【文档说明】【精准解析】22021高考物理（江苏专用）一轮试题：专题九磁场.docx，共(25)页，1.302 MB，由envi的店铺上传

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专题九磁场备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容磁场、安培力1.认识磁场。了解磁感应强度,会用磁感线描述磁场。2.知道磁通量。3.认识安培力。能判断安培力的方向,会计算安培力的大小。由近几年考情分析可见,本专题主要考查带

电粒子在磁场和复合场中的运动,常以现代科技中使用的仪器为背景,如质谱仪、回旋加速器等。一般每年考两道题,一道为选择题,一道为计算题,计算题多为压轴题,难度较大。对考生的分析推理能力,特别是对应用数学知识解

决物理问题的能力有较高要求,主要考查考生的科学推理和模型建构素养。复习过程中,首先要打牢基础,然后针对高考命题规律,熟练掌握高考的热点问题,如带电粒子在有界磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动、电磁场知识在现代科技中的应用等。从思想方法和能力培养上,重点是培养应用数学方法解决物

理问题的思想,学会找临界状态,由临界条件分析解决问题等等。磁场对运动电荷的作用1.认识洛仑兹力。能判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。2.能用洛仑兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动带电粒子在复合场中的运动了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。【真题探秘】基础篇【基础集训】考

点一磁场、安培力1.关于磁感应强度,下列说法中错误的是()A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C.一通电导线在磁场中某处所受安培力大,该处的磁感应强度就大D.磁感线的切线方向表示磁场的方向,疏密表示磁感应强度的大小1.答案C2.(201

9江苏苏州高二月考,3)如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,通过正三角形的三个顶点,三条导线通入大小相等,方向垂直纸面向里的电流。通电直导线产生磁场的磁感应强度B=kI/r,I为通电导线的电流大小,r为距通电导线的垂直距离,k为常数。则R受到的安培

力的方向是()A.垂直于R,指向y轴负方向B.垂直于R,指向y轴正方向C.垂直于R,指向x轴正方向D.垂直于R,指向x轴负方向2.答案A考点二磁场对运动电荷的作用3.如图是阴极射线管的示意图,阴极射线管的两个电极接到高压电源上时,阴极会发射电子。

电子在电场中沿直线飞向阳极形成电子束。将条形磁铁的磁极靠近阴极射线管时,电子束发生偏转;将条形磁铁撤去,电子束不再发生偏转。上述实验现象能说明()A.电子束周围存在电场B.电流是电荷定向运动形成的C.磁场对静止电荷没有力的作用D.磁场

对运动电荷有力的作用3.答案D4.电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力可能做功B.磁场对电子的作用力始终不变C.电子的动能始终不变D.电子的动量始终不变4.答案C考点三带电粒子在复合场中的运动5.(20

20届江苏镇江月考,5)如图所示,真空中有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,还有方向竖直向上的匀强电场,场强为E,三个带电液滴(可视为质点)甲、乙、丙带有等量同种电荷。已知甲静止,乙水平向左匀速运动,丙水平向右匀速运动。则下列说法正确的是()A.三个液滴

都带负电B.丙质量最大,甲质量次之,乙质量最小C.若仅撤去磁场,甲可能做匀加速直线运动D.若仅撤去电场,乙和丙可能做匀速圆周运动5.答案B6.(2020届江苏徐州月考,4)带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中,其轨迹如图所示,则下列说

法正确的是()A.v甲>v乙>v丙B.v甲<v乙<v丙C.甲的速度可能变大D.丙的速度不一定变大6.答案A综合篇【综合集训】拓展一磁感应强度、安培力1.(2020届江苏无锡阶段检测,3)如图所示,两根平行长直导线相距2

l,通有大小相等、方向相同的恒定电流。a、b、c是两导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别𝑙2、l和3l。关于这三点处的磁感应强度,下列说法中正确的是()A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应

强度方向相同D.b处的磁感应强度不为零1.答案A2.(2020届江苏常州月考,4)长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上,并处在磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,当B方向垂直斜面向上,电流为I1时导体处于平衡状态;当B方向改为竖直向上,电流为I2时导体处于平

衡状态。则电流大小比值𝐼1𝐼2为()A.sinθB.1sin𝜃C.cosθD.1cos𝜃2.答案C拓展二洛仑兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动3.(2019江苏溧水调研,4,3分)如图所示为洛仑兹力演示仪的结

构图。励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场强弱可分别由电子枪的加速电压和通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是()A.仅增大励磁线圈中电流,电子束径迹的半径变大B.仅提

