2014-2015学年高二上单元测试物理试卷磁场

高二（上）单元测试物理试卷磁场一、单项选择题（每小题3分，计27分每个小题只有一个正确选项）1（3分）（2011秋温州期末）关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（）A磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极C磁感线的方向就是磁场的方向D两条磁感线的空隙处不存在磁场2（3分）（2013东昌府区模拟）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B由B知，B与F成正比，与IL成反比C由B知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向3（3分）（2013秋正定县校级期末）在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线A和B，A、B导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系A、B各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点下列四幅图中正确的是（）ABCD4（3分）（2015秋金台区期中）如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（）5（3分）（2014秋赫山区校级月考）用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2F1，根据这两个数据，不能确定（）A小磁针N极向里转B小磁针N极向外转C小磁针在纸面内向左摆动D小磁针在纸面内向右摆动A磁场的方向B磁感强度的大小C安培力的大小D铜棒的重力6（3分）（2014秋延吉市校级期末）如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出），一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力，铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（）A2BC1D7（3分）（2014武汉模拟）如图所示，质量为M、电荷量为E的质子以某一初速度（动能为EK）从坐标原点O沿X轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于Y轴向上的匀强电场时，质子通过P（D，D）点时的动能为5EK；若场区仅存在垂直于XOY平面的匀强磁场时，质子也能通过P点不计质子的重力设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是（）8（3分）（2012宿州一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为R，滑动变阻器电阻为R，开关闭合两平行金属极板A、B间有垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子正好以速度V匀速穿过两板不计带电粒子的重力，以下说法正确的是（）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，粒子将继续沿直线穿出D如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出9（3分）（2014秋淄川区校级期末）如图所示，正方形区域ABCD中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个氢核从AD边的中点M沿着既垂直于AD边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从AB边中点N射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）AEBECBDBA在B、N之间某点B在N、A之间某点C在A、M之间某点DA点二、多项选择题（每小题4分，计20分每小题有多个选项正确，选对但不全得2分，错选或不选得0分）10（4分）（2015江西三模）如图，在X0、Y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里，大小为B现有一质量为M、电量为Q的带电粒子，在X轴上到原点的距离为X0的P点，以平行于Y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于Y轴的方向射出此磁场不计重力的影响由这些条件可知（）11（4分）（2011丹东二模）如图所示，质量为M、带电荷量为Q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B现给环一向右的初速度V0（V0），则（）A环将向右减速，最后匀速B环将向右减速，最后停止运动C从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是MV02D从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是MV02M（）212（4分）（2012临汾校级三模）如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入则下列判断正确的是（）A两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B两电子在两磁场中运动的时间一定不相同C进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场A能确定粒子通过Y轴时的位置B能确定粒子速度的大小C能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对13（4分）（2009广东）如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是（）A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小14（4分）（2010新安县模拟）为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为A、B、C，左右两端开口，在垂直于上下地面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（）A若污水中正离于较多，则前表面比后表面电势高B前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与A、B无关三、计算题共53分请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的题，必须明确写出单位，只写出最后答案的不能得分15（2014秋新郑市期末）如图所示，质量为M1KG，电荷量为Q5102C的带正电的小滑块，从半径为R04M的光滑绝缘圆孤轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100V/M，水平向右；B1T，方向垂直纸面向里求（1）滑块到达C点时的速度；（2）在C点时滑块对轨道的压力（G10M/S2）16（2015红桥区二模）如图所示，在XOY直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿Y轴负方向的匀强电场初速度为零、带电荷量为Q、质量为M的粒子经过电压为U的电场加速后，从X轴上的A点垂直X轴进入磁场区域，经磁场偏转后过Y轴上的P点且垂直Y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中X轴上的C点已知OAOCD求电场强度E和磁感应强度B的大小（粒子的重力不计）17（2012秋凉州区校级期末）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，垂直磁场方向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，求粒子能从AB边上射出磁场的V0大小范围18（2014秋淮南校级期末）如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面（XY平面）向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿X轴负向在Y轴正半轴上某点以与X轴正向平行、大小为V0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在（D，0）点沿垂直于X轴的方向进人电场不计重力若该粒子离开电场时速度方向与Y轴负方向的夹角为，求（1）电场强度大小与磁感应强度大小的比值；（2）该粒子在电场中运动的时间19（2014广东）如图所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6L两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域和，以水平面MN为理想分界面，区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为L质量为M、电量为Q的粒子经宽度为D的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入区，并直接偏转到MN上的P点，再进入区，P点与A1板的距离是L的K倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑（1）若K1，求匀强电场的电场强度E；（2）若2K3，且粒子沿水平方向从S2射出，求出粒子在磁场中的速度大小V与K的关系式和区的磁感应强度B与K的关系式20142015学年浙江省绍兴市绍兴县鲁迅中学高二（上）单元测试物理试卷磁场参考答案与试题解析一、单项选择题（每小题3分，计27分每个小题只有一个正确选项）1（3分）（2011秋温州期末）关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（）A磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极C磁感线的方向就是磁场的方向D两条磁感线的空隙处不存在磁场【考点】磁感线及用磁感线描述磁场菁优网版权所有【分析】磁感线是描述磁场分布而假想的；磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极；【解答】解A、磁感线分布特点在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极故A错误B、螺线管内部磁感线由S极指向N极，而小磁针的N极静止时指向表示磁场方向，故其N极指向螺线管的北极，故B正确；C、磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场的方向，磁感线可能是曲线，故C错误；D、磁场中任意一点的磁感应强度都不为零，可以用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，但是不可能将每一点都画出磁感线，否则与不画没区别，故D错误；故选B【点评】本题考查了磁感线的引入的原因和特点、磁场的性质由于磁场是看不见，摸不着的，为了描述磁场的性质而引入了磁感线的概念，它是假想出来的有方向的曲线，但可以描述磁场的性质2（3分）（2013东昌府区模拟）关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B由B知，B与F成正比，与IL成反比C由B知，一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向【考点】磁感应强度菁优网版权所有【分析】磁感应强度的定义式B是采用比值法定义的，B与F、IL等无关，由磁场本身决定的，充分理解磁场强度的定义式即可正确解答本题【解答】解A、只有当通过导线垂直放入磁场中，磁感应强度才为，若导线与磁场不垂直，则磁感应强度大于故A错误B、B是采用比值法定义的，B与F、IL等无关，不能说B与F成正比，与IL成反比故B错误C、一小段通电导线在某处不受磁场力，该处不一定无磁场，也可能是因为导线与磁场平行故C错误、D、磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针北极所受磁场力的方向故D正确故选D【点评】对于概念的理解要深入充分，不能停留在表面，很多概念的定义式和决定式是不同的，如电场强度、磁感应强度、速度、加速度等3（3分）（2013秋正定县校级期末）在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线A和B，A、B导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系A、B各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点下列四幅图中正确的是（）ABCD【考点】安培力菁优网版权所有【分析】根据安培力公式FBIL写出表达式即可正确求解【解答】解在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为FBIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故ABD错误，C正确故选C【点评】本题比较简单，考查了安培力公式FBIL的理解和应用，考查角度新颖，扩展学生思维4（3分）（2015秋金台区期中）如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（）A小磁针N极向里转B小磁针N极向外转C小磁针在纸面内向左摆动D小磁针在纸面内向右摆动【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