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1、 磁场专题7【东北师大附中2021届高三第三次模底】如下图,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光。MN上方有磁感应强度为B匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。P为屏上一小孔,PQ与MN垂直。一群质量为m、带电荷量q粒子不计重力,以一样速率v,从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域,且分布在与PQ夹角为范围内,不计粒子间相互作用。那么以下说法正确是 QA在荧光屏上将出现一个圆形亮斑,其半径为B在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为C在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑,其半径为D在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为10【东北师大附中2021届高三第三次模底】如图,电源电动势为E,内阻为r
2、,滑动变阻器电阻为R,开关闭合。两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确是忽略带电粒子重力 A保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出B保持开关闭合,将滑片P向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出C保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出D如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出4【辽宁省丹东市四校协作体2021届高三第二次联合考试】如下图,一粒子源位于一边长为a正三角形ABC中点O处,可以在三角形所在平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q带电粒子,整个三角形位于垂直于ABC匀强磁场中,假设使任意方向射出带电
3、粒子均不能射出三角形区域,那么磁感应强度最小值为 A BC D答案D解析如下图带电粒子不能射出三角形区域最小半径是rtan30a,由qvBm得,最小磁感应强度是B6【辽宁省丹东市四校协作体2021届高三第二次联合考试】如下图,用一块金属板折成横截面为“形金属槽放置在磁感应强度为B匀强磁场中,并以速率v1向右匀速运动,从槽口右侧射入带电微粒速率是v2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动,那么微粒做匀速圆周运动轨道半径r和周期T分别为 A, B,C, D,10【辽宁省丹东市四校协作体2021届高三第二次联合考试】如下图,质量为m,带电荷量为qP环套在固定水平长直绝缘杆上,整个装置处在垂直于杆水平匀
4、强磁场中,磁感应强度大小为B现给环一向右初速度v0,那么A环将向右减速,最后匀速B环将向右减速,最后停顿运动C从环开场运动到最后到达稳定状态,损失机械能是mvD从环开场运动到最后到达稳定状态,损失机械能是mvm210答案AD解析环在向右运动过程中受重力mg,洛伦兹力F,杆对环支持力、摩擦力作用,由于v0,qv0Bmg,在竖直方向有qvBmgFN,在水平方向存在向左摩擦力作用,所以环速度越来越小,当FN0时,Ff0,环将作速度v1匀速直线运动,A对B错,从环开场运动到最后到达稳定状态,损失机械能为动能减少,即mvm2,故D对C错,正确答案为AD10【2021届山东省寿光市高三第一学期抽测】带电粒
5、子以速度v沿四方向射入一横截面为正方形区域BC均为该正方形两边中点,如下图,不计粒子重力当区域内有竖直方向匀强电场E时,粒子从A点飞出,所用时间为t1:当区域内有垂直于纸面向里磁感应强度为B匀强磁场时,粒子也从B点飞出,所用时间为t2,以下说法正确是AD12【合肥一中及其联谊学校2021届高三第三次全省大联考】如下图,在厚铅板P外表中心放置一很小放射源么,能从A点向各个方向放出一样速度粒子。厚铅板P左侧有垂直纸面纸面向里匀强磁场,磁感应强度为B,范围足够大,在A处上方L处有一涂荧光材料金属条Q,并与P垂直。假设金属条Q受到粒子冲击而出现荧光局部集中在CD间,且CD= L,粒子质量为m、电荷量为