高电子枪加速电压,电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈中电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪加速电压,电子做圆周运动的周期将变大3.答案B4.(2019江苏南通、扬州等七市三调,2)如图所示,水平虚线MN上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向

里。大量带正电的相同粒子,以相同的速率沿位于纸面内水平向右到竖直向上(90°范围内)的各个方向,由小孔O射入磁场区域,做半径为R的圆周运动。不计粒子重力和粒子间相互作用,下列图中阴影部分表示带电粒子可能经

过的区域,其中正确的是()4.答案B5.(2020届江苏新海高中学情调研,5)在直角坐标系xOy的第一象限内,存在一垂直于xOy平面、磁感应强度大小为2T的匀强磁场,如图所示,一带电粒子(重力不计)在x轴上的A点沿着y轴正方向以大小为2m/s的速度射入第一象限,并从y轴上的B点穿出。已知A

、B两点的坐标分别为(8m,0),(0,4m),则该粒子的比荷为()A.0.1C/kgB.0.2C/kgC.0.3C/kgD.0.4C/kg5.答案B应用篇应用一安培力作用下导体的运动及平衡问题分析【应用集训】1.(2019课标Ⅰ,17,6分)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。已知导体棒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()A.2FB.1.5FC.0.5FD.0答案B2.(2017课标Ⅰ,19,6分)(

多选)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反。下列说法正确的是()A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方

向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶√3D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为√3∶√3∶1答案BC应用二带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析【

应用集训】1.(2019课标Ⅱ,17,6分)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边中点有一电子发射源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.14kBl,√54kBlB.14kBl,54kBlC.12kBl,√54kBlD.12kBl,54kBl答案B2.(2017课标Ⅱ,18,6分)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相

同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为()A.√3∶2B.√2∶

1C.√3∶1D.3∶√2答案C应用三电磁场知识在现代科技中的应用【应用集训】1.(2018江苏泰州月考,6)(多选)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示,D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U

、周期为T的交流电源上,位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),它们在两盒之间被电场加速,当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出,忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是()A.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大B.若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器

中运行时间会变短C.若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子D.质子第n次被加速前后的轨道半径之比为√𝑛-1∶√𝑛答案BD2.(2018江苏苏锡常镇四市联考,9)(多选)电动自行车是一种应用广泛的交通工具,其速度控制是通过转动右把手实现的,这种转动把手称“霍尔转把”

,属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等,截面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极,开启电源时,在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压,形成电流,如图乙。随着转把的转动,其内部的永久磁铁也跟着转

动,霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压,已知电压与车速的关系如图丙。以下关于“霍尔转把”的叙述正确的是()A.为提高控制的灵敏度,可改变永久磁铁的上、下端分别为N、S极B.按图甲顺时针转动电动车的右把手(手柄转套),车速将变快C.图乙中从霍尔器件的前、后表面输出控制车速的霍尔电压D.若霍尔器件的上

、下面之间所加电压正负极对调,将影响车速控制答案BC应用四带电粒子在复合场中的运动【应用集训】1.(2018江苏盐城摸底,6)如图所示,在一竖直平面内,y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B,y轴右

侧有一竖直方向的匀强电场E2,一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成θ=37°角沿直线经P点运动到图中C点,其中m、q、B均已知,重力加速度为g,则()A.微粒一定带负电B.匀强电场E2可能

竖直向下、也可能竖直向上C.两电场强度之比𝐸1𝐸2=43D.微粒的初速度为v=5𝑚𝑔4𝐵𝑞答案D2.(2018课标Ⅲ,24,12分)如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向

里,磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比。答案(1)4𝑈

𝑙𝑣1(2)1∶4应用五解决带电粒子在交变电场与磁场中运动的方法【应用集训】1.(2020届江苏南通月考,16)某空间存在着变化的电场和另一个变化的磁场,电场方向向右,即如图甲中从b点到c点的方向,磁感应强度大小变化如图乙,电场强度变化如图丙。在a点从t=0开始每隔2s有一个相同的带

电粒子沿ab方向以速度v射出(第1s末射出第一个粒子),这些粒子都恰能击中c点,若ab垂直于bc,ac=2bc,粒子重力不计,且粒子在ac段运动时间小于1s,求:(1)图中E0与B0的比值;(2)两次带电粒子击中c点的速度之

