高三物理（第04期）好題速遞分項解析匯編 專題09 磁場（包含復(fù)合場）（含解析）

專題09 磁場（包含復(fù)合場）一、選擇題1.【遼寧省沈陽市東北育才學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第二次模擬考試】如圖所示，條形磁鐵放在桌子上，一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，導(dǎo)線保持與磁鐵垂直，導(dǎo)線的通電方向如圖，則在這個過程中磁鐵受到的摩擦力（保持靜止） （ ）A為零.B方向由左變?yōu)橄蛴?C方向保持不變.D方向由右變?yōu)橄蜃?【答案】B考點：安培力、摩擦力的判斷與計算2.【遼師大附中20162017學(xué)年上學(xué)期期中考試】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時A磁鐵對桌面的壓力增大B磁鐵對桌面的壓力減小C磁鐵受到向右的摩擦力作用D磁鐵受到向左的摩擦力作用【答案】BC考點：安培力。3.【遼師大附中20162017學(xué)年上學(xué)期期中考試】絕緣光滑斜面與水平面成角，質(zhì)量為m、帶電荷量為-q（q>0）的小球從斜面上的h高度處釋放，初速度為（>0），方向與斜面底邊MN平行，如圖所示，整個裝置處在勻強磁場B中，磁場方向平行斜面向上。如果斜面足夠大，且小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN。則下列判斷正確的是A勻強磁場磁感應(yīng)強度的取值范圍為B勻強磁場磁感應(yīng)強度的取值范圍為C小球在斜面做變加速曲線運動D小球達(dá)到底邊MN的時間【答案】BD【解析】根據(jù)帶點小球在斜面上運動時的受力情況，有：，當(dāng)時，小球離開斜面，要使小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN，B的最大值為，所以勻強磁場磁感應(yīng)強度的取值范圍為，A錯誤；B正確；小球沿斜面方向的合力為重力的下滑分力，垂直斜面方向合力為零，小球在斜面上做勻加速曲線運動，C錯誤；沿斜面方向，位移，由得:，D正確；故選BD?？键c：洛倫茲力、帶電粒子在勻強磁場中的運動。4.【山東省實驗中學(xué)2017屆高三第一次診斷性考試】一帶電粒子在電場和磁場同時存在的空間中(不計重力)，不可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是A靜止 B勻速直線運動C勻加速直線運動 D勻速圓周運動【答案】A考點：帶電粒子在混合場中的運動5.【山東省實驗中學(xué)2017屆高三第一次診斷性考試】如圖所示，兩個質(zhì)量相等的帶電粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一勻強磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30和60，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后兩粒子都經(jīng)過B點， AB連線與磁場邊界垂直，則Aa粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B兩粒子的軌道半徑之比C兩粒子所帶電荷量之比D兩粒子的運動時間之比【答案】CD考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動6.【福建省廈門第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】空間某區(qū)域豎直平面內(nèi)存在電場，電場線分布如圖所示，但是方向未知，一個質(zhì)量為m、電量為+q的小球在該電場中運動，小球經(jīng)過A點時的速度大小為，方向水平向右，運動至B點時速度大小為，若A、B兩點之間的高度差為h，則以下判斷中正確的是AA、B兩點的電場強度和電勢大小關(guān)系為、B即使，電場力也不一定做正功CA、B兩點間的電勢差為D小球從A運動到B點的過程中電場力做的功為【答案】BC考點：考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運動7.如圖所示，在x軸上方有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在原點O處有一離子源，t=0時刻沿紙面內(nèi)的各個方向同時發(fā)射一群速率相同、質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，其中一個與x軸正方向成60角射入磁場的粒子在t1時刻到達(dá)A點（圖中未畫出），A點為該粒子運動過程中距離x軸的最遠(yuǎn)點，且OA=L不計粒子間的相互作用和粒子的重力，下列結(jié)論正確的是（）A粒子的速率為 B粒子的速率為Ct1時刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點為圓心、L為半徑的圓周上 Dt1時刻仍在磁場中的所有粒子均處在以O(shè)點為圓心、L為半徑的圓周上【答案】BD考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動8.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場，電子1從磁場邊界上的a點垂直MN和磁場方向射入磁場，經(jīng)t1時間從b點離開磁場。之后電子2也由a點沿圖示方向以相同速率垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)t2時間從a、b連線的中點c離開磁場，則t1t2為（ ）M a c b N 2 1 A23 B21 C32 D31【答案】D【解析】粒子在磁場中都做勻速圓周運動，根據(jù)題意畫出粒子的運動軌跡，如圖所示：電子1垂直射進(jìn)磁場，從b點離開，則運動了半個圓周，ab即為直徑，c點為圓心，電子2以相同速率垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)t2時間從a、b連線的中點c離開磁場，根據(jù)半徑可知，粒子1和2的半徑相等，根據(jù)幾何關(guān)系可知，aOc為等邊三角形，則粒子2轉(zhuǎn)過的圓心角為60，所以粒子1運動的時間，粒子2運動的時間，所以故選D.