6、q,那么( )A粒子在磁场中作圆周运动半径为R= LB运动到C点粒子进入磁场时速度方向与PQ边界相垂直C粒子在磁场中运动最长时间为tmax=2m/qBD粒子在磁场中运动最短时间为 tmin =2m/qB19【皖南八校2021届高三第二次联考】带电小球以一定初速度v0竖直向上抛出,能够到达最大高度为hl;假设加上水平方向匀强磁场,且保持初速度仍为vo,小球上升最大高度为h2;假设加上水平方向匀强电场,且保持初速度仍为v。,小球上升最大高度为h3,如下图不计空气阻力,那么 Ah1=h2=h3 Bh1h2h3 Ch1=h2h3 Dh1=h3h2答案:D 由竖直上抛运动最大高度公式得:=。当小球在磁场
7、中运动到最高点时,小球应有水平速度,由能量守恒得:mgh2+Ek=mV02= mgh1,所以。当加上电场时,由运动分解可知:在竖直方向上有,V02=2gh3 ,所以=。20【2021-2021学年度安庆联考理科综合】如下图速度选择器中,存在相互正交匀强电场、磁场,磁感应强度为 B ,电场强度为 E ,带电粒子不计重力射人场区时速度为 v0 。以下判断不正确是 A 只有带正电且以速度V0=E/B,才能从S1孔射入,才能从S2孔射出B . 假设带电粒子从 S2孔射人,那么粒子不可能沿直线穿过场区C .如果带负电粒子从 S1孔沿图示方向以速度 v0 E/B射人,那么其电势能将逐渐减少 D.无论是带正
8、电还是带负电粒子,假设从 S2孔沿虚线射人,其动能都一定增加12. 【洛阳市2021-2021学年高三年级统一考试】如图甲所示是盘旋加速器示意图,其核心局部是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动动能EK随时间变化规律如图乙所示,假设忽略带电粒子在电场中加速时间,那么以下判断中正确是kt图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1C.粒子加速次数越多,粒子获得最大动能一定越大考点:盘旋加速器工作原理:磁场使粒子做圆周运动,对粒子不做功,电场对粒子做功每次做功相等,高频电源变化周期与带电粒子在磁场中运动周期一样。且与半径无关。粒子获得最
9、大速度由知只与加速器半径有关,那么。每次获得动能。加速总时间13【洛阳市2021-2021学年高三年级统一考试】物体导电是由其中自由电荷定向移动引起,这些可以移动自由电荷又叫载流子。金属导体载流子是自由电子,现代广泛应用半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,它载流子为电子;另一类是P型半导体,它载流子为“空穴,相当于带正电粒子,如果把某种材料制成长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图10所示,且与前后侧面垂直,长方体中通有方向水平向右电流,设长方体上下外表M、N电势分别为M和N,那么以下判断中正确是A如果是P型半导体,有MN B如果是N型半导体,有MNC如果是P型半导体,有M D如果是金属导体,
10、有MTbTc20【2021年安徽省名校第一次联考】如下图,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里匀强磁场,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同种粒子不计粒子重力及粒子间相互作用,所有粒子初速度大小一样,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。,从边界OC射出粒子在磁场中运动最短时间等于T为粒子在磁场中运动周期,那么从边界OC射出粒子在磁场中运动最长时间为 ABCD首先要判断出粒子是做逆时针圆周运动。由于所有粒子速度大小都一样,故弧长越小,粒子在磁场中运动时间就越短;从S作OC垂线SD,可知粒子轨迹过D点时在磁场中运动时间最短,根据最短时间为,结合几何知识
11、可得粒子圆周运动半径等于如图;由于粒子是沿逆时针方向运动,故沿SA方向射出粒子在磁场中运动时间最长,根据几何知识易知此粒子在磁场中运动轨迹恰为半圆,故粒子在磁场中运动最长时间为。5. 【辽宁省铁岭六校2021届高三上学期第三次联考】如下图,ABC为竖直平面内光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。质量一样甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道最高点,那么A经过最高点时,三个小球速度相等B经过最高点时,甲球速度最小C甲球释放位置比乙球高
12、D运动过程中三个小球机械能均保持不变15【厦门双十中学2021届寒假练习】12分如下图,在平面坐标系xoy内,第、象限内存在沿y轴正方向匀强电场,第I、象限内存在半径为L圆形匀强磁场,磁场圆心在ML,0点,磁场方向垂直于坐标平面向外一带正电粒子从第象限中Q一2L,一L点以速度沿轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P2L,O点射出磁场不计粒子重力,求: 1电场强度与磁感应强度大小之比 2粒子在磁场与电场中运动时间之比解:1设粒子质量和所带正电荷分别为m和q,粒子在电场中运动,由平抛运动规律及牛顿运动定律得 1分 1分qE=ma 1分粒子到达O点时沿方向分速度为 1分 1分粒子在磁场中速度为