比;(3)若以第一个粒子击中c点的时刻为(1+Δt)s,那么第2个粒子击中c点的时刻为多少。答案(1)4𝑣3(2)𝑚𝑣2√𝑚2𝑣4+3𝑞2𝐸02𝐿2(3)3s+3√3Δ𝑡2π2.(2020届江苏苏州阶段检测,17)如图甲,在直角坐标系xOy平面的第二象限有平行于y轴向下的匀强

电场,在y轴右侧区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,t=0时刻,有一比荷为1.0×104C/kg带正电的粒子(不计重力),从坐标原点O沿x轴正向以初速度v0=2×103m/s进入磁场。

开始时刻,磁场方向垂直纸面向里,粒子最后到达坐标为(-2m,0)的P点,求:甲乙(1)粒子到达y轴时离O点的距离s;(2)匀强电场的电场强度E。答案(1)1.6m(2)3.2×102V/m【五年高考】A组基础题组1.(2019江苏单科,7,4分)(多选)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1.答案CD2.(2019天津理综,4,6分)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a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为

e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v。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U,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U与v无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛仑兹力大小为𝑒𝑈𝑎2.答案D3.(2017江苏单科,1,3分)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的

边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶13.答案A4.(2015江苏单科,4,3分)如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,

将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()4.答案A5.(2018课标Ⅱ,20,6分)(多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电

流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为13B0和12B0,方向也垂直于纸面向外。则()A.流经L1的电流在b点产

生的磁感应强度大小为712B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为112B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为112B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为712B05.答案AC6.(2017课标Ⅰ,

16,6分)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀

速直线运动。下列选项正确的是()A.ma>mb>mcB.mb>ma>mcC.mc>ma>mbD.mc>mb>ma6.答案B7.(2018江苏单科,13,15分)如图所示,两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ,间距为d。导轨处于匀强

磁场中,磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,导轨与外接电源相连,使金属棒通有电流。金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑,金属棒中的电流始终保持恒定,重力加

速度为g。求下滑到底端的过程中,金属棒(1)末速度的大小v;(2)通过的电流大小I;(3)通过的电荷量Q。7.答案(1)√2𝑎𝑠(2)𝑚(𝑔sin𝜃-𝑎)𝑑𝐵(3)√2𝑎𝑠m(gsin𝜃-𝑎)𝑑𝐵𝑎B组综合题组1.(2015课标Ⅱ,19,6分)(多选)有两

个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子()A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D.做圆周运

动的角速度与Ⅰ中的相等1.答案AC2.(2019北京理综,16,6分)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2.答案C3.(2017课标Ⅱ,21,6分)(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作

为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左

转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉3.答案AD4.(2019江苏单科,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=𝑑2,求粒子从P到Q的运动时间t。4.答案(1)𝑞𝐵𝑑𝑚(2)2+√32d(3)(𝐿𝑑+3√3-46)π𝑚2𝑞�

�或(𝐿𝑑-3√3-46)π𝑚2𝑞𝐵5.(2019课标Ⅰ,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。5.答案(1)4𝑈𝐵2𝑑2(2)𝐵𝑑24𝑈(π2+√33)6.(2017江苏单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如图所示。大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0

,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上。已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹。不考虑离子间的相互作

用。(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件。6.答案(1)4𝐵√𝑚�

�0𝑞-L(2)如图所示d=2𝐵√𝑚𝑈0𝑞-√4𝑚𝑈0𝑞𝐵2-𝐿24(3)L<2𝐵√𝑚𝑞[2√(𝑈0-Δ𝑈)-√2(𝑈0+Δ𝑈)]7.(2016江苏单科,15,16分)回旋加速器的工作原理如图1所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强

度为B的匀强磁场与盒面垂直。被加速粒子的质量为m、电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图2所示,电压值的大小为U0,周期T=2π𝑚𝑞𝐵。一束该种粒子在t=0~𝑇2时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零

。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用。求:图1图2(1)出射粒子的动能Em;(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0;(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件。7.答案(1)𝑞2𝐵2𝑅

22𝑚(2)π𝐵𝑅2+2BRd2𝑈0-π𝑚𝑞𝐵(3)d<π𝑚𝑈0100𝑞𝐵2R8.(2015江苏单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零。这些离子经加速后通

过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上。已知放置底片的区域MN=L,且OM=L。某次测量发现MN中左侧23区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧13区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本

打在MQ的离子即可在QN检测到。(1)求原本打在MN中点P的离子质量m;(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围;(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少

次数。(取lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)8.答案(1)9𝑞𝐵2𝐿232𝑈0(2)100𝑈081≤U≤16𝑈09(3)3次9.(2018江苏单科,15,16分)如图所示,真空中四个相同的矩形匀强磁场区域,高为4d,宽为d

