1、物理高考總復習PAGE PAGE 40學好數理化，走遍天下都不怕專題十磁場【考情探究】課標解讀考情分析備考指導考點內容磁場及其作用1.通過實驗,認識安培力。能判斷安培力的方向,會計算安培力的大小。了解安培力在生產生活中的應用。2.通過實驗,認識洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向,會計算洛倫茲力的大小。3.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動。了解帶電粒子在勻強磁場中的偏轉及其應用。本專題的重點內容是:磁感應強度的理解和計算;安培力、洛倫茲力的特點;有界磁場中的臨界問題;帶電粒子在勻強磁場中的多解問題;帶電粒子在組合場和疊加場中的運動。其中,帶電粒子在復合場中的運動,高考往往以壓軸題的形式

2、出現,用到的知識有:動力學觀點(牛頓運動定律)、運動學觀點、能量觀點(動能定理、能量守恒定律)、電場的觀點(類平拋運動的規律)、磁場的觀點(帶電粒子在磁場中運動的規律)。本專題內容包括磁場的基本性質、安培力的應用、洛倫茲力和帶電粒子在磁場中的運動及帶電粒子在復合場中的運動等內容。復習時應側重磁場、磁感應強度、磁感線、地磁場、安培力、洛倫茲力等基本概念的理解,熟練掌握帶電粒子在磁場中的受力和運動的分析方法,同時應注意結合牛頓運動定律、運動學知識、圓周運動規律及功和能的關系等知識進行綜合分析,提高空間想象能力和運用數學知識解決物理問題的能力。帶電粒子在復合場中的運動1.觀察陰極射線在磁場中的偏轉。

3、2.了解質譜儀和回旋加速器的工作原理。3.帶電粒子在電場、磁場、重力場中的運動情況,以及運用能量觀點處理問題的方法。【真題探秘】基礎篇固本夯基【基礎集訓】考點一磁場及其作用 1.如圖所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時兩細線與豎直方向夾角均為。如果僅改變下列某一個條件,角的相應變化情況是()A.棒中的電流變大,角變大B.兩細線長度變短,角變小C.金屬棒質量變大,角變大D.磁感應強度變大,角變小答案A2.電流天平是一種測量磁場力的裝置,如圖所示,兩相距很近的通電平行線圈和,線圈固定,線圈置于天平托盤上。當兩線圈均無電流通過時,天平

4、示數恰好為零。下列說法正確的是()A.當天平示數為負時,兩線圈電流方向相同B.當天平示數為正時,兩線圈電流方向相同C.線圈對線圈的作用力大于線圈對線圈的作用力D.線圈對線圈的作用力與托盤對線圈的作用力是一對相互作用力答案A3.如圖所示,邊長為L的正方形有界勻強磁場ABCD,帶電粒子從A點沿AB方向射入磁場,恰好從C點飛出磁場;若帶電粒子以相同的速度從AD的中點P垂直AD射入磁場,從DC邊的M點飛出磁場(M點未畫出)。設粒子從A點運動到C點所用時間為t1,由P點運動到M點所用時間為t2(帶電粒子重力不計),則t1t2為()A.21B.23C.32D.32答案C考點二帶電粒子在復合場中的運動 4.

5、如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動,現將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中。設小球電荷量不變,小球由靜止開始下滑的過程中()A.小球加速度一直增大B.小球速度先減小后增大,直到最后不變C.棒對小球的彈力一直減小D.小球所受洛倫茲力一直增大,直到最后不變答案D5.(2016天津理綜,11,18分)如圖所示,空間中存在著水平向右的勻強電場,場強大小E=53 N/C,同時存在著水平方向的勻強磁場,其方向與電場方向垂直,磁感應強度大小B=0.5 T。有一帶正電的小球,質量m=110-6 kg,電荷量q=210-6 C,正以速

6、度v在圖示的豎直面內做勻速直線運動,當經過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應現象),取g=10 m/s2。求:(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向;(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經歷的時間t。答案(1)小球勻速直線運動時受力如圖,其所受的三個力在同一平面內,合力為零,有qvB=q2代入數據解得v=20 m/s速度v的方向與電場E的方向之間的夾角滿足tan =qEmg代入數據解得tan =3=60(2)3.5 s綜合篇知能轉換【綜合集訓】拓展一安培定則的應用和磁場的疊加 1.(2019H11、G10教育聯盟聯考,5,4分)如圖所示,在傾角為30的光滑斜面上,

