高考物理 真题同步分类解析 专题06 磁场（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

专题06 磁场 1. （2019全国1卷17）如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为（ ）A2F B1.5F C0.5F D0【答案】B 【解析】设导体棒MN的电流为I，则MLN的电流为，根据,所以ML和LN受安培力为，根据力的合成，线框LMN受到的安培力的大小为F+2. （2019全国1卷24）（12分）如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力。求（1）带电粒子的比荷；（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。【答案】（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v。由动能定理有设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由洛伦兹力公式和牛领第二定律有由几何关系知d=r联立式得（2）由几何关系知，带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为联立式得【解析】另外解法（2）设粒子在磁场中运动时间为t1，则 (将比荷代入)设粒子在磁场外运动时间为t2，则带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为，代入t1和t2得.3. （全国2卷17）如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ab边中点有一电子源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为（ ）A，B，C，D，【答案】B【解析】左图：从a点射出的电子运动轨迹，半径，代入公式得;右图：从d点射出的电子运动轨迹，OD=，,半径，代入公式得所以答案为D。4. （全国3卷18）如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为（ ）A B C D【答案】B 【解析】如下图所示，粒子在第二象限运动的时间，在第一象限运动的时间，由, ,，代入解得t=.5. （北京卷16）如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是（ ） A粒子带正电B粒子在b点速率大于在a点速率C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短【答案】C 【解析】根据左手定则，粒子带负电，A错误；匀速圆周运动，速率不变，B错误；若仅减小磁感应强度，根据半径公式，则粒子做圆周运动的半径增大，所以粒子可能从b点右侧射出，C正确；若仅减小入射速率，根据半径公式，则粒子做圆周运动的半径减小，如下图所示，则粒子在磁场中圆周运动的圆心角变大，根据，因为不变，圆心角变大，则运动时间变长，所以D错误。,6. （天津卷4）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）A.前表面的电势比后表面的低 B.前、后表面间的电压与无关C.前、后表面间的电压与成正比 D.自由电子受到的洛伦兹力大小为【答案】4.D 【解析】电子定向移动方向向左，根据左手定则，电子向后表面偏转，所以前表面的电势比后表面的高，A错误；根据洛伦兹力等于电场力，得前、后表面间的电压=Bav，所以B、C错误；自由电子受到的洛伦兹力大小为，D正确。7（江苏卷7）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等 矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止则a、b的电流方向可能是（ ）（A）均向左 （B）均向右（C）a的向左，b的向右 （D）a的向右，b的向左【答案】CD 【解析】验证法：a的向左，b的向右如下图安培力方向相反，线框静止。同理D正确，A、B错误。8. （江苏卷16）（16分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d，且d<L，粒子重力不计，电荷量保持不变。（1）求粒子运动速度的大小v；（2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M的最大距离dm；（3）从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场，PM=d，QN=，求粒子从P到Q的运动时间t【答案】（1）粒子的运动半径 解得（2）如图4所示，粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切由几何关系得dm=d（1+sin60°）解得（3）粒子的运动周期设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t'，则（a）当时，粒子斜向上射出磁场 解得 （b）当时，粒子斜向下射出磁场 解得 【解析】(3)（a） 当时，粒子斜向上射出磁场，如下图所示。设最后一段弧所用时间为t,则，粒子从射入磁场到射出磁场的运动时间t为： 其中，解得 第（3）问 (a)图（b） 当时，粒子斜向下射出磁场，如下图所示。设最后一段弧所用时间为t,则，粒子从射入磁场到射出磁场的运动时间其中， 解得 16题第（3）问 (b)图