2015高中物理磁场经典计算题 (一)含详解
高考物理电磁场经典练习题(含答案详解)
高三物理第一轮专题复习——电磁场
在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B’，该粒子
仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改
变了60°角，求磁感应强度B’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？
电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压
A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，
电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．求匀强磁
场的磁感应强度．（已知电子的质量为m，电量为e）
高考）如图所示，abcd为一正方形区域，正离子束从a点沿ad方向以
=80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab方向的匀强电场，电场强度为E，则离子束刚好从c点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd平面的匀强磁砀，磁感应强度为B，则离子束刚好从bc的中点e射出，忽略离子束中离子间的相互作用，不计离子的重力，试判断和计算：
（1
）所加磁场的方向如何？（2）E与B的比值B
E
/为多少？
制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。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。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。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为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率； （2）求离子能获得的最大动能；
高中物理磁场——聚焦与发散问题(含问题详解)
磁聚焦与磁发散问题专题
带电粒子在圆形磁场中的运动。当粒子做圆周运动的半径与圆形磁场的半径相等时，会出现磁发散或磁聚焦现象。
磁发散——当粒子由圆形匀强磁场的边界上某点以不同速度射入磁场时，会平行射出磁场，如图所示。
磁聚焦——当速度相同的粒子平行射入磁场中，会在圆形磁场中汇聚于圆上一点，如图所示。
[例1] 真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，Ox为过边界上O点的切线，如图所示。从O点在纸面内向各个方向发射速率相同的电子，设电子间相互作用忽略，且电子在磁场中运动的圆周轨迹半径也为r。所有从磁场边界射出的电子，其速度方向有何特征？
[解析] 如图所示，无论入射的速度方向与x轴的夹角为何值，入射点O、出射点A、磁场圆心O1和轨道圆心O2，一定组成边长为r的菱形，因为OO1⊥Ox，所以O2A⊥Ox。而O2A与电子射出的速度方向垂直，可知电子射出方向一定与Ox轴方向平行，即所有的电子射出圆形磁场时，速度方向均与Ox轴正向相同。[例2] 如图所示，真空中有一个半径r＝0.5 m的圆形磁场，与坐标原点相切，磁场的磁感应强度大小B＝2×10－3T，方向垂直于纸面向外，在x＝1 m和x＝2 m之间的区域内有一个方向沿y 轴正向的匀强电场区域，电场强度E＝1.5 ×103N/C。在x＝3 m
处有一垂直x 轴方向的足够长的荧光屏，从O 点处向不同方向发射出速率相同的比荷
m
q
＝1×109 C/kg ，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场最右侧的A 点离开磁场，不计重力及阻力的作用，求：
人教版高中物理选修3-1专题 带电粒子在磁场中的运动练习(含答案)
t=T 4
8 / 28
tm =2t
ev1B
=
m
v12 R1
T＝
2 R v1
＝
2 m Be
联立解得： t = Bb
（3）临界态 1：正电子恰好越过分界线 ef，需满足
轨迹半径 R1＝3d
ev1B
=m
v12 R1
ev1B
=
e U1 d
⑪
联立解得：U1 = 3d 2B2b
临界态 2：沿 A 极板射入的正电子和沿 B 极板射入的电子恰好射到收集板同一点
7 / 28
d，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里.MN 下方区域 I、II 为两相邻的方 向相反的匀强磁场区，宽度均为 3d，磁感应强度均为 B，ef 是两磁场区的分界线，PQ 是粒 子收集板，可以记录粒子打在收集板的位置.通过调节平行金属板 AB 间电压，经过较长时 间探测器能接收到沿平行金属板射入的各种带电粒子.已知电子、正电子的比荷是 b，不考 虑相对论效应、粒子间的相互作用及电磁场的边缘效应. （1）要使速度为 v 的正电子匀速通过平行长金属极板 AB，求此时金属板 AB 间所加电压 U； （2）通过调节电压 U 可以改变正电子通过匀强磁场区域 I 和 II 的运动时间，求沿平行长金 属板方向进入 MN 下方磁场区的正电子在匀强磁场区域 I 和 II 运动的最长时间 tm； （3）假如有一定速度范围的大量电子、正电子沿平行长金属板方向匀速进入 MN 下方磁场 区，它们既能被收集板接收又不重叠，求金属板 AB 间所加电压 U 的范围.