13、 1分由 1分由几何关系得 1分得 1分 2在磁场中运动周期 1分粒子在磁场中运动时间为 1分得 1分15. 【宿迁市2021届期末考】(16分)如下图,直角坐标系xo y位于竖直平面内,在一括-m x0区域内有磁感应强度大小B=4.0 l 04T、方向垂直于纸面向里条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x0区域内有电场强度大小E=4NC、方向沿y轴正方向条形匀强电场,其宽度d= 2m。一质量m=6.4 l 0-271 0-19C带电粒子从P点以速度v=4104ms,沿与X轴正方向成a=600角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上Q点(图中未标出),不计粒子重力。求: (1)带电粒子在磁场中运
14、动时间; (2)当电场左边界与y轴重合时Q点横坐标; (3)假设只改变上述电场强度大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界横坐标x与电场强度大小E,函数关系14【历城市2021届第三次调研】15分如图Ox、Oy、Oz为相互垂直坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下匀强磁场,磁感应强度大小为B现有一质量为、电量为q小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出不计空气阻力,重力加速度为g求:1假设在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1和小球运动轨道半径;2假设在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2大小;3假设在整个空间加
15、一沿y轴正方向匀强电场,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时坐标y和动能Ek;1由于小球在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,那么 解得 2分方向沿y轴正向 1分 解得 2分(2) 小球做匀速直线运动,受力平衡,那么 3分解得 1分 (3)小球在复合场中做螺旋运动,可以分解成水平面内匀速圆周运动和沿y轴方向匀加速运动做匀加速运动加速度 1分从原点O到经过y轴时经历时间 1分 1分解得 1分由动能定理得 1分解得 1分15. 【合肥市2021届高三第一次教学质量检】如下图,在NOQ范围内有垂直于纸面向里匀强磁场I,在MOQ范围内有垂直于纸面 向外匀强磁场II,M、D、N在一条直线上,MOQ=
16、600,这两个区域磁场磁感应强度 大小均为B。离子源中离子带电荷量为+q,质量为m,通过小孔O1进入两板间电压为 U加速电场区域可认为初速度为零,离子经电场加速后由小孔O2射出,再从O点进 入磁场区域I此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界MN。不计离子重力。 (1)假设加速电场两板间电压U= U0,求离子进入磁场后做圆周运动半径R0; (2)在OQ上有一点P,P点到O点距离为L,假设离子能通过P点,求加速电压U和从O点到P点运动时间。15【皖南八校2021届高三摸底联考】3分如下图,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场磁应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场
17、线平行于y轴,一质量为m、电荷量为q带正电小球,从y轴上A点水平向右抛出,经x轴上M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上N点第一次离开电场和磁场,M、N之间距离为L,小球过M点时速度方向与x轴方向夹角为,不计空气阻力,重力加速度为g,求: 1电场强度E大小和方向; 2小球从A点抛出时初速度v0大小; 3A点到x轴高度h。解:1小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡恒力不能充当圆周向心力,有 1分 1分重力方向竖直向中下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。1分 2小球做匀速圆周运动,为圆心,MN为弦长,如下图,设半径为,由几何关系知2分小
