江苏高考物理二轮复习专题测试江苏各地汇编磁场人教版中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、C D E F UCD B I 20XX 届高考物理复习专题测试磁场（人教版）1（2011 苏北四市二模）利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度 B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I，C、D 两侧面会形成电势差 UCD，下列说法中正确的是 A电势差 UCD仅与材料有关 B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 UCD0 C仅增大磁感应强度时,电势差 UCD变大 D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平 答案：BC 2（2011苏北四市二模）（16 分）如图所示，直角坐标系 xoy 位于竖直平面内

2、，在-3mx 0的区域内有磁感应强度大小 B=4.0 10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与 x 轴交于 P 点；在 x0 的区域内有电场强度大小 E=4N/C、方向沿 y 轴正方向的条形匀强电场，其宽度 d=2m。一质量 m=6.4 10-27kg、电荷量 q=-3.210-19C 的带电粒子从 P 点以速度 v=4 104m/s，沿与 x 轴正方向成 =60 角射入磁场，经电场偏转最终通过x 轴上的 Q 点（图中未标出），不计粒子重力。求：带电粒子在磁场中运动时间；当电场左边界与 y 轴重合时 Q 点的横坐标；若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过 Q 点，讨论

3、此电场左边界的横坐标 x 与电场强度的大小 E 的函数关系。2 答案（16 分）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律 有 rmvqvB2 （1 分）代入数据得：mr2 （1 分）轨迹如图 1 交y轴于C点，过P点作v的垂线交y轴于O1点，由几何关系得O1为粒子运动轨迹的圆心，且圆心角为 60。（1 分）在磁场中运动时间qBmTt2616 （1 分）代入数据得：t=5.23 10-5s （1 分）带电粒子离开磁场垂直进入电场后做类平抛运动 x O y P B E v ）d 方法 一：粒子在电场中加速度28/100.2smmqEa（1 分）运动时间svdt51100

4、.5 （1 分）沿y方向分速度smatvy/100.141 （1 分）沿y方向位移maty25.02121 （1 分）粒子出电场后又经时间t2达x轴上Q点 svyLtOC52105.7 故Q点的坐标为mvtdx0.52 （1 分）方法二：设带电粒子离开电场时的速度偏向角为，如图 1，则：411016104.62102.34tan827192mvEqdvvy（2 分）设Q点的横坐标为x 则：4111tanx （2 分）故x=5m。（1 分）电场左边界的横坐标为x。当 0 x 3m 时，如图 2，设粒子离开电场 时的速度偏向角为，则：2tanmvqdE （1 分）又：x41tan （1 分）由上两

5、式得：xE416 （1 分）当 3m x 5m 时，如图 3，有 2221(5)22E qxyatmv （2 分）将y=1m 及各数据代入上式得：2)5(64xE （1 分）3(2011南通三模)（15 分）如图 Ox、Oy、Oz 为相互垂直的坐标轴，Oy 轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B现有一质量为m、电量为 q 的小球从坐标原点 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）若在整个空间加一匀强电场 E1，使小球在x O y P B E v O1 v Q v2 vx vy x 图 2 x O y P B E v O1 v

6、 Q x 图 3 x O y P B E v O1 v Q v1 v vy 图 1 C xzoy域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案

7、分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作xOz 平面内做匀速圆周运动，求场强 E1和小球运动的轨道半径；（2）若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的大小；（3）若在整个空间加一沿 y 轴正方向的匀强电场，求该小球从坐标原点 O 抛出后，经过 y 轴时的坐标 y 和动能 Ek；2 答案（15 分）（1）由于小球在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则 1qEmg 解得 1mgEq （2 分）方向沿y轴正向 （1 分）20vqvBmr 解得 0mvrqB （2 分）(2)小球做匀速直线运动，受力平