7、用細線懸掛一質量為m、長度為L的導體棒,細線處于豎直狀態,導體棒中通有垂直紙面向里,大小為I的電流,導體棒周圍存在一平行于紙面且與斜面成30斜向上的勻強磁場,磁感應強度的大小B=mgIL,則下列分析正確的是(A.導體棒受四個力作用B.斜面對導體棒的支持力大小一定等于3mgC.地面對斜面體的摩擦力為0D.若撤去磁場,細線仍豎直,導體棒受三個力作用答案B2.(2018雅禮中學月考,6,4分)在地球赤道上進行實驗時,用磁傳感器測得赤道上P點地磁場磁感應強度大小為B0,將一條形磁鐵固定在P點附近的水平面上,讓N極指向正北方向,如圖所示,此時用磁傳感器測得P點的磁感應強度大小為B1;現將條形磁鐵以P點為

8、軸旋轉90使其N極指向正東方向,此時用磁傳感器測得P點的磁感應強度的大小應為(可認為地磁南、北極與地理北、南極重合)()A.B1-B0B.B1+B0C.B02+答案D拓展二通電導體在磁場中運動情況的判定 3.(2018常德期末檢測,8,4分)在絕緣圓柱體上a、b兩位置固定有兩個金屬圓環,當兩環通有圖示電流時,b處金屬圓環受到的安培力為F1;若將b處金屬圓環移到位置c,通有電流為I2的金屬圓環受到的安培力為F2。今保持b處金屬圓環原來位置不變,在位置c再放置一個同樣的金屬圓環,并通有與a處金屬圓環同向、大小為I2的電流,則在a位置的金屬圓環受到的安培力()A.大小為|F1-F2|,方向向左B.大

9、小為|F1-F2|,方向向右C.大小為|F1+F2|,方向向左D.大小為|F1+F2|,方向向右答案A4.(2019長郡中學一模,20,6分)(多選)央視是真的嗎節目做了如下實驗,用裸露的鋼導線繞制成一根無限長螺旋管,將螺旋管固定在絕緣水平桌面上,用一節干電池和兩磁鐵制成一個“小車”,兩導電磁鐵的同名磁極粘在電池的正、負兩極上,只要將這輛小車推入螺旋管中,小車就會加速運動起來,如圖所示。關于小車的運動,以下說法正確的是()A.圖中小車的加速度方向向右B.小車加速運動的能量源于安培力做功C.將小車上兩磁鐵均改為S極與電池粘連,小車的加速度方向會改變D.將小車上兩磁鐵均改為S極與電池粘連,小車的加

10、速度方向不會改變答案BC拓展三帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動 5.(2018三湘名校教育聯盟聯考,16,6分)如圖所示,在間距為d的豎直虛線MN、PQ區域內有垂直于紙面向外的勻強磁場,一質量為m,電荷量為+q的帶電粒子沿與豎直方向成60的方向,從A點以速度v0進入勻強磁場。不計粒子的重力,若要使粒子從MN飛出磁場,則磁感應強度的最小值為()A.B=mv02C.B=23mv答案D6.(2019湖南師大附中考前演練六,19,6分)(多選)如圖所示,一半徑為R的圓形區域內有垂直紙面的勻強磁場,CD是該圓的一條直徑,一質量為m、電荷量為q的帶電粒子(不計重力),自A點沿平行于CD的方向以初速度v0

11、射入磁場中,恰好從D點飛出磁場,A點到CD的距離為R2,則(A.粒子在磁場中運動的軌跡圓半徑為3RB.磁感應強度為mC.粒子在磁場中的飛行時間為(D.粒子在磁場中的飛行時間為2答案BC7.(2019長郡中學月考,11,4分)(多選)在光滑絕緣水平桌面上有三個質量均為m的小球A、C、D,其中只有A球帶電,帶電荷量為-q,其余的球均不帶電,三個小球的初始位置分別位于如圖所示的a、c、d三處,它們構成一個直角三角形,A、C相距2L,acd=3,adc=2。水平桌面上存在豎直向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B,現給A球一個沿水平方向的初速度,使其在磁場中運動,之后依次與C、D兩球發生碰撞,假設碰撞時間