18、球做匀速圆周运动向心力由洛仑兹力提供,设小球做圆周运动速率为,有1分由速度分解知 1分由式得2分 3设小球到M点时竖直分速度为,它与水平分速度关系为1分由匀变速直线运动规律1分由式得2分2420分【2021年安徽省名校第一次联考】如下图,在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外匀强磁场,磁感应强度大小。在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN中心轴线过y轴,极板间距;极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间电压。a、b为滑动变阻器最下端和最上端滑动变阻器阻值分布均匀,a、b两端所加电压。在MN中心轴线上距y轴距离为处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为,速度为带正电粒子
19、,粒子经过y轴进入磁场,经过磁场偏转后从x轴射出磁场忽略粒子重力和粒子之间相互作用。1当滑动头P在a端时,求粒子在磁场中做圆周运动半径R0;2当滑动头P在ab正中间时,求粒子射入磁场时速度大小;3滑动头P位置不同那么粒子在磁场中运动时间也不同,求粒子在磁场中运动最长时间。1当滑动头P在a端时,粒子在磁场中运动速度大小为,根据圆周运动: -2分 解得: -1分2当滑动头P在ab正中间时,极板间电压,粒子在电场中做类平抛运动,设粒子射入磁场时沿y轴方向分速度为: -2分 -1分 -1分 粒子射入磁场时速度大小设为 -1分 解得: 或 -2分 注:可以证明当极板间电压最大时,粒子也能从极板间射出3设
20、粒子射出极板时速度大小为,偏向角为,在 磁场中圆周运动半径为。根据速度平行四边形可得: -1分又:可得: -1分粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图, 圆心为,与x轴交点为D,设 ,根据几何关系: -2分 又: 可解得: -1分 粒子在磁场中运动周期为T: -1分那么粒子在磁场中运动时间: -1分由此可知当粒子射入磁场时速度偏转角越大那么粒子在磁场中运动时间就越大,假设极板间电压为最大值U时粒子能射出电场,那么此粒子在磁场中运动时间最长。由2问规律可知当滑动头P在b端时,粒子射入磁场时沿y方向分速度: = -1分y方向偏距:,说明粒子可以射出极板。此时粒子速度偏转角最大,设为: -1分故粒子在磁场中
21、运动最长时间: 代入数值得:或 -1分注:当电压最大为U时粒子能从极板间射出需要说明,假设没有说明或证明扣1分;没有证明粒子射出电场速度偏转角越大时,粒子在磁场中运动时间就越长,不扣分。XYONM2L4L2L4LAv0第24题图24、【2021届淮南一模理综】20分如下图,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴匀强电场和垂直于xoy平面匀强磁场,y轴上离坐标原点3LA点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0电子质量为m,电量为e。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去磁场只保存电场,电子将从P点离开电场,P点坐标是2L,5L.不计重力影响,求:1电场强度E和磁感应强度B
22、大小及方向;2如果撤去电场,只保存磁场,电子将从x轴上D点图中未标出离开磁场,求D点坐标及电子在磁场中运动时间.解析: 1只有电场时,电子做类平抛运动到D点,那么沿Y轴方向有 -2分沿方向有 2分 由得 ,沿轴负方向 -2分电子做匀速运动时有 -2分由解得 ,垂直纸面向里 -2分2只有磁场时,电子受洛伦兹力做圆周运动,设轨道半径为R,由牛顿第二定律有 -3分,由得R=2L -1分电子在磁场中运动轨道如下图,由几何关系得, -2分所以=,即D点坐标为-1分电子在磁场中运动周期为T, -1分电子在磁场中运动时间为 -2分24【2021-2021学年度安庆联考理科综合】18分如下图,一个板长为L,板
23、间距离也是L平行板容器上极板带正电,下极板带负电。有一对质量均为m,重力不计,带电量分别为+q和-q粒子从极板正中水平射入忽略两粒子间相互作用,初速度均为v0。假设-q粒子恰能从上极板边缘飞出,求1两极板间匀强电场电场强度E大小和方向2-q粒子飞出极板时速度v大小与方向Bv0vLL3在极板右边空间里存在着垂直于纸面向里匀强磁场,为使得+q粒子与-q粒子在磁场中对心正碰碰撞时速度方向相反,那么磁感应强度B应为多少?解:16分由于上板带正电,下板带负电,故板间电场强度方向竖直向下 2分-q粒子在水平方向上匀速运动,在竖直方向上匀加速运动 1分1分其中1分联合列式且正确者得3分由得,1分此问未答复E
