高考物理专题卷：专题08(磁场)答案与解析
高考物理100考点最新模拟题(磁场)精选试题 专题08 回旋加速器解析版 含解析
100考点最新模拟题(磁场)精选训练8第九部分磁场八．回旋加速器一、选择题1.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图7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D1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E k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E k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的时间会变短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【参考答案】BD2． (多选)劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示.置于真空中的D 形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是( )A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U 成正比C.质子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D.不改变磁感应强度B 和交流电频率f ，该回旋加速器的最大动能不变【参考答案】 AC【名师解析】 质子被加速后的最大速度受到D 形盒半径R 的制约，因v ＝2πR T＝2πRf ，故A 正确；质子离开回旋加速器的最大动能E km ＝12mv 2＝12m ×4π2R 2f 2＝2m π2R 2f 2，与加速电压U 无关，B 错误；根据R ＝mv qB ，qU ＝12mv 21，2qU ＝12mv 22，得质子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1，C 正确；因回旋加速器的最大动能E km ＝2m π2R 2f 2与m 、R 、f 均有关，D 错误.3.(2016·陕西西安八校联考)如图12甲是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定)，并分别与高频电源相连，加速时某带电粒子的动能E k 随时间t 的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是( )A.高频电源的变化周期应该等于t n －t n －1B.在E k －t 图象中t 4－t 3＝t 3－t 2＝t 2－t 1C.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D.不同粒子获得的最大动能都相同【参考答案】 B二．计算题1. 回旋加速器是用来加速带电粒子，使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D 形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速，两盒放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子带电荷量为q ，质量为m ，粒子最大回旋半径为R m ，其运动轨迹如图3所示.问：(1)D 形盒内有无电场？(2)粒子在盒内做何种运动？(3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度为多大？(4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？(5)设两D 形盒间电场的电势差为U ，盒间距离为d ，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间.【名师解析】 (1)扁形盒由金属导体制成，具有屏蔽外电场的作用，盒内无电场.(2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动，每次加速之后半径变大.(3)粒子在电场中运动时间极短，因此高频交流电压频率要等于粒子回旋频率，因为T ＝2πm qB，故得 回旋频率f ＝1T ＝qB 2πm ，角速度ω＝2πf ＝qB m. (4)粒子回旋半径最大时，由牛顿第二定律得qv m B ＝mv 2m R m ，故v m ＝qBR m m. 最大动能E km ＝12mv 2m ＝q 2B 2R 2m 2m .2．（2014·北京市顺义区模拟）1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量.题18-10图甲为Earnest O. Lawrence设计的回旋加速器的示意图.它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝；两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压.图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中.在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，应设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致.如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度后被束流提取装置提取出.已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d.设正离子从离子源出发时的初速度为零.（1）试计算上述正离子从离子源出发被第一次加速后进入下半盒中运动的轨道半径；（2）设该正离子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，试推证当R>>d时，正离子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（正离子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）.（3）若此回旋加速器原来加速的是α粒子（42He），现改为加速氘核（21H），要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法.（2）设粒子到出口处被加速了n 次，nqU=21mv 2， qvB=m Rv 2, 联立解得：n=mUR qB 222 T =v R π2=qBm π2，t=nT /2， 解得 t = U BR 22π.带电粒子电场中的多次加速运动可等效为初速度为零的匀加速运动，末速度v=m nqU 2， 正离子在电场中加速的总时间t’=2v nd =v nd 2=d qUnm 2=U BRd 2.t t ''=Rd . 当R>>d 时，t>>t‘，即正离子在电场中加速的总时间相对于在D 形盒中回旋的时间可忽略不计.3．（2014·北京东城区质检）如题18-11图所示为一种获得高能粒子的装置.环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场.M 、N 为两块中心开有小孔的极板，每当带电粒子经过M 、N 板时，都会被加速，加速电压均为U ；每当粒子飞离电场后，M 、N板间的电势差立即变为零.粒子在电场中一次次被加速，动能不断增大，而绕行半径R 不变（M 、N 两极板间的距离远小于R ）.当t =0时，质量为m 、电荷量为+q 的粒子静止在M 板小孔处.（1）求粒子绕行n 圈回到M 板时的动能E n ；（2）为使粒子始终保持在圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n 圈时磁感应强度B 的大小；（3）求粒子绕行n 圈所需总时间t n .题10-11图4．（2011·天津）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展.（1）当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作为示踪原子.碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程.若碳11的半衰期τ为20min，经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图18-2，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上.位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式（忽略质子在电场中的运动时间，图18-2 其最大速度远小于光速）.