向菁优网版权所有【分析】根据右手螺旋定则判断出环形电流内部和外部的磁场，根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，判断出小磁针N极的偏转【解答】解根据右手螺旋定则知，环形电流内部的磁场方向向里，外部的磁场方向向外，则小磁针的N极向纸面里偏转故A正确，B、C、D错误故选A【点评】解决本题本题的关键知道小磁针静止时N极的指向表示磁场的方向，以及会运用右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向5（3分）（2014秋赫山区校级月考）用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2F1，根据这两个数据，不能确定（）A磁场的方向B磁感强度的大小C安培力的大小D铜棒的重力【考点】安培力菁优网版权所有【分析】由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时磁场力同样反向，又因为反向时，弹簧秤读数增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里因为电流反向，磁场力只改变方向，不改变大小，根据导体棒的平衡可以求出安培力的大小表达式【解答】解A、因为电流反向时，弹簧秤的读数F2F1，所以可以知道电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里，故A能确定；B、由于电流大小不知，所以无法确定磁感应强度的大小，故B不能确定；CD、令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得2F1GF当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有2F2GF由和可得棒的重力GF1F2与安培力F的大小FF2F1因此可确定安培力的大小与铜棒的重力，故CD能确定；本题选不能确定的，故选B【点评】对铜棒的受力变化情况可以得到安培力的方向，能正确使用左手定则反推磁场方向，并能根据平衡条件列出平衡方程解出重力和安培力的大小熟练掌握左手定则是解题的关键6（3分）（2014秋延吉市校级期末）如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出），一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力，铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（）A2BC1D【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出磁感应强度，然后再求出磁感应强度之比【解答】解设粒子在铝板上、下方的轨道半径分别为R1、R2，速度分别为V1、V2由题意可知，粒子轨道半径R12R2，由题意可知，穿过铝板时粒子动能损失一半，即MV22MV12，V1V2，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得QVBM，磁感应强度B，磁感应强度之比；故选D【点评】本题考查了求磁感应强度，根据题意求出粒子的轨道半径、与速度关系，然后应用牛顿第二定律即可正确解题7（3分）（2014武汉模拟）如图所示，质量为M、电荷量为E的质子以某一初速度（动能为EK）从坐标原点O沿X轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于Y轴向上的匀强电场时，质子通过P（D，D）点时的动能为5EK；若场区仅存在垂直于XOY平面的匀强磁场时，质子也能通过P点不计质子的重力设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是（）AEBECBDB【考点】带电粒子在混合场中的运动菁优网版权所有【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】质子在只有电场的区域运动（垂直电场方向射入），粒子做了平抛运动，应用动能定理可求出电场强度的值质子在只有磁场存在的区域运动，质子做匀速圆周运动，根据几何关系判断其半径，利用半径公式可求出磁场强度的值【解答】解质子在只有电场存在时，动能由EK变为5EK，由动能定理可知电场力做功为WEED5EKEK解得E由此可判断，选项AB错误质子在只有磁场存在时，质子做匀速圆周运动，由题意可知，运动半径为D，由半径公式有D设质子进入磁场时的速度为V，则速度为V以上两式联立得B，所以选项C错误，选项D正确故选D【点评】对于本题正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提，灵活选用力学规律是解决问题的关键1、明确研究对象，对研究对象进行受力分析2、依据力与运动的关系，明确运动性质及运动过程作出运动轨迹建立合理的运动模型3、根据不同的运动模型，选择合适的定律、定理（牛顿运动定律、动能定理等）列方程组求解8（3分）（2012宿州一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为R，滑动变阻器电阻为R，开关闭合两平行金属极板A、B间有垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子正好以速度V匀速穿过两板不计带电粒子的重力，以下说法正确的是（）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，粒子将继续沿直线穿出D如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；闭合电路的欧姆定律菁优网版权所有【专题】带电粒子在电场中的运动专题【分析】由题，电容器上板带正电，电场方向向下带电粒子的电性不知道，可能带正电，也可能带负电粒子在电场和磁场的复合场中运动，从分析电场力和洛伦兹力可判断粒子能否从下极板射出【解答】解A、B、开关闭合，将滑片P向下滑动一点，两板间电压变大，若粒子带正电，电场力方向向下，大小FQ增大，粒子将可能从下极板边缘射出故B正确C、开关闭合，A板下移，板间场强E，U不变，D变小，E变大，电场力FQE变大，与洛伦兹力不平衡，粒子将不再沿直线运动故C错误D、将开关断开，电容器放电，电场消失，粒子不再将直线运动故D错误故选B【点评】带电粒子在复合场中运动问题关键是分析粒子的受力情况和运动情况对于电容器动态分析问题关键要抓住不变量，如本题C项开关闭合，电容器电压不变9（3分）（2014秋淄川区校级期末）如图所示，正方形区域ABCD中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个氢核从AD边的中点M沿着既垂直于AD边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从AB边中点N射