,中间两个磁场区域间隔为2d,中轴线与磁场区域两侧相交于O、O'点,各区域磁感应强度大小相等。某粒子质量为m、电荷量为+q,从O沿轴线射入磁场。当入射速度为v0时,粒子从O上方𝑑2处射出磁场。取sin53°=0.8,cos53°=0.6。(1)求磁感应强度大小B;(2)入射速

度为5v0时,求粒子从O运动到O'的时间t;(3)入射速度仍为5v0,通过沿轴线OO'平移中间两个磁场(磁场不重叠),可使粒子从O运动到O'的时间增加Δt,求Δt的最大值。9.答案(1)4𝑚𝑣0𝑞𝑑

(2)(53π+72180)𝑑𝑣0(3)𝑑5𝑣0C组教师专用题组1.(2014江苏单科,9,4分)(多选)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:UH=k𝐼H𝐵𝑑,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.若电源的正负极对调,电压表将反偏C.IH与I成正比D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比答案CD2.(2014课标Ⅰ,15,6分)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来的一半答案B3.(2014课标Ⅱ,20,6分)(多选)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()永磁铁硅微条径迹探测器永磁铁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答案AC4.(2014江苏单科,14,16分)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Δv;(3)欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值。答案(1)(23L-√3d)(1-√32)(2)𝑞𝐵𝑚(𝐿6-√34d)(3)𝑞𝐵𝑚(𝐿𝑛+1-√3d)(1≤n<√3L3𝑑-1,n取整数)5.(2016北京理综,22,16分

)如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;(2)为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场,

求电场强度E的大小。答案(1)𝑚𝑣𝑞𝐵2π𝑚𝑞𝐵(2)vB6.(2015重庆理综,9,18分)图为某种离子加速器的设计方案。两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场。其中MN和M'N'是间距为h的两平行极板,其上

分别有正对的两个小孔O和O',O'N'=ON=d,P为靶点,O'P=kd(k为大于1的整数)。极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为U。质量为m、带电荷量为q的正离子从O点由静止开始加速,经O'进入磁场区域。当离子打到极板上O'N'区域(含N'点)或外壳上时将会被吸收。两虚线之间的区域

无电场和磁场存在,离子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子所受的重力。求:(1)离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小;(2)能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值;(3)打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。答案(1)2√2𝑈𝑞𝑚𝑞𝑘𝑑(2)

2√2𝑛𝑈𝑞𝑚𝑞𝑘𝑑(n=1,2,3,…,k2-1)(3)(2𝑘2-3)π𝑚𝑘𝑑2√2𝑈𝑞𝑚(𝑘2-1)h√2(𝑘2-1)m𝑈𝑞7.(2014山东理综,24,20分)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。t=0时刻,一质量为m、带电量为+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B

0和TB取某些特定值时,可使t=0时刻入射的粒子经Δt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Δt=12TB,求B0;(2)若Δt=32TB,求粒子在磁场中运动时加速度的大小;(3)若B0=4𝑚𝑣0𝑞𝑑,为使粒子仍能垂

直打在P板上,求TB。答案(1)𝑚𝑣0𝑞𝑑(2)3𝑣02𝑑(3)π𝑑3𝑣0或(π2+arcsin14)𝑑2𝑣08.(2017天津理综,11,18分)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面

向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点

到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。答案(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q点到x轴距离为L,到y轴距离为2L,粒子的加速

度为a,运动时间为t,有2L=v0t①L=12at2②设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为vyvy=at③设粒子到达O点时速度方向与x轴正方向夹角为α,有tanα=𝑣𝑦𝑣0④联立①②③④式得α=45°⑤即粒子到达O

点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上设粒子到达O点时速度大小为v,由运动的合成有v=√𝑣02+𝑣𝑦2⑥联立①②③⑥式得v=√2v0⑦(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F

,由牛顿第二定律可得F=ma⑧又F=qE⑨设磁场的磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,所受的洛仑兹力提供向心力,有qvB=m𝑣2𝑅⑩由几何关系可知R=√2L联立①②⑦⑧⑨⑩式得𝐸𝐵=𝑣02【三年模拟】时间:40分

钟分值60分一、单项选择题(每小题3分,共9分)1.(2020届江苏连云港学情调研,2)在赤道上方沿东西方向水平放置一根直导线并通以自东向西方向的电流,那么该处地磁场的方向及该导线所受地磁场作用力的方向为()A.地磁场向南,磁场作用力向上B.地磁场向南,磁场作用力向下C.地磁场向北,磁

