 A B D C P M N v qE mg qE mg f 7 2 墨滴进入电场 磁场共存区域后 重力与电场力平衡 洛伦兹力提供匀速圆周运动 的向心力 2 v qvBm R 1 分 从上极板边缘射进的墨滴最容易从两板间射出 只要这个墨滴没有射出 其他墨滴就都不 会射出 若墨滴刚好由极板左侧射出 则 1 1 2 Rd 1 分 联立 解得 2 1 2 Bgd v U 1 分 同理 墨滴刚好从极板右侧射出 有 222 22 3 RdRd 解得 2 5Rd 1 分 联立 解得 2 2 5Bgd v U 1 分 要使墨滴不会从两极间射出 速率应该满足 22 5 2 BgdBgd v UU 1 分 8 16 分 2013 江苏淮安调研 如图 板长为 L 间距为 d 的平行金属板水平放置 两 板间所加电压大小为 U 足够大光屏 PQ 与板的右端相距为 a 且与板垂直 一带正电的粒 子以初速度v0 沿两板间的中心线射入 射出电场时粒子速度的偏转角为 37 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 不计粒子的重力 求粒子的比荷 q m 若在两板右侧 MN 光屏 PQ 间加如图所示的匀强磁场 要使粒子不打在光屏上 求磁场 8 L Q N P M 37 y z x v0 OO a 的磁感应强度大小 B 的取值范围 若在两板右侧 MN 光屏 PQ 间仅加电 场强度大小为 E0 方向垂直纸面向外的 匀强电场 设初速度方向所在的直线与 光屏交点为 O 点 取 O 点为坐标原点 水平向右为 x 正方向 垂直纸面向外为 z 轴的正方向 建立如图所示的坐标系 求粒子打在光屏上的坐标 x y z 9 9 2013 浙江测试 如图所示 有 3 块水平放置的长薄金属板 a b 和 c a b 之间相距为 L 紧贴 b 板下表面竖直放置半径为 R 的半圆形塑 料细管 两管口正好位于小孔 M N 处 板 a 与 b b 与 c 之间接有电压可调的直流电源 板 b 与 c 间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场 当体积为 V0 密度为 电荷量为 q 的带负电油滴 等间隔 地以速率 v0 从 a 板上的小孔竖直向下射入 调节 板间电压 Uba 和 Ubc 当 Uba U1 Ubc U2 时 油 滴穿过 b 板 M 孔进入细管 恰能与细管无接触地 从 N 孔射出 忽略小孔和细管对电场的影响 不计 空气阻力 求 1 油滴进入 M 孔时的速度 v1 2 b c 两板间的电场强度 E 和磁感应强度 B 的值 3 当油滴从细管的 N 孔射出瞬间 将 Uba 和 B 立即调整到 ba U 和 B 使油滴恰好不碰 R c M v0 a b L N 第 24 题图 10 到 a 板 且沿原路与细管无接触地返回并穿过 M 孔 请给出 ba U 和 B