高中物理磁场专题讲解经典例题.docx

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1、 磁场专题7【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏可以发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面对里。P为屏上的一小孔，PQ及MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子（不计重力），以一样的速率v，从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域，且分布在及PQ夹角为的范围内，不计粒子间的互相作用。则以下说法正确的是（ ）QA在荧光屏上将出现一个圆形亮斑，其半径为B在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为C在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑，其半径为D在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为10【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图，

2、电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是（忽视带电粒子的重力）（ ）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极板向下挪动一点，粒子将接着沿直线穿出D假如将开关断开，粒子将接着沿直线穿出4【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示，一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处，可以在三角形所在的平面内向各个方向放射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子，整个三角形位于

3、垂直于ABC的匀强磁场中，若使随意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为 （）A BC D答案D解析如图所示带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是rtan30a，由qvBm得，最小的磁感应强度是B6【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，并以速率v1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v2，假如微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为 （）A， B，C， D，10【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示，质

4、量为m，带电荷量为q的P环套在固定的程度长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的程度匀强磁场中，磁感应强度大小为B现给环一向右的初速度v0，则（）A环将向右减速，最终匀速B环将向右减速，最终停顿运动C从环开场运动到最终到达稳定状态，损失的机械能是mvD从环开场运动到最终到达稳定状态，损失的机械能是mvm210答案AD解析环在向右运动过程中受重力mg，洛伦兹力F，杆对环的支持力、摩擦力作用，由于v0，qv0Bmg，在竖直方向有qvBmgFN，在程度方向存在向左的摩擦力作用，所以环的速度越来越小，当FN0时，Ff0，环将作速度v1的匀速直线运动，A对B错，从环开场运动到最终到达稳定状态，损失的机械能为

5、动能的削减，即mvm2，故D对C错，正确答案为AD10【2011届山东省寿光市高三第一学期抽测】带电粒子以速度v沿四方向射入一横截面为正方形的区域BC均为该正方形两边的中点，如图所示，不计粒子的重力当区域内有竖直方向的匀强电场E时，粒子从A点飞出，所用时间为t1：当区域内有垂直于纸面对里的磁感应强度为B的匀强磁场时，粒子也从B点飞出，所用时间为t2，下列说法正确的是AD12【合肥一中和其联谊学校2011届高三第三次全省大联考】如图所示，在厚铅板P外表中心放置一很小的放射源么，能从A点向各个方向放出一样速度的粒子。厚铅板P的左侧有垂直纸面纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B，范围足够大，在A处上方

6、L处有一涂荧光材料的金属条Q，并及P垂直。若金属条Q受到粒子的冲击而出现荧光的局部集中在CD间，且CD= L，粒子质量为m、电荷量为q，则( )A粒子在磁场中作圆周运动的半径为R= LB运动到C点的粒子进入磁场时速度方向及PQ边界相垂直C粒子在磁场中运动的最长时间为tmax=2m/qBD粒子在磁场中运动的最短时间为 tmin =2m/qB19【皖南八校2011届高三第二次联考】带电小球以肯定的初速度v0竖直向上抛出，可以到达的最大高度为hl；若加上程度方向的匀强磁场，且保持初速度仍为vo，小球上升的最大高度为h2；若加上程度方向的匀强电场，且保持初速度仍为v。，小球上升的的最大高度为h3，如图

7、所示不计空气阻力，则 Ah1=h2=h3 Bh1h2h3 Ch1=h2h3 Dh1=h3h2答案：D 由竖直上抛运动的最大高度公式得：=。当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有程度速度，由能量守恒得：mgh2+Ek=mV02= mgh1，所以。当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，V02=2gh3 ，所以=。20【2010-2011学年度安庆联考理科综合】如图所示的速度选择器中，存在互相正交的匀强电场、磁场，磁感应强度为 B ，电场强度为 E ，带电粒子（不计重力）射人场区时的速度为 v0 。下列推断不正确的是（ ）A 只有带正电且以速度V0=E/B，才能从S1孔射入，才能从S2孔射