（3）试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r 是增大、减小还是不变？【名师解析】（2）设质子质量为m ，电荷量为q ，质子离开加速器时速度大小为v ，由牛顿第二定律知R v m qvB 2= ③质子运动的回旋周期为qB m v R T ππ22== ④由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T 与频率f 的关系得T f 1= ⑤设在t 时间内离开加速器的质子数为N ，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率t mv N P 221⋅= ⑥ 输出时质子的等效电流t Nq I =⑦ 由上述各式得fBR P I 2π= ⑧ 若以单个质子为研究对象解答过程正确的同样得分.（3）方法一：设*)(N k k ∈为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为k r 、k k k k k k r r r r r r -=∆>+++111),(，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为k v 、,1+k v D 1、D 2之间的电压为U ，由动能定理知 22212121k k mv mv qU -=+ ⑨由洛伦兹力充当质子做圆周运动的向心力， 知qBmv r k k =，则 2)(222122k k r r m B q qU -=+ 整理得)(412k k k r r qB mU r +=∆+ ⑩方法二：设*()k k N ∈为同一盒中质子运动轨道半径的序数，相邻的轨道半径分别为r k 、11()k k k r r r ++>，1k k k r r r -∆=-，在相应轨道上质子对应的速度大小分别为k v 、1k v +，D 1、D 2之间的电压为U .由洛化兹力充当质子做圆周运动的向心力，知k k mv r qB =，故11k k k k r v r v ++= . 由动能定理知，质子每加速一次，其动能增量K E qU ∆= . 以质子在D 2盒中运动为例，第k 次进入D 2时，被电场加速(21)k -次，速度大小为k v =同理，质子第(1)k +次进入D 2时，速度大小为：1k v +=综合上述各式得：1k k r r +=. 整理得：2212121k k r k k r +-=+； 22121221k k k r r k r ++-=+； 2112(21)()k k k k r r k r r ++∆=++. 同理，对于相邻轨道半径1k r +、2k r +，121k k k r r r +++∆=-，整理后有211122(21)()k k k k r r k r r ++++∆=++. 由于2k k r r +>，比较k r ∆、1k r +∆得1k r +∆<k r ∆ .说明随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差△r 减小.点评：此题以回旋加速器切入，意在考查核反应方程、功率、回旋加速器及其相关知识.- 1n mvqB -速器中运动，相邻轨道间距离随轨道半径的增大而减小.百度文库、精选习题试题习题、尽在百度。
最新高考物理专题卷：专题08(磁场)答案与解析
2012届专题卷物理专题八答案与解析1．【命题立意】主要考查磁场的磁感线分布与磁感应强度大小的变化的特点。
【思路点拨】我们可以从条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布看出，两极处磁感线最密，而磁铁的两极处磁场最强。
因此磁感线的疏密可以反映磁场的强弱，磁感线分布密的地方磁场就强，反之则弱。
【答案】C 【解析】磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线。
其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，沿z 轴正方向磁感线由密到疏再到密，即磁感应强度由大到小再到大，只有C 正确。
2．【命题立意】主要考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式。
【思路点拨】若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v 做匀速圆周运动。
①轨道半径公式：r=mv/qB ②周期公式：T=2πm /qB 。
【答案】AD 【解析】作出示意图如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d 点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式qBmv R =可知，速度也增大为原来的二倍，选项A 正确，显然选项C 错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从f 点射出，选项B 错误；据粒子的周期公式qBm T π2=，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e 、d 射出时所用时间相等，从f 点射出时所用时间最短。
3．【命题立意】主要考查洛伦兹力的特性。
【思路点拨】洛伦兹力的大小f=qvB ，条件v ⊥B 当v ∥B 时，f=0。
洛伦兹力的特性：洛伦兹力始终垂直于v 的方向，所以洛伦兹力一定不做功。
【答案】B 【解析】由题意知，粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动14周期，由几何关系知r ＝2R ，又r ＝mv qB ，解得v ＝qBr m ＝22×106 m/s 。
高考物理专题电磁学知识点之磁场全集汇编含答案解析
高考物理专题电磁学知识点之磁场全集汇编含答案解析一、选择题1．如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，重力加速度为g，则液滴环绕速度大小及方向分别为（）A．EB，顺时针B．EB，逆时针C．BgRE，顺时针D．BgRE，逆时针2．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。
如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。
分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（）A．它们在磁场中运动的周期相同B．它们的最大速度不相等C．两次所接高频电源的频率不相同D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能3．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。
质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）A．该束粒子带负电B．速度选择器的P1极板带负电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小4．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。
线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。
通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（）A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a导线受到的安培力大小始终为BI l5．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是（）A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关D．磁感线越密，磁感应强度越大6．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（）A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行7．教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。
关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是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处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，Ａ对；ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，B错；由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，C错；b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。