12、很短,每次碰后都結合在一起,則(A.A球的初速度方向與cd邊垂直B.三個小球碰后,仍能回到a點C.小球從a點到c點的時間與從c點到d點的時間之比為21D.A、C、D三個小球結合到一起后速度的大小為qBL答案BD拓展四帶電粒子在復合場中運動的典型實例 8.(2019長郡中學調研,8,4分)如圖所示為一種質譜儀的工作原理示意圖,此質譜儀由以下幾部分構成:離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器,靜電分析器通道中心線半徑為R,通道內有均勻輻射電場,在中心線處的場強大小為E;磁分析器中分布著方向垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場,其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發出一個質量為m、電荷

13、量為q的正離子(初速度為零,重力不計),經加速電場加速后進入靜電分析器,沿中心線MN做勻速圓周運動,而后由P點進入磁分析器中,最終經過Q點進入收集器。下列說法中正確的是()A.磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向內B.加速電場中的加速電壓U=12C.磁分析器中圓心O2到Q點的距離d=mERD.任何離子若能到達P點,則一定能進入收集器答案B9.(2018長郡中學調研,7,4分)質譜儀可以測定有機化合物分子結構,現有一種質譜儀的結構可簡化為如圖所示,有機物的氣體分子從樣品室注入離子化室,在高能電子作用下,樣品氣體分子離子化或碎裂成離子。若離子化后的離子帶正電,初速度為零,此后經過高壓電源區、圓形磁場

14、室(內為勻強磁場)、真空管,最后打在記錄儀上,通過處理就可以得到離子比荷qm,進而推測有機物的分子結構。已知高壓電源的電壓為U,圓形磁場區的半徑為R,真空管與水平線夾角為,離子進入磁場室時速度方向指向圓心。則下列說法正確的是(A.高壓電源A端應接電源的正極B.磁場室的磁場方向必須垂直紙面向里C.若離子化后的兩同位素X1、X2(X1質量大于X2質量)同時進入磁場室后,出現圖中的軌道和,則軌跡一定對應X1D.若磁場室內的磁感應強度大小為B,當記錄儀接收到一個明顯的信號時, 與該信號對應的離子比荷qm=答案D拓展五帶電物體在疊加場中有約束的運動 10.(2019湖南重點名校大聯考,17,6分)一質量

15、為m、電荷量為-q的圓環,套在與水平面成角的足夠長的粗糙細桿上,圓環的直徑略大于桿的直徑,細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中,現給圓環一沿桿左上方方向的初速度v0(取初速度v0方向為正方向),以后的運動過程中圓環運動的速度圖像不可能是()答案C11.(2019湖南重點名校大聯考,21,6分)(多選)如圖所示:絕緣中空軌道豎直固定,圓弧段COD光滑,對應圓心角為120,C、D兩端等高,O為最低點,圓弧圓心為O,半徑為R;直線段AC、HD粗糙,與圓弧段分別在C、D端相切;整個裝置處于方向垂直于軌道所在平面向里、磁感應強度為B的勻強磁場中,在豎直虛線MC左側和ND右側還分別存在著場強大小相等、方向水

16、平向右和向左的勻強電場。現有一質量為m、電荷量恒為q、直徑略小于軌道內徑、可視為質點的帶正電小球,從軌道內距C點足夠遠的P點由靜止釋放。若PC=L,小球所受電場力等于其重力的33,重力加速度為g,則(A.小球第一次沿軌道AC下滑的過程中,先做加速度減小的加速運動,后做勻速運動B.小球在軌道內受到的摩擦力可能大于23C.經足夠長時間,小球克服摩擦力做的總功是43D.小球經過O點時,對軌道的彈力可能為2mg-qBgR答案AD應用篇知行合一應用一探究有邊界磁場的處理方法【應用集訓】 1.(2019H、G10教育聯盟聯考,9,4分)(多選)如圖所示,兩方向相反、磁感應強度大小均為B的勻強磁場被邊長為L

