2013高考模拟新题特快专递第四期专题九磁场

登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 1 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 本人声明 本资源属本人原创作品 授予 21 世纪教育网独家发行 2013 高考模拟新题特快专递第四期 9 专题九 磁场 1 2013 北京朝阳区期末 如图所示 一个静止的质量为 m 电荷量为 q 的粒子 重力忽略不计 经加速电压 U 加速后 垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中 粒子打到 P 点 OP x 能正确反映 x 与 U 之间关系的是 A x 与 U 成正比 B x 与 U 成反比 C x 与成正比U D x 与成反比U 答案 C 解析 由 x 2R 2mv qB qU mv2 可得 x 与成正比 选项 C 正确 1 2 U 2 2013 江苏苏南四校联考 如图所示 两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别 竖直放置在匀强电场 E 和匀强磁场 B 中 轨道两端在同一高度上 两个相 同的带正电小球 a b 同时从轨道左端最高点由静止释放 且在运动中始终 能通过各自轨道的最低点 M N 则 A 两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有 vN vM B 两小球都能到达轨道的最右端 C 小球 b 第一次到达 N 点的时刻与小球 a 第一 次到达 M 点的时刻相同 D a 小球受到的电场力一定不大于 a 的重力 b 小球受到的最大洛伦兹力 可能大于 b 的重力 答案 答案 D 解析 由于洛伦兹力不做功 电场力对带电小球一定做负功 所以解析 由于洛伦兹力不做功 电场力对带电小球一定做负功 所以两小球某 次到达轨道最低点时的速度不可能有 vN vM 选项 选项 A 错误 小球错误 小球 b 可以可以到达 B O P q 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 2 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 轨道的最右端 小球 a 不能到达轨道的最右端 选项 B 错误 由于两个小球 受力情况不同 运动情况不同 小球 b 第一次到达 N 点的时刻与小球 a 第 一次到达 M 点的时刻不相同 选项 C 错误 由于题述没有给出半圆形光滑 绝缘轨道半径和小球带电量 质量具体数据 所以 a 小球受到的电场力一定 不大于 a 的重力 b 小球受到的最大洛伦兹力可能大于 b 的重力 选项 D 正 确 3 2013 山东名校质检 图 6 所示为显像管的原理示意图 当没有磁场时电 子束将打在荧光屏正中的 0 点 安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场 使电 子束发生偏转 设垂直纸面向里的磁场方向为正方向 如果要使电子束打在荧 光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点 图 7 中哪种变化的磁场能够使电子发生 上述偏转 答案 A 解析 要使电子束打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点 根据左手定则 能够使电子发生上述偏转的变化的磁场是图 A 4 2013 北京丰台期末 两个质量相同 所带电荷量相等的带电粒子 a b 以 不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入圆形匀强磁场区域 其运动轨迹如 图 若不计粒子的重力 则下列说法正确的是 A a 粒子带正电 b 粒子带负电 B a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 C b 粒子动能较大 D b 粒子在磁场中运动时间较长 答案 C a o A b 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 3 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 解析 由左手定则可知 b 粒子带正电 a 粒子带负电 选项 A 错误 由于 a 粒 子速度较小 所以 a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较小 选项 B 错误 由于 b 粒 子轨迹半径较大 所受洛伦兹力较大 由 f mv2 R 可知 b 粒子动能较大 b 粒 子在磁场中运动时间较短 选项 C 正确 D 错误 5 2013 江苏盐城明达中学测试 物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起 的 这些可以移动的自由电荷又叫载流子 金属导体的载流子是自由电子 