(三年模拟精选)高考物理专题九磁场

1、学习必备欢迎下载（三年模拟精选）2016 届高考物理专题九磁场（全国通用）t三年模拟精选A 组基础训练、选择题1. （2015 中原名校、豫南九校联考）如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M N分别为O关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时，M点磁感应强度的大小为B,O点磁感应强度大小为B2,若将导线ab中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，贝 U N 点磁感应强度的大小为（）B. BB1D2（3B2B1）解析 导体中的电流相同，则每个导体在距离导体相同的点产生的磁场的磁感应强度大小相同，设

2、三个导体在O点产生的磁感应强度大小为B,则ab在M点，cd在N点产生的磁感应强度大小也为B, ab在N点，cd在M点，ef在M N点产生的磁感应强度大小也相同，设为B,由安培定则和矢量叠加可知，B=B+2B、B,撤去ab中的电流后，N1点的磁感应强度为B.=B- B,解以上三式得B.=?（3BB）, D 项正确.答案 D2. （2015 河北邢台摸底考试）如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以V。的速度沿DB方向射入磁 场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m带电荷量为q,不计电荷的重力，则下列说法正确的是（）A. Bi + B1C2（B+ R）

3、学习必备欢迎下载C-D学习必备欢迎下载A匀强磁场的磁感应强度为qL学习必备欢迎下载B.电荷在磁场中运动的时间为nLVoC.若减小电荷的入射速度,使电荷从CD边界射出，电荷在磁场中运动的时间会减小D.若电荷的入射速度变为 2vo，则粒子会从AB边的中点射出解析由粒子从D到A的运动轨迹和几何知识知，粒子的轨道半经为R=L, 转过的2圆心角为a=n，由qvoB=mV得B=mV， A 项正确；运动时间t=R=nL,B 项错误;2=R qL4vo2vo若粒子从CD边界射出，粒子在磁场中转过的圆心角为n,电荷在磁场中运动的时间会变长,C 项错误；若电荷的入射速度变为2vo，则 粒子的轨道半径为 2L,由几

4、何知识知粒子会从AB边的中点右侧某位置射出，D 项错误.答案 A3. （2015 河南八市联考）（多选）如图所示,一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB的 上方d处,能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，空间存在垂直纸面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力.已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d,则（）P来A.能打在板上的区域长度是2dB.能打在板上的区域长度是（3 + 1）dC.同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为7nd6vD.同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为nqd6mv解析 因粒子运动的轨道半径R= d,根据题意画出粒子运动轨迹的

5、草图，则打在极板上粒子轨迹的临界状态如图甲所示，根据几何关系知，带电粒子能到达板上的长度L=R+ 3R= （ .3+ 1）d，选项 B 正确，A 错误；在磁场中运 动时间最长和最短粒子运动轨31迹示意图如图乙所示，由几何关系知，最长时间ti=-T,最短时间t2=同一时刻发2nd7nd射出的带电粒子打到板上的最大时间差t=ti12,又T=，联立解得t=-,选项 C 正确，D 错误.学习必备欢迎下载答案 BC4.（2014 广东湛江一模）（多选）如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，电子进入磁场时速度方

6、向与边界夹角为0，下列 有关说法正确的是（ ）A.若0一定，速度 v 越大，粒子在磁场中运动时间越长B.粒子在磁场中运动时间与速度v 有关， 与角0大小无关C. 若速度 v 一定，0越大，粒子在磁场中运动时间越短D.粒子在磁场中运动时间与角度0有关，与速度 v 无关解析 粒子在磁场中的运动轨迹如图，由几何知识知，粒子离开磁场时转过的圆心见粒子在磁场中运动的时间与v无关,与角度0有关，即若0一定，粒子在磁场中运动的时间是相同的，故 A、B 错误,D 正确；由上式 可知0越大，粒子在磁场中运动的时间 越短，故 C正确.答案 CD5. （2014 北京丰台区模拟）如图所示，电源电动势为 E,内阻为r