考點：帶電粒子在磁場中的運動9.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，在邊長為l的正方形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強電場和垂直于紙面的勻強磁場。一個帶電粒子（不計重力）從原點O沿x軸進(jìn)入場區(qū)，恰好做勻速直線運動，穿過場區(qū)的時間為t；若撤去磁場，只保留電場，其它條件不變，該帶電粒子穿過場區(qū)的時間為；若撤去電場，只保留磁場，其它條件不變，那么該帶電粒子穿過場區(qū)的時間為（ ）x y O l A B C D【答案】B當(dāng)撤去電場，在勻強磁場中勻速圓周運動，帶電粒子在磁場中經(jīng)過的軌跡是個半圓，故運動時間：由式得：；故該粒子穿過場區(qū)的時間應(yīng)該是,故選B考點：帶電粒子在復(fù)合場中的運動10.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導(dǎo)體框，垂直磁場放置，將ab兩點接入電源兩端，若電阻絲ab段受到的安培力大小為F，則此時三根電阻絲受到的安培力的合力大小為（ ） a b c AF B1.5F C2F D3F【答案】B考點：安培力11.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線中點，連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度，式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（ ）M N a b O I I v0 A小球一直做勻速直線運動 B小球先做加速運動后做減速運動C小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大 D小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蟆敬鸢浮緼D【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知直線M處的磁場方向垂直于MN向里，直線N處的磁場方向垂直于MN向外，磁場大小先減小過O點后反向增大，根據(jù)左手定則可知，帶正電的小球受到的洛倫茲力方向開始上的方向向上，過O得后洛倫茲力的方向向下由此可知，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動，小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?，故BC錯誤，AD正確故選AD.考點：右手螺旋定則；洛倫茲力12.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，在光滑的絕緣水平面上，一絕緣水平細(xì)線系一個帶電小球，繞O點在勻強磁場中做逆時針方向的勻速圓周運動，磁場方向豎直向下（圖示為俯視圖）。若小球運動到圓周上的A點時，從細(xì)線的連接處脫離，而后仍在磁場中運動。則關(guān)于小球的運動情況，下列說法中正確的是（ ）A B O A小球可能做逆時針方向的勻速圓周運動，半徑不變B小球可能做逆時針方向的勻速圓周運動，半徑減小C小球可能做順時針方向的勻速圓周運動，半徑不變D小球可能做順時針方向的勻速圓周運動，半徑增大【答案】ACD考點：帶電粒子在磁場中的運動13.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，有一范圍足夠大的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小圓環(huán)套在一根固定的絕緣豎直長桿上，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)使圓環(huán)以初速度v0向上運動，經(jīng)時間t0圓環(huán)回到出發(fā)點。不計空氣阻力，取豎直向上為正方向，下列描述該過程中圓環(huán)的速度v隨時間t、摩擦力f隨時間t、動能Ek隨位移x、機械能E隨位移x變化規(guī)律的圖象中，可能正確的是（ ）B v0 v0 t t0 v O t t0 O f Ek E x x O O （A） （B） （C） （D）【答案】ABD考點：帶電粒子在復(fù)合場中的運動14.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，空間存在一水平方向的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，電場強度大小為，且電場方向與磁場方向垂直。在電磁場的空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場正方向成60夾角且處于豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球套在絕緣桿上。若給小球一沿桿向下的初速度v0，小球恰好做勻速運動。已知小球電量保持不變，重力加速度為g，則以下說法正確的是（ ）B E v0 60 A小球的初速度為B若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止C若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止D若小球的初速度為，則運動中克服摩擦力做功為【答案】ACD【解析】A、對小球進(jìn)行受力分析如圖，電場力的大?。?