17、的等邊三角形ABC分開,三角形內磁場垂直紙面向里,三角形頂點A處有一質子源,能沿BAC的角平分線發射速度不同的質子(質子重力不計),所有質子均能通過C點,質子比荷qm=k,則質子的速度可能為(A.2BklB.BkL2C.3BkL2答案BD2.(2019湖南師大附中模擬一,20,6分)(多選)如圖所示,環狀勻強磁場的內半徑為R1,外半徑為R2,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里,在環狀磁場圍成的中空區域中存在大量電荷量為q,質量為m的帶電粒子,若這些帶電粒子的速度與紙面平行,但速度大小,方向都不確定,不計粒子的重力,則下列說法正確的是()A.粒子沿環狀磁場的半徑方向射入磁場,不能穿越磁場的最大

18、速度為qBB.沿環狀磁場的半徑方向射入磁場而不能穿越磁場的粒子周期都相同,但運動時間與速率有關C.所有粒子都不能穿越磁場的最大速度為qBD.若某粒子不管以任何方向射入磁場,一定能穿越磁場,該粒子的速度不小于qB答案BCD應用二探究帶電粒子在磁場中運動的多解問題【應用集訓】 1.(2018湖南六校聯考,20,6分)(多選)如圖所示,兩方向相反,磁感應強度大小均為B的勻強磁場由半徑為R的圓形邊界分開,圓形內磁場方向垂直紙面向里,圓上點A處有一電子源,能沿圓心方向發射速度大小不同的電子(電子重力不計),電子比荷em=k,能通過C點的電子的速度大小可能為(A.kBRB.33kBRC.(2+3)kBRD

19、.3答案ABC2.(2019H11、G10教育聯盟聯考,17,16分)在豎直平面內,以虛線為界分布著如圖所示的勻強電場和足夠大的勻強磁場,各區域磁場的磁感應強度大小均為B,勻強電場方向豎直向下,大小為E=Bv03;傾斜虛線與x軸之間的夾角為60,一帶正電的C粒子從O點以速度v0(與y軸成30角)射入左側磁場,粒子經過傾斜虛線后進入勻強電場,恰好從圖中A點(虛線與x軸交點處)射入右側x軸下方磁場。已知帶正電粒子的電荷量為q,質量為m(粒子重力忽略不計(1)帶電粒子通過傾斜虛線時的位置坐標;(2)粒子到達A點時速度的大小和方向以及勻強電場的寬度L;(3)若在C粒子從O點出發的同時,一不帶電的D粒子

20、從A點以速度v沿x軸正方向勻速運動,最終兩粒子相碰,求D粒子速度v的可能值。答案(1)洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qv0B=mv02R由幾何知識,則有:x1=R cos 30=32R=y1=R(1+sin 30)=32R=所以所求位置坐標為:3(2)由幾何關系可知粒子垂直電場線進入勻強電場并做類平拋運動,由牛頓第二定律有:a=qEm由運動學公式有:vy=2ay粒子到達A點的速度大小:v=v02+v設速度與x軸的夾角為,則tan =vy解得:=45,由vy=at1;解得:t1=3mqB,x2=v0聯立以上各式解得:L=x1+x2=3(3)粒子在磁場中的運動周期:T=2由幾何關系可知,C

21、粒子在左側磁場運動的軌跡為13圓周,運動時間t0=1由幾何關系可知,C粒子在右側磁場運動軌跡可能為多個14圓弧如圖,C粒子到達x軸時可能運動時間:t2=n14T(n=1,2,3,C粒子在右側磁場運動軌跡半徑為:R1=2D粒子在x軸與C粒子相遇時距A點的可能距離:s=n2R1(n=1,2,3,)所以,D粒子速度v的可能值:v=st0+t1應用三探究帶電粒子在交變電、磁場中的運動【應用集訓】 1.(2019長郡中學周考,21,6分)(多選)如圖(a)所示,在半徑為R的虛線區域內存在周期性變化的磁場,其變化規律如圖(b)所示。薄擋板MN兩端點恰在圓周上,且MN所對的圓心角為120。在t=0時,一質量