7、，滑动变阻器最大角一定为 2n- 20,若0定，则t=2n-202n_2nmqB=2m(n- 0)qB， 可1乙学习必备欢迎下载电阻为R,开关 K 闭合.两平行金属极板a、b间有匀强磁场，一带负电的 粒子（不计重力）以速度v水平匀速穿过两极板下列说法正确的是（ ）A. 若将滑片P向上滑动，粒子将向a板偏转B. 若将a极板向上移动，粒子将向a板偏转C.若增大带电粒子的速度，粒子将向b 板偏转D.若增大带电粒子带电荷量，粒子将向 b 板偏转解析 将滑片P向上滑动，电阻R两端的电压减小因电容器与电阻并联，故两板U间的电势差减小，根据知两板间的电场强度减小，粒子所受电场力减小，因带负电，电d场力向上，

8、所以粒子将向b板偏转，A 错误；保持开关闭合，将a极板向上移动一点， 板间距离增大，电压不变，由E=可知，板间电场强度减小，粒子所受电场力向上变小，洛d伦兹力向下，则粒子将向b板偏转，故 B 错误；若增大带电粒子的速度，所受极板间洛伦兹力增大，而所受电场力不变，故粒子将向b板偏转，C 正确；若增大带电粒子带电荷量，所受电场力增大，所受洛伦兹力也增大，但两者仍相等，故粒子将不会偏转，故D 错误.答案 C二、非选择题6. （2015 河北“五个一名校联盟”联考）如图，边长L= 0.2 m 的正方形abed区域（含边界）内，存在着垂直于区域的横截面（纸面）向外的匀强磁场，磁感应强度B= 5.0X10

9、2T.带电平行金属板MN PQ间形成了匀强电场E（不考虑金属板在其它区域形成的电场），MN放在ad边上，两板左端M P恰在ab边上，两板右端N Q间有一绝缘挡板EF.EF中间有一小孔O,金属板长度、板间距、挡板长度均为I= 0.1 m .在M和P的中间位置有一离子源S,能够正对 孔O不断发射出各种速率的带正电离子，离子的电荷量均为q=_19一263.2X10一C ,质量均为m= 6.4X10一kg.不计离子的重力，忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板后的反弹.学习必备欢迎下载学习必备欢迎下载(1) 当电场强度E= 104N/C 时，求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率；(2) 电场强度

10、取值在一定范围时，可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子直接从be边射出，求满足条件的电场强度的范围.解析穿过孔0的离子在金属板间需满足qvoB=Eq代入数值得vo= 2.0 x105m/s(2)穿过孔O的离子在金属板间仍需满足qvB=Eq2离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动，有qvB=mrqBV由以上两式子得E=从be边射出的离子，其临界轨迹如图，对应的轨迹半径最大，对应的电场强度最大，由几何关系可得ri=l= 0.1 m由此可得E1= 1.25x10 N/C从bc边射出的离子，轨迹半径最小时，其临界轨迹如图，对应的电场强度最小，由几何关系可得 2r2+ 2 =L所以2= 0.075 m

11、2由此可得E2= 9.375X10 N/C所以满足条件的电场强度的范围为9.375X102N/CE1.25X103N/C523答案(1)2.0X10 m/s (2)9.375X10 N/CE=B(A/- q )，故 DqB5. (2015 河南八校联考)如下图所示，以0(0 , 0)为圆心，半径为r的圆形区域内在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里，在磁场右侧区域内，有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E,质量为m电荷量为+q的粒子从A(0 ,r)点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿y轴负方向时，粒子恰好从B(r, 0)点射出磁场,碘 131 进入磁场时的速率为m学习必备欢迎下

12、载解析（1）粒子射入磁场后做匀速圆周运动2vqBr由牛顿第二定律得qvB=m,v=rm（2）粒子沿与y轴负方向为0角射入磁场后，经一段圆周后进入电场做可返回宽度为di,区域n内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场 巳，区域 宽度为d2,磁场方向垂界上的Q点穿出，其速度方向 改变了 60 ,重力加速度为g,求:匀减速直线运动，再次进入磁场又经一段圆周后离开磁场，在磁场中的周期为T=在磁场中运动的时间为ti=异=叩2qB在电场中做匀变速直线运动a=qEm所以qBr2Xf丄2vm2Brt2=-a qE Em所以答案t=ti+t2=習qB EqBrnm2Br(1) (2)+mqBE6. (2015 陕西五

