【真品】高中物理磁场大题

1、uomp) 9. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为u的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面.磁场区的中心为o，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过o点而打到屏幕的中心m点.为了让电子束射到屏幕边缘p，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度b应为多少？(电子荷质比为e/m,重力不计)解：电子加速时，有：eu=mv2 （2分）在磁场中，有：evb= （2分）由几何关系，有：tan （2分）由以上各式解得：b= （2分）frbnm10湖南省雅礼中学2010届高三上学期第五次月考如

2、图所示，足够长的水平导体框架的宽度l=0.5 m，电阻忽略不计，定值电阻r=2。磁感应强度b=0.8 t的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.2 kg、有效电阻r=2的导体棒mn垂直跨放在框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数=0.5，导体棒在水平恒力f=1.2n的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电量共为q=2 c，求：（1）导体棒做匀速运动时的速度；（2）导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒产生的电热。（g取10 m/s2）解：(1)当物体开始做匀速运动时，有： (1分) 又 ： (2分)解得 m/s (1分) (2) 设在此过程中mn运

3、动的位移为x，则 解得：m (1分) 设克服安培力做的功为w，则： 解得：w=1.5j (2分)所以电路产生的总电热为1.5j，导体棒产生的电热为0.75j (1分)11河南省开封高中2010届高三上学期1月月考如图所示，在足够在的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为e，磁感应强度为b。足够长的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面倾角为30。有一带电的物体p静止于斜面顶端有物体p对斜面无压力。若给物体p一瞬时冲量，使其获得水平的初速度向右抛出，同时另有一不带电的物体q从a处静止开始沿静止斜面滑下（p、q均可视为质点），p、q两物体运动轨迹在同一坚直平面内。一

4、段时间后，物体p恰好与斜面上的物体q相遇，且相遇时物体p的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60。已知重力加速度为g，求： （1）p、q相遇所需的时间； （2）物体p在斜面顶端客观存在到瞬时冲量后所获得的初速度的大小。解：（1）物体p静止时对斜面无压力p获得水平分速度后做匀速圆周运动 （2）在时间t内，q物体在斜面上做匀加速直线运动xyaomnv0由几何关系知r=5解得12山东省费县一中2010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

5、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：（1），方向竖直向上 （2） （3）【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 xyaomnv0o/p 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

6、竖直向上。（2）小球做匀速圆周运动，o为圆心，mn为弦长，如图所示。设半径为r，由几何关系知 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 由速度的合成与分解知 由式得 （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 由匀变速直线运动规律 由式得 13浙江省温州市十校联合体2010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

7、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：（1）离子在加速电场中加速，根据动能定理有 (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 (2分)解得 (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 (3分)由、式得 (2分) (1分)14. 江苏省淮阴中学2010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

8、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。nompqbb解：（1）由 （2分） （2分）得 （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： ； ； （1分）又 （1分）得 （n=2，3，4） （1分）当n为偶数时，由对称性可得 （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 （n=3，5，7） （1

9、分）nompqo1哦bo21哦bbo1nompqo219anompqo1哦bo21哦bo321哦bo4321哦bbb（3）由几何知识得 ； (1分)且不超出边界须有： （1分）得 （1分）o1哦bo21哦bbmpqno 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 （2分）bo1nmo21o31opqnompqo1哦bo21哦bo321哦bo4321哦bccb得： （1分）+u1ab15. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试如图所示的装置，在加速电场u1内放置一根塑料管ab（ab由特殊绝缘材料制成，不会影响电场的分布）

10、，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板，板长为l，两板间距离为d一个带负电荷的小球，恰好能沿光滑管壁运动小球由静止开始加速，离开b端后沿金属板中心线水平射入两板中，若给两水平金属板加一电压u2，当上板为正时，小球恰好能沿两板中心线射出；当下板为正时，小球射到下板上距板的左端处，求：（1）u1：u2；（2）若始终保持上板带正电，为使经u1加速的小球，沿中心线射入两金属板后能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压u的范围是多少？（请用u2表示）解：（1）设粒子被加速后的速度为v，当两板间加上电压u如上板为正时，mg，u （1分）如下板为正时，a2g （1分）2g（） （1分）qumv （1分）解

11、得 （1分）（2）当上板加最大电压um时，粒子斜向上偏转刚好穿出：t （1分） （1分） （1分）得um （1分）若上板加上最小正电压un时，粒子向下偏转恰穿出： （1分） 得un（1分）电压的范围为： （1分）16河南省武陟一中2010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03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（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

12、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运动时间最短？求此最短时间。图乙图甲答案：（1）（2）（3）【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 eq=ma l/2=at02/2 联立以上三式，解得两极板间偏转电压为。（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

13、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 带电粒子离开电场时的速度大小为 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 联立式解得 。（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 ，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，联立式解得，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，所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为，联立以上两式解得。17浙江省金华一中2010届高三12月联考如图甲所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。在xoy平

14、面内有与y轴平行的匀强电场，在半径为r的圆形区域内加有与xoy平面垂直的匀强磁场。在坐标原点o处放置一带电微粒发射装置，它可以连续不断地发射具有相同质量m、电荷量q（）和初速为的带电粒子。已知重力加速度大小为g。 （1）当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时，这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场，并继续沿x轴正方向运动。求电场强度和磁感应强度的大小和方向。 （2）调节坐标原点。处的带电微粒发射装置，使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第1象限，如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动，则在保证匀强电场、匀强磁场的