【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断，A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，I2在线圈位置产生的磁场方向向外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以判断B中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量可能为零，A、B正确；C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里，D中I1，I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外，C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零．【考点】通电直导线周围磁场的方向。
3.如图所示，带负电的金属环绕轴OO/以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右【答案】C【解析】因为带负电的金属环绕轴OO/以角速度ω匀速旋转，根据右手定则可知此环形电流产生的磁场方向沿着O/-O的方向沿轴线向左，故小磁针最后静止时N极沿轴线向左，选项C 正确。
高中物理：磁场练习及答案(解析版)
高中物理：磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域；如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B＝FIL,即磁场中某点的磁感应强度B．通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2．5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0．5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A．0．1 A B．0．2 A C．0．05 A D．0．01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ＝53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°＝0.8,g取10 m/s2则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A．4qBm B．3qBm C．2qBm D．qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b；当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c．不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A＝23S0C,则下列说法中正确的是()A．甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A．B1＋B2B．B1－B2C．B1＋B22D．B1－B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
高中物理：磁场练习及答案(解析版)
高中物理：磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域；如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B＝FIL,即磁场中某点的磁感应强度B．通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2．5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0．5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A．0．1 A B．0．2 A C．0．05 A D．0．01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ＝53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°＝0.8,g取10 m/s2则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A．4qBm B．3qBm C．2qBm D．qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b；当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c．不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A＝23S0C,则下列说法中正确的是()A．甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A．B1＋B2B．B1－B2C．B1＋B22D．B1－B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
浙江省新高考压轴题磁场大题解析
浙江省新高考物理卷压轴题（“磁场”题）解析江苏省特级教师 戴儒京2016年开始，浙江省与上海市一起作为教育部新一轮高考改革的试点，全国的教师，都在关注，全国的物理教师，都在关注其物理试题。
在物理试题中，有一类试题特别受关注，那就是关于“带电粒子在电磁场中的圆周运动”的题目，为什么呢？因为它难，往往成为全国及各省市高考物理试卷的压轴题。
对于浙江新高考物理试卷，就是第23题（试卷的最后一题）或22题（试卷的倒数第2题）。
本文就把浙江省新高考物理卷压轴题解析下来，以供广大物理教师特别是高三物理教师参考。
本文包括浙江省新高考以来4年7题，除2016年4月卷22题，其余各卷均为23题。
除2019年外（2019年10月还未到），每年2卷，分别在4月和10月或11月。
所以本文包括4年7题。
1.2019年第23题 23．（10分【加试题】有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成，其简化原理如图所示。
左侧静电分析器中有方向指向圆心O 、与O 点等距离各点的场强大小相同的径向电场，右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行，两者间距近似为零。
离子源发出两种速度均为v 0、电荷量均为q 、质量分别为m 和0.5m 的正离子束，从M 点垂直该点电场方向进入静电分析器。
在静电分析器中，质量为m 的离子沿半径为r 0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从N 点水平射出，而质量为0.5m 的离子恰好从ON 连线的中点P 与水平方向成θ角射出，从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器中，最后打在放置于磁分析器左边界的探测板上，其中质量为m 的离子打在O 点正下方的Q 点。
已知OP=0.5r 0，OQ= r 0，N 、P 两点间的电势差,54cos =θ，不计重力和离子间相互作用。
（1）求静电分析器中半径为r 0处的电场强度E 0和磁分析器中的磁感应强度B 的大小；（2）求质量为0.5m 的离子到达探测板上的位置与O 点的距离l （用r 0表示）； （3）若磁感应强度在（B —△B ）到（B ＋△B ）之间波动，要在探测板上完全分辨出质量为m 和0.5m 的两束离子，求的最大值【解析】（1） 径向电场力提供向心力0200r mv q E =20qr mv E =，00qr mv B = （2） 动能定理25.021mv ⨯-205.021mv ⨯=NP qUm qU v v NP 420+==50v ，0255.0r qB mv r == 05.0cos 2r r l -=θ 05.1r l =（3） 恰好能分辨的条件：-∆-B B r 120=∆+BB r 1cos 2θ20r %12417≈-=∆BB2. 2018年11月第23题23.（10分）【加试题】小明受回旋加速器的启发，设计了如图1所示的“回旋变速装置”。
最新高考物理一轮复习8磁场及答案
