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1、2X年高考物理试题分类汇编磁场(全国卷1)6（1分)如下图，在区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在010范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场。求： 粒子在磁场中做圆周运动的半径及粒子的比荷； 此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围; 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。【答案】 速度与y轴的正方向的夹角范围是0到120从粒子发射到全部离开所用 时间 为【解析】 粒子沿y轴的正方向进入磁场,从点经过
2、做P的垂直平分线与x轴的交点为圆心,根据直角三角形有解得,则粒子做圆周运动的的圆心角为120，周期为粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,根据牛顿第二定律得，,化简得仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于10，这样粒子角度最小时从磁场右边界穿出；角度最大时从磁场左边界穿出。角度最小时从磁场右边界穿出圆心角120，所经过圆弧的弦与中相等穿出点如图,根据弦与半径、x轴的夹角都是0,所以此时速度与轴的正方向的夹角是60。角度最大时从磁场左边界穿出，半径与y轴的的夹角是60，则此时速度与y轴的正方向的夹角是12。所以速度与y轴的正方向的夹角范围是6到1在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界相切，
3、在三角形中两个相等的腰为，而它的高是RRR,半径与y轴的的夹角是30，这种粒子的圆心角是40。所用 时间 为。所以从粒子发射到全部离开所用 时间为。(全国卷2)26(21分)图中左边有一对平行金属板,两板相距为,电压为;两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG（E边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间,沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点射入磁场区域。不计重力(1）已知这些离子中的离子甲
4、到达磁场边界EG后，从边界EF穿出磁场,求离子甲的质量。（2）已知这些离子中的离子乙从EG边上的点(图中未画出）穿出磁场，且GI长为,求离子乙的质量。（3)若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的,问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。解析：（1)在粒子进入正交的电磁场做匀速直线运动,设粒子的速度为，电场的场强为E0,根据平衡条件得 由化简得 粒子甲垂直边界EF进入磁场,又垂直边界EF穿出磁场，则轨迹圆心在EF上。粒子运动中经过G,说明圆轨迹与E相切，在如图的三角形中半径为R=acos0n1 tan1 联立化简得 在磁场中粒子所需向心力由洛伦磁力提供,根据牛顿第
5、二定律得 联立化简得 (）由于1点将边按1比3等分，根据三角形的性质说明此轨迹的弦与EG垂直，在如图的三角形中,有 同理 (10)（3）最轻离子的质量是甲的一半,根据半径公式离子的轨迹半径与离子质量呈正比，所以质量在甲和最轻离子之间的所有离子都垂直边界E穿出磁场,甲最远离H的距离为，最轻离子最近离H的距离为,所以在离H的距离为到之间的E边界上有离子穿出磁场。比甲质量大的离子都从EG穿出磁场，期中甲运动中经过EG上的点最近，质量最大的乙穿出磁场的1位置是最远点，所以在EG上穿出磁场的粒子都在这两点之间。(新课标卷）25.(1分)如图所示，在0xa、oy范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场,磁感应
6、强度大小为B。坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在y平面内，与轴正方向的夹角分布在090范围内己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一,求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的：（1)速度大小;(2）速度方向与y轴正方向夹角正弦。 解析：设粒子的发射速度为，粒子做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律和洛伦磁力公式,得，解得:当RF+2mgi，则最大安培力大于mgsi小于2gsin，则b所受摩擦力先减小后增大最后不变。可以看出b所受摩擦力先变化后
7、不变，D错误。（四川卷)4(19分）如图所示,电源电动势。内阻，电阻。间距的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取。（1)当=9时,电阻消耗的电功率是多大?（)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为，则Rx是多少?【答案】06W；54。【解析】闭合电路的外电阻为 根据闭合电路的欧姆定律 两端的电压为 V R2消耗的功率为 W 小球进入电磁场做匀速圆周运动,说明重力和电场力等大反向,洛仑兹力提供向心力
8、，根据牛顿第二定律 连立化简得 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60,根据几何关系得 连立带入数据 V 干路电流为 A (安徽卷)20如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈和，分别用相同材料,不同粗细的导线绕制（为细导线)。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落,再进入磁场，最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈、落地时的速度大小分别为、,在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力,则A. B C D.答案:解析:由于从同一高度下落,到达磁场边界时具有相同的速度v,切割磁感
9、线产生感应电流同时受到磁场的安培力，又(为材料的电阻率，为线圈的边长），所以安培力,此时加速度,且 (为材料的密度)，所以加速度是定值，线圈和同步运动,落地速度相等 =v2。由能量守恒可得：,(是磁场区域的高度），为细导线小，产生的热量小,所以Q Q2。正确选项D。（安徽卷）2.(16分)如图1所示,宽度为的竖直狭长区域内（边界为）,存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为，表示电场方向竖直向上。时，一带正电、质量为的微粒从左边界上的点以水平速度射入该区域，沿直线运动到点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的点。为线段的中点，重力加速度为g。上述、为已知量。 (1)求微粒所带电荷量和磁感应强度的大小；()求电场变化的周期;(3)改变宽度，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求的最小值。解析: (1）微粒作直线运动，则 微粒作圆周运动,则 联立得 （)设粒子从N运动到Q的时间为t,作圆周运动的周期为2，则 联立得 电场变化的周期 ()若粒子能完成题述的运动过程,要求 d2R (0)联立得 (11)设N1Q段直线运动的最短时间为tmin,由（10)(1）得 因t2不变,的最小值
高考物理试题分类汇编磁场带详细解析.高中物理