24、方向者扣2分26分设粒子飞出板时水平速度为vx,竖直速度为vy,水平偏转角为1分1分1分1分由式可得,2分Bv0vLLvv联合列式且正确者得3分36分由于+q粒子在电场中向下偏转,且运动轨迹与-q粒子对称,它飞出下极板时速度大小与偏转角和-q粒子一样,进入磁场后它们均做圆周运动,为了使它们正碰,只须,轨迹如下图正确画出轨迹图可得2分由几何关系易知1分洛伦兹力提供向心力 2分由得1分【河北百校联盟2021届第1次调研】18【河南省焦作市2021届高三调研】16分如下图,在空间中存在垂直纸面向里磁感应强度为B匀强磁场,其边界AB、CD间宽度为d,在左边界Q点处有一质量为m,带电荷量为-q粒子沿与左
25、边界成30o方向射入磁场,粒子重力不计求: 1假设带电粒子能从AB边界飞出,那么粒子入射速度应满足条件; 2假设带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,进入如下图有界匀强电场中减速至零后再返回,那么有界电场电压范围及带电粒子在整个过程中在磁场中运动时间; 3假设带电粒子速度是2中倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,那么粒子打到CD边界上长度是多少?解:粒子能从左边界射出,临界情况有 (2分)由洛伦兹力提供向心力可得 2分 所以粒子能从左边界射出速度应满足2分 粒子能从右边界射出 1分 由动能定理得2分解得 粒子不碰到右极板所加电压满足条件1分因粒子转过圆心角为,所用时间为,而1分因返回通过磁场所用
26、时间与向右通过磁场所用时间一样,所以总时间 1分 当粒子速度为是2中倍时 解得 2分如图由几何关系可得 2分17【郑州市2021年高中毕业年级第一次质量预测】10分如下图,两平行金属板A、B长度为l,直流电源能提供最大电压为U,位于极板左侧中央粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为q、重力不计带电粒子,射入板间粒子速度均为。在极板右侧有一个垂直纸面向里匀强磁场,磁感应强度为B,分布在环带区域中,该环带内外圆圆心与两板问中心重合于O点,环带内圆半径为R1。当变阻器滑动触头滑至b点时,带电粒子恰能从右侧极板边缘射向右侧磁场。 1问从板间右侧射出粒子速度最大值是多少2假设粒子射出电场时,
27、速度反向延长线与所在直线交于点,试证明点与极板右端边缘水平距离x,即与O重合,所有粒子都好似从两板中心射出一样; 3为使粒子不从磁场右侧穿出,求环带磁场最小宽度d。1当两板间加最大电压时,从右侧极板边缘飞出粒子速度最大。由动能定理得1分解出 1分2如图,设粒子在电场中侧移为y,那么= 1分 又l=v0t 1分 y=t 1分联立解得x= 1分3射出粒子速度最大时,对应磁场区域最大,设最大轨迹半径为rm,那么qvmB= 1分如下图,设环带外圆半径为R2,所求d= R2-R1 1分R12+rm2=(R2rm)2 1分解得 1分24【湖北省局部重点高中2021届第一次理综测试】18分 如下图,在虚线左
28、右两侧均有磁感应强度一样垂直纸面向外匀强磁场和场强大小相等方向不同匀强电场,虚线左侧电场方向水平向右,虚线右侧电场方向竖直向上。左侧电场中有一根足够长固定细杆MN,N端位于两电场交界限上。a、b是两个质量一样小环环半径略大于杆半径,a环带电,b环不带电,b环套在杆上N端且处于静止,将a环套在杆上M端由静止释放,a环先加速后匀速运动到N端,a环与b环在N端碰撞并粘在一起,随即进入右侧场区做半径为 r = 0.10 m匀速圆周运动,然后两环由虚线上P点进入左侧场区。a环与细杆MN动摩擦因数=0.20,取g = 10 m/s2。求:1P点位置;BBE EbaNM2a环在杆上运动最大速率。1因为a环由
29、静止释放后向右运动,所以a环带正电,a环与b环碰后仍带正电,又因碰后速度水平向右,所以两环运动半个圆周后到达P点,据左手定那么可判断P点在N点正下方,NP = 2r = 0.20 m 处。2设a环质量为m,电荷量为q,由受力分析可知,a环在杆上速率到达最大时做匀速运动,有 qE = FN 即 qE = mg+qvmaxB 碰撞时动量守恒 mvmax = 2mv 由于碰后两环在右侧场区做匀速圆周运动所以重力与电场力平衡 qE = 2mg 洛仑兹力提供向心力 q vB =2m 联立解得: vmax = 3 m/s2620分【鄂州市2021届高三摸底考试】如图甲所示,偏转电场两个平行极板水平放置,板长L,板距足够大,两板右侧有水平宽度l、竖直宽度足够大有界匀强磁场。一个比荷为5107C/kg粒子其重力不计以v080m/s速度从两板中间沿与板平行方向射入偏转电场,进入偏转电场时,偏转电场场强恰好按图乙开场随时间发生变化,两极板极性如图甲;粒子离开偏转电场后进入匀强磁场,最终刚好没有从右边界射出。求:粒子在磁场中运动速率v;粒子在磁场中运动轨道半径R;磁场磁感应强度B。粒子在偏转电场中运动时间ts103s2分比照乙图,粒子在极板间运动时间正好是偏转电压一个周期,即它在极板间被横向加速时间为t0104s,于是vt60m/s3分vm/s100m/s2分粒
限制150内