1、2012屆專題卷物理專題八答案與解析1【命題立意】主要考查磁場的磁感線分布與磁感應強度大小的變化的特點?！舅悸伏c撥】我們可以從條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線分布看出，兩極處磁感線最密，而磁鐵的兩極處磁場最強。因此磁感線的疏密可以反映磁場的強弱，磁感線分布密的地方磁場就強，反之則弱?！敬鸢浮緾【解析】磁感線是為了形象地描述磁場而人為假想的曲線。其疏密程度反映磁場的強弱，磁感線越密的地方磁場越強，沿z軸正方向磁感線由密到疏再到密，即磁感應強度由大到小再到大，只有C正確。2【命題立意】主要考查帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式、周期公式?！舅悸伏c撥】若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直，帶電粒子

2、在垂直于磁感線的平面內，以入射速率v做勻速圓周運動。軌道半徑公式：r=mv/qB周期公式：T=2m/qB。【答案】AD【解析】作出示意圖如圖所示，根據幾何關系可以看出，當粒子從d點射出時，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑公式可知，速度也增大為原來的二倍，選項A正確，顯然選項C錯誤；當粒子的速度增大為原來的四倍時，才會從f點射出，選項B錯誤；據粒子的周期公式，可見粒子的周期與速度無關，在磁場中的運動時間取決于其軌跡圓弧所對應的圓心角，所以從e、d射出時所用時間相等，從f點射出時所用時間最短。3【命題立意】主要考查洛倫茲力的特性?！舅悸伏c撥】洛倫茲力的大小f=qvB，條件vB當vB時，f=0。洛倫

3、茲力的特性：洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功?！敬鸢浮緽【解析】由題意知，粒子從入射孔以45°角射入勻強磁場，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動。能夠從出射孔射出的粒子剛好在磁場中運動周期，由幾何關系知rR，又r，解得v2×106 m/s。4【命題立意】主要考查安培定則和左手定則。【思路點撥】判斷通電導線安培力方向問題的基本方法：（1）畫出導線所在處的磁場方向；（2）確定電流方向；（3）根據左手定則確定受安培力的方向。【答案】CD【解析】導線框通過磁場區域時，根據安培定則和左手定則，導線框要受到豎直向上安培力作用，導線框既不能做自由落體運動，也不能做曲線運動，

4、A、B錯。導線框通過磁場區域時要克服安培力做功，機械能會減少，C對。導線框在穿過磁場區域時，上下兩個導線受到的安培力方向都向上，D對。5【命題立意】主要考查通電導線安培力方向問題。【思路點撥】判斷安培力的方向時用左手定則。要注意左手定則與右手定則應用的區別，兩個定則的應用可簡單總結為：“因電而動”用左手，“因動而電”用右手，因果關系不可混淆?！敬鸢浮緼C【解析】根據電流的方向判定可以知道B中的電流方向是向上的，那么在B導線附近的磁場方向為逆時針方向，即為A磁鐵N極的受力方向；由于D磁鐵產生的磁場呈現出由N極向外發散，C中的電流方向是向下的，由左手定則可知C受到的安培力方向為順時針。故選項AC正

5、確。6【命題立意】主要考查粒子在磁場中做勻速圓周運動?！舅悸伏c撥】當帶電粒子垂直于磁場方向射入磁場時，洛侖茲力提供向心力，粒子將作勻速圓周運動?！敬鸢浮緿【解析】依據，粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為：。已知，電子電量為e，電子質量不計。由此可知，離子吸收的電子個數為。- 2 - / 87【命題立意】主要考查帶電粒子在磁場中的偏轉問題?！舅悸伏c撥】帶電粒子在磁場中的連續運動，關鍵在于正確地畫出帶電粒子在不同磁場中的運動軌跡，而要正確地畫出帶電粒子的運動軌跡，則特別需要注意在不同磁場交界處帶電粒子的運動方向。正確地做出粒子在交界磁場處的速度方向，成為確定帶電粒子運動軌跡的關鍵?！敬鸢浮緼C