高考物理带电粒子在磁场中的运动真题汇编(含答案)
高考物理带电粒子在磁场中的运动真题汇编(含答案)
一、带电粒子在磁场中的运动专项训练
1．如图所示，一质量为m 、电荷量为+q 的粒子从竖直虚线上的P 点以初速度v 0水平向左射出，在下列不同情形下，粒子经过一段时间后均恰好经过虚线右侧的A 点．巳知P 、A 两点连线长度为l ，连线与虚线的夹角为α=37°，不计粒子的重力，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8).
(1)若在虚线左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，求磁感应强度的大小B 1；
(2)若在虚线上某点固定一个负点电荷，粒子恰能绕该负点电荷做圆周运动，求该负点电荷的电荷量Q (已知静电力常量为是）；
(3)若虚线的左侧空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，右侧空间存在竖直向上的匀强电场，粒子从P 点到A 点的过程中在磁场、电场中的运动时间恰好相等，求磁场的磁感应强度的大小B 2和匀强电场的电场强度大小E .
【答案】（1）01
52mv B ql = （2）2
058mv l Q kq = （3）0253mv B ql π= 2
20(23)9mv E ql
ππ-=
【解析】 【分析】 【详解】
（1)粒子从P 到A 的轨迹如图所示：
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r 1 由几何关系得112cos 25
r l l α=
= 由洛伦兹力提供向心力可得2
011
v qv B m r =
解得:0
152mv B ql
=
(2)粒子从P 到A 的轨迹如图所示：
粒子绕负点电荷Q 做匀速圆周运动，设半径为r 2 由几何关系得25
2cos 8
l r l α=
=
高考物理电磁学知识点之磁场基础测试题含解析(1)
高考物理电磁学知识点之磁场基础测试题含解析(1)
一、选择题
1．如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子流由左端平行于P 1、P 2射入，粒子沿直线通过速度选择器，已知速度选择器的电场强度为E ，磁感应强度为B 1.粒子由狭缝S 0进入匀强磁场B 2后分为三束，它们的轨道半径关系为132r r r =<，不计重力及粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是（ ）
A ．P 1极板带负电
B ．能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于1
B E
C ．三束粒子在磁场B 2中运动的时间相等
D ．粒子1的比荷
11q m 大于粒子2的比荷2
2
q m 2．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a ×
b ×
c =0.5m×0.4m×0.3m 。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B =10.0T ，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I =1.0×
103A ，方向如图。则下列判断正确的是（ ）
A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103N
B ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103N
C ．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向
D ．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能
3．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（ ）
高中物理带电粒子在无边界匀强磁场中运动(一)解题方法和技巧及练习题含解析
一、带电粒子在无边界匀强磁场中运动1专项训练
1．如图所示,圆心为O 、半径为R 的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,以圆心O 为坐标原点建立坐标系,在y=-3R 处有一垂直y 轴的固定绝缘挡板,一质量为m 、带电量为+q 的粒子,与x 轴成 60°角从M 点（-R,0） 以初速度v 0斜向上射入磁场区域,经磁场偏转后由N 点离开磁场(N 点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子与挡板碰撞后原速率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场.不计粒子的重力,求:
(1)磁感应强度B 的大小; (2)N 点的坐标;
(3)粒子从M 点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间.