8、衡，则 2220()()qEmgqv B （3 分）解得 22220()mgEv Bq （1 分）(3)小球在复合场中做螺旋运动，可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速运动 做匀加速运动的加速度 32qEmgagm （1 分）从原点O到经过y轴时经历的时间 tnT （1 分）212yat （1 分）解得 222224nm gyq B (1 2 3n、)（1 分）由动能定理得 2301()2kqEmg yEmv （1 分）解得 22322022182knm gEmvq B (1 2 3n、)（1 分）4（2011苏、锡、常二模）（16 分）光滑绝缘水平面上有甲、乙、丙三个很小的金属

9、球，质量均为 m，甲不带电，乙带电量为+q，丙带电量为+12q如图所示，空间存在域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中

10、做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作半径为 R，垂直于水平面的两匀强有界磁场磁场区域半径00mvRqB，以磁场圆心为坐标原点建立坐标系，y 轴左侧磁场向上，右侧向下，磁感应强度大小分别为 B0和 4B0 若t=0 时刻，甲从 B 点以速率 v0沿着+x 轴方向射出，同时，乙在第二象限内磁场内也以速率 v0从某点 E 射出，两小球恰好在坐标原点 O 处相碰碰撞瞬间能量无任何损失，且甲、乙发生速度互换 已知碰后甲速度与+x 轴夹角为3，而乙速度沿+x 轴方向 且碰后，甲、乙两球带电量均变为+12q阻力及小球间的静电力忽略不计 注意：下面求解的位置坐

11、标，都要化简为关于磁场区域半径 R的表达式（1）试求乙在左侧磁场中圆周运动圆弧EO的圆心 O1，坐标（x1、y1）；（2）若甲、乙相碰在 O 点时，丙从磁场边界ADC半圆弧上某点 F，以速率 v0射入磁场，要使丙射出后用最短的时间和乙在某点 G 处相碰撞，试求出 G 点坐标（x2、y2）；（3）若甲、乙相碰在 O 点时，丙从第一象限内磁场中的某点 H，以速率 v0射出后，恰好能在（2）问中的 G 点和乙球相碰，碰撞瞬间，乙、丙速度互换，此后乙又和甲在某点 I 答案：5（2011 苏北四市一模）（16 分）如图所示，条形区域和内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁60 A A B C D D

12、 d d C B d O 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代

13、入数据得分轨迹如图交轴于点过点作场，磁感应强度 B 的大小均为 0.3T，AA、BB、CC、DD 为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，磁场宽度及 BB、CC 之间的距离 d=1m。一束带正电的某种粒子从 AA 上的 O 点以沿与 AA 成 60 角、大小不同的速度射入磁场，当粒子的速度小于某一值 v0时，粒子在区域内的运动时间 t0=4 10-6s；当粒子速度为 v1时，刚好垂直边界 BB射出区域。取 3，不计粒子所受重力。求：粒子的比荷mq；速度 v0 和 v1 的大小；速度为 v1的粒子从 O 到 DD 所用的时间。5 答案.(16 分)（1）若粒子的速度小于某一值v0时，则粒

14、子不能从BB 离开区域，只能从AA边离开区域，无论粒子速度大小，在区域中运动的时间相同，轨迹如图所示（图中只画了一个粒子的轨迹）。粒子在区域内做圆周运动的圆心角为1=240o，运动时间Tt320（2 分）又 qBmT2（1 分）解得 610310mq C/kg 或6103.3 C/kg (1 分)（2）当粒子速度为v0时，粒子在区域 I 内的运动轨迹刚好与BB边界相切，此时有 R0+R0sin30=d (2 分)，又0200RmvBqv (1 分)得601032vm/s(1分)当粒子速度为v1时，刚好垂直边界BB射出区域，此时轨迹所对圆心角2=300，有R1sin2=d (2 分)又1211R

15、mvBqv (1 分)得v1=2 106m/s (1 分)（3）区域 I、宽度相同，则粒子在区域 I、中运动时域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小

16、的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作间均为80t（1 分）穿过中间无磁场区域的时间为511vdt 10-7s（1 分）则粒子从O1到DD所用的时间t=40t+t1=1.5 10-6s（2 分）6（2011苏北四市三模）如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（H21）和氦核（He42）。下列说法中正确的是 A它们的最大速度相同 B它们的最大动能相同 C它们在 D 形盒中运动的周期相同 D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 答案：A