，由于重力的方向豎直向下電場力的方向水平向右，二者垂直，合力：，由幾何關(guān)系可知，重力與電場力的合力與桿的方向垂直，所以重力與電場力的合力不會對小球做功，而洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，所以也不會對小球做功所以，當(dāng)小球做勻速直線運動時，不可能存在摩擦力，沒有摩擦力，說明小球與桿之間就沒有支持力的作用，則洛倫茲力大小與重力、電場力的合力相等，方向相反所以qv0B=2mg所以故A正確；若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=3mgFG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向下的支持力，則摩擦力：f=FN小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸減小，摩擦力減小，小球做加速度不斷減小的減速運動，最后當(dāng)速度減小到時，小球開始做勻速直線運動故B錯誤若小球的初速度為，則洛倫茲力：f=qv0B=mgFG+F，則在垂直于桿的方向上，小球還受到桿的垂直于桿向上的支持力，而摩擦力：f=FN小球?qū)⒆鰷p速運動；隨速度的減小，洛倫茲力減小，則支持力逐漸增大，摩擦力逐漸增大，小球的加速度增大，所以小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止故C正確；若小球的初速度為，球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運動，最后停止，運動中克服摩擦力做功等于小球的動能，所以故D正確故選ACD.考點：帶電粒子在復(fù)合場中的運動15.【江西省吉安市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上；虛線上方有垂直紙面向里的勻強磁場，虛線下方有豎直向下的勻強磁場ab、cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計開始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無初速釋放時，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運動則（）Aab棒中的電流方向由b到a Bcd棒先加速運動后勻速運動 Ccd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力 D力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機械能之和【答案】A考點：右手定則；安培力及牛頓第二定律；功能關(guān)系二、非選擇題1.【溫州中學(xué)2017屆高三11月選考模擬考試】（12分）如圖甲所示，兩平行金屬板間接有如圖乙所示的隨時間t變化的交流電壓u，金屬板間電場可看做均勻、且兩板外無電場，板長L=0.2m，板間距離d=0.1m，在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的勻強磁場，MN與兩板中線OO 垂直，磁感應(yīng)強度 B=5103T，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO連續(xù)射入電場中，已知每個粒子的比荷=108C/kg，重力忽略不計，在0-0.8105s時間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓（不考慮極板邊緣的影響）。已知t = 0時刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在0.2105s時刻經(jīng)極板邊緣射入磁場。（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）。（1）求兩板間的電壓U0（2）0-0.2105s時間內(nèi)射入兩板間的帶電粒子都能夠從磁場右邊界射出，求磁場的最大寬度（3）若以MN與兩板中線OO 垂直的交點為坐標(biāo)原點，水平向右為x軸，豎直向上為y軸建立二維坐標(biāo)系，請寫出在0.3105s時刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場和離開磁場（此時，磁場只有左邊界，沒有右邊界）時的位置坐標(biāo)。（4）兩板間電壓為0，請設(shè)計一種方案：讓向右連續(xù)發(fā)射的粒子流沿兩板中線OO射入，經(jīng)過右邊的待設(shè)計的磁場區(qū)域后，帶電粒子又返回粒子源?！敬鸢浮浚?）25 (V)（2）0.2 (m)（3）( 0 ; 0.3875) (m) （4）如圖； (2) 在0-0.210-5S時間內(nèi), 0.210-5S時刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場并能夠從磁場右邊界射出,則其他粒子也都能從磁場的右邊界射出。粒子進(jìn)入磁場作勻速圓周運動，則：Bqv=mv2/R1 R1=mv0/Bq 由第一問可知：v0=L/t=0.2/0.210-5 =105 (m/s) R1=105/510-3108=0.2 (m) 磁場的最大寬度為 D=R1=0.2 (m) (3) 0.310-5S時刻進(jìn)入的粒子先做勻速直線運動,再做類平拋運動. 類平拋運動時間應(yīng)為t=0.110-5S .(4) (只要合理均給分)考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動2.【河北省滄州市第一中學(xué)2017屆高三11月月考】如圖所示，將某正粒子放射源置于原點O，其向各個方向射出的粒子速度大小均為v0，質(zhì)量均為m、電荷量均為q；在0yd的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個勻強電場，方向與y軸正向相同，在d<y2d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個勻強磁場，方向垂直于xoy平面向里粒子離開電場上邊緣y=d時，能夠到達(dá)的最右側(cè)的位置為（1.5d，d）最終恰沒有粒子從y=2d的邊界離開磁場已知sin37=0.6，cos37=0.8，不計粒子重力以及粒子間的相互作用，求：（1）電場強度E；（2）磁感應(yīng)強度B；（3）粒子在磁場中運動的最長時間【答案】（1）（2）（3）（2）沿x軸正方向發(fā)射的粒子射入磁場時有：1.5d=v0t，dt，聯(lián)立可得：vyv0，方向與水平成53，斜向右上方，據(jù)題意知該粒子軌跡恰與上邊緣相切，則其余粒子均達(dá)不到y(tǒng)=2d邊界，由幾何關(guān)系可知：dR+R，根據(jù)牛頓第二定律得： 解得： 聯(lián)立可得： 考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動3.