22、為m、電荷量為+q的帶電粒子,以初速度v從A點沿直徑AOB射入磁場區,運動到圓心O后,做一次半徑為R2的完整的圓周運動,再沿直線運動到B點,在B點與擋板碰撞后原速率返回(碰撞時間不計,電荷量不變),運動軌跡如圖(a)所示。粒子的重力不計,不考慮變化的磁場所產生的電場,下列說法正確的是(圖(a)圖(b)A.磁場方向垂直紙面向外B.圖(b)中B0=mvC.圖(b)中T0=(D.若t=0時,質量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從A點沿AO入射,偏轉、碰撞后,不能返回到A點答案CD2.(2019長郡中學、雅禮中學等四校聯考,25,18分)電了擴束裝置由電子加速器、偏轉電場和偏轉磁場組成。偏轉電

23、場的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導體板組成,如圖甲所示。大量電子由靜止開始,經加速電場加速后,連續不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO射入偏轉電場。當兩板不帶電時,這些電子通過兩板之間的時間為2t0;當在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓(如圖乙所示)時,所有電子均能從兩板間通過,然后進入豎直寬度足夠大的勻強磁場中,最后打在豎直放置的熒光屏上。已知磁場的水平寬度為L,電子的質量為m、電荷量為e,其重力不計。(1)求電子離開偏轉電場時的位置到OO的最遠位置和最近位置之間的距離;(2)要使所有電子都能垂直打在熒光屏上,求勻強磁場的磁感應強度的大小B;求垂直打在熒光屏上的電子束的寬度y。

24、圖甲圖乙答案(1)由題意可知,從0、2t0、4t0、等時刻進入偏轉電場的電子離開偏轉電場時的位置到OO的距離最大,在這種情況下,電子的最大距離為:ymax=12at02+vyt0=12從t0、3t0、等時刻進入偏轉電場的電子離開偏轉電場時的位置到OO的距離最小,在這種情況下,電子的最小距離為:ymin=12at0最遠位置和最近位置之間的距離:y1=ymax-ymin=U(2)設電子從偏轉電場中射出時的偏向角為,由于電子要垂直打在熒光屏上,所以電子在磁場中運動半徑應為R=Lsin設電子離開偏轉電場時的速度為v1,垂直偏轉極板的速度為vy,sin =vyv1,式中vy=又:R=m解得:B=U由于各

25、個時刻從偏轉電場中射出的電子的速度大小相等,方向相同,因此電子進入磁場后做圓周運動的半徑也相同,都能垂直打在熒光屏上。由第(1)問知電子離開偏轉電場時的位置到OO的最大距離和最小距離的差值為:y1,所以垂直打在熒光屏上的電子束的寬度為:y=y1=U創新篇守正出奇【創新集訓】1.如圖所示,在坐標系xOy內有一半徑為a的圓形區域,圓心坐標為O1(a,0),圓內分布有垂直紙面向里的勻強磁場,在直線y=a的上方和直線x=2a的左側區域內,有一沿x軸負方向的勻強電場,場強大小為E,一質量為m、電荷量為+q(q0)的粒子以速度v從O點垂直于磁場方向射入,當入射速度方向沿x軸方向時,粒子恰好從O1點正上方的

26、A點射出磁場,不計粒子重力,求:(1)磁感應強度B的大小;(2)粒子離開第一象限時速度方向與y軸正方向的夾角正切值;(3)若將電場方向變為沿y軸負方向,場強大小不變,粒子以速度v從O點垂直于磁場方向、并與x軸正方向夾角=30射入第一象限,求粒子從射入磁場到最終離開磁場的總時間t。答案(1)mvqa(2)2Eqamv022.如圖所示,一質量為m的帶正電為q的小球在離地高為h的地方O點以初速度v0水平向右射入復合場,空間有豎直向下的勻強磁場,O點的正下方地面有一個小洞,若要讓小球落地時正好落入小洞中,請問勻強磁場B要滿足什么條件?答案分析可知,小球受豎直向下的重力mg和水平方向的洛倫磁力qv0B的

27、作用。則小球做曲線運動就可以用豎直方向的自由落體運動和水平方向的勻速圓周運動這兩個分運動來等效替代。根據運動的獨立性和等時性可知h=12gtT=2t=nT(n=1,2,)可知B=n2mqg名師點評可見這個復雜的曲線運動用一個自由落體和勻速圓周運動等效替代了,解決問題方便。體現了化繁為簡的物理思想。【五年高考】A組基礎題組 1.(2019課標,17,6分)如圖,等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應強度方向垂直,線框頂點M、N與直流電源兩端相接。已知導體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為()A.2FB.1.5FC.0.5FD.