17、C 7（2011苏北四市三模）（16 分）如图甲所示，两块相同的平行金属板 M、N 正对着放置，相距为2R，板 M、N 上的小孔 s1、s2与 O 三点共线，s2O=R，连线 s1O 垂直于板 M、N。以 O 为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集屏 PQ 上各点到 O 点的距离都为 2R，两端点 P、Q 关于连线 s1O 对称，屏 PQ所对的圆心角 =120。质量为 m、电荷量为 e 的质子连续不断地经 s1进入 M、N 间的电场，接着通过 s2进入磁场。质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在 s1处的速度看作零。若 M、N 间的电压 UMN

18、=+U 时，求质子进入磁场时速度的大小0v。若 M、N 间接入如图乙所示的随时间 t 变化的电压tTUUsin0MN（式中mReBU2203，周期 T 已知），且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自 s1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏 PQ 上？在上述问的情形下，当 M、N 间的电压不同时，质子从 s1处到打在收集屏 PQ 上经历的时间 t 会不同，求 t 的最大值。线束 D 型盒 离子源 高频电源 真空室 U0 O UMN t T 2T 3T 乙+e B M N O P Q 甲 s2 s1 v0 m 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔

19、元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作 15 答案（16 分）解：（1）根据动能定理

20、，有 02120 mveU （2 分）meUv20 （1 分）（2）质子在板间运动，根据动能定理，有0212 mveUMN （1 分）质子在磁场中运动，根据牛顿第二定律，有rmvevB2 （2 分）若质子能打在收集屏上，轨道半径r与 半径R应满足的关系：Rr3 （2 分）解得板间电压mReBUMN2322 （1 分）结合图象可知：质子在6TkTt65TkT（0k,1,2,）之间任一时刻从s1处进入电场，均能打到收集屏上 （2 分）（3）M、N间的电压越小，质子穿出电场进入磁场时的速度越小，质子在极板间经历的时间越长，同时在磁场中运动轨迹的半径越小，在磁场中运动的时间也会越长，出磁场后打到收集屏

21、前作匀速运动的时间也越长，所以当质子打在收集屏的P端时，对应时间t 最长，两板间的电压此时为021UUMN （1 分）在板间电场中运动时间vRt 1 （1 分）在磁场中运动时间vRvrt332360602 （1 分）出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间vRt 3 （1 分）所以，运动总时间321ttttvR3)332(eBm)332(或teBm3)32(8（2011无锡期末）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示它的核心部 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电

22、子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作分是两个 D 形金属盒，两盒相距很近，接高频交流电源，两盒 间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂 直于盒底面带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两

23、盒间的窄 缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引 出如果用同一回旋加速器分别加速氚核（31H）和粒子（42He），比较它们所需加的高频交流电源的周期和获得 的最大动能的大小，有 （）A加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大 答案：B 9（2011无锡期末）（14 分）在直径为 d 的圆形区域内存在着均匀磁场，磁感应强度为 B，磁场方向垂直于纸面向外。一电荷量为 q、质量为 m 的带正电粒子，从磁

24、场区域的一条直径 AC 上的 A 点沿纸面射入磁场，其速度方向与 AC 成30角，如图所示，若此粒子在磁场区域运动过程中速度的方向改变了 120，粒子的重力忽略不计，求：（1）该粒子在磁场区域内运动所用的时间 t；（2）该粒子射入时的速度大小 v。答案：10（2011南京三模）(16 分)。如图所示，在竖直平面内放置一长为 L、内壁光滑的薄壁玻璃管，在玻璃管的 a 端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为q、质量为 m 玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场 匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为 B；匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为 mg/q，场的左边界与玻璃管平行，右边

25、界足够远玻璃管带着小球以水平速度0垂直于左边界进入场中向右运动，由于水平外力 F 的作用，玻璃管进入场中速度保持不变，一段时间后小球从玻璃管 b端滑出并能在竖直平面内自由运动，最后从左边界飞离电磁场运动过域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁

26、场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力，求：（1）小球从玻璃管 b 端滑出时的速度大小；（2）从玻璃管进入磁场至小球从 b 端滑出的过程中，外力 F 所做的功；（3）从玻璃管进入磁场至小球离开场的过程中小球的最大位移。答案：域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电

27、子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作 11（2011淮安四模）.如图所示，质量为 m、电荷量为 e 的质子以某一初速度从坐标原点 O沿 x 轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于 y 轴向上的匀强电

28、场时，质子通过 P（d，d）点时的动能为kE5；若场区仅存在垂直于 xoy 平面的匀强磁场时，质子也能通过 P 点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为 B，则下列说法中正确的是 A.edEEk3 B.edEEk5 C.edmEBk D.edmEBk2 答案：D O d y x d P 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左

29、边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作12（2011淮安四模）.（16分）有一种质谱仪的工作原理图如图所示，加速电场的电压为U，静电分析器中有会聚电场，即与圆心 O1等距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心 O1。磁分析器中以 O2为圆心、圆心角为 90 的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁

30、场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为 m、电荷量为q 的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从 M 点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为 R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从 N 点射出静电分析器。而后离子由 P 点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从 Q 点射出，并进入收集器。已知磁分析器中磁场的磁感应强度大小为 B。（1）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度 E的大小；（2）求出 Q 点与圆心 O2的距离为 d；（3）若仅离子的质量变为 m1（m1 m）

31、，而离子的电荷量 q 及其他条件不变，试判断该离子能否还从 Q 点射出磁分析器，并简要说明理由。15 答案：解：（1）设离子进入静电分析器时的速度为v，离子在加速电场中加速的过程中，根据动能定理 有 212qUmv 2 分 离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 有 RmvqE2 2 分 由解得 2UER 1 分 （2）离子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 有 2vqvBmr 2 分 由题意可知，圆周运动的轨道半径 r=d 1 分 由式解得 qmUBd21 2 分 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下

32、列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作（3）设质量为m1的离子经加速电场加速后，速度为v1，根据动能定理 有 21121vmqU 1 分

33、离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 有 1211RvmqE 1 分 由解得 质量为m1的离子在静电分析器中作匀速圆周运动的轨道半径RR 1，仍从N点射出静电分析器，由P点射入磁分析器。2 分 由式可知，离子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径111112mqBqUmqBvmr，rr 1，所以不能沿原来的轨迹从Q点射出磁分析器。2 分 注：其他正确解法同样给分！13（2011江苏百校联考）如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板 a、b，相距为 d，ab 间的电场强度为 E，今有一带正电的微粒从 a 板下缘以初速度 v0竖直向上射入电场，当它飞到 b 板时，速度大小不变，而方向变为水

34、平方向，且刚好从高度也为 d 的狭缝穿过 b板而进入 bc 区域，bc 区域的宽度也为 d，所加电场大小为 E，方向竖直向上，磁感强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于 E/v0，重力加速度为 g，则下列关于粒子运动的有关说法正确的是 A.粒子在 ab 区域的运动时间为gv0 B.粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径 r=2d C.粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为06vd D.粒子在 ab、bc 区域中运动的总时间为03)6(vd 答案：ABD 14（2011江苏百校联考）（本题 16 分）如图所示，在坐标系 xOy内有一半径为 a 的圆形区域，圆心坐标为 O1（a

35、，0），圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线 ya 的上方和直线 x2a 的左侧区域内，有一沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E一质量为 m、电域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通

36、过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作荷量为+q（q0）的粒子以速度 v 从 O 点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿 x 轴正方向时，粒子恰好从 O1点正上方的 A点射出磁场，不计粒子重力。求磁感应强度 B 的大小；粒子在第一象限内运动到最高点时的位置坐标；若粒子以速度 v 从 O 点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向沿 x 轴正方向的夹角=30时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间 t 15（16 分）设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R，牛顿第二定律 有 2mvq

