湖南省高三物理模拟试题精编：磁场.doc

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1、湖南省2009届高三物理模拟试题专题精编十一磁场一不定项选择题(长沙一中6)1有一边界为圆形的匀强磁场区域，一束质子流以不同的速率，由圆周上的同一点，沿半径方向射入磁场，不计重力的影响，质子在磁场中（ ） A路程长的运动时间长 B速率小的运动时间短C偏转角度大的运动时间长 D偏转角度小的运动时间长(二校联考)2. 如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0, L）一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60.下列说法中正确的是（ ）.A. 电子在磁场中运

2、动的时间为.B. 电子在磁场中运动的时间为.C. 磁场区域的圆心坐标为.D. 电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，2L）.(湖师大附中)3如图，质量为m，带电量为+q的带电粒子以初速度v0垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为s，粒子重力不计，则 （ ）A粒子在P点所受的磁场力可能比电场力大B粒子的加速度为（qE-qv0B）/mC粒子在P点的速度为D粒子在P点的动能为(示范性中学)4如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在

3、匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法可能正确的是（ ）A速率变小，半径变小，周期不变B速率不变，半径不变，周期不变C速率不变，半径变大，周期变大D速率不变，半径变小，周期变小二计算题（长郡中学5）1.质量为m、电荷量为e的电子初速度为零，经电压为U的加速电场加速后垂直磁场边界bc进入垂直纸面的匀强磁场中，其运动轨迹如图所示，已知bf = bg = L ,不计重力. 试求： （1）电子经加速电场加速后,开始进入磁场时的速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小，并说明其方向； （3）电子在磁场中的运动时间.（长郡中学6）2如图所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸

4、面向外在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直线上有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如右边图所示电压u最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力(1)求磁场的磁感应强度B的大小；(2)求交变电压的周期T和电压U0的值；(3)若时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的

5、距离(二校联考)3. 如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E，方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍. 已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计. 粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成60角. 试解答：.（1）粒子带什么电？.（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？.（3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？.x/cmy/cmOMNP6060(西南名校联盟)4、如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与

6、匀强磁场B1， E的大小为0.5103V/m, B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合一质量m=110-14kg、电荷量q=110-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域一段时间后，小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60角的方向飞出。M点的坐标为(0，-10)，N点的坐标为(0，30)，不计粒子重力，g取10m/s2x/cmy/cmOMNP6060(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v；(2)匀强磁场B2的大小为多大？；(3) B2磁场区域的

7、最小面积为多少？（湘潭市）5.在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（APd）射入磁场（不计重力影响）。 (1) 如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。(2) 如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为（如图）。求入射粒子的速度。RAOPDQ（郴州市）6 如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y 轴正方向，磁场方向垂直于xoy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样。一带正电荷的粒子从P（x = o ,

8、 y = R0）点以一定的速度平行于x 轴正向入射，这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动。现在，只加电场，当粒子从P 点运动到x = R0 平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x 轴交于M 。不计重力。求： （1）粒子到达x = R0 平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离； （2）M 点的横坐标xM 。（四县市）7在真空中，半径为的圆形区域内存在垂直 纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在此 区域外围空间有垂直纸面向内的大小也为的磁场， 一个带电粒子从边界上的点沿半径向外，以速度 进入外围磁场

9、，已知带电粒子质量， 带电量，不计重力，磁感应强度， 粒子运动速度，图形区域半径， 求粒子第一次回到点所需时间。(炎德英才)8电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图甲为显像管工作原理 示意图，阴极K发射的电子束(初速不计)经 电压为u的电场加速后，进入一圆形匀强磁 场区，磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向)，磁场区的中心为O，半径为r，荧光、 屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时，电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当磁场的磁感应强度随时问按图乙所示的规律变化时，在荧光屏上得到一条长为的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短，可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁

10、感应强度不变。已知电子的电荷量为，质量为m，不计电子之问的相互作用及所受的重力。求： (1) 电子打到荧光屏上时速度的大小； (2) 磁场磁感应强度的最大值B0（十二校联考）9如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上）。匀强磁场方向与Oxy平面平行，且与x轴的夹角为，重力加速度为g。（1）一质量为m、电荷量为的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动，求满足条件的电场强度的最小值及对应的磁感应强度；（2）当同样的带电质点沿平行于z轴负方向以速度v0通过y轴上的点时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，要使