场作用力向上D.地磁场向北,磁场作用力向下1.答案D2.(2020届江苏南京师大附中月考,4)如图所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出,这些粒子在磁场中的运动时

间有的较长,有的较短,若带电粒子在磁场中只受磁场施加的力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子()A.速率越小B.速率越大C.速度偏转角越小D.在磁场中的周期一定越大2.答案A3.(2020届江苏无锡

月考,3)用洛仑兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹,如图甲所示为洛仑兹力演示仪的实物图,如图乙所示为洛仑兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直于纸面的匀强磁场,励磁线圈中的电流越大,产生的磁

场越强。图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场,下列有关实验现象和分析正确的是()A.仅增大励磁线圈中的电流,电子运动径迹的半径变大B.仅升高电子枪中加速电场的电压,电子做圆周运动的周期不变C.仅

升高电子枪中加速电场的电压,电子运动径迹的半径变小D.要使电子形成图乙所示的运动径迹,励磁线圈中应通以逆时针方向的电流3.答案B二、多项选择题(每小题4分,共16分)4.(2020届江苏淮安月考,7)如图所示,A、B、C是三根平行且固定的金属导线,三根导线通过的电流大小相等

,方向如图所示。AB、BC、AC的连线构成一个正三角形。在如图所示平面中,下列说法正确的是()A.C处金属导线受到的磁场力的合力竖直向下B.A处和B处金属导线受到的磁场力的合力均竖直向上C.A处金属导线受到的磁场力的合力与C处金属导线受到的磁场力的合力之比为1∶√3D.正三角形ABC的中心O处

的磁感应强度为零4.答案AC5.(2020届江苏连云港月考,7)两带电油滴在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间内做竖直平面内的匀速圆周运动,如图所示,则两油滴一定相同的是()A.带电性质B

.运动周期C.运动半径D.运动速率答案AB6.(2020届江苏海安高级中学高二阶段检测,8)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点沿BA方向射出,已知电荷的质量为m,带电荷量为q,不计电荷的重力,则下列说法正

确的是()A.匀强磁场的磁感应强度为𝑚𝑣0𝑞𝐿B.电荷在磁场中运动的时间为π𝐿2𝑣0C.若减小电荷的入射速度,使电荷从CD边界射出,电荷在磁场中运动的时间会减小D.若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB边的中点射出6.答案AB7.(2020江苏宿迁期中,

7)如图所示是磁流体发电机的示意图,两平行金属板A、B之间有一个很强的磁场。一束等离子体(高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把A、B与电阻R相连接,下列说法正确的是()A.R中有由b向a方向的电流B.A

板的电势高于B板的电势C.若只改变磁场强弱,R中电流保持不变D.若只增大粒子入射速度,R中电流增大7.答案AD三、非选择题(共35分)8.(17分)(2020届江苏盐城调研,15)如图甲所示,y轴右侧空间有垂直xOy平面向里的匀强磁场,同时还有沿-y方向的匀强电场(图中电

场未画出)。磁感应强度随时间变化规律如图乙所示(图中B0已知,其余量均为未知)。t=0时刻,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入电场和磁场区,t0时刻粒子到达坐标为(x0,y0)的点A(x0>y0),速度大小为v,方向沿+x方

向,此时撤去电场。t=t0+t1+t2时刻,粒子经过x轴上x=x0的点,速度沿+x方向。不计粒子重力,求:(1)0~t0时间内O、A两点间的电势差UOA;(2)粒子在t=0时刻的加速度大小a0;(3)B1的最小值及对应t2的表达式。8.答案(1)𝑚𝑣2-m𝑣022𝑞(2)𝑞𝑣

0𝐵0𝑚+𝑣02-𝑣22𝑦0(3)2𝑚𝑣𝑞(2𝑥0-𝑦0)t2=(k+12)2π𝑥0𝑣(k=0,1,2……)9.(18分)(2020届江苏无锡月考,16)如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向xO

y坐标平面2θ=120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度大小均为v0,不计粒子重力及粒子间的相互作用。甲乙(1)在图甲y轴右侧加一垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B1,垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN。①沿x轴平移荧光屏,使得所有粒子刚好

都不能打到屏上,求此时荧光屏到O点的距离d;②若粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收,求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比。(2)若施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区,使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束,如图乙所示,请在图

乙中大致画出磁场区,标出磁场方向,并求出磁感应强度的大小B2。9.答案(1)①(2+√3)m𝑣02𝑞𝐵1②3(2)略获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com