8、出B . 若带电粒子从 S2孔射人，则粒子不行能沿直线穿过场区C .假如带负电粒子从 S1孔沿图示方向以速度 v0 E/B射人，那么其电势能将渐渐削减 D.无论是带正电还是带负电的粒子，若从 S2孔沿虚线射人，其动能都肯定增加12. 【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】如图甲所示是盘旋加速器的示意图，其核心局部是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别及高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能EK随时间的变更规律如图乙所示，若忽视带电粒子在电场中的加速时间，则下列推断中正确的是A.高频电源的变更周期应当等于B.在Ekt图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t

9、1C.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能肯定越大D.不同粒子获得的最大动能都一样考点：盘旋加速器的工作原理：磁场使粒子做圆周运动，对粒子不做功，电场对粒子做功每次做的功相等，高频电源变更的周期及带电粒子在磁场中运动的周期一样。且及半径无关。粒子获得的最大速度由知只及加速器的半径有关，则。每次获得的动能。加速的总时间13【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】物体导电是由其中的自由电荷定向挪动引起的，这些可以挪动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电

10、的粒子，假如把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图10所示，且及前后侧面垂直，长方体中通有方向程度向右的电流，设长方体的上下外表M、N的电势分别为M和N，则下列推断中正确的是A假如是P型半导体，有MN B假如是N型半导体，有MNC假如是P型半导体，有M D假如是金属导体，有MTbTc20【2011年安徽省名校第一次联考】如图所示，边界OA及OC之间分布有垂直纸面对里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面对各个方向放射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力和粒子间的互相作用），全部粒子的初速度大小一样，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知，从边界OC射

11、出的粒子在磁场中运动的最短时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为（ ）ABCD首先要推断出粒子是做逆时针圆周运动。由于全部粒子的速度大小都一样，故弧长越小，粒子在磁场中运动时间就越短；从S作OC的垂线SD，可知粒子轨迹过D点时在磁场中运动时间最短，依据最短时间为，结合几何学问可得粒子圆周运动半径等于（如图）；由于粒子是沿逆时针方向运动，故沿SA方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长，依据几何学问易知此粒子在磁场中运动轨迹恰为半圆，故粒子在磁场中运动的最长时间为。5. 【辽宁省铁岭六校2011届高三上学期第三次联考】如图所示，ABC为竖直平面内的光滑

12、绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为及AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面对里。质量一样的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则A经过最高点时，三个小球的速度相等B经过最高点时，甲球的速度最小C甲球的释放位置比乙球的高D运动过程中三个小球的机械能均保持不变15【厦门双十中学2011届寒假练习】（12分）如图所示，在平面坐标系xoy内，第、象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第I、象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面对外一

13、带正电粒子从第象限中的Q（一2L，一L）点以速度沿轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，O）点射出磁场不计粒子重力，求： （1）电场强度及磁感应强度大小之比 （2）粒子在磁场及电场中运动时间之比解：（1）设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q，粒子在电场中运动，由平抛运动规律和牛顿运动定律得 1分 1分qE=ma 1分粒子到达O点时沿方向分速度为 1分 1分粒子在磁场中的速度为 1分由 1分由几何关系得 1分得 1分 （2）在磁场中运动的周期 1分粒子在磁场中运动时间为 1分得 1分15. 【宿迁市2011届期末考】(16分)如图所示，直角坐标系xo y位于竖直平面内，在一括-m

14、x0的区域内有磁感应强度大小B=4.0 l 04T、方向垂直于纸面对里的条形匀强磁场，其左边界及x轴交于P点；在x0的区域内有电场强度大小E=4NC、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d= 2m。一质量m=6.4 l 0-27kg、电荷量q=3.21 0-19C的带电粒子从P点以速度v=4104ms，沿及X轴正方向成a=600角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出)，不计粒子重力。求： (1)带电粒子在磁场中运动时间； (2)当电场左边界及y轴重合时Q点的横坐标； (3)若只变更上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，探讨此电场左边界的横坐标x及电场强度的大小E,的函