现 代广泛应用的半导体材料分为两大类 一类是 N 型半导体 它的载流子为电子 另一类是 P 型半导体 它的载流子为 空穴 相当于带正电的粒子 如果把某种材料制成的长 方体放在匀强磁场中 磁场方向如图所示 且与前后侧面 垂直 长方体中通有方向水平向右的电流 设长方体的上 下表面 M N 的电势分别为 M和 N 则下列判断中正确的是 A 如果是 P 型半导体 有 M N B 如果是 N 型半导体 有 M N C 如果是 P 型半导体 有 M N D 如果是金属导体 有 M N 答案 答案 C 解析 解析 如果是 P 型半导体 由左手定则可知 空穴 向下表面 N 偏转 有 M N 选项 B 错误 如果是金属导体 导电定向移动的是自由电子 由左手定则可知 电子向下表面 N 偏转 有 M N 选项 D 错误 6 2013 江苏阜宁中学月考 利用霍尔效应制作的霍尔元件 广泛应用于 测量和自动控制等领域 如图是霍尔元件的工作原理示意图 磁感应强度 B 垂直 于霍尔元件的工作面向下 通入图示方向的电流 I C D 两侧面会形成电势 差 UCD 下列说法中正确的是 A 电势差 UCD仅与材料有关 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 4 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 B 若霍尔元件的载流子是自由电子 则电势差 UCD 0 C 仅增大磁感应强度时 电势差 UCD变大 D 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时 元件的工作面应保持水平 答案 BC 解析 电势差 UCD与磁感应强度 B 材料有关 选项 A 错误 若霍尔元件的 载流子是自由电子 由左手定则可知 电子向 C 侧面偏转 则电势差UCD 0 选项 B 正确 仅增大磁感应强度时 电势差 UCD变大 选项 C 正确 在测定地球 赤道上方的地磁场强弱时 元件的工作面应保持竖直且东西放置 选项 D 错误 7 7 分 2013 北京朝阳区期末 某同学自制一电流表 其原理如图所示 质量为 m 的均匀细金属杆 MN 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连 弹簧的劲度系数为 k 在 矩形区域 abcd 内有匀强磁场 磁感应强度大小为 B 方向垂直纸面向外 MN 的 右端连接一绝缘轻指针 可指示出标尺上的刻度 MN 的长度大于 ab 当 MN 中没 有电流通过且处于静止时 MN 与矩形区域的 ab 边重合 且指针指在标尺的零刻 度 当 MN 中有电流时 指针示数可表示电流强度 MN 始终在纸面内且保持水平 重力加速度为 g 1 当电流表的示数为零时 求弹簧的伸长量 2 为使电流表正常工作 判断金属杆 MN 中电流的方向 3 若磁场边界 ab 的长度为 L1 bc 的长度为 L2 此电流表的量程是多少 解答 设当电流表示数为零时 弹簧的伸长量为 则有x 2 分 mg mg k xx k B 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 5 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 根据左手定则 金属杆中的电流方向为 MN 2 分 3 设电流表满偏时通过 MN 的电流为 Im 则有 3 分 2 12 1 mm kL BI Lmg k LxI BL 8 10 分 2013 山东名校质检 如图所示 一质量 为 m 的导体棒 MN 两端分别放在两个固定的光滑圆形 导轨上 两导轨平行且间距为 L 导轨处在竖直方向的 匀强磁场中 当导体棒中通一自右向左的电流 I 时 导 体棒静止在与竖直方向成 37 角的导轨上 取 sin 37 0 6 cos37 0 8 求 1 磁场的磁感应强度 B 2 每个圆导轨对导体棒的支持力大小 FN 解析 1 从右向左看 受力分析如图所示 由平衡条件得 tan37 F安 mg F安 BIL 解得 B 3 4 mg IL 2 设两导轨对导体棒支持力为 2FN 则有 2FNcos37 mg 解得 FN mg 5 8 即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为mg 5 8 9 10 分 2013 北京朝阳区期末 如图所示 一个质量 m 2 0 10 11kg 电荷量 q 1 0 10 5C 的带电粒子 重力忽略不计 从静止开始经 U1 100V 电场加速后 沿两平行金属板间中线水平进入电压 U2 100V 的偏转电场 带电粒子从偏转电场 射出后 进入垂直纸面向里的匀强磁场 磁场的左右边界均与偏转电场的金属板垂 直 已知偏转电场金属板长 L 20cm 两板间距 匀强磁场的宽度 10 3cmd 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 6 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 