6、【解析】若電子束的初速度不為零，則qU=mv2/2- mv02/2，軌道半徑，增大偏轉磁場的磁感應強度，軌道半徑減小，電子束偏轉到P點外側；增大加速電壓，軌道半徑增大，電子束偏轉回到P點；將圓形磁場區域向屏幕靠近些，電子束偏轉回到P點。正確答案選AC。8【命題立意】主要考查帶電粒子在磁場中做圓周運動問題。【思路點撥】帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動類題目的解答步驟可概括為：畫軌跡、找聯系、用規律。帶電粒子的受力遵從洛倫茲力公式，粒子的圓周運動遵從牛頓第二定律?！敬鸢浮緽D【解析】RAcos30°+RA=d，RBcos60°+RB=d，解得，A錯B對；因，故，故，C錯D對。

7、9【命題立意】主要考查帶電粒子在復合場中的運動?！舅悸伏c撥】解帶電粒子在復合場中的運動問題，首先要認識清楚是怎樣的復合場，是磁場、電場與重力場中的哪兩個還是三個場共存；其次要正確地對帶電粒子進行受力分析；接著要對帶電粒子的運動情況作出正確的判斷。【答案】B【解析】小球在磁場中的運動可以看作一個水平方向的圓周運動和一個豎直方向的勻加速運動。在磁場中運動一周的時間為T，則，在磁場中的運動總時間又因為已知：，所以小球在磁場中做圓周運動的圈數，又因為圓周運動的半徑。投影圖如右圖所示：則，10【命題立意】主要考查粒子速度選擇器的原理?！舅悸伏c撥】速度選擇器其工作原理：帶電粒子垂直射入正交的勻強電場和勻強

8、磁場的復合場空間，所受電場力和洛侖茲力方向相反，大小相等?！敬鸢浮緾【解析】粒子要想無偏轉的通過區域，進入收集室的小孔O3，需要滿足qE=qvB，即粒子的速度v=E/B，C正確。11【命題立意】主要考查通電導線在安培力作用下的運動?！舅悸伏c撥】判斷通電導線在安培力作用下的運動方向問題的基本方法：（1）畫出導線所在處的磁場方向；（2）確定電流方向；（3）根據左手定則確定受安培力的方向；（4）根據受力情況判斷運動情況?！敬鸢浮看鸥袕姸菳=【解析】由題意知，當通以電流I1時，安培力為F1=BI1L（1分）由牛頓第二定律有：F1-f1=（M+m）a又f1=kv12（1分）三式解得：k=（1分）當電流為

9、I2時，安培力為F2=BI2L（1分）f2=kv22（1分）由題知：F2=f2 解得：B=（1分）12【命題立意】主要考查洛倫茲力【思路點撥】洛倫茲力與安培力的關系：洛倫茲力是安培力的微觀實質，安培力是洛倫茲力的宏觀表現。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定?！敬鸢浮浚?）電場E的方向與x軸正方向成30°角斜向右上方 103m/s （2）T （3）3.1×10-2m2【解析】（1）由于重力忽略不計，微粒在第一象限內僅受電場力和洛倫茲力，且微粒做直線運動，速度的變化會引起洛侖茲力的變化，所以微粒必做勻速直線運動。這樣，電場力和洛侖茲力大小相等，方向相反，電場E

10、的方向與微粒運動的方向垂直，即與x軸正方向成30°角斜向右上方。由力的平衡條件有Eq=Bqv（1分）得v=m/s =103m/s（1分）（2）微粒從B點進入第二象限的磁場B'中，畫出微粒的運動軌跡如右圖。粒子在第二象限內做圓周運動的半徑為R，由幾何關系可知R=cm=cm。（1分）微粒做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，即qvB=m（1分）B=（1分）代入數據解得B=T（1分）（3）由圖可知，B、D 點應分別是微粒進入磁場和離開磁場的點，磁場B的最小區域應該分布在以BD為直徑的圓內。由幾何關系易得BD=20cm，磁場圓的最小半徑r=10cm。（1分）所以，所求磁場的最小面積為S=

11、r2=0.01=3.1×10-2m2（1分）13【命題立意】主要考查帶電粒子在有界電磁場中的運動問題【思路點撥】帶電粒子在電磁場中的運動是歷年高考考查的熱點之一。分析問題的關鍵在于分析粒子在電場、磁場中運動狀態，各種運動之間的速度關聯如何以及畫出粒子的運動軌跡。注意粒子在邊界電場、磁場中出進磁場的速度大小與方向為該題求解的突破口。本題考查考生綜合應用學科內知識分析解決物理問題的能力。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）對帶電小球進行受力分析，帶電小球受重力mg和電場力F，F合=Fsin，mg=Fcos（1分）解得F合=mgtan（1分）根據動能定理，解得（2分）（2） 帶電小球進