专题8磁场考点一：基本概念及规律 一 磁场 1．定义：2．磁场的方向的规定：① ② 二．磁感线1什么叫磁感线?对磁感线有何要求？ 2熟记几种常见磁场的磁感线的分布：“内外有别”．．．．．．练习：请画出条形磁体、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线的分布？思考：有人说：“磁感线总是从北极出发，回到南极”对吗？“同名磁极相互排斥，异名磁极相互”不完全正确，你怎么看？说明：①电流产生的磁场 安培定则电流与磁场间的方向关系安培定则Ⅰ： 安培定则Ⅱ： ②地磁场的说明ⅰ、地磁场的N （S ）极在地球南（北）极附近；ⅱ、地磁场的水平分量总是从南极指向北极,而竖直分量在南半球向上,在北半球向下；ⅲ、在赤道平面(中性面)上, 距离地球表面相等的各点磁感应强度相等,方向水平；练习： A 组 1．关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A ．地球是一个巨大的磁体，地磁N 极在地南极附近，S 极在地北极附近 B ．地磁场在地表附近某处，有两个分量，水平分量指向地北极附近，竖直分量一定竖直向下．若指南针放在地心，则它的N 极指向地球北极D ．若指南针放在地心，则它的N 极指向地球南极2．下列描述哪些是正确的（ ） A ．磁感线从磁体的N 极出发到磁体的S 极终止B ．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向螺线管的北极 ．磁感线的方向就是磁场方向D ．两条磁感线空隙处不存在磁场 3 磁场中某区域的磁感线如图3-26所示．则（ ）A ．、b 两处磁感强度大小不等，B ＞Bb ． B ．、b 两处磁感强度大小不等，B ＜Bb ． ．同一小段通电导线放在处时受力一定比b 处时大．D．同一小段通电导线放在处时受力可能比b处时小4．如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸外偏转，这一带电粒子束可能是（）A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束5 (07广东)磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。
专题08 万有引力与重力的关系及有中心天体的匀速圆周运动(解析版)-2025版高考物理真题精选与研析
考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。
2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。
近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。
必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。
名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。
2024年高考各卷区物理试题均考查了万有引力。
预测2025年高考会继续进行考查，一般以选择题形式出现。
考向一重力与万有引力的关系1.（2024年全国甲卷第3题）2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。
将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。
月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16。
下列说法正确的是（）A.在环月飞行时，样品所受合力为零B.若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零C.样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同D.样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小【答案】D【解析】A ．在环月飞行时，样品所受合力提供所需的向心力，不为零，故A 错误；BD ．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小；由于月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16，则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小，故B 错误，D 正确；C ．样品在不同过程中受到的引力不同，但样品的质量相同，故C 错误。
故选D 。
考向二对比问题2（2024年江西卷第4题）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为1r 、2r ，则动能和周期的比值为（）A.k121k212,E r T E r T ==B.k111k222,E r T E r T ==C.k121k212,E r T E r T ==D.k111k222E r T E r T ==，【答案】A【解析】两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，则月球对卫星的万有引力提供向心力，设月球的质量为M ，卫星的质量为m ，则半径为r 1的卫星有2211221114πv Mm G m m r r r T ==半径为r 2的卫星有2222222224πv Mm G m m r r r T ==再根据动能2k 12E mv =，可得两卫星动能和周期的比值分别为k12k21E r E r =，12T T =故选A 。
专题08 功和功能关系(解析版)
2022届高三物理二轮高频考点专题突破专题08 功和功能关系 专练目标专练内容 目标1重力场中的功和功能关系（1T—8T ） 目标2电场中的功和功能关系（9T—13T ） 目标3磁场中的功和功能关系（14T—18T ）一、重力场中的功和功能关系1．力F 对物体所做的功可由公式cos =⋅W F S α求得。
但用这个公式求功是有条件的，即力F 必须是恒力。
而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。
那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F 所做的功。
如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）A ．甲图中若F 大小不变，物块从A 到C 过程中力F 做的为()=-W F OA OCB ．乙图中，全过程中F 做的总功为108JC ．丙图中，绳长为R ，若空气阻力f 大小不变，小球从A 运动到B 过程中空气阻力做的功12=W πRf D ．图丁中，F 始终保持水平，无论是F 缓慢将小球从P 拉到Q ，还是F 为恒力将小球从P 拉到Q ，F 做的功都是sin W Fl θ=【答案】A【详解】A ．因沿着同一根绳做功的功率相等，则力对绳做的功等于绳对物体做的功，则物块从A 到C 过程中力F 做的为()=-W F OA OC ，故A 正确；B ．乙图F x -的面积代表功，则全过程中F 做的总功为156(3)672J W =⨯+-⨯=故B 错误；C ．丙图中，绳长为R ，若空气阻力f 大小不变，可用微元法得小球从A 运动到B 过程中空气阻力做的功为1422πR W f πRf =-⋅=-故C 错误； D ．图丁中，F 始终保持水平，当F 为恒力时将小球从P 拉到Q ，F 做的功是sin W Fl θ=而F 缓慢将小球从P 拉到Q ，F 为水平方向的变力，F 做的功不能用力乘以位移计算，故D 错误；故选A 。
2．水平桌面上，长R =5m 的轻绳一端固定于O 点，如图所示（俯视图），另一端系一质量m =2.0kg 的小球，现对小球施加一个大小不变的力F =10N ，F 拉着物体从M 点运动到N 点，方向始终与小球的运动方向成37°角。
2019年高考物理专题08磁场仿真押题(含解析)