D 10cm 求 1 带电粒子进入偏转电场时的速度 v0 2 带电粒子射出偏转电场时速度 v 的大小和方向 3 为了使带电粒子不从磁场右边界射出 匀强磁场磁感应强度的最小值 B 解答 1 带电粒子在加速电场中 由动能定理 2 10 1 2 qUmv 解得 2 分 4 0 1 0 10 m s v 2 带电粒子在偏转电场中做水平方向的匀速直线运动 和竖直方向的匀加速直 线运动 2 0 y qUL avat a mdv 飞出电场时 速度偏转角的正切值为 2 01 3 tan 30 23 y v U L vU d 带电粒子射出偏转电场时速度的大小 4 分 440 2 3 101 15 10 m s cos3 v v 3 带电粒子不从磁场右边界射出 则其最大半径的运动轨迹如图所示 设带电 粒子在磁场中运动的最大半径为 r 由几何关系有 sinD r r 洛伦兹力提供向心力 2 mv qvB r 联立可得 代入数据 0 1 sin cos mv B qD 4 分 3 T0 346T 5 B B q 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 7 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 10 1 3 分 2013 北京东城区期末 如图所示 在半径为 a 大小未知 的圆 柱空间中 图中圆为其横截面 固定放置一绝缘材料制成的边长为 L 的弹 性等边三角形框架 DEF 其中心 O 位于圆柱的轴线上 在三角形框架 DEF 与圆柱之间的空间中 充满磁感应强度大小为 B 的均匀磁场 其方向平行 于圆柱轴线垂直纸面向里 在 EF 边上的中点 S 处有一发射带电粒子的粒 子加速器 粒子发射的方向均在截面内且垂直于 EF 边并指向磁场区域 发射粒子的电量均为 q q o 质量均为 m 速度大小均为 若粒 6 qBL v m 子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞 且粒子在碰撞过程中所带的电 量不变 不计带电粒子的重力 不计带电粒子之间的相互作用 求 1 为使初速度为零的粒子速度增加到 在粒子加速器中 需要 6 qBL v m 的加速电压为多大 2 带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径 3 若满足 从 S 点发射出的粒子都能再次返回 S 点 则匀强磁场区域的 横截面圆周半径 a 至少为多大 4 若匀强磁场区域的横截面圆周半 径 a 满足第 3 问的条件 则从S 点 发射出的某带电粒子从 S 点发射到第 一次返回 S 点的时间是多少 解析 1 在粒子加速器中 带电粒子在 电场中被加速 根据动能定理 qU mv2 1 2 解得 U 22 72 qB L m 2 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 qvB m 2 v r 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 8 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 解得 r mv qB L 6 3 设想某个带电粒子从 S 发射后又能回到 S 则带电粒子运动轨迹如图 所示 当带电粒子的运动轨迹同磁场区域内 切时 磁场区域半径有最小值 amin 由几何关系 amin OG OF FG r L 3 3 1 6 3 3 L 4 带电粒子在磁场中做匀速圆周运 动 由 T 2 r v 2 m qB 由轨迹图可知 带电粒子从 S 点发射到第一次返回 S 点的时间是 t T 11 2 11 m qB 11 12 分 2013 唐山一中检测 在如图甲所示的装置中 阴极 K 能够连续不 断地发射初速不计的电子 这些电子经 P K 间的电场加速后 都能通过 P 板上的小孔沿垂直于 P 板的方向进入 P 板右侧的区域 打到 P 板右侧 L 远处且与 P 平行的荧光屏 Q 上的 O 点 由于 P K 相距很近 所有电子通 过电场所用时间忽略不计 现在 P 与 Q 间加垂直纸面向里的匀强磁场 且 从某一时刻 t 0 开始 在 P K 间加一周期性变化的电压 电压随时间的变 化关系如图乙所示 则从该时刻起 所有从小孔射出的电子恰好能全部打 到荧光屏上 已知电子质量为 m 带电量为 e 粒子在磁场中做圆周运动 的周期小于 4T0 求 1 电子打到荧光屏上的范围 2 从 t 0 时刻开始在电压变化的一个周期内 打到屏上距 O 点最近的电 子与最远的电子的时间差 甲乙 n 4U0 U0 T0 登陆登陆2121世纪教育世纪教育 助您教考全无忧助您教考全无忧 21 世纪教育网 精品资料 第 9 页 共 9 页 版权所有 21 世纪教育网 11 解 1 经 U0加速的电子 在磁场中偏转半径最小 根据题意 刚好能与 Q 屏 相切 A 点 设匀强磁场磁感应强度为 B 即 1 分 0 2 1 2 1 eUmv 1 分 L Be mv 1 经最大电压加速的