15、数关系14【历城市2011届第三次调研】（15分）如图Ox、Oy、Oz为互相垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B现有一质量为、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）求：（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小；（3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，求该小球从坐标原点O抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek；（1）由于小球在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为

16、r，则 解得 （2分）方向沿y轴正向 （1分） 解得 （2分）(2) 小球做匀速直线运动，受力平衡，则 （3分）解得 （1分） (3)小球在复合场中做螺旋运动，可以分解成程度面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速运动做匀加速运动的加速度 （1分）从原点O到经过y轴时经验的时间 （1分） （1分）解得 （1分）由动能定理得 （1分）解得 （1分）15. 【合肥市2011届高三第一次教学质量检】如图所示，在NOQ范围内有垂直于纸面对里的匀强磁场I，在MOQ范围内有垂直于纸面 向外的匀强磁场II,M、D、N在一条直线上，MOQ=600，这两个区域磁场的磁感应强度 大小均为B。离子源中的离子带电荷量为

17、+q，质量为m，通过小孔O1进入两板间电压为 U的加速电场区域（可认为初速度为零），离子经电场加速后由小孔O2射出，再从O点进 入磁场区域I此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN。不计离子的重力。 (1)若加速电场两板间电压U= U0，求离子进入磁场后做圆周运动的半径R0； (2)在OQ上有一点P，P点到O点间隔 为L,若离子能通过P点，求加速电压U和从O点到P点的运动时间。15【皖南八校2011届高三摸底联考】（3分）如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在程度的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁应强度为B，方向垂直xOy平面对里，电场线平行于y轴，一质量为m、电荷量为q的带正电的小

18、球，从y轴上的A点程度向右抛出，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点第一次分开电场和磁场，M、N之间的间隔 为L，小球过M点时的速度方向及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。解：（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（恒力不能充当圆周的向心力），有 （1分） （1分）重力的方向竖直向中下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。（1分） （2）小球做匀速圆周运动，为圆心，MN为弦长，如图所示，设半径为，

19、由几何关系知（2分）小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力供应，设小球做圆周运动的速率为，有（1分）由速度的分解知 （1分）由式得（2分） （3）设小球到M点时的竖直分速度为，它及程度分速度的关系为（1分）由匀变速直线运动规律（1分）由式得（2分）24（20分）【2011年安徽省名校第一次联考】如图所示，在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场，磁感应强度大小。在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN（中心轴线过y轴），极板间距；极板及左侧电路相连接，通过挪动滑动头P可以变更极板MN间的电压。a、b为滑动变阻器的最下端和最上端（滑动变阻器的阻值分布匀称），a、b两端所加电压。在MN

20、中心轴线上距y轴间隔 为处，有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为，速度为带正电的粒子，粒子经过y轴进入磁场，经过磁场偏转后从x轴射出磁场（忽视粒子的重力和粒子之间的互相作用）。（1）当滑动头P在a端时，求粒子在磁场中做圆周运动的半径R0；（2）当滑动头P在ab正中间时，求粒子射入磁场时速度的大小；（3）滑动头P的位置不同则粒子在磁场中运动的时间也不同，求粒子在磁场中运动的最长时间。（1）当滑动头P在a端时，粒子在磁场中运动的速度大小为，依据圆周运动： -2分 解得： -1分（2）当滑动头P在ab正中间时，极板间电压，粒子在电场中做类平抛运动，设粒子射入磁场时沿y轴方向的分速度为： -2分 -

21、1分 -1分 粒子射入磁场时速度的大小设为 -1分 解得： （或） -2分 （注：可以证明当极板间电压最大时，粒子也能从极板间射出）（3）设粒子射出极板时速度的大小为，偏向角为，在 磁场中圆周运动半径为。依据速度平行四边形可得： -1分又：可得： -1分粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图， 圆心为，及x轴交点为D，设 ，依据几何关系： -2分 又： 可解得： -1分 粒子在磁场中运动的周期为T： -1分则粒子在磁场中运动的时间： -1分由此可知当粒子射入磁场时速度偏转角越大则粒子在磁场中运动的时间就越大，假设极板间电压为最大值U时粒子能射出电场，则此粒子在磁场中运动的时间最长。由（2）问规律可知

