09.磁场(2014年高考物理真题分类汇编)

09.磁场

1.（2014年 安徽卷）18．“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

B ．T C

D ．2

T 【答案】A

【解析】由于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，即k E T ∝。带电粒子在磁场中做圆周运

动，洛仑磁力提供向心力：2v qvB m R =得mv B qR =。而

212k E mv =

故可得：mv

B qR ==又带电粒子的运

动半径不变，所以B ∝∝A 正确。

2.（2014年 大纲卷）25．(20 分)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v 0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 轴的方向进人电场。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θ，求：

⑪电场强度大小与磁感应强度大小的比值； ⑫该粒子在电场中运动的时间。

25. 【答案】（１）2

01tan 2v θ （２）02tan d v θ

【考点】带电粒子在电磁场中的运动、牛顿第二定律、 【解析】（1）如图粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度大小为B ，粒子质量与所带电荷量分别为m 和q ，圆周运动的半径为R 0，由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得：

20

00

mv qv B R =

由题给条件和几何关系可知：R 0＝d

设电场强度大小为E ，粒子进入电场后沿x 轴负方向的加

速度大小为a x ，在电场中运动的时间为t ，离开电场时沿x 轴负方向的速度大小为v y 。由牛顿定律及运动学公式得： x qE ma = x qE ma =

x v at = 2

x

v d = 粒子在电场中做类平抛运动，如图所示

tan y v v θ=

联立得

201tan 2

E v B θ= （２）同理可得02tan d t v θ

=

3.（2014年 广东卷）36、（18分）

如图25所示，足够大的平行挡板A 1、A 2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Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN 为理想分界面。Ⅰ区的磁感应强度为B 0，方向垂直纸面向外，A 1、A 2上各有位置正对的小孔S 1、S 2，两孔与分界面MN 的距离均为L 。质量为m 、+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S 1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN 上的P 点，再进入Ⅱ区。P 点与A 1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k =1，求匀强电场的电场强度E ；

（2）若2

36.【答案】：（1）220q 2dm B L E = （2）20q (k L)v=2m B L +

kB 3k

B =

- 【解析】：（1）若k =1，则有： MP =L ，粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动， 根据几何关系，该情况粒子的轨迹半径为：R =L ，

粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动，则有：20v qv m B R =

粒子在匀强电场中加速，根据动能定理有： 2

1q d mv 2

E = 综合上式解得：22

0q 2dm

B L

E =

（2）因为2

有几何关系：222(k )()R L R L -=-,又有

2

0v qv m B R

=

则整理解得： 20q (k L)

v=2m

B L +

又因为： 62k 2L L x -= 根据几何关系有：

k L R x r

= 则Ⅱ区的磁感应强度B 与k 的关系：0

kB 3k

B =-

4. （2014 海南卷）8．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

2

l

、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 8. 【答案】AD 【解析】 根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可

知b 处场强为零，两导线分别在a 处的产生的场强都大于在c 处产生的场强，a 、c 两处的场强叠加都是同向叠加，选项AD 正确。

5. （2014 海南卷）14．如图，在x 轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外；在x 轴下方存在匀强电场，电场方向与xoy 平面平行，且与x 轴成450

夹角。一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子以速度v 0从y 轴上P 点沿y 轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T 0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力。 （1）求粒子从P 点出发至第一次到达x 轴时所需的时间； （2）若要使粒子能够回到P 点，求电场强度的最大值。

m +q 图25