【答案】(1)0mv qR
(2) 31
(,)22
R R - (3)
0(5)R v π+ 【解析】
（1）设粒子在磁场中运动半径为r ，根据题设条件画出粒子的运动轨迹：
由几何关系可以得到：r R =
由洛伦兹力等于向心力：20
0v qv B m r
=，得到：0mv B qR =．
（2）由图几何关系可以得到：3
sin 602
x R R
==
，1cos602y R R =-=- N 点坐标为：31,2R R ⎫
-⎪⎪⎝⎭
． （3）粒子在磁场中运动的周期2m
T qB
π=
，由几何知识得到粒子在磁场在中运动的圆心角
共为180，粒子在磁场中运动时间：12
T
t =
，粒子在磁场外的运动，由匀速直线运动可以得到：从出磁场到再次进磁场的时间为：202s t v =
，其中1
32
s R R ==，粒子从M 点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间12t t t =+ 解得：
2015年全国高考物理模拟试题专题汇编 专题4 电场和磁场 第1讲 电场(A)(含解析)
专题4 电场和磁场 第1讲 电场（A 卷）
一．选择题
1.(2015･张掖三诊･14)．下列说法正确的是（ ）
A ．电荷的周围既有电场也有磁场，反映了电和磁是密不可分的
B ．由电场强度的定义式
q F
E =
可知E 的方向决定于q 的正负
C ．法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律
D ．“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应 2.(2015･衡水高三调･14)．下列说法不正确的是 ( ) A.法拉第最先引入“场”的概念，并最早发现了电流的磁效应现象 B ．互感现象是变压器工作的基础
C ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这应用了“微元法”
D ．电场强度F
E q
=
和F B IL =磁感应强度定义物理量的方法是比值定义法
3.（2015･西安交大附中三模･14）．由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比．例如电场
的物理量用来反映各点引力场的强弱．设地球质量为M ，半径为R ，地球表面处重力加速度为g ，引力常量为G ．如果一个质量为m 的物体位于距地心2R 处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是（ ）
A 4.(2015･江山市模拟･)4．（6分）物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系．如关系式U=IR 既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了V （伏）与A （安）和Ω（欧）的乘积等效，即V 与A•Ω等效．现有物理量单位：m （米）、s （秒）、N （牛）、J （焦）、W （瓦）、C （库）、F （法）、A （安）、Ω（欧）和T （特），由他们组合成的单位都与电压单位V （伏）等效的是（ ）
高中物理磁场练习题(含解析)
（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向；
（3）加速电场的电势差U。
19．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子 和 （它们的质量相等、电量之比为 ），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子 在磁场中转过 后从磁场右边界射出。求：
A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里
5．一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线的拉力等于零，要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，可采用的方法有（ ）
A．适当减弱磁场，磁场方向反向
B．适当增强磁场，磁场方向不变
C．适当减小电流。电流方向不变
D．适当增大电流。电流方向反向
五、解答题
17．如图所示，有一条与磁场方向垂直、长度为 的通电直导线 ，导线 中的电流方向由a向b，试判断 受到的安培力的方向。
18．质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求：
高考物理最新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1)
高考物理最新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1)
一、选择题
1．如图为洛伦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．电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是()
A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大
B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大
C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大
D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
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．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()
A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1
C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶1
4．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（）
【热点突破题 优化方案】2015届高三物理新一轮复习 热点强化突破：带电粒子在磁场中运动(含新题详解)
热点强化突破(八)
热点1 带电粒子在磁场中运动的分析 高考对带电粒子在磁场中运动的考查，主要集中在对带电粒子在有界磁场中运动的临界问题和极值问题的分析和求解．这类问题主要利用牛顿定律、圆周运动知识，结合几何知识解决．
1.
(多选)(2014·武汉模拟)如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电性不同、速率不同但比荷相同的粒子从O 点沿图中方向垂直于磁场方向射入磁场后，分别从四个顶点a 、b 、c 、d 和两边的中点e 、f 射出磁场，下列关于它们的运动说法正确的是( )
A ．从a 、b 两点射出的粒子运动的时间是最长的，且二者相等
B ．从c 、d 两点射出的粒子运动的时间是最短的，且二者相等
C ．从e 、f 两点射出的粒子的运动时间相等
D ．从b 点射出的粒子速度最小，从c 点射出的粒子速度最大 2.
