3月高考物理模拟联考题精选解析12磁场教师版

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1、磁场1. （2012年3月福州质检）如图所示，在平行线MN、PQ之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场(未画出)，磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大。一带电微粒进入该区域时，由于受到空气阻力作用，恰好能沿水平直线OO通过该区域。带电微粒所受的重力忽略不计，运动过程带电量不变。下列判断正确的是A微粒从左到右运动，磁场方向向里B微粒从左到右运动，磁场方向向外C微粒从右到左运动，磁场方向向里D微粒从右到左运动，磁场方向向外2. （2012年3月河南焦作一模）欧姆在探索导体的导电规律的时候，没有电流表，他利用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场的作用下，处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针

2、水平放置一直导线，当该导线中通有电流的时候，小磁针就会发生偏转；当通过该导线的电流为I时，发现小磁针偏转了30，由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了60时，通过该直导线的电流为A3I B.2I CI D. I2.答案：A解析：设地磁场的磁感应强度为B0，当通过该导线的电流为I时，发现小磁针偏转了30，设电流为I的导线产生的磁场的磁感应强度为B1，则有tan30= B1/ B0；小磁针偏转了60时，设通过该直导线的电流为I， 产生的磁场的磁感应强度为B2，则有tan60= B2/ B0；联立解得B2 =3B1；根据直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比

3、可得，I=3 I，选项A正确。3（2012年3月安徽省“江南十校”高三联考）如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知AOC=60，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T/6（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（ ）AT/3BT/2C2T/3D5T/64（2012年3月江苏省苏北四星级高中联考）如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘

4、细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中.。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.，则磁感应强度方向和大小可能为 ( )Az正向，tan. By正向， Cz负向，tan. D沿悬线向上，sin4. 答案：BC解析：由平衡条件可知，导线所受安培力方向在+z方向和沿细线细线方向之间，由左手定则可判断出磁感应强度方向为沿y正向和沿z负向偏y负向角之间，选项AD错误；若磁感应强度方向为沿y正向，所受安培力沿z正向，大小等于mg，即BIL=mg，解得磁感应强度大小为，选项B正确；若磁感应强度方向为沿z负向，所受安培力沿y正向，大小BIL=mgtan.，解得磁感应强度大小为ta

5、n.，选项C正确。5（2012年3月江苏三校联考）狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动。则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是A若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示所示，选项C正确

6、；若小球带负电，小球不可能做匀速圆周运动，选项D错误。6(2012年3月陕西渭南市质检)如图1所示，长方形线框abcd通有电流I，放在直线电流I附近，以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是A线框只有两个边受力，合力向左B线框只有两个边受力，合力向右C线框四个边都受力，合力向左D线框四个边都受力，合力向右6.答案：C解析：利用左手定则可判断出线框四个边都受力，由于左侧边所在处磁感应强度最大，所以合力向左，选项C正确。7(2012年3月山东德州一模)如图甲所示，带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上，两者均保持静止，置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B。

7、已知地面光滑，AB接触面粗糙，A所带电荷量保持不变。图乙中关于A、B的vt图象大致正确的是 7.答案：C解析：由于AB间粗糙，在水平恒力F作用下，二者一起做加速度为a=F/(mA+ mB) 8（2012年3月江西南昌一模）劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是A质子被加速后的最大速度不可能超过2RfB质子离开回旋加速器时

8、的最大动能与加速电压U成正比C质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比D质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为19（17分）(2012年3月陕西渭南市质检)从粒子源不断发射相同的带电粒子，初速可忽略不计，这些粒子经电场加速后，从M孔以平行于MN方向进入一个边长为d的正方形的磁场区域MNQP，如图14所示，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，其中PQ的中点S开有小孔，外侧紧贴PQ放置一块荧光屏。当把加速电压调节为U时，这些粒子刚好经过孔S 打在荧光屏上，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。请说明粒子的电性并求出粒子的比荷（）。9（17分）解题指导：应用动能定理求出带电粒子