15、强度及方向不变的条件下，应如何改变匀强磁场的分布区域?并求出符合条件的磁场区域的最小面积。解：（1）由题目中“带电粒子从坐标原点o处沿y轴正方向进入磁场后，最终沿圆形磁场区域的水平直径离开磁场并继续沿x轴正方向运动”可知，带电微粒所受重力与电场力平衡。设电场强度大小为e，由平衡条件得：1分1分电场方向沿轴正方向带电微粒进入磁场后，做匀速圆周运动，且圆运动半径r=r。设匀强磁场的磁感应强度大小为b。由牛顿第二定律得：1分1分磁场方向垂直于纸面向外1分 （2）设由带电微粒发射装置射入第象限的带电微粒的初速度方向与轴承夹角，则满足0，由于带电微粒最终将沿轴正方向运动，故b应垂直于平面向外，带电微粒在

16、磁场内做半径为匀速圆周运动。由于带电微粒的入射方向不同，若磁场充满纸面，它们所对应的运动的轨迹如图所示。2分为使这些带电微粒经磁场偏转后沿轴正方向运动。由图可知，它们必须从经o点作圆运动的各圆的最高点飞离磁场。这样磁场边界上p点的坐标p（x，y）应满足方程：，所以磁场边界的方程为：2分由题中0的条件可知，以的角度射入磁场区域的微粒的运动轨迹即为所求磁场的另一侧的边界。2分因此，符合题目要求的最小磁场的范围应是圆与圆的交集部分（图中阴影部分）。1分由几何关系，可以求得符合条件的磁场的最小面积为：1分18. 湖南师大附中2010届高三第五次月考试卷如图所示，某放射源a中均匀地向外辐射出平行于y轴的

17、速度一定的粒子，粒子质量为m，电荷量为q为测定其从放射源飞出的速度大小，现让粒子先经过一个磁感应强度为b、区域为半圆形的匀强磁场，经该磁场偏转后，它恰好能够沿x轴进入右侧的平行板电容器，并打到置于板n的荧光屏上出现亮点当触头p从右端向左移动到滑动变阻器的中央位置时，通过显微镜头q看到屏上的亮点恰好能消失已知电源电动势为e，内阻为r0，滑动变阻器的总电阻r0=2 r0，求：(1) 粒子从放射源飞出速度的大小；(2)满足题意的粒子在磁场中运动的总时间t；(3)该半圆形磁场区域的半径r（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）nabcdse370b19湖南省雅礼中学2010届高三上学期第五次月考如图所

18、示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强度b=0.332t，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度e=3.32105n/c；方向与金箔成37角.紧挨边界ab放一点状粒子放射源s，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的粒子，已知：粒子的质量m=6.641027kg，电荷量q = 3.21019c，初速度v = 3.2106m/s。（sin37= 0.6，cos37= 0.8）求： （1）粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径r； （2）金箔cd被粒子射中区域的长度l； （3）设打在金箔上d端离cd中心最远的粒子穿出金箔进入电场

19、，在电场中运动通过n点，snab且sn = 40cm，则此粒子从金箔上穿出时，损失的动能ek为多少？nabcdse370bo1mo2q解：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 （1分）则 （2分） （2）设cd中心为o，向c端偏转的粒子，当圆周轨迹与cd相切时偏离o最远，设切点为p，对应圆心o1，如图所示，则由几何关系得：(1分)向d端偏转的粒子，当沿sb方向射入时，偏离o最远，设此时圆周轨迹与cd交于q点，对应圆心o2，如图所示，则由几何关系得：（1分）故金箔cd被粒子射中区域的长度（1分） （3）设从q点穿出的粒子的速度为v，因半径o2q场强e，则ve，故穿出的粒子

20、在电场中做类平抛运动，轨迹如图所示。 沿速度v方向做匀速直线运动， 位移（1分） 沿场强e方向做匀加速直线运动，位移（1分） 则由 得： （2分） 故此粒子从金箔上穿出时，损失的动能为（2分）2007两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴，交点o为原点，如图所示。在y0，0x0，xa的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为b。在o点出有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q0）的粒子沿x周经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0xa的区域中运动的时间之比

21、为25，在磁场中运动的总时间为7t/12，其中t为该粒子在磁感应强度为b的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。xoyebac2008（17分） 如图所示，在xoy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线oc之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为b，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上a点时，速度方向与x轴的夹角为，a点与原点o的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于oc飞离磁场。不计重力影响。若oc与x轴的夹角也为，求：质点在磁场中运动速度的大小；匀强电场的场强

22、大小。2009.如图，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于x y平面向外。p是y轴上距原点为h的一点，n0为x轴上距原点为a的一点。a是一块平行于x轴的挡板，与x轴的距离为，a的中点在y轴上，长度略小于。带点粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。质量为m，电荷量为q（q0）的粒子从p点瞄准n0点入射，最后又通过p点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。2009. 【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为,与板碰撞后再次进入磁场的位置为.粒子在磁场中运动的轨道半径为r,有,粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离保持不变有,粒子射

23、出磁场与下一次进入磁场位置间的距离始终不变,与相等.由图可以看出设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3).若粒子能回到p点,由对称性,出射点的x坐标应为-a,即,由两式得若粒子与挡板发生碰撞,有联立得n3联立得把代入中得2010(18分) 如图所示，在0xa、oy范围内有垂直手xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为b。坐标原点0处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中

24、做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的 (1)速度的大小：(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦。2011.（19分）如图，在区域i（0xd）和区域ii（dx2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为b和2b，方向相反，且都垂直于oxy平面。一质量为m、带电荷量q（q0）的粒子a于某时刻从y轴上的p点射入区域i，其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域i时，速度方向与x轴正方向的夹角为30；因此，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域i，其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求（1）粒子a射入区域i时速度的大小；（2）当a离开区域ii时，a、b两粒子的y坐标之差。2012.（18分）如图，一半径为r的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。圆心o到直线的距离为 。现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，