如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B ＝0.60 T ，磁场内有一块平面感光板ab ，板面与磁场方向平行，在距ab 的距离l ＝16 cm 处，有一个点状的α放射源S ，它向各个方向发射α粒子，速度都是v ＝3.0×106 m/s ，已知α粒子的电荷量与质量之比q /m ＝5.0×107 C/kg.现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab 上被α粒子打中的区域的长度？
3.(2014·南昌调研)磁聚焦被广泛地应用在电真空器件中．如图所示，在坐标系xOy 中存在有界的匀强聚焦磁场，方向垂直坐标平面向外，磁场边界PQ 直线与x 轴平行，距x 轴的距离为23a
高中物理 新高考 高考专题 电磁学大题培优练习(含答案)
电磁学大题培优练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、解答题
1．如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53︒角固定放置，导轨间
连接一阻值为6Ω的电阻R ，导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m
n 、间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度B 的匀强磁场.导体棒a 的质量为0.4kg a m =，电阻3a R =Ω；导体棒b 的质量为0.1kg b m =，电阻6b R =Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.a b 、从开始相距00.5m L =处同时由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时，a 正好进入磁场，（g 取210/m s ，不计a b 、中电流的相互作用，sin530.8,cos530.6︒︒==）.求：
（1）a 穿过磁场时通过a 的电流和b 穿过磁场时通过b 的电流的比值；
（2）a b 、两导体棒分别匀速穿过磁场时的速度大小之比；
（3）整个过程中产生的总焦耳热.
2．如图所示，一倾角为θ=37o 的绝缘斜面高度为h=3.6m ，底端有一固定挡板，整个斜
面置于匀强电场中，场强大小为E=1×106N/C ，方向水平向右．现有一质量为m=1.1kg ，
电荷量为q=－1×10－6C 的小物体，沿斜面顶端从静止开始下滑，小物体与斜面间的动摩
擦因数为µ=0.5，且小物体与挡板碰撞时不损失机械能(g=10m/s 2,sin37o =0.6，
cos37o =0.8）求：
（1）小物体第一次与挡板碰撞前瞬间速度v 的大小；
磁场单元测试题(含详解答案)doc高中物理
磁场单元测试题（含详解答案）doc高中物理
时刻：90分钟总分值：100分
第一卷选择题
一、选择题(此题包括10小题，共40分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 1．20世纪50年代，一些科学家提出了地磁场的〝电磁感应学讲〞，认为当太阳强烈活动阻碍地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时刻较长的电流，此电流产生了地磁场．连续的磁暴作用可坚持地磁场，那么外地核中的电流方向为(地磁场N极与S极在地球表面的连线称为磁子午线)()
A．垂直磁子午线由西向东
B．垂直磁子午线由东向西
C．沿磁子午线由南向北
D．沿磁子午线由北向南
解析：地磁场由南向北，地球内部磁场由北向南，依照安培定那么可判定，外地核中电流方向由东向西．
答案：B
图1
2．如图1所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力的大小变为F2，那么现在b受到的磁场力的大小变为()
A．F2B．F1－F2
C．F2－F1D．2F1－F2
解析：对a导线，原先b导线对a导线作用力为F1，方向向左，假设加入的匀强磁场垂直向里，如图2甲所示，那么a导线受外加匀强磁场的作用力为F′，那么F1、F′、F2之间有以下关系：
图2
F2＝F1－F′(F′＝F1－F2)
同理对b导线分析受力，如图2乙所示，故现在导线b受磁场作用力：
F＝F1－F′＝F1－(F1－F2)＝F2
此题正确的答案为A.