28、0答案B2.(2019天津理綜,4,6分)筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件,電腦正常工作;當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進入休眠狀態。如圖所示,一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件,元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子,通入方向向右的電流時,電子的定向移動速度為v。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中,于是元件的前、后表面間出現電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則元件的()A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eU答案D3.

29、(2017上海單科,11,4分)如圖,一導體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間。開關閉合后導體棒受到的安培力方向()A.向上B.向下C.向左D.向右答案D4.(2015海南單科,1,3分)如圖,a是豎直平面P上的一點。P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點。P后一電子在偏轉線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下,在水平面內向右彎曲經過a點。在電子經過a點的瞬間,條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右答案A5.(2019課標,17,6分)如圖,邊長為l的正方形abcd內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面(abcd所在平面)向外。ab邊中點有一電子發射源O,

30、可向磁場內沿垂直于ab邊的方向發射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點射出的電子的速度大小分別為()A.14kBl,54kBlB.14C.12kBl,54kBlD.12答案B6.(2015課標,18,6分)(多選)指南針是我國古代四大發明之一。關于指南針,下列說法正確的是()A.指南針可以僅具有一個磁極B.指南針能夠指向南北,說明地球具有磁場C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導線,導線通電時指南針不偏轉答案BC7.(2018課標,20,6分)(多選)如圖,紙面內有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1

31、的正上方有a、b兩點,它們相對于L2對稱。整個系統處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應強度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為13B0和12B0,方向也垂直于紙面向外。則(A.流經L1的電流在b點產生的磁感應強度大小為712BB.流經L1的電流在a點產生的磁感應強度大小為112BC.流經L2的電流在b點產生的磁感應強度大小為112BD.流經L2的電流在a點產生的磁感應強度大小為712B答案AC8.(2017課標,19,6分)(多選)如圖,三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流I,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反。下列說法正確的是(

32、)A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為113D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為331答案BC9.(2019課標,24,12分)如圖,在直角三角形OPN區域內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場;一段時間后,該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點,N點在y軸上,OP與x軸的夾角為30,粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力。求

33、(1)帶電粒子的比荷;(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。答案(1)4UB2d2(2)BB組綜合題組1.(2019課標,18,6分)如圖,在坐標系的第一和第二象限內存在磁感應強度大小分別為12B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q(q0)的粒子垂直于x軸射入第二象限,隨后垂直于y軸進入第一象限,最后經過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為(A.5m6C.11m6答案B2.(2017課標,21,6分)(多選)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成,漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出,并作為線圈的轉軸。將線圈架在兩個金屬

34、支架之間,線圈平面位于豎直面內,永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續轉動起來,該同學應將()A.左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉B.左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C.左轉軸上側的絕緣漆刮掉,右轉軸下側的絕緣漆刮掉D.左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉,右轉軸下側的絕緣漆刮掉答案AD3.(2017課標,18,6分)如圖,虛線所示的圓形區域內存在一垂直于紙面的勻強磁場,P為磁場邊界上的一點。大量相同的帶電粒子以相同的速率經過P點,在紙面內沿不同方向射入磁場。若粒子射入速率為v1,這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為v2,相應的出射點分布在三分之一圓周上。不

35、計重力及帶電粒子之間的相互作用。則v2v1為()A.32B.21C.31D.32答案C4.(2016課標,18,6分)平面OM和平面ON之間的夾角為30,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質量為m,電荷量為q(q0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點向左上方射入磁場,速度與OM成30角。已知該粒子在磁場中的運動軌跡與ON只有一個交點,并從OM上另一點射出磁場。不計重力。粒子離開磁場的出射點到兩平面交線O的距離為()A.mv2qBB.3mvqBC.答案D5.(2016課標,15,6分)現代質譜儀可用來分析比質子重很多倍的

