单元 磁场（高考真题+模拟新题）

单元 磁场（高考真题+模拟新题）内容摘要：

1、磁场磁场 安培力22012天津卷 如图所示，金属棒 端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 M 向 N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 角的相应变化情况是()A棒中的电流变大， 角变大B两悬线等长变短， 角变小C金属棒质量变大， 角变大D磁感应强度变大， 角变小2A解析 作出侧视图(沿 向)，并 对导体棒进 行受力分析，如 图所示据图可得 ，若棒中的电流 I 变大， 则 变大，选项 A 正确；若两悬线等长变短，则 不变， 错误；若金属棒的质量 m 变大， 则 变小，选项 C 错误；若磁感应强度 B 变大，则 变大，选项 D 错误磁场对运动电荷的作用17012全 2、国卷 质量分别为 荷量分别为 两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两粒子的动量大小相等下列说法正确的是()A若 q1q 2，则它们做圆周运动的半径一定相等B若 m1m 2，则它们做圆周运动的半径一定相等C若 q2q 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D若 m1m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等17A解析 根据半径公式 r ，两粒子的动量 小相等，磁感应强度 B 相同，q1q 2，则它们做圆周运动 的半径一定相等， A 正确， B 错误根据周期公式 T ，若2周期相等，C、D 错误22012江苏卷 如图所示， 磁感应强度为 B 的匀强磁场的边界. 一质量为m、电荷量为 q 的粒子在纸 3、面内从 O 点射入磁场若粒子速度为 远能落在边界上的A 点下列说法正确的有( )若粒子落在 A 点的左侧，其速度一定小于 粒子落在 A 点的右侧，其速度一定大于 粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能小于 v0粒子落在 A 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能大于 v0C解析 带电粒子沿垂直边界的方向射入磁场时，落在边界上的点离出发点最远，当入射方向不是垂直边界的方向时，落在 边界上的点与出 发点的距离将小于这个距离，即速度大于或等于 入射方向不是 90时，粒子有可能落在 A 点的左侧， A 项错误；但粒子要落在 A 点的右侧，其速度一定要大于临界速度 项正确；设 间距离为 L 4、，若粒子落在 A 点两 侧 d 范围内，则以最小速度 v 入射的粒子做圆周运动的直径应为 Ld，由洛 伦兹力提供向心力，解得 vv 0 ，C 项正确；由于题中没有强调粒子的此无法确定速度的最大值， D 项错误15012广东卷 质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图 2 中虚线所示下列表述正确的是()图 2AM 带负电，N 带正电BM 的速率小于 N 的速率C洛伦兹力对 M、N 做正功DM 的运行时间大于 N 的运行时间15A解析 由左手定则判断知， A 正确；粒子在磁场 中运动，洛 伦兹力提供向心力，有 m ，半径 r ，在质量与电 5、荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即 M 的速率 的速率，B 错误；洛伦兹 力不做功，C 错误；粒子在磁 场中运动半周，即 时间为周期的一半，而周期为 T ，故 M 的运行时间等于 N 的运行时间 ，D 错误22 2012北京卷 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( )A与粒子电荷量成正比B与粒子速率成正比C与粒子质量成正比D与磁感应强度成正比D 解析 由电流的定义 I 可知， 设粒子的电荷量为 q，质量为 m，在磁场中运动 ，则 I ，对于一个粒子来说， 电 荷量和质量是一定的，所以产生的2qT D 项正确， A、B、C 6、项错误带电粒子在组合场及复合场中运动24012重庆卷 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中 形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场一束比荷(电荷量与质量之比 )均为 的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区1O 进入两金属板之间，其中速率为 颗粒刚好从 Q 点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板重力加速度为 g，3d，d，收集板与 距离为 l，不计颗粒间相互作用求：(1)电场强度 E 的大小；(2)磁感应强度 B 的大小；(3)速率为 1)的颗粒打在收集板上的位置到 O 点的距离解析 (1)设带电颗粒的电荷量为 q，质量为 代入，得 7、 Ek(2)如图，有3d) 2( Rd) 2得 B)如图所示，有m3d2 1 3d2y 1y 2得 yd(5 )252 939122012天津卷 对铀 235 的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义如图所示，质量为 m、电荷量为 q 的铀 235 离子，从容器 A 下方的小孔 断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔 直于磁场方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，做半径为 R 的匀速圆周运动离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为 1)求加速电场的电压 U；(2)求出在离子被收集的过程中任意时间 t 内收集到离子的质量 M；(3)实际上加速电压的大小会在 8、UU 范围内微小变化若容器 A 中有电荷量相同的铀235 和铀 238 两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠， 应小于多少。 (结果用百分数表示，保留两位有效2解析 (1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为 v，由动能定理得2离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛 伦兹力充当向心力，即m 式解得U)设在 t 时间内收集到的离子个数为 N，总电荷量为 Q，则Q m由式解得M)由式有 R1m为铀 238 离子质量，由于电压在 UU 之间有微小变化，铀 235 离子在磁场中最大半径为 U38 离子在磁场中最小半径为R U UR 1 Uq 1 9、U Um(U U)0)的粒子由 止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在 t 时刻通过 直于边界进入右侧磁场区 (不计粒子重力，不甲图乙(1)求粒子到达 的速度大小 v 和极板间距 d.(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在 t3T 0 时刻再次到达 速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小23解析 (1)粒子由 过程，根据 动能定理得2由式得v 2a，由牛 顿第二定律得q 0a 212(立式得d )设磁感应强度大小为 B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R，由牛顿第二定律得m 须满足2R 式得B 4) 10、设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为 d联立式得2时速度恰好为零，粒子回到极板 间应做匀减速运 动， 设匀减速运动的时间为 据运动学公式得d t2式得T 0 t 1t 2式得t 7，由 式 结合运动学公式得T 2t联立式得B 818012全国卷 如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、o、b 在 M、N 的连线上，o 为 中点，c、d 位于 中垂线上，且 a、b、c、d 到 o 点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )Ao 点处的磁感应强度为零Ba、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、 d 11、 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同a、c 两点处磁感应强度的方向不同18C解析 磁感应强度是矢量，某 处磁感应强度大小和方向由 M、N 两点处的电流产生的磁感应强度的矢量之和决定直 线电流的磁感线是以 电流为中心的一系列同心圆，某点磁感应强度的方向就是该点磁感线的切线方向在 o 点，同方向的磁场相叠加，磁感应强度不是零，A 错误a、b 处的磁感应强度等于 M、N 分别在 a、b 处产生的磁感应强度相叠加，因此，a、b 处的磁感应强度大小相等，方向都是向下，所以 B 错误；同理，可得 C 正确对 M、c 处产生的磁感应强度矢量叠加求和，可知方向向下，与 a 处的磁感应强度方向相同，D 错误2 12、4012 浙江卷 如图所示，两块水平放置、相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源上两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为 m、水平速度均为 相等电荷量的墨滴调节电源电压至 U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的 1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度 B 的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置为了使墨滴仍能到达下板 M 点，应将磁感应强度调至 B，则 B的大小为多少。 24解析 (1)墨滴在电场 区域做匀速直线运动，有q q荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷(2)墨滴垂直进 入。