磁场仿真押题1．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是( )答案：A2．如图所示，质量为m ＝0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度为L ＝1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E ＝8 V 、内阻r ＝1 Ω.额定功率为8 W 、额定电压为4 V 的电动机M 正常工作．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g 取10 m/s 2，则磁场的磁感应强度大小为( )A ．2 T B.1.73 T C ．1.5 TD ．1 T解析：电动机M 正常工作时的电流I 1＝P 1U＝2 A ，电源内阻上的电压U ′＝E －U ＝8 V －4 V ＝4 V ，根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I ＝U ′r＝4 A ，则通过导体棒的电流I 2＝I －I 1＝2 A ，导体棒受力平衡，有BI 2L ＝mg sin 37°，得B ＝1.5 T ，故选项C 正确．答案：C3.如图所示，纸面内有宽为L 、水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m 、电荷量为－q 、速率为v 0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B 0＝mv 0qL ，A 、C 、D 选项中曲线均为半径是L 的14圆弧，B 选项中曲线为半径是L2的圆弧)( )答案：A4.如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是( )A．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动C．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动D．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动答案：B5.如图所示，光滑平行金属导轨电阻不计，固定在水平面内，左端接有一直流电源和一定值电阻，两条通有大小相等方向相反的恒定电流的长直绝缘导线垂直导轨放置，一导体棒与导轨垂直且接触良好．导体棒由导轨上的M点静止释放，M、N两点到左右两直导线距离相等．下列关于导体棒在两直导线之间的运动及受力说法正确的是( )A．导体棒在M、N之间做往复运动B．导体棒一直向右做匀加速直线运动C．导体棒所受安培力先向右后向左，且先增大后减小D．导体棒所受安培力一直向右，且先减小后增大解析：根据安培定则可知，两直导线电流在M、N之间的区域内磁场都是垂直导轨平面向下的，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向一直向右，则选项A、C错误；根据直线电流磁场的性质可知，离直线电流越远磁感应强度越小，根据磁场叠加可知导轨内的磁场从M到N是先减小后增大的，则安培力也一定是先减小后增大的，选项B错误，D正确．答案：D6.在xOy平面的第一象限内存在着垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两个相同的带电粒子以相同的速度分别从y轴上的P、Q两点同时垂直于y轴向右射出，最后均打在x轴上的N点，已知P、N 两点的坐标分别为(0,3L)、(3L,0)，不计两粒子的重力与相互作用．根据题中条件不能确定的是( )A．两带电粒子在磁场中运动的半径B．两带电粒子到达点N所用的时间之比C．Q点的坐标D．带电粒子的比荷答案：D7.如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长ac＝l.一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是( )A.qBl 2mB.3qBl6mC.3qBl4mD.qBl 6m答案：A8．如图所示，半径为r 的圆刚好与正方形abcd 的四个边相切，在圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，一带负电粒子从ad 边的中点以某一初速度沿纸面且垂直ad 边方向射入磁场，一段时间后粒子从圆形磁场区域飞出并恰好通过正方形的d 点．设该粒子在磁场中运动的轨道半径为R ，运动时间为t ，若粒子在磁场中做圆周运动的周期为T ，粒子重力不计．下列关系正确的是( )A ．R ＝2rB ．R ＝(2－1)rC ．t ＝18TD ．t ＝38T解析：由题意可知粒子从Bd 方向射出磁场，由右图可知在△OBd 中，2R ＝r －R ，得R ＝(2－1)r ，A 错误，B 正确；粒子轨迹圆心角为3π4，所以时间t ＝34π2πT ＝3T8，C 错误，D 正确．答案：BD9.如图所示，半径为R 的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，两个质量、电荷量都相同的带正电粒子，以相同的速率v 从a 点先后沿直径ac 和弦ab 的方向射入磁场区域，ab 和ac 的夹角为30°.已知沿ac 方向射入的粒子在磁场中运动的时间为其圆周运动周期的14，不计粒子重力，则( )A ．两粒子在磁场中运动轨道半径为RB ．两粒子离开磁场时的速度方向相同C ．沿ab 方向射入的粒子在磁场中运动的时间为2πR3vD ．沿ab 方向射入的粒子在磁场中运动的时间为πR3v答案：ABC10.如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x ，当两细棒中均通以电流强度为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则下列关于b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是( )A ．方向竖直向上B ．大小为2mg 2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止答案：ACD11．如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd 。
专题08磁场-备战高考物理6年高考真题分项版精解精析(解析版)
（精心整理，诚意制作）【2014高考真题精选】1．【20xx·新课标全国卷Ⅰ】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2．【20xx·新课标全国卷Ⅰ】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度大小之比为()A．2 B. 2 C．1 D.2 2【答案】D【解析】本题考查了带电粒子在磁场中的运动．根据qvB＝mv2r有B1B2＝r2r1·v1v2，穿过铝板后粒子动能减半，则v1v2＝2，穿过铝板后粒子运动半径减半，则r2r1＝12，因此B1B2＝22，D正确．3．【20xx·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.s22qEmh B.s2qEmhC.s42qEmh D.s4qEmh4.【20xx·新课标Ⅱ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5．【20xx·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I H，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H满足：U H＝k IHBd ，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R L ，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 ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比6．【20xx·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( )A.T B ．T C.T3 D ．T 2 【答案】A【解析】本题是“信息题”：考查对题目新信息的理解能力和解决问题的能力．根据洛伦兹力提供向心力有qvB ＝m v2r 解得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径r ＝mvqB .由动能的定义式E k ＝12mv 2，可得r ＝2mEkqB ，结合题目信息可得B ∝T ，选项A 正确。
高考物理一轮复习考点延伸训练：第八章《磁场》(含解析).pdf
第八章 磁 场 (1)从近三年的高考试题考查点分布可以看出，高考对磁场专题知识的考查频率很高，其中包括磁场的基本性质和安培力的应用，洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动等，其中复合场问题的综合性较强，覆盖考点较多(一般可综合考查重力、电场力、磁场力的分析，各种力做功、能量转化的关系，圆周运动、动力学知识以及考生分析问题的能力和综合应用能力)，是现今理综试卷的一个命题热点，常以大型计算题出现，并且占有较大的分值。
(2)高考题对安培力的考查以选择题为主，对带电粒子在匀强磁场中的运动或在复合场中的运动的考查以综合计算题为主，题目难度中等偏上。
2015高考考向前瞻 第1节磁场的描述__磁场对电流的作用 磁场 磁感应强度 [想一想] 磁感应强度的定义式B＝的条件是什么？检验电流元的受力方向是磁感应强度B的方向吗？B的方向是如何定义的？ 提示：磁感应强度的定义式B＝的条件是检验电流元I很小，L很短，且IB；检验电流元I所受力F的方向，不是磁感应强度B的方向；B的方向为小磁针静止时北极的指向。