36、離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質子在入口處從靜止開始被加速電場加速,經勻強磁場偏轉后從出口離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速,為使它經勻強磁場偏轉后仍從同一出口離開磁場,需將磁感應強度增加到原來的12倍。此離子和質子的質量比約為()A.11B.12C.121D.144答案D6.(2017課標,16,6分)如圖,空間某區域存在勻強電場和勻強磁場,電場方向豎直向上(與紙面平行),磁場方向垂直于紙面向里。三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等,質量分別為ma、mb、mc。已知在該區域內,a在紙面內做勻速圓周運動,b在紙面內向右做勻速直線運動,c在紙面內向左做勻速

37、直線運動。下列選項正確的是()A.mambmcB.mbmamcC.mcmambD.mcmbma答案B7.(2017課標,24,12分)如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場。在x0區域,磁感應強度的大小為B0;x1)。一質量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正向射入磁場,此時開始計時。當粒子的速度方向再次沿x軸正向時,求(不計重力)(1)粒子運動的時間;(2)粒子與O點間的距離。答案(1)mB0q(1+1)8.(2018課標,25,20分)一足夠長的條狀區域內存在勻強電場和勻強磁場,其在xOy平面內的截面如圖所示:中間是磁場區域,其邊界與y軸垂直,寬度

38、為l,磁感應強度的大小為B,方向垂直于xOy平面;磁場的上、下兩側為電場區域,寬度均為l,場強的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M、N為條狀區域邊界上的兩點,它們的連線與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場,經過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出。不計重力。(1)定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡;(2)求該粒子從M點入射時速度的大小;(3)若該粒子進入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為6,求該粒子的比荷及其從M點運動到N答案(1)粒子運動的軌跡如圖(a)所示。(粒子在電場中的軌跡為拋物線,在磁場中為圓弧,上下對稱)圖(a)(2)2ElBl(3

39、)C組教師專用題組1.(2015課標,19,6分,0.506)(多選)有兩個勻強磁場區域和,中的磁感應強度是中的k倍。兩個速率相同的電子分別在兩磁場區域做圓周運動。與中運動的電子相比,中的電子()A.運動軌跡的半徑是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圓周運動的周期是中的k倍D.做圓周運動的角速度與中的相等答案AC2.(2018課標,25,20分)如圖,在y0的區域存在方向沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E;在y0空間內充滿方向垂直紙面向里的勻強磁場(其他區域無磁場),磁感應強度為B,x0)的離子,由靜止開始被電場加速,經狹縫中的O點進入磁場區域,O點到極板右端的距離為D,到出射孔P的距

40、離為4D。已知磁感應強度大小可以調節,離子從離子源上方的O點射入磁場區域,最終只能從出射孔P射出。假設離子打到器壁或離子源外壁即被吸收。忽略相對論效應,不計離子重力。求:(1)離子從出射孔P射出時磁感應強度的最小值;(2)調節磁感應強度大小為B1=5D2mUq甲乙答案(1)1DmU10.(2019岳陽聯考,15)空間中有一直角坐標系,其第一象限在圓心為O1、半徑為R、邊界與x軸和y軸相切的圓形區域內,有垂直于紙面向里的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應強度大小為B;第二象限中存在方向豎直向下的場強為E的勻強電場。現有一群質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從圓形區域邊界與x軸的切點A處沿紙面上的不同方向射入磁場中,如圖所示。已知粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑均為R,其中沿AO1方向射入的粒子恰好到達x軸上的N點,不計粒子的重力和它們之間的相互作用力,求:(1)粒子射入磁場時的速度大小及ON間的距離;(2)速度方向與AO1夾角為60(斜向右上方)的粒子到達y軸距O點的距離;(3)速度方向與AO1夾角為60(斜向右上方)的粒子到達x軸的時間。答案設粒子射入磁場時的速度大小為v,因在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R,由牛頓第二定律得qvB=mv2R,解得如圖甲所示,因粒子的軌跡半徑是R,故沿AO1方向射入的粒子一定從與圓