12、入電磁場區域后做勻速圓周運動，說明電場力和重力平衡，帶電小球只在洛倫茲力作用下運動。通過幾何知識可以得出，帶電粒子在磁場中運動了圓周，運動時間為（2分）（3）帶電小球在豎直方向運動的高度差等于一個半徑，h=R=（2分）重力做的功為（2分）14【命題立意】本題考查帶電粒子在電磁場中運動?！舅悸伏c撥】此題構思巧妙，很好地考查了帶電粒子在電磁場中運動的物理模型，對考生的審題能力、建模能力、分析綜合能力、運用數學知識解決物理問題的能力等都達到了理想的考查目的?！敬鸢浮浚?）gt0；（2）如下圖所示；（3）【解析】（1）0t0內，小球只受重力作用，做平拋運動。當同時加上電場和磁場時，電場力：F1=qE0

13、=mg，方向向上（1分）因為重力和電場力恰好平衡，所以在電場和磁場同時存在時小球只受洛倫茲力而做勻速圓周運動，根據牛頓第二定律有：（1分）運動周期，聯立解得T2t0（1分）電場、磁場同時存在的時間正好是小球做圓周運動周期的5倍，即在這10t0內，小球恰好做了5個完整的勻速圓周運動。所以小球在t1=12 t0時刻的速度相當于小球做平拋運動t2t0時的末速度。vy1=g·2t0=2gt0（1分）所以12t0末（1分）（2）24t0內運動軌跡的示意圖如右圖所示。（2分）（3）分析可知，小球在30t0時與24t0時的位置相同，在24t0內小球做了t2=3t0的平拋運動，和半個圓周運動。23t

14、0末小球平拋運動的豎直分位移大小為：（1分）豎直分速度vy2=3gt0（1分）所以小球與豎直方向的夾角為45°，速度大小為（1分）此后小球做勻速圓周運動的半徑（1分）30t0末小球距x軸的最大距離：（1分）15【命題立意】帶電粒子在電磁場中發生偏轉。【思路點撥】帶電粒子在電場中的運動有三種類型：第一種，當帶電粒子沿磁場方向射入磁場時，不受洛侖茲力作用，粒子只作勻速直線運動；第二種，當帶電粒子與磁場方向有一定夾角（夾角）不等于90°）入射時，帶電粒子將作螺旋線運動；第三種，當帶電粒子垂直于磁場方向射入磁場時，洛侖茲力提供向心力，粒子將作勻速圓周運動。【答案】（1）（2） 【解

15、析】（1）帶電粒子在電場中受到電場力的作用發生偏轉，做類平拋運動。豎直方向：離開電場時的速度vy=v0tan30°（1分）粒子發生偏轉的位移（1分）水平方向：粒子勻速運動的時間（1分）聯立以上幾式解得，（1分）（2）在電場中粒子受到電場力，由牛頓第二定律得，qE=ma（1分）根據運動學公式有，vy=at（1分）又因為粒子運動時間t=，所以（1分）帶電粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，即：（1分）粒子離開電場時的速度（1分）粒子在磁場中的運動軌跡如右圖所示（1分）由幾何關系得，（1分）解得，（1分）16【命題立意】本題考查帶電粒子在復合場中的運動問題。【思路點撥】首先要認識清楚是怎樣的復合場，是磁場、電場與重力場中的哪兩個還是三個場共存；其次要正確地對帶電粒子進行受力分析；接著要對帶電粒子的運動情況作出正確的判斷；若帶電粒子受力平衡，它將靜止或作勻速直線運動；若帶電粒子受合外力恒定，它將作勻變速運動；在對粒子的運動形式作出正確判斷之后，可結合其受力特點，或運用運動學、動力學公式、或用動量知識、或用動能定理和能量守恒列出方程求解?！敬鸢浮浚?），小球帶正電；（2）PO的最小距離為：；（3）?！窘馕觥浚?）小球進入第一象限正交的電場和磁場后，在垂直磁場的平面內做圓周運動，說明重力與電場力平衡，qEmg（1分）得 小球帶正電。（1分）（2）小球在洛倫茲力作用下做勻速圓