高考物理新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案解析(1)
高考物理新电磁学知识点之电磁感应真题汇编含答案解析(1)
一、选择题
1．在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度
B1随时间t的变化关系如图甲所示，0～1 s内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力F f随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向) ( )
A．B．
C．D．
2．如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（）
A．闭合开关S瞬间，A、B灯同时亮，且达到正常
B．闭合开关S瞬间，A灯比B灯先亮，最后一样亮
C．断开开关S瞬间，P点电势比Q点电势低
D．断开开关S瞬间，通过A灯的电流方向向左
3．如图所示，水平绝缘的桌面上放置一个金属环，现有一个竖直的条形磁铁从圆环左上方沿水平方向快速移动经过正上方到达右上方，在此过程中（）
A ．圆环一定向右运动
B ．圆环中的感应电流方向不变
C ．圆环受到的摩擦力方向不变
D ．圆环对桌面的压力先减小后增大
4．如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值，在0t =时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在1t t =时刻断开S ，下列表示灯D 中的电流（规定电流方向A B →为正）随时间t 变化的图像中，正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
5．如图所示，abcd 是边长为L ，每边电阻均相同的正方形导体框，今维持线框以恒定的速度v 沿x 轴运动，并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。线框b 点在O 位置时开始计时，则在2L t v
高考物理(法拉第电磁感应定律提高练习题)压轴题训练含详细答案
高考物理(法拉第电磁感应定律提高练习题)压轴题训练含详细答案
一、法拉第电磁感应定律
1．如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边界与地面平行，磁场区域宽度为L＝0.1 m，磁场间距为2L，一正方形金属线框质量为m＝0.1 kg，边长也为L，总电阻为R＝0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放，线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行．当h＝2L时，bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若h>2L，磁场不变，金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动，求此情形中金属线框释放的高度h；
（3）求在(2)情形中，金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热．
【答案】（1）1 T （2）0.3 m（3）0.3n J
【解析】
【详解】
(1)当h=2L时，bc进入磁场时线框的速度
===
v gh gL
222m/s
此时金属框刚好做匀速运动，则有：
mg=BIL
又
E BLv
==
I
R R
联立解得
1mgR
=
B
L v
代入数据得：
1T
B=
(2)当h＞2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度
022v gh gL =>
即有
0mg BI L <
又已知金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，经过的位移为L ，设此时线框的速度为v′，则有
'222v v gL =+
解得：
6m /s v '=
根据题意可知，为保证金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，则应有
2v v gh '==
即有
高中物理电磁感应基础练习题(含答案)
高中物理电磁感应基础练习题（含答案）
一、单选题
1．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（）
A．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2V
B．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4V
C．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V
D．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V
2．某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形，两个正方形的边长均为L，A、B t∆
22
3．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（）
A．环中将产生俯视顺时针的感应电流B．环对桌面的压力将增大
C．环有面积增大的趋势D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
4．如图所示，闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图所示位置时，bc 边的电流方向由b →c ，此线圈的运动情况是（ ）
A ．向右进入磁场
B ．向左移出磁场
C ．向上移动
D ．向下移动
5．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd ，则（ ）
A ．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a →b →c →d
B ．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
C ．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a →b →c →d
D ．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是a →b →c →d
6．如图所示，在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为L 的金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R ，ab 间电阻为R ，M 、N 两点间电势差为U ，则M 、N 两点电势
高中物理带电粒子在磁场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
高中物理带电粒子在磁场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
一、带电粒子在磁场中的运动专项训练
1．如图所示，两条竖直长虚线所夹的区域被线段MN 分为上、下两部分，上部分的电场方向竖直向上，下部分的电场方向竖直向下，两电场均为匀强电场且电场强度大小相同。挡板PQ 垂直MN 放置，挡板的中点置于N 点。在挡板的右侧区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。在左侧虚线上紧靠M 的上方取点A
，一比荷
q
m
=5×105C/kg 的带正电粒子，从A 点以v 0=2×103m/s 的速度沿平行MN 方向射入电场，该粒子恰好从P 点离开电场，经过磁场的作用后恰好从Q 点回到电场。已知MN 、PQ 的长度均为L=0.5m ，不考虑重力对带电粒子的影响，不考虑相对论效应。
(1)求电场强度E 的大小； (2)求磁感应强度B 的大小；
(3)在左侧虚线上M 点的下方取一点C ，且CM=0.5m ，带负电的粒子从C 点沿平行MN 方向射入电场，该带负电粒子与上述带正电粒子除电性相反外其他都相同。若两带电粒子经过磁场后同时分别运动到Q 点和P 点，求两带电粒子在A 、C 两点射入电场的时间差。 【答案】(1) 16/N C (2) 21.610T -⨯ (3) 43.910s -⨯ 【解析】 【详解】
（1）带正电的粒子在电场中做类平抛运动，有：L=v 0t
2
122L qE t m = 解得E=16N/C
（2）设带正电的粒子从P 点射出电场时与虚线的夹角为θ，则：0
tan v qE t m
θ=
可得θ=450粒子射入磁场时的速度大小为2v 0
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磁场综合训练（一）
1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向 下，磁感应强度为B = 0.5T ，如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小 球，从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入，以后小球与挡板 的碰撞过程中没有能量损失.