11、带点质点做匀速圆周运动且能够经过x轴，问电场强度E和磁感应强度B大小各满足什么条件？B45xyzPOv0答案一不定项选择题1.C 2.BC 3.AC 4.BCD二计算题1解：（1）电子经加速电场加速，由动能定理： 可得：v= 之后电子匀速运动，开始进入磁场时的速度大小即为此值 （3分） （2）电子在磁场中做匀速圆周运动，依题意可得： （2分） 根据牛顿第二定律得： （1分） 根据以上各式，得： B = （1分）根据左手定则可以判定，匀强磁场的磁感应强度方向磁场垂直纸面向外（2分） （3）电子在磁场中的运动时间为： （3分）2（1）粒子自P点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，则

12、解得 （4分） （2）粒子自O1点进入磁场，最后恰好从N板的边缘平行飞出，设运动时间为t，则3.解析:（1）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电. （2分）.（2）由于洛伦兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为v0，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为，将vt分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度：由几何关系知. F=Eq 联立求解得： （5分）（3）如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的半径为r，则： 由几何知识可得：r=Rsin30 磁场区域

13、的最小面积为S=r2 联立求解得S= （5分）4、x/cmy/cmOMNP6060O1DCA解：(1) 由于重力忽略不计，微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛仑兹力的变化，所以微粒必做匀速直线运动这样，电场力和洛仑兹力大小相等，方向相反，电场E的方向与微粒运动的方向垂直，即与y轴负方向成30角斜向下由力的平衡有Eq=B1qv (2) 画出微粒的运动轨迹如图由几何关系可知粒子在第一象限内做圆周运动的半径为 微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即 解之得 (3) 由图可知，磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内由几何关系易得 所以，所求磁场的最小面

14、积为 5.解：由于粒子在P点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在AP上，AP是直径。 设入射粒子的速度为v1，由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得：RAOPDQO/R/ 3分 解得：3分设O/是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接O/Q，设O/QR/。 由几何关系得： 3分 由余弦定理得：3分 解得：3分 设入射粒子的速度为v，由 解出：3分6设粒子质量、电荷量、入射速度分别为m、q 和v0，则电场的场强E和磁感强度B必须满足下述条件: qE = qBv0 1 分 1分在只有电场时，入射粒子以与电场方向相同的加速度a=qE/m 做类平抛运动，运动到x = R0 的平面所用时间: 到达x = R0 的平面

15、时速度在竖直方向的分量v1= at 由以上各式可得vy = v0 3 分此时粒子的速度 速度方向与x 轴的夹角为 2 分粒子与x 轴的距离为 3分 （2）撤去电场加磁场后，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动半径为R，则: 由可得： 2分运动轨迹如图，其中C 为圆心，由几何知识可得C 点坐标为: 4分 （能画出轨迹图的给2分）过C作轴的垂线，垂足为D，在中，则 3分M点的横坐标为 1分7 由洛伦兹力提供向心力： （4分）轨迹如图所示（4分） （3分）运动时间为（4分）8.解：（1）电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场的速度大小，设为由动能定理 解得：（2）当磁感应强度为峰值B0时，电子

16、束有最大偏转，在荧光屏上打在Q点。PQ=电子运动轨迹如图所示，设此时的偏转角度为，尤几何关系可知，根据几何关系，电子束在磁场中运动路径所对圆心角而由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得解得：9解（1）如图所示，带电质点在重力mg（大小及方向均已知）、洛伦兹力qv0B（方向已知）、电场力qE（大小及方向均未知）的作用做匀速直线运动。根据力三角形知识分析可知：当电场力方向与磁场方向相同时，场强有最小值。450Pqv0BxyzOmgqEminB根据物体的平衡规律有 （1分） （1分）解得 （2分） （2分）（2）当电场力和重力平衡时，带点质点才能只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动则有： （1分）得： （1分）要使带电质点经过x轴，圆周的直径为 （2分）根据（1分）得 （2分）