[记一记] 1．磁场 (1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。
(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。
2．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。
(2)大小：B＝(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向：小磁针静止时N极的指向。
(4)单位：特斯拉(T)。
3．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。
(2)特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线。
4．磁通量 (1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积。
(2)公式：Φ＝BS。
(3)单位：1 Wb＝1_T·m2。
[试一试] 1．(多选)下列说法中正确的是( ) A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零 B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值 D．表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值 解析：选AC 电场和磁场有一个明显的区别是：电场对放入其中的电荷有力的作用，而磁场仅对在磁场中运动且速度方向和磁感应强度方向不平行的带电粒子有力的作用；磁场对通电导线有力的作用的条件是磁场方向不能和电流方向平行，因此A对B错。
2008年高考物理试题分类汇编磁场
年高考物理试题分类汇编（磁场）2008的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面R24．（19分）如图，一半径为（四川卷）上。
整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。
一电荷在球面上做水平的匀速圆周运、质量为m的小球P量为q（q＞0）'到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹。
O球心O动，圆心为?。
为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感（0＜θ＜角为θ)2应强度大小的最小值及小球P相应的速率。
重力加速度为g。
'受到。
在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为OP解析：据题意，小球P OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力向下的重力mg、球面对它沿①f＝qvB' O。
根据牛顿第二定律式中v为小球运动的速率。
洛仑兹力f的方向指向②?0mgNcos??2v③msin?f?N?sinR由①②③式得2??nsiqRsniqBR2④0??v?v?somc是实数，必须满足由于v22??sin4gRqBRsin??⑤≥0 ??????cosm??gm2⑥由此得B≥?cosRq可见，为了使小球能够在该圆周上运动，磁感应强度大小的最小值为gm2⑦?B nmi?soqRc此时，带电小球做匀速圆周运动的速率为?sinRqB min⑧?v m2由⑦⑧式得gR⑨?sinv??cos 为对OHO为圆心，题为一种质谱仪工作原理示意图20分）题25.在以（（重庆卷）25.分DCOH 轴的和.夹角为称轴，2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场对称于现有一正离子束以小发散角，且MOM=d.别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于q的离.vCMC（纸面内）从射出，这些离子在方向上的分速度均为若该离子束中比荷为0m子都能汇聚到D，试求：（1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象）；（2）离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间；（3）线段CM的长度.解析：（1）设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为RR=d2mv1?0qvB??R由0R2mv0 B＝得qd磁场方向垂直纸面向外（2）设沿CN运动的离子速度大小为v，在磁场中的轨道半径为R′，运动时间为t由vcosθ=v0v0得v＝?cosmv′=R qBd =?cos方法一：s设弧长为s =t v′Rα)×s=2(θ+???R??（2）=t v0方法二：?m2＝离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T qB???Ｔt=×???)(?2 = v0(3)方法一：CM=MNcotθ?dMN?R =???)sin(?sindＲ=′?cos以上3式联立求解得CM=dcotα方法二：设圆心为A，过A做AB垂直NO，可以证明NM＝BO∵NM=CMtanθ又∵BO=ABcotα=R′sinθcotαd??cotsin =?cos∴CM=dcotα（宁夏卷）14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方点的导线所受安培力的方向向如图。
近6年全国各地高考物理真题汇编：磁场(Word版含答案)
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：磁场学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共10题）1．（2022·全国·高考真题）空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（xOy平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。
一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。
下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）A．B．C．D．2．（2017·天津·高考真题）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。
金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小3．（2022·浙江·高考真题）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。
先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（）A ．B ．C ．D ．4．（2017·全国·高考真题）一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。
图中直径MN 的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。
在该截面内，一带电粒子从小孔M 射入筒内，射入时的运动方向与MN 成30°角。
当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒，不计重力。
若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（ ）A ．3B ωB ．2B ωC ．B ωD ．2Bω 5．（2017·全国·高考真题）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。
2008年高考选择题专项分析与评析(七)
2008年高考选择题专项分析与评析（七）八、磁场（08北京卷）1．在如图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场。
一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。
据此可以判断出A．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小，沿着z轴方向电势升高B．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大，沿着z轴方向电势降低C．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势升高D．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变，沿着z轴方向电势降低C【解析】质子所受电场力与洛伦兹力平衡，大小等于evB,运动中电势能不变;电场线沿z轴负方向，沿z轴正方向电势升高。