37、vBR（2 分）粒子自A点射出，由几何知识 Ra（1 分）解得 mvBqa（2 分）粒子从 A 点向上在电场中做匀减运动，设在电场中减速的距离为y1 21210mvEqy由（2 分）得Eqmvy221（1 分）所以在电场中最高点的坐标为（a，Eqmva22）（2 分）粒子在磁场中做圆运动的周期 2 aTv（1 分）粒子从磁场中的P点射出，因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等，OO1PO2构成菱形，故粒子从P点的出射方向与y轴平行，粒子由O到P所对应的圆心角为 1=60 由几何知识可知，粒子由P点到x轴的距离 S=acos 粒子在电场中做匀变速运动，在电场中运动的时间 12mvtqE（1 分）粒子由

38、P点第 2 次进入磁场，由Q点射出，PO1QO3 构成菱形，由几何知识可知Q点在x轴上，粒子由P到Q的偏向角为2=120 则 12 粒子先后在磁场中运动的总时间 22Tt （1 分）粒子在场区之间做匀速运动的时间 32()aStv（1 分）解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间 域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正

39、方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作123(23)2amvttttvqE （2 分）15（2011盐城中学一模）（16 分）用磁聚焦法测比荷的装置如图所示在真空玻璃管中装有热阴极 K和带有小孔的阳极 A在 A、K之间加上电压 U后，不断地有电子从阴极 K由静止加速到达阳极 A，并从小孔射出接着电子进入平行板电容器 C，电容器两极板间加有不大的交变电

40、场，使不同时刻通过的电子发生不同程度的偏转；电容器 C和荧光屏 S 之间加一水平向右的均匀磁场，电容器和荧光屏间的距离为 L，电子经过磁场后打在荧光屏上，将磁场的磁感应强度从零开始缓慢增大到为 B 时，荧光屏上的光点的锐度最大（这时荧光屏 S上的亮斑最小）（1）若平行板电容器 C的板长为4L，求电子经过电容器和磁场区域的时间之比；（2）用 U、B、L表示出电子的比荷；（3）在磁场区域再加一匀强电场，其电场强度的大小为LUE，方向与磁场方向相反，若保持、L和磁场方向不变，调节磁场的磁感应强度大小，仍使电子在荧光屏上聚焦，则磁感应强度大小满足的条件是什么？15（16 分）解：（1）因为电子在电场和

41、磁场中沿水平方向做匀速直线运动，所以时间之比为4:1 （3 分）（2）221mvUe (2 分)电子在磁场中运动的轨迹为螺旋线，水平速度均相同，圆周运动的周期也相同，要使得锐度最大则应满足：eBmvL2 (2 分)联立解得2228BLUme (2 分)（3）在 K、A 间，221mvUe （1 分）设打在 S 上的水平方向速度为v，2 21mvELeUe （2 分）设电子在复合场中的时间为t，电子在复合场中沿水平方向做匀加速运动，2vvLvLt （1 分）要使得锐度最大则应满足：Bemnt2（n=1、2、3）（1 分）域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示

42、方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作解得：nBB2)12(（n=1、2、3）（2 分）16（2011盐城中

43、学二模）（16 分）如图所示，有三个宽度均为d的区域 I、；在区域 I 和内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场（虚线为磁场边界面，并不表示障碍物），区域 I 磁感应强度大小为B，某种带正电的粒子，从孔1O以大小不同的速度沿图示与aa夹角30的方向进入磁场（不计重力），已知速度为o和2o时，粒子在区域I 内的运动时间相同，均为ot；速度为时粒子在区域 I 内的运时间为5ot。求：（1）粒子的比荷qm和区域 I 的宽度d；（2）若区域磁感应强度大小也为B，速度为的粒子打到边界cc上的位置 P 点到2O点的距离；（3）若在图中区域中 O1O2上方加竖直向下的匀强电场，O1O2 下方对称加竖直向