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】（10分）在如圖所示寬度范圍內(nèi)，用場強為E的勻強電場可使初速度為v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)角（v0E）；在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強磁場（圖中未畫出），使該粒子穿過該區(qū)域且偏轉(zhuǎn)角仍為（不計粒子的重力），問：v0 E （1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度是多大； （2）粒子穿過電場和磁場的時間之比。【答案】（1）（2）【解析】（1）電場中： 磁場中 得 （2） 得考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動4.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】（10分）如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，在平行于y軸的虛線MN右側(cè)y0的區(qū)域內(nèi)，存在著沿y軸負(fù)方向的勻強電場；在y0的某區(qū)域存在方向垂直于坐標(biāo)平面的有界勻強磁場（圖中未畫出）?，F(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從虛線MN上的P點，以平行于x軸方向的初速度v0射入電場，并恰好從原點O處射出，射出時速度方向與x軸夾角為60。此后粒子先做勻速運動，然后進(jìn)入磁場，粒子從有界磁場中射出時，恰好位于y軸上Q（0，l）點，且射出時速度方向沿x軸負(fù)方向，不計帶電粒子的重力。求：x y P M N O v0 60 Q（0，l） （1）P、O兩點間的電勢差；（2）帶電粒子在磁場中運動的時間?！敬鸢浮浚?）（2）（2）由幾何知道得解得 3rl 得考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動5.【遼師大附中20162017學(xué)年上學(xué)期期中考試】如圖為實驗室篩選帶電粒子的裝置示意圖：左端加速電極M、N間的電壓為U1。中間速度選擇器中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強磁場的場強B11.0T，兩板電壓U2=1.0102V，兩板間的距離D2cm。選擇器右端是一個半徑R20cm的圓筒，可以圍繞豎起中心軸順時針轉(zhuǎn)動，筒壁的一個水平圓周上均勻分布著8個小孔O1至O8。圓筒內(nèi)部有豎直向下的勻強磁場B2。一電荷量為q=1.6010-19C、質(zhì)量為m=3.210-25kg的帶電的粒子，從靜止開始經(jīng)過加速電場后勻速穿過速度選擇器。圓筒不轉(zhuǎn)時，粒子恰好從小孔O8射入，從小孔O3射出，若粒子碰到圓筒就被圓筒吸收。求：（1）加速器兩端的電壓U1的大??；（2）圓筒內(nèi)勻強磁場B2的大小并判斷粒子帶正電還是負(fù)電；（3）要使粒子從一個小孔射入圓筒后能從正對面的小孔射出（如從O1進(jìn)從O5出），則圓筒勻速轉(zhuǎn)動的角速度多大？【答案】（1）（2）（3）（2）粒子的運動軌跡如圖所示根據(jù)左手定則，粒子帶負(fù)電，由幾何關(guān)系可得：洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得：，解得：（3）不管從哪個孔進(jìn)入，粒子在筒中運動的時間與軌跡一樣，運動時間為:在這段時間圓筒轉(zhuǎn)過的可能角度:則圓筒的角速度:考點：帶電粒子在電磁場中的運動。6.【江西省吉安市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示，寬度為L的區(qū)域被平均分為區(qū)域、，其中、有勻強磁場，他們的磁感應(yīng)強度大小相等，方向垂直紙面且相反，長為L，寬為的矩形abcd緊鄰磁場下方，與磁場邊界對齊，O為dc邊中點，P為dc邊中垂線上一點，OP=3L，矩形內(nèi)有勻強電場，電場強度大小為E，方向由a指向O；電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計的帶電粒子由a點靜止釋放，經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場，運動軌跡剛好與區(qū)域的右邊界相切；（1）求該粒子經(jīng)過O點的速度vo；（2）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B，（3）若在AO之間距O點x處靜止釋放該粒子，粒子在磁場中共偏轉(zhuǎn)n次到達(dá)P點，求x滿足的條件及n的可能取值. 【答案】（1）（2）（3），其中n=2、3、4、5、6、7、8【解析】由洛倫茲力公式和牛頓第二定律可得：考點：帶電粒子在復(fù)合場中的運動7.【山東省實驗中學(xué)2017屆高三第一次診斷性考試】如圖所示，兩平行金屬板A、B長L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電量q=10-10C，質(zhì)量m=10-20kg，沿電場中心線垂直電場線飛入電場，初速度v0=2106ms，粒子飛出平行板電場經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進(jìn)入PS右側(cè)足夠大的勻強磁場區(qū)域。已知兩界面MN、PS相距12cm，D是中心線RD與界面PS的交點。粒子穿過界面PS后垂直打在平行于PS放置的熒光屏ef上，屏ef與PS相距9cm，屏下端f點恰在中心線RD的延長線上，上端無限長。(粒子重力忽略不計)求：(1)粒子穿過界面MN時偏離中心線RD的距離y；(2)到達(dá)PS界面時離D點距離Y；(3)勻強磁場磁感應(yīng)強度的大小與方向?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）粒子穿過界面MN時偏離中心線RD的距離（側(cè)向位移）代入數(shù)據(jù)得：（3） 帶電粒子到達(dá)Q時速度粒子垂直打在熒光屏上，由幾何關(guān)系，粒子圓運動的圓心即在點并求得半徑由得磁感應(yīng)強度，方向垂直紙面向里。考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動