（08广东卷）2．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量AD【解析】两个铜质D形盒D1、D2之间存在加速电场，所以离子由加速器的中心附近进入加速器，A对。
由于离子在磁场中受到的洛仑兹力不做功，离子在电场力的作用下加速，从而离子从电场中获得能量。
D对。
（08广东卷）3．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电D．粒子带正电AC【解析】粒子的动能减少，从而动量减少，那么粒子的半径就会减少，所以粒子是先经过a点，再经过b点，A对。
由左手定则可知粒子带负电，C对。
九、电磁感应（08全国卷Ⅰ）1．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是D【解析】0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。
2021年高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试8 磁场(含解析)
2021年高考物理新一轮总复习阶段示范性测试8 磁场（含解析）本卷测试内容：磁场本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分。
测试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，第2、4、5、7、9、10、11、12小题，只有一个选项正确；第1、3、6、8小题，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1. [xx·长春质检]某同学家中电视机画面的幅度偏小，维修的技术人员检查后认为是显像管出了故障，显像管如图(甲)所示，L为偏转线圈，从右向左看截面图如图(乙)所示。
引起故障的原因可能是( )A. 加速电场的电压过大，电子速率偏大B. 电子枪发射能力减弱，电子数减少C. 偏转线圈的电流过大，偏转磁场增强D. 偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少解析：根据题意，电视机画面幅度偏小是因为电子在磁场中的偏转半径变大，所以可能的原因是电子速率偏大或是磁场减弱，故选项A、D正确。
答案：AD2. [xx·云南昆明质检] 已知长直通电导体棒在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导体棒中的电流成正比，与该点到导体棒的距离成反比。
如图所示，a、b、c、d四根长直通电导体棒平行放置，它们的横截面构成一个正方形，O为正方形中心，a、b、d中电流方向垂直纸面向里，c中电流方向垂直纸面向外，电流大小满足：I a＝I c＝I d<I b，则关于a、b、c、d长直通电导体棒在O点产生合磁场的方向可能是( )A. 由O点指向aOb区域B. 由O点指向bOc区域C. 由O点指向cOd区域D. 由O点指向aOd区域解析：a、c两根长直通电导体棒在O点产生合磁场的方向由O指向d；b、d两根长直通电导体棒在O点产生合磁场的方向由O指向a；a、b、c、d四根长直通电导体棒在O点产生合磁场的方向可能是由O点指向aOd区域，选项D正确。
【推荐】2020届高考物理专题卷8：磁场 答案与解析
绝密★启用前高考物理专题八考试范围：磁场一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）1．电子作近核运动的时候，产生了垂直于相对运动方向的磁场。
如下图所示，为某种用束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点）为坐标原点，沿轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为（）2．如右图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则（）A．如果粒子的速度增大为原的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原的三倍，将从f点射出C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原的二倍，也将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短3．“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理，挑选出具有所需速度的粒子的装置。
右图是某粒子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场，方向平行于轴线。
在圆柱形桶的某直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，离子束以不同角度入射，先后有不同速度的离子束射出，现有一离子发射的比荷为2×1011C/g的阳离子，且粒子束中速度分布连续，当θ=45°时，出射粒子的速度v的大小是（）A．2×106m/s B．22×106 m/sC．22×108 m/s D．42×106 m/s4．如右图所示，竖直光滑的墙面上有一闭合导线框a，在导线框a的下方有一面积比导线框a稍小的磁场区域b。
导线框a从图示位置自由下落，在其整个下落过程中，下列说法正确的是（）A ．导线框做自由落体运动B ．导线框通过磁场区域后做曲线运动C ．导线框通过磁场区域时机械能会减少D ．导线框在穿过磁场区域时，上下两个导线受到的安培力方向都向上5．2010年，上海成功举办盛大的世界博览会。
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高中精品试题2012届专题卷物理专题八答案与解析1．【命题立意】主要考查磁场的磁感线分布与磁感应强度大小的变化的特点。
【思路点拨】我们可以从条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布看出，两极处磁感线最密，而磁铁的两极处磁场最强。
因此磁感线的疏密可以反映磁场的强弱，磁感线分布密的地方磁场就强，反之则弱。
【答案】C 【解析】磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲线。
其疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，沿z 轴正方向磁感线由密到疏再到密，即磁感应强度由大到小再到大，只有C 正确。
2．【命题立意】主要考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式。
【思路点拨】若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v 做匀速圆周运动。
①轨道半径公式：r =mv /qB ②周期公式：T =2πm /qB 。
【答案】AD 【解析】作出示意图如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d 点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式qBmv R =可知，速度也增大为原来的二倍，选项A 正确，显然选项C 错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从f 点射出，选项B 错误；据粒子的周期公式qBm T π2=，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e 、d 射出时所用时间相等，从f 点射出时所用时间最短。
3．【命题立意】主要考查洛伦兹力的特性。
【思路点拨】洛伦兹力的大小f =qvB ，条件v ⊥B 当v ∥B 时，f =0。
洛伦兹力的特性：洛伦兹力始终垂直于v 的方向，所以洛伦兹力一定不做功。
【答案】B 【解析】由题意知，粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动14周期，由几何关系知r ＝2R ，又r ＝mv qB ，解得v ＝qBr m＝22×106 m/s 。
4．【命题立意】主要考查安培定则和左手定则。
【思路点拨】判断通电导线安培力方向问题的基本方法：（1）画出导线所在处的磁场方向；（2）确定电流方向；（3）根据左手定则确定受安培力的方向。
【答案】CD 【解析】导线框通过磁场区域时，根据安培定则和左手定则，导线框要受到竖直向上安培力作用，导线框既不能做自由落体运动，也不能做曲线运动，A 、B 错。