44、上的匀强电场，场强大小相等，使速度为的粒子每次均垂直穿过 I、区域的边界面并能回到 O1点，则所加电场场强和区域磁感应强度大小为多大？并求出粒子在场中运动的总时间。15.（16 分）由题 qBmTt35650 得 035Btmq 当速度为 v 时，50tt,圆心角 60 103360sin0vtRd 5360cos202vtRRlpo 222tmEqR dnxx 42 （n=0、1、2、3）aabcbcO1O2ddd aabcbcO1O2ddd域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的

45、载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作vtx 得212316nBvE BB2 53320tvdt电 010723tTTt磁 综上 53310700ttt 17（2011 启东中学考前辅

46、导）9某一空间存在着磁感应强度为 B 且大小不变、方向随时间 t 做周期性变化的匀强磁场(如图甲所示)，规定垂直纸面向里的磁场方向为正为了使静止于该磁场中的带正电的粒子能按 abcdef 的顺序做横“”字曲线运动(即如图乙所示的轨迹)，下列办法可行的是(粒子只受磁场力的作用，其他力不计)A若粒子的初始位置在 a 处，在 t3T8时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度 B若粒子的初始位置在 f 处，在 tT2时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度 C若粒子的初始位置在 e 处，在 t118T 时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度 D若粒子的初始位置在 b 处，在 tT2时给粒子一个沿切线方向竖

47、直向上的初速度 答案：AD 18（2011 启东中学考前辅导）如图甲所示，一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内，轨道的AB 部分粗糙，BF 部分光滑。整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场，电场强度随时间的变化规律如图乙所示，t=0 时电场方向竖直向下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为2 mBq。现有一个质量为 m，电量为 q 的带正电的物体（可以视为质点），在 t=0 时从 A 点静止释放，物体与轨道间的动摩擦因数为，t=2s 时刻，物体滑动到 B 点。在 B 点以后的运动过程中，物体没有离开磁场区域，物体在轨道上 BC 段的运动时间为 1s，在轨道上 CD 段的运动

48、时间也为 1s。（物体所受到的洛伦兹力小于2cosmg）aabcbcO1O2ddd域如图是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流两侧面会形成电势差下列说法中正确的是电势差仅与材料有关若霍尔元件的载流子是自由电子则电势差仅增大磁感应强度时电势差变直平面内在的区域内有磁感应强度大小方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与轴交于点在的区域内有电场强度大小方向沿轴正方向的条形匀强电场其宽度一质量电荷量的电粒子从点以速度沿与轴正方向成角射入磁场经电场若只改变上述电场强度的大小要求电粒子仍能通过点讨论此电场左边界的横坐标与电场强度的大小的函数关系答案分电粒子在磁场

49、中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有分代入数据得分轨迹如图交轴于点过点作（1）由于轨道倾角未知，一位同学拿到了量角器，将其测出，记为。在 AB 阶段，由此可以计算出物块滑动到 B 时的速度，请你帮他完成此次计算，并定性说明物体在 AB 阶段做何种运动？（2）另一位同学并未使用量角器，而是用直尺测出了 BC 以及 CD 的长度，记为12,S S，同样可以得到轨道倾角，请你帮他完成此次计算。（计算出的三角函数值即可）（3）观察物体在 D 点以后的运动过程中，发现它并未沿着斜面运动，而且物块刚好水平打在 H 点处的挡板（高度可以忽略）上停下，斜面倾角已知，求 F 点与 H 点的间距

50、L，并在图乙中画出物体全程的运动轨迹。16由题意可知：mgqE t=0 到 t=1s 过程中，对物体受力分析，由牛顿第二定律 mamgmgcos2sin2 cos2sin2ggatvB 方向沿斜面向下 t=1s 到 t=2s 过程中，受力分析可知物体的合外力为 0，做匀速直线运动 所以 t=0 到 t=2s 过程中，物体先做匀加速直线运动再做匀速直线运动 物体在 BC 及 CD 阶段做匀加速直线运动 2121attvSB 221)2(212tatvSSB 22321tatvSB 212atSS 即sin212gSS 得gSS2sin12 所以在 C 点会斜面做匀速圆周运动 运动轨迹如图所示，由