13、校联考）如图所示，区域I内有与水平方向成45角的匀强电场E,区域直纸面向里，电场方向竖直向下一质量为m带电 荷量为q的微粒在区域I左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动,进入区域n后做匀速圆周运动，从区域n右边t.求速度方向与y轴负方向为0角时，粒子从射入磁场到最终离开磁场的时学习必备欢迎下载学习必备欢迎下载qEcos 45a=gmyv2= 2ad1FSin 60 =d22v qvB=mR为初动能的 0.625 倍，求：.y/nnM. 1IIIII O-!mg（1）区域I和区域n内匀强电场的电场强度Ei、E的大小？（2）区域n内匀强磁场的磁感应强度B的大小.微粒从P运动到Q的时间有多长？

14、qEsi n 45微粒在区域n内做匀速圆周运动，则在竖直方向上有mg=qE2（2）设微粒在区域I内水平向右做直线运动时加速度为a,离开区域I时速度为v,则在区域n内做匀速圆周运动的轨道半径为R,则，口m解得B= qd2（3） 微粒在区域I内作匀加速直线运动,于xOy3gdi在区域n内做匀速圆周运动的圆心角为学习必备欢迎下载粒子从O到P与从P到M的过程中电场力做功的大小之比;(2)OP连线上与M点等电势的点的坐标；(3) 粒子由P点运动到M点所需的时间.解析 设粒子在P点时的动能为丘，则初动能为 2Ek,在M点的动能为由于洛伦兹力不做功，粒子从O点到P点和从P点到M点的过程中，电场功大小分别为W

15、、WD点的坐标为XD=ODCosa= 3 m,yD=ODina即：OP连线上与M点等电势的D点的坐标为(3 m , 2.25 m)由于OD=3.75 m 而OMos /MO= 3.75 m 所以MD垂直于OP由于MD为等势线，因此OP为电场线，方向从O指向P带负电粒子从P到M过程中做类平抛运动，设运动时间为t则DP=1黑t2又DF=OFOD=1.25 m1.25氐力做的W1.25EkEk则W：W= 4 : 1O点、P点及M点的电势差分别为:Ek0.75EkUOP=,UOM=设OP连线上与M点电势相等的点为D由几何关系得OP的长度为 5 m，沿OP方向亠卅十加小UbMOD0.75 电势下降，则U

16、OP=UP=OD=得 O3 3.75 m ,OP与 X 轴的夹角a，则 sina=2.25 m由动能定理得：一学习必备欢迎下载解得t= 0.5 s答案 (1)4：1(2)(3 m,2.25 m) (3)0.5 s8. (2014 广东韶关一模)如图甲所示，水平直线MNT方有竖直向上的匀强电场，电场强度E=y0X104N/C.现将一重力不计、比荷m= 1X106C/kg 的正电荷 从电场中的O点 由静止释放，经过10= 1X105s 后，通过MN上的P点进入 其上方的匀强磁场.磁场方向垂 直于纸面向外，以电荷第一次通过MN时开始计时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变(1)求电何进入磁场时的速度;

17、求图乙中 t = 2X10一5s 时刻电荷与如果在P点右方d= 100 cm 处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从发运动到挡板所需的时间.解析(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，则Eq=mavo=ato代入数据解得Vo=n X104m/s周期“2nqm=4X105sn当B2= 10 T 时，电荷运动的半径2=Bq= 10cm2nm5周期T2=药=2X10 s故电荷从t=0 时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图所示:P点的距离;0点出n当B1= T时，电荷运动的半径mvri=甌2 m=20 cmmv矿W：:4学习必备欢迎下载t=2X105s 时刻电荷先沿大圆轨迹运动四分之一周期再沿小圆轨迹运

