十年高考物理分类解析磁场.pdf

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1、十年高考物理分类解析：磁场十年高考物理分类解析：磁场152014新课标全国卷 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是（)A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原的一半162014新课标全国卷 如图所示,MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出)，一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出，从 Q 点穿越铝板后到达 PQ 的中点O,已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强

2、度大小之比为（）A2B.错误错误!C1D。错误错误!182014山东卷 如图所示，场强大小为 E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域 abcd，水平边ab 长为 s,竖直边 ad 长为 h.质量均为 m、带电荷量分别为q 和q 的两粒子，由 a、c 两点先后沿 ab 和 cd 方向以速率 v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中）不计重力若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于(）A。错误错误!错误错误!B。错误错误!错误错误!sC.错误错误!D.错误错误!错误错误!420 2014新课标卷 图为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中

3、有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是(）A电子与正电子的偏转方向一定不同B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小9 2014江苏卷 如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为 I,线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为 IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UHk错误错误!,式中 k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离电阻 R 远大于 RL,霍

4、尔元件的电阻可以忽略，则()A霍尔元件前表面的电势低于后表面B若电的正负极对调，电压表将反偏CIH与 I 成正比D电压表的示数与 RL消耗的电功率成正比182014安徽卷“人造小太阳托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T 成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变由此可判断所需的磁感应强度B 正比于（)1A.错误错误!BTC。错误错误!DT216 2014北京卷 带电粒子 a、b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等，a 运动

5、的半径大于 b 运动的半径 若 a、b 的电荷量分别为 qa、qb，质量分别为 ma、mb，周期分别为 Ta、Tb。则一定有（）A.qaqbB.mambC.TaTbD。qa错误错误!ma25 2014全国卷 如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面（xy 平面）向外;在第四象限存在匀强电场，方向沿 x 轴负向在 y 轴正半轴上某点以与 x 轴正向平行、大小为 v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d，0)点沿垂直于 x 轴的方向进入电场不计重力若该粒子离开电场时速度方向与 y轴负方向的夹角为，求:(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;（2)该粒子在电场中运动的时间22

6、2014福建卷 如图所示,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为 L、宽为 d、高为 h,上下两面是绝缘板前后两侧面M、N 是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关 S 和定值电阻 R 相连整个管道置于磁感应强度大小为B、方向沿z 轴正方向的匀强磁场中管道内始终充满电阻率为 的导电液体(有大量的正、负离子）,且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率 v0沿 x 轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变(1)求开关闭合前，M、N 两板间的电势差大小 U0；(2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化p；（3）调整矩形管道的宽和高，但保持其他量和矩形管道的横截面

7、积Sdh不变，求电阻 R 可获得的最大功率Pm及相应的宽高比错误错误!的值36 2014广东卷（18 分)如图 25 所示，足够大的平行挡板 A1、A2竖直放置,间距 6L。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域和，以水平面MN 为理想分界面，区的磁感应强度为 B0，方向垂直纸面向外。A1、A2上各有位置正对的小孔 S1、S2，两孔与分界面 MN 的距离均为 L。质量为 m、电荷量为q 的粒子经宽度为 d 的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从 S1进入区，并直接偏转到 MN 上的 P 点，再进入区，P 点与 A1板的距离是 L 的 k 倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑（1)若 k1，求匀强电

8、场的电场强度E；(2）若 20)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从 O 点发射，沿 p 板上表面运动时间 t 后到达 K 孔，不与板碰撞地进入两板之间粒子视为质点,在图示平面内运动，电荷量保持不变，不计空气阻力，重力加速度大小为g。2(1)求发射装置对粒子做的功；(2）电路中的直流电内阻为r，开关S 接“1”位置时，进入板间的粒子落在b 板上的 A 点，A 点与过 K 孔竖直线的距离为 l.此后将开关 S 接“2”位置，求阻值为 R 的电阻中的电流强度；(3)若选用恰当直流电，电路中开关S 接“1位置，使进入板间的粒子受力平衡,此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁

9、场(磁感应强度 B 只能在 0Bm错误错误!范围内选取),使粒子恰好从 b 板的 T 孔飞出，求粒子飞出时速度方向与b 板板面的夹角的所有可能值（可用反三角函数表示）102014四川卷在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半径 r错误错误!m 的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 G 点,GH 与水平面的夹角 37.过 G 点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B1.25 T；过 D 点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E1104 N/C。小物体 P1质量 m2103 kg、电荷量 q8106 C，受到水平向