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）A在B、N之间某点B在N、A之间某点C在A、M之间某点DA点【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由几何关系可知粒子从N点射出时的半径，则可求得磁感应强度与速度的关系，则牛顿第二定律可确定B加倍后的半径，即可由几何关系求得射出磁场的位置【解答】解设正方向的边长为A，氢核从N点射出时其轨道半径R，氢核在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得QVBM，当磁感应强度变为原来的2倍时，由牛顿第二定律得QV2BM，解得氢核的轨道半径R，则氢核应从A点穿出；故选D【点评】带电粒子在磁场中的运动关键在于明确圆的性质，由几何关系确定圆心和半径，应用牛顿第二定律即可正确解题二、多项选择题（每小题4分，计20分每小题有多个选项正确，选对但不全得2分，错选或不选得0分）10（4分）（2015江西三模）如图，在X0、Y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里，大小为B现有一质量为M、电量为Q的带电粒子，在X轴上到原点的距离为X0的P点，以平行于Y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于Y轴的方向射出此磁场不计重力的影响由这些条件可知（）A能确定粒子通过Y轴时的位置B能确定粒子速度的大小C能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由垂直于Y轴离开磁场，可得粒子通过Y轴的位置，同时可知粒子的轨迹是圆周，确定了运动半径为X0，根据洛伦兹力提供向心力，可求得速度因粒子运动周期，运动时间为T【解答】解由题意可知，带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，可知离开磁场通过Y轴时的位置的位置为YX0；并得到运动的半径为RX0，由半径公式R可求出粒子的速度为V0；带电粒子是垂直于Y轴离开磁场的，顾可知带电粒子在磁场中运动了圆周，即时间是T，又因T，粒子的运动时间为T故ABC正确故选ABC【点评】首先根据题意判断带电粒子的偏转方向是解决此题的关键，根据偏转方向，画出运动轨迹的草图，可分三步走（1）、画轨迹即确定圆心，用几何方法球半径并画出轨迹（2）、找联系轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系、偏转角与圆心角、运动时间相联系（3）、用规律即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是半径公式和周期公式11（4分）（2011丹东二模）如图所示，质量为M、带电荷量为Q的P环套在固定不光滑的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B现给环一向右的初速度V0（V0），则（）A环将向右减速，最后匀速B环将向右减速，最后停止运动C从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是MV02D从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是MV02M（）2【考点】功能关系；安培力菁优网版权所有【分析】环受重力、支持力、洛伦兹力以及摩擦力作用做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力等于零，环做匀速直线运动根据能量守恒求出损失的机械能【解答】解A、当环受到重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，先向右做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，当洛伦兹力等于重力时，支持力为零，摩擦力为零，环将做匀速直线运动故A正确，B错误C、根据能量守恒知，损失的机械能等于环动能的减小量，匀速直线运动时有QVBMG，解得V损失的机械能EMV02M（）2故C错误，D正确故选AD【点评】解决本题的关键能够根据物体的受力，通过合力的变化以及与速度方向的关系判断出环的运动情况12（4分）（2012临汾校级三模）如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入则下列判断正确的是（）A两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B两电子在两磁场中运动的时间一定不相同C进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由半径公式为R，判断半径是否相同；运动时间的判断可以根据粒子转过的圆心角的大小；比较哪个磁场电子先出磁场，可以做出多个轨迹比较【解答】解A、电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力QVBM得，R，两电子速度V相同，B相同，所以半径一定相同，故A正确B、C、D电子在磁场中的可能运动情况如图所示，电子从O点水平进入由于它们进入圆形磁场和正方形磁场的轨道半径、速度是相同的，把圆形磁场和矩形磁场的边界放到同一位置如图所示，由图可以看出进入磁场区域的电子的轨迹1，先出圆形磁场，再出正方形磁场；进入磁场区域的电子的轨迹2，同时从圆形与正方形边界处磁场；进入磁场区域的电子的轨迹3，先出圆形磁场，再出正方形磁场；所以电子不会先出正方形的磁场，即进入圆形区域的电子一定不会后飞离磁场如图轨迹2所示，粒子转过的圆心角是相等的，则运动时间相等故D正确，BC错误故选AD【点评】本题的难点在于能否想到在同一个图象中做出多个轨迹进行比较哪个先出磁场13（4分）（2009广东）如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是（）A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理菁优网版权所有【专题】压轴题【分析】带电粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力平衡，做匀速直线运动，进入偏转电场后做匀速圆周运动，根据半径公式得出半径与粒子比荷的关系【解答】解A、粒子在速度选择器中做匀速直线运动，有QEQVB，解得V，进入偏转电后，有QVB0M，解得R知R越小，比荷越大同位素电量相等，质量不同，则偏转半径不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具故A、C正确，D错误B、粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则知该粒子带正电，在速度选择器中，所受的电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则，磁场的方向垂直纸面向外故B正确故选ABC【点评】