18、动半个周期,学习必备欢迎下载恰好运动到MN,则与P点的水平距离为ri= 20 cm.T5(3)电荷从P点开始，其运动的周期为T=Ta+ 2to= 6X10_5s，根据电荷的运动情况可知，电荷每一个周期向右沿PN运动的距离为 40 cm，故电荷到达挡板前运动的完整周期数为 2 个，然后再运动以 90角撞击到挡板上，故电荷从O点出发运动到挡板41所需的总时间t总=to+ 2T+；T14解得t总=1.4X104s.答案 (1)n X104m/s(2)20 cm (3)1.4X10_4s考向一 考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题1.(左手定则、洛伦兹力、圆周运动)如图是洛伦兹力演示仪的实物图和结构示意

19、图.用洛伦兹力演示仪可以观察运动电子在磁场中的运动径迹下列关于实验现象和分析正确的是()A.励磁线圈通以逆时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹B.励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹C. 保持励磁电压不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径减小D. 保持加速电压不变，增加励磁电压，电子束形成圆周的半径增大解析 励磁线圈通以顺时针方向的电流，则由右手定则可知线圈内部磁场向里，由左手定则可知能形成结构示意图中的电子运动径迹，选项B 正确，A 错误；保持励磁电压不一年创新导向u励磁线学习必备欢迎下载一mv一变，增加加速电压，则电子的运动速度变大，根据r= 可

20、知电子束形成圆周的半径增qBmv大，选项 C 错误；保持加速电压不变，增加励磁电压，则B变大，根据r=，电子束形成圆qB学习必备欢迎下载周的半径减小， 选项 D 错误；故选B.答案 B考向二 考查带电粒子在组合场中的运动问题2.(先磁场、后电场、再磁场)如图所示,真空中有一以0点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R,磁场垂直纸面向里在yR的区域存在沿一y方向的匀强 电场，电场强度为E.在M点有一粒子源，辐射的粒子以相同的速率v,沿不 同方向射入第一象限.发现沿+x方向射入磁场的粒子穿出磁场进入电场，速度减小到 0 后又返回磁场.已知粒子的质量为m电荷量为+q.粒子重力不计.(1) 求圆形磁场区域

21、磁感应强度的大小；(2) 求沿+x方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程；(3)沿与+x方向成 60 角射入的粒子,最终将从磁场边缘的N点(图中未画出)穿 出，不再进入磁场，求N点的坐标和粒子从M点运动到N点的总时间.解析(1)沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后，速度减小到 0,粒子一定是 从如图2根据Bqv=罗的半径r=R/ X X M X XK X X X X X X / V.7X声学习必备欢迎下载mv r=Bq(2)粒子返回磁场后，经磁场偏转后从N点射出磁场，MN为直径，粒子在磁场中的学习必备欢迎下载3.(先磁场、再电场)如图所示，在xOy平面内，紧挨着的三个“柳叶”形

22、有界区路程为二分之一圆周长Si= nR设在电场中的路程为S2，根据动能定理得Eq = qmV2mvS2=Eq总路程s=nR+Eq(3)如图 2,沿与+x方向成 60角射入的粒子，从C点竖直射出、射入磁场,D点射入、射出电场，最后从N点(MN为直径)射出磁场.所以N点坐标为(2R0)在磁场中，MC段轨迹圆弧对应圆心角a= 30,CN段轨迹圆弧对应圆心角150,所以在磁场中的时间为半个周期，即丄TnRtl=R粒子在CD段做匀速直线运动，CD=2R则从C到D,再从D返回到C所用时间，t2=-粒子在电场中做匀速直线运动，加速度a=Eqm2mvEq( n +1)R2mv总时间t=+vEq2“宀mvmv答案示nR+mq(2 R 0)(n +1)R2mvv+EqE4 “图学习必备欢迎下载1内(含边界上)有磁感应强度为B的匀强磁场，它们的边界都是半径为a的二圆，41 一 一每个；圆的端点处的切线要么与x轴平行，要么与y轴平行 区域的下端恰在0点, 区域在A点平滑连接，区域在C点平滑连接大 量质量均为m电荷量均为q的带正 电的粒子依次从坐标原点0以相同的速 率、各种不同的方向射入第一