导线框通过磁场区域时要克服安培力做功，机械能会减少，C 对。
导线框在穿过磁场区域时，上下两个导线受到的安培力方向都向上，D 对。
5．【命题立意】主要考查通电导线安培力方向问题。
【思路点拨】判断安培力的方向时用左手定则。
要注意左手定则与右手定则应用的区别，两个定则的应用可简单总结为：“因电而动”用左手，“因动而电”用右手，因果关系不可混淆。
【答案】AC 【解析】根据电流的方向判定可以知道B 中的电流方向是向上的，那么在B 导线附近的磁场方向为逆时针方向，即为A 磁铁N 极的受力方向；由于D 磁铁产生的磁场呈现出由N 极向外发散，C 中的电流方向是向下的，由左手定则可知C 受到的安培力方向为顺时针。
故选项AC 正确。
6．【命题立意】主要考查粒子在磁场中做匀速圆周运动。
【思路点拨】当带电粒子垂直于磁场方向射入磁场时，洛仑兹力提供向心力，粒子将作匀速圆周运动。
【答案】D 【解析】依据r v m qvB 2=，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为：qB mv r =。
已知12ac ab =，电子电量为e ，电子质量不计。
由此可知，离子吸收的电子个数为eq 3。
7．【命题立意】主要考查带电粒子在磁场中的偏转问题。
【思路点拨】带电粒子在磁场中的连续运动，关键在于正确地画出带电粒子在不同磁场中的运动轨迹，而要正确地画出带电粒子的运动轨迹，则特别需要注意在不同磁场交界处带电粒子的运动方向。
正确地做出粒子在交界磁场处的速度方向，成为确定带电粒子运动轨迹的关键。
【答案】AC 【解析】若电子束的初速度不为零，则qU =mv 2/2- mv 02/2，mqU v v 220+=，轨道半径qB mv R =，增大偏转磁场的磁感应强度，轨道半径减小，电子束偏转到P 点外侧；增大加速电压，轨道半径增大，电子束偏转回到P 点；将圆形磁场区域向屏幕靠近些，电子束偏转回到P 点。
正确答案选AC 。
8．【命题立意】主要考查带电粒子在磁场中做圆周运动问题。
【思路点拨】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动类题目的解答步骤可概括为：画轨迹、找联系、用规律。
带电粒子的受力遵从洛伦兹力公式，粒子的圆周运动遵从牛顿第二定律。
【答案】BD 【解析】R A cos30°+R A =d ，R B cos60°+R B =d ，，解得32330cos 160cos 1B A +=︒+︒+=R R ，A 错B 对；因qB mv R =，故R v RB q m ∝=，故323B B A A +=q /m q /m ，C 错D 对。
9．【命题立意】主要考查带电粒子在复合场中的运动。
【思路点拨】解带电粒子在复合场中的运动问题，首先要认识清楚是怎样的复合场，是磁场、电场与重力场中的哪两个还是三个场共存；其次要正确地对带电粒子进行受力分析；接着要对带电粒子的运动情况作出正确的判断。
【答案】B 【解析】小球在磁场中的运动可以看作一个水平方向的圆周运动和一个竖直方向的匀加速运动。
在磁场中运动一周的时间为T ，则qB m T π2=，在磁场中的运动总时间g h g h g h t 228=-= 又因为已知：gh qB πm 25=，所以小球在磁场中做圆周运动的圈数52.T t n ==，又因为圆周运动的半径qBmv R =。
投影图如右图所示： 则g h v x 20=，22202242)2(B q m g h v R x S +=+= 10．【命题立意】主要考查粒子速度选择器的原理。
【思路点拨】速度选择器其工作原理：带电粒子垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场的复合场空间，所受电场力和洛仑兹力方向相反，大小相等。
【答案】C 【解析】粒子要想无偏转的通过区域Ⅱ，进入收集室的小孔O 3，需要满足qE =qvB ，即粒子的速度v =E /B ，C 正确。
11．【命题立意】主要考查通电导线在安培力作用下的运动。
【思路点拨】判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题的基本方法：（1）画出导线所在处的磁场方向；（2）确定电流方向；（3）根据左手定则确定受安培力的方向；（4）根据受力情况判断运动情况。
【答案】磁感强度B =21222122LV I LV I aV )m M (-+【解析】由题意知，当通以电流I 1时，安培力为F 1=BI 1L （1分）由牛顿第二定律有：F 1-f 1=（M +m ）a 又f 1=kv 12（1分）三式解得：()211v am M L BI k +-=k =（1分）当电流为I 2时，安培力为F 2=BI 2L （1分）f 2=kv 22（1分）由题知：F 2=f 2 解得：B =21222122LV I LV I aV )m M (-+（1分）12．【命题立意】主要考查洛伦兹力 【思路点拨】洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。
所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定。
【答案】（1）电场E 的方向与x 轴正方向成30°角斜向右上方 103m/s （2）23T （3）3.1×10-2m 2 【解析】（1）由于重力忽略不计，微粒在第一象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛仑兹力的变化，所以微粒必做匀速直线运动。
这样，电场力和洛仑兹力大小相等，方向相反，电场E 的方向与微粒运动的方向垂直，即与x 轴正方向成30°角斜向右上方。
由力的平衡条件有Eq =Bqv （1分）得v =0.1100.13⨯=B E m/s =103m/s （1分） （2）微粒从B 点进入第二象限的磁场B '中，画出微粒的运动轨迹如右图。
粒子在第二象限内做圆周运动的半径为R ，由几何关系可知R =030cos 10cm=320cm 。
（1分） 微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即qvB ′=m Rv 2（1分） B ′=qR mv qvR mv =2（1分）代入数据解得B ′=23T （1分） （3）由图可知，B 、D 点应分别是微粒进入磁场和离开磁场的点，磁场B ′的最小区域应该分布在以BD 为直径的圆内。
由几何关系易得BD =20cm ，磁场圆的最小半径r =10cm 。
（1分）所以，所求磁场的最小面积为S =πr 2=0.01π=3.1×10-2m 2（1分）13．【命题立意】主要考查带电粒子在有界电磁场中的运动问题【思路点拨】带电粒子在电磁场中的运动是历年高考考查的热点之一。
分析问题的关键在于分析粒子在电场、磁场中运动状态，各种运动之间的速度关联如何以及画出粒子的运动轨迹。
注意粒子在边界电场、磁场中出进磁场的速度大小与方向为该题求解的突破口。
本题考查考生综合应用学科内知识分析解决物理问题的能力。
【答案】（1）20tan 2v gL +θ（2）qB m 2π（3）qBv gL g m 202tan 2+θ 【解析】（1）对带电小球进行受力分析，带电小球受重力mg 和电场力F ，F 合=F sin θ，mg =F cos θ（1分） 解得F 合=mg tan θ（1分）根据动能定理2022121mv mv L F -=合， 解得20tan 2v gL v +=θ（2分） （2）带电小球进入电磁场区域后做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡，带电小球只在洛伦兹力作用下运动。
通过几何知识可以得出，带电粒子在磁场中运动了41圆周，运动时间为qBm qB m T t 22414ππ=⨯==（2分） （3）带电小球在竖直方向运动的高度差等于一个半径，h =R =qB mv （2分） 重力做的功为qB v gL g m qB v gL m mg mgh W 20220tan 2tan 2+=+⨯==θθ（2分）14．【命题立意】本题考查带电粒子在电磁场中运动。
【思路点拨】此题构思巧妙，很好地考查了带电粒子在电磁场中运动的物理模型，对考生的审题能力、建模能力、分析综合能力、运用数学知识解决物理问题的能力等都达到了理想的考查目的。
【答案】（1）13gt 0；（2）如下图所示；（3）209(2gt【解析】（1）0~t 0内，小球只受重力作用，做平抛运动。
当同时加上电场和磁场时，电场力：F 1=qE 0=mg ，方向向上（1分）因为重力和电场力恰好平衡，所以在电场和磁场同时存在时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：rv mqvB 20=（1分） 运动周期v r T π2=，联立解得T ＝2t 0（1分）电场、磁场同时存在的时间正好是小球做圆周运动周期的5倍，即在这10t 0内，小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。