10、右的推力 F9.98103 N 的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力当 P1到达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 P2在 GH 顶端静止释放，经过时间 t0.1 s 与 P1相遇P1与 P2与轨道 CD、GH间的动摩擦因数均为 0。5，g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370。8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力求：（1)小物体 P1在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小;(2)倾斜轨道 GH 的长度 s。12 2014天津卷 同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型M、N 为两块中心开有小孔的平行金属板质量为m、

11、电荷量为q 的粒子 A（不计重力)从 M 板小孔飘入板间,初速度可视为零每当A 进入板间，两板的电势差变为U,粒子得到加速，当 A 离开 N 板时，两板的电荷量均立即变为零 两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A 在磁场作用下做半径为 R 的圆周运动，R 远大于板间距离A 经电场多次加速,动能不断增大，为使 R 保持不变,磁场必须相应地变化不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应求:（1)A 运动第 1 周时磁场的磁感应强度B1的大小；.（2）在 A 运动第 n 周的时间内电场力做功的平均功率Pn；(3）若有一个质量也为 m、电荷量为kq（k 为

12、大于 1 的整数)的粒子 B(不计重力)与 A同时从 M 板小孔飘入板间，A、B 初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变 下图中虚线、实线分别表示A、B 的运动轨迹在B 的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映 A、B 的运动轨迹，并经推导说明理由252014浙江卷 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统 某种推进器设计的简化原理如图1 所示，截面半径为 R 的圆柱腔分为两个工作区为电离区，将氙气电离获得1 价正离子；为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场区产生的正离子以接近0 的初速度进入区，被加速后以速度 vM从3右侧喷出区内有轴向的

13、匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线错误错误!处的C点持续射出一定速率范围的电子 假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2 所示(从左向右看)电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成 角（090)推进器工作时，向区注入稀薄的氙气电子使氙气电离的最小速率为v0，电子在区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好 已知离子质量为 M；电子质量为 m，电量为 e。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)第 25 题图 1(1）求区的加速电压及离子的加速度大小；（2）为取得好的电离效果，请判断区中的磁场方向(按图 2 说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）；第 25 题图

14、 2（3)为 90时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v 的范围；(4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vmax与 角的关系8（16 分）2014重庆卷 某电子天平原理如题8 图所示，E 形磁铁的两侧为 N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均为 B,磁极宽度均为 L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体,线圈两端 C、D 与外电路连接，当质量为m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流 I 可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电

15、阻为 R，重力加速度为 g。问题 8 图（1）线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从 D 端流出？(2)供电电流 I 是从 C 端还是 D 端流入?求重物质量与电流的关系(3)若线圈消耗的最大功率为P,该电子天平能称量的最大质量是多少？9（18 分)2014重庆卷 如题 9 图所示，在无限长的竖直边界 NS 和 MT 间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM 平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和 2B，KL 为上下磁场的水平分界线，在 NS 和 MT 边界上,距 KL 高 h 处分别有 P、Q 两点，NS 和 MT 间距为 1。8h，质量为 m

16、，带电荷量为q 的粒子从 P 点垂直于 NS 边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g.4题 9 图（1）求电场强度的大小和方向(2）要使粒子不从 NS 边界飞出，求粒子入射速度的最小值(3）若粒子能经过 Q 点从 MT 边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值14 2014江苏卷 某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d.装置右端有一收集板，M、N、P 为板上的三点，M 位于轴线 OO 上，N、P 分别位于下方磁场的上、下边界上在纸面内，质量为 m、电荷量为q 的

17、粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成 30角，经过上方的磁场区域一次,恰好到达 P 点改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置不计粒子的重力（1）求磁场区域的宽度h；（2)欲使粒子到达收集板的位置从P 点移到 N 点，求粒子入射速度的最小变化量v;（3）欲使粒子到达 M 点，求粒子入射速度大小的可能值24(20 分)2014山东卷 如图甲所示，间距为d、垂直于纸面的两平行板P、Q 间存在匀强磁场取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示 t0 时刻，一质量为m、带电荷量为q 的粒子（不计重力）,以初速度 v0。由 Q 板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区当 B0和 TB取某些特定值时，可使 t0 时刻入射的粒子经t 时间恰能垂直打在 P 板上(不考虑粒子反弹)上述 m、q、d、v0为已知量图甲图乙（1）若t错误错误!TB,求 B0；(2）若t错误错误!TB,求粒子在磁场中运动时加速度的大小；(3)若B0错误错误!，为使粒子仍能垂直打在P板上，求TB。5