22、当滑动头P在b端时，粒子射入磁场时沿y方向的分速度： = -1分y方向偏距：，说明粒子可以射出极板。此时粒子速度偏转角最大，设为： -1分故粒子在磁场中运动的最长时间：代入数值得：（或） -1分注：当电压最大为U时粒子能从极板间射出须要说明，若没有说明（或证明）扣1分；没有证明粒子射出电场的速度偏转角越大时，粒子在磁场中运动的时间就越长，不扣分。XYONM2L4L2L4LAv0第24题图24、【2011届淮南一模理综】（20分）如图所示，在xoy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点3L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（

23、质量为m，电量为e）。假如电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动.假如撤去磁场只保存电场，电子将从P点分开电场，P点的坐标是（2L,5L）.不计重力的影响，求：（1）电场强度E和磁感应强度B的大小和方向；（2）假如撤去电场，只保存磁场，电子将从x轴上的D点（图中未标出）分开磁场，求D点的坐标和电子在磁场中运动的时间.解析： （1）只有电场时，电子做类平抛运动到D点，则沿Y轴方向有 -（2分）沿方向有 （2分） 由得 ,沿轴负方向 -（2分）电子做匀速运动时有 -（2分）由解得 ，垂直纸面对里 -（2分）（2）只有磁场时,电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为R，由牛顿第二定律有 -（3分），

24、由得R=2L -（1分）电子在磁场中运动的轨道如图所示，由几何关系得, -（2分）所以=,即D点的坐标为（）-（1分）电子在磁场中运动的周期为T， -（1分）电子在磁场中运动的时间为 -（2分）24【2010-2011学年度安庆联考理科综合】（18分）如图所示，一个板长为L，板间间隔 也是L的平行板容器上极板带正电，下极板带负电。有一对质量均为m，重力不计，带电量分别为+q和-q的粒子从极板正中程度射入（忽视两粒子间互相作用），初速度均为v0。若-q粒子恰能从上极板边缘飞出，求（1）两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向（2）-q粒子飞出极板时的速度v的大小及方向Bv0vLL（3）在极板右边

25、的空间里存在着垂直于纸面对里的匀强磁场，为使得+q粒子及-q粒子在磁场中对心正碰（碰撞时速度方向相反），则磁感应强度B应为多少？解：（1）（6分）由于上板带正电，下板带负电，故板间电场强度方向竖直向下 （2分）-q粒子在程度方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动 （1分）（1分）其中（1分）（结合列式且正确者得3分）由得，（1分）（此问未答复E的方向者扣2分）（2）（6分）设粒子飞出板时程度速度为vx，竖直速度为vy，程度偏转角为（1分）（1分）（1分）（1分）由式可得，（2分）Bv0vLLvv（结合列式且正确者得3分）（3）（6分）由于+q粒子在电场中向下偏转，且运动轨迹及-q粒子对称，它飞

26、出下极板时速度大小及偏转角和-q粒子一样，进入磁场后它们均做圆周运动，为了使它们正碰，只须，轨迹如图所示（正确画出轨迹图可得2分）由几何关系易知（1分）洛伦兹力供应向心力 （2分）由得（1分）【河北百校联盟2011届第1次调研】18【河南省焦作市2011届高三调研】（16分）如图所示，在空间中存在垂直纸面对里的磁感应强度为B的匀强磁场，其边界AB、CD间的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m，带电荷量为-q的粒子沿及左边界成30o的方向射入磁场，粒子重力不计求： （1）若带电粒子能从AB边界飞出，则粒子入射速度应满意的条件； （2）若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，进入如图所示的有界匀强电场