解决本题的关键知道粒子在速度选择器和偏转电场中的运动规律，掌握带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式14（4分）（2010新安县模拟）为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为A、B、C，左右两端开口，在垂直于上下地面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（）A若污水中正离于较多，则前表面比后表面电势高B前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与A、B无关【考点】霍尔效应及其应用菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出正负离子的偏转方向，确定出前后表面电势的高低最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出两极板间的电压，以及求出流量的大小【解答】解A、根据左手定则，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，所以后表面的电势高于前表面的电势，与离子的多少无关故A错误，B正确C、最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有QVBQ，解得UVBB，电压表的示数与离子浓度无关故C错误D、V，则流量QVS，与U成正比，与A、B无关故D正确故选BD【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及抓住离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡进行求解三、计算题共53分请写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的题，必须明确写出单位，只写出最后答案的不能得分15（2014秋新郑市期末）如图所示，质量为M1KG，电荷量为Q5102C的带正电的小滑块，从半径为R04M的光滑绝缘圆孤轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100V/M，水平向右；B1T，方向垂直纸面向里求（1）滑块到达C点时的速度；（2）在C点时滑块对轨道的压力（G10M/S2）【考点】带电粒子在混合场中的运动；向心力菁优网版权所有【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】（1）对滑块滑动过程中，由动能定理，即可求解；（2）在C点受力分析，由牛顿第二定律，结合向心力表达式与牛顿第三定律，即可求解【解答】解（1）滑块滑动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得MGRQERMVC2得VC2M/S（2）在C点，受到四个力作用，如右图所示，由牛顿第二定律与圆周运动知识得FNMGQVCBM得FNMGQVCBM201N；由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为201N；答（1）滑块到达C点时的速度2M/S；（2）在C点时滑块对轨道的压力201N【点评】考查牛顿第二、三定律，动能定理的应用，掌握向心力的表达式，注意动能定理的过程选取与功的正负，同时注意圆周运动最低点合外力不为零16（2015红桥区二模）如图所示，在XOY直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿Y轴负方向的匀强电场初速度为零、带电荷量为Q、质量为M的粒子经过电压为U的电场加速后，从X轴上的A点垂直X轴进入磁场区域，经磁场偏转后过Y轴上的P点且垂直Y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中X轴上的C点已知OAOCD求电场强度E和磁感应强度B的大小（粒子的重力不计）【考点】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菁优网版权所有【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】离子在加速电场中，电场力做功，动能增大，根据动能定理求出离子获得的速度离子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，轨迹半径RD，根据牛顿第二定律求解B离子在电场中受电场力做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，由题水平位移和竖直位移均为D，根据由牛顿第二定律和运动学公式求解E【解答】解设带电粒子经电压为U的电场加速后速度为V，由动能定理得QUMV20带电粒子进入磁场后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得QBV依题意可知RD联立可解得B；带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间T从P点到达C点，则DVTDT2联立可解得E答电场强度E大小为，磁感应强度B的大小为【点评】本题为带电粒子在电场、磁场中的运动类题目，若粒子垂直磁场进入，则粒子做匀速圆周运动，若垂直电场线进入电场粒子做类平抛运动17（2012秋凉州区校级期末）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，垂直磁场方向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，求粒子能从AB边上射出磁场的V0大小范围【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力菁优网版权所有【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】粒子进入磁场时做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到轨迹半径与初速度的关系当轨迹恰好与AB相切时，轨迹半径最小，对应的速度最小；当轨迹与DC相切时，轨迹半径最大，对应的速率最大，结合几何关系可确定半径的范围，即可求解速度的范围【解答】解若粒子速度为V0，粒子进入磁场时做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则QV0BM，则得R，设圆心在O1处对应圆弧与CD边相切，相应速度为V01，则有R1R1SIN，30，则得R1L将R1代入上式可得V01设圆心在O2处对应圆弧与AB边相切，相应速度为V02，则由几何关系得R2R2SIN，30，则得R2将R2代入上式可得V02所以粒子能从AB边上射出磁场的V0应满足V0答粒子能从AB边上射出磁场的V0应满足V0【点评】解决本题的关键是掌握几何关系在题中的运用，理解在磁场中运