（1）为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来，小球入射的速度v 1是多少？ （2）若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射，则需经过多少时间才能由P 点出来？
2. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面 向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处 有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（a ）所示. 发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞 时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求： （1）带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点?
（2）为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? （3）若磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（b ）所示(图中圆为其横截面)，圆柱的轴线 通过等边三角形的中心O ，且a =
L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点，
带电粒子速度v 的大小应取哪些数值？
a b c d
B P
v L
B
v
E S
F
D
（a ）
a O E
S F D
L
v （b
3.在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q ，质量为m 的粒子，从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场，其速度大小为v 0,方向与AC 成α．若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D 点，AD 与AC 的夹角为β，如图所示．求该匀强磁场的磁感强度B 的大小．
4.如图所示，真空中有一半径为R 的圆形磁场区域，圆心为O ，磁场的方向垂直纸面向内，
磁感强度为B ，距离O 为2R 处有一光屏MN ，MN 垂直于纸面放置，AO 过半径垂直于屏，延 长线交于C ．一个带负电粒子以初速度v 0沿AC 方向进入圆形磁场区域，最后打在屏上D
点，DC 相距2R ，不计粒子的重力．若该粒子仍以初速v 0从A 点进入圆形磁场区域，
但方向与AC 成600
角向右上方，粒子最后打在屏上E
C D
α β v 0
5.如图所示，3条足够长的平行虚线a 、b 、c ，ab 间和bc 间相距分别为2L 和L ，ab 间和
bc 间都有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B 和2B 。质量为m ，带电量为q 的粒子沿垂直于界面a 的方向射入磁场区域，不计重力，为使粒子能从界面c 射出磁场， 粒子的初速度大小应满足什么条件？
6. 如图所示宽度为d 的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，现有一质量为m ，带电量为+q 的粒子在纸面内以速度v 从此区域下边缘上的A 点射入，其方向与下边缘线成30°角，试求当v 满足什么条件时，粒子能回到A 。
7.在受控热核聚变反应的装置中温度极高，因而带电粒子没有通常意义上的容器可装，而是由磁场将带电粒子的运动束缚在某个区域内。现有一个环形区域，其截面内圆半径R1=
m，外圆半径R2=1.0m，区域内有垂直纸面向外的匀强磁场（如图所示）。已知磁感应强度B＝1.0T ，被束缚带正电粒子的荷质比为＝4.0×107C/kg，不计带电粒子的重力和
它们之间的相互作用．
（1）若中空区域中的带电粒子由O点沿环的半径方向射入磁场，求带电粒子不能穿越磁场外边界的最大速度v0。
（2）若中空区域中的带电粒子以⑴中的最大速度v0沿圆环半径方向射入磁场，求带电粒子从刚进入磁场某点开始到第一次回到该点所需要的时间。
8.空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m 的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直。如图中Q点箭头所示。已知P、Q
间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向
与纸面平行且与粒子在P点时的速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：⑴电场强度的大小。⑵两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。
P
参考答案
（1）根据题意，小球经bc 、ab 、ad 的中点垂直反弹后能以最短的时间射出框架，如甲图所 示.
即小球的运动半径是 R = L
2 = 0.5 m ①
由牛顿运动定律 qv 1B = m v12
R ②
得 v 1 = qBR
m ③
代入数据得 v 1 = 5 m/s ④
（2）由牛顿运动定律 qv 2B = m v22
R2 ⑤
得 R 2 = mv2
qB = 0.1 m ⑥
由题给边长知 L = 10R 2 ⑦ 其轨迹如图乙所示.由图知小球在磁场中运动的周期数
n = 9 ⑧ 根据公式 T = 错误!= 0.628 s ⑨ 小球从P 点出来的时间为 t = nT = 5.552 s ⑩
甲 乙
2. (1)从S 点发射的粒子将在洛仑兹力作用下做圆周运动,
即
① -------------------（2分）
因粒子圆周运动的圆心在DE 上,每经过半个园周打到DE 上一次，所以粒子要打到E 点应满足：
② -------------------（2分）
由①②得打到E 点的速度为
，
------------（2分）
a
b
c
d
P
v
a
b
c
d
P
v