9、经电场加速后的速度，画出带电粒子在磁场中运动轨迹图，利用洛伦兹力提供向心力和图中几何关系列方程解答。解：粒子在磁场中运动轨迹如答图2所示，其中O为轨迹的圆心。由于受力沿MP边，粒子带正电。（2分）粒子在电场中加速，由动能定理有：10（20分）（2012年3月兰州诊断）如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1，E的大小为15l03v/m，B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场的下边界与x轴重合。一质量m=l10-14kg电荷量q=210-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60角从M点射入，沿直线运动，经P点后即进入处于第一象限内的磁

10、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），不计微粒重力，g取10m/s2。则求： （1）微粒运动速度v的大小； （2）匀强磁场B2的大小； （3）B2磁场区域的最小面积。10.解析：（1）带正电微粒在电场和磁场复合场中沿直线运动，qE=qvB1，解得v=E/ B1=3103m/s。（2）画出微粒的运动轨迹如图，粒子做圆周运动的半径为R=m。由qvB2=mv2/R，解得B2=3/4T。（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PD=2Rsin60=20cm=0.2m，P

11、A=R(1-cos60)= /30m。所以，所求磁场的最小面积为S=PDPA=m2。11（20分）（2012年贵州省黔东南州一模）如图所示，一带电微粒质量为m=2.010-11kg、电荷量q=+1.010-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角=30，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求：带电微粒进入偏转电场时的速率v1；偏转电场中两金属板间的电压U2；为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少

12、多大？竖直方向： 1分 1分 由几何关系2分 得 =100V 2分 2分得 2分若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1T 1分12.（18分）（2012年3月河南焦作一模）如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右侧有一很薄的挡板，垂直于x轴放置，挡板与xoy平面交线的两端M、N正好与原点O构成等边三角形，为挡板与x轴的交点。在整个空间中，有垂直于xoy平面向外的匀强磁场（图中未画出），带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动。已知带电粒子的质量为m，带电荷量大小为q，速度大小为，MN的长度为L。（不计带电粒子的重力

13、及粒子间的相互作用）（1）确定带电粒子的电性；（2）要使带电粒子不打在挡板上，求磁感应强度的最小值；（3）要使MN的右侧都有粒子打到，求磁感应强度的最大值。（计算过程中，要求画出各临界状态的轨迹图）12. （18分）解题指导：根据带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动，利用左手定则可判断出粒子带正电荷。带电粒子在匀强磁场中运动，利用洛伦兹力公式等于向心力和图中几何关系列方程解答。解：（1）由左手定则可得，粒子带正电荷。（2分）（2）设磁感应强度大小为B，带电粒子运动的轨迹半径为r，带电粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，有：qvB=m ， 解得r=mv/qB。 （2分）由于从O点射出的粒

14、子的速度大小都相同，由上式可知，所有粒子的轨迹半径都相等。由几何知识可知，为使粒子不打在挡板上，轨迹的半径最大时，带电粒子在O点沿y轴正方向射出，其轨迹刚好与MN相切，如图甲所示。（2分）则最大半径 rmax=Lcos30=L。 （2分）由上式可得，磁感应强度的最小值Bmin=。 （2分）（3）为使MN的右侧都有粒子打到，打在N点的粒子最小半径的轨迹为图乙中的圆弧OMN。 （2分） 图中点O3为轨迹的圆心，由于内接OMN为正三角形，方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场.在t =0时刻,一位于正方形区域中心O的粒子源在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均

15、相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长，不计重力和粒子之间的相互作用力.已知平行于ad方向发射的粒子在t = t0时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场，求：(1)粒子的比荷q/m；(2)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间；(3)假设粒子源发射的粒子在各个方向均匀分布，在t =t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比.（2）如图，在匀强磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应过正方形区域的顶点。设此粒子运动轨迹对应的圆心角为，则sin(/2)=/4。在磁场中运动的最长时间t=T=arcsin(/4).所以从粒子发射到全部离开所用时间为t=arcsin(/4).（3）依题意，同一时刻仍在磁场中的粒子到O点距离相等，在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O为圆心，Ok为半径的弧上。由几何关系可知，nOk=/12.此时刻仍在磁场中的粒子与总粒子数之比为=。