27、中减速至零后再返回，则有界电场的电压的范围和带电粒子在整个过程中在磁场中运动的时间； （3）若带电粒子的速度是（2）中的倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒子打到CD边界上的长度是多少？解:（）粒子能从左边界射出，临界状况有 (2分)由洛伦兹力供应向心力可得 （2分） 所以粒子能从左边界射出速度应满意（2分） （）粒子能从右边界射出 （1分） 由动能定理得（2分）解得 粒子不遇到右极板所加电压满意的条件（1分）因粒子转过的圆心角为，所用时间为，而（1分）因返回通过磁场所用时间及向右通过磁场所用时间一样，所以总时间 （1分） （）当粒子速度为是（2）中的倍时 解得 （2分）如图由几何关系

28、可得 （2分）17【郑州市2011年高中毕业年级第一次质量预料】（10分）如图所示，两平行金属板A、B长度为l，直流电源能供应的最大电压为U，位于极板左侧中央的粒子源可以沿程度方向向右连续放射质量为m、电荷量为q、重力不计的带电粒子，射入板间的粒子速度均为。在极板右侧有一个垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B，分布在环带区域中，该环带的内外圆的圆心及两板问的中心重合于O点，环带的内圆半径为R1。当变阻器滑动触头滑至b点时，带电粒子恰能从右侧极板边缘射向右侧磁场。 （1）问从板间右侧射出的粒子速度的最大值是多少?（2）若粒子射出电场时，速度的反向延长线及所在直线交于点，试证明点及极板右端边缘的

29、程度间隔 x，即及O重合，全部粒子都似乎从两板的中心射出一样； （3）为使粒子不从磁场右侧穿出，求环带磁场的最小宽度d。（1）当两板间加最大电压时，从右侧极板边缘飞出的粒子速度最大。由动能定理得（1分）解出 （1分）（2）如图，设粒子在电场中的侧移为y，则= （1分） 又l=v0t （1分） y=t （1分）联立解得x= （1分）（3）射出粒子速度最大时，对应磁场区域最大，设最大轨迹半径为rm，则qvmB= （1分）如图所示，设环带外圆半径为R2，所求d= R2-R1 （1分）R12+rm2=(R2rm)2 （1分）解得 （1分）24【湖北省局部重点高中2010届第一次理综测试】（18分） 如

30、图所示，在虚线左右两侧均有磁感应强度一样的垂直纸面对外的匀强磁场和场强大小相等方向不同的匀强电场，虚线左侧电场方向程度向右，虚线右侧电场方向竖直向上。左侧电场中有一根足够长的固定细杆MN，N端位于两电场的交界限上。a、b是两个质量一样的小环（环的半径略大于杆的半径），a环带电，b环不带电，b环套在杆上的N端且处于静止，将a环套在杆上的M端由静止释放，a环先加速后匀速运动到N端，a环及b环在N端碰撞并粘在一起，随即进入右侧场区做半径为 r = 0.10 m的匀速圆周运动，然后两环由虚线上的P点进入左侧场区。已知a环及细杆MN的动摩擦因数=0.20，取g = 10 m/s2。求：（1）P点的位置；

31、BBE EbaNM（2）a环在杆上运动的最大速率。（1）因为a环由静止释放后向右运动，所以a环带正电，a环及b环碰后仍带正电，又因碰后速度程度向右，所以两环运动半个圆周后到达P点，据左手定则可推断P点在N点的正下方，NP = 2r = 0.20 m 处。（2）设a环质量为m，电荷量为q，由受力分析可知，a环在杆上速率到达最大时做匀速运动，有 qE = FN 即 qE = （mg+qvmaxB） 碰撞时动量守恒 mvmax = 2mv 由于碰后两环在右侧场区做匀速圆周运动所以重力及电场力平衡 qE = 2mg 洛仑兹力供应向心力 q vB =2m 联立解得： vmax = 3 m/s26（20分）【鄂州市2011届高三摸底考试】如图甲所示，偏转电场的两个平行极板程度放置，板长L0.08m，板距足够大，两板的右侧有程度宽度l0.16m