2021学年高考物理模拟新题精选分类解析(第9期)专题09磁场

2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第9期）专题09 磁场1．（2013湖南省永州市模拟）如图所示，有两根长均为L 、质量均为m 的细导体棒a 、b ，其中a被水平放置在倾角为45°的绝缘光滑斜面上，b 被水平固定在斜面的右侧，且与a 在同一水平面上，a 、b 相互平行。

当两细棒中均通以大小为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，关于b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度B ，下列说法正确的是A ．方向竖直向上B ．大小为22mg ILC ．大小为mg ILD ．若使b 竖直向下移动，a 仍能保持静止2. (2013江西省吉安市一模)如图所示,两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O 、O ’两点，已知OO ’连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析正确的是A ．.两导线中的电流方向一定相同B ．所加磁场的方向可能沿x 轴正向C ．.所加磁场的方向可能沿z 轴正向D ．. 所加磁场的方向可能沿y 轴负向45°a b3、（14分）（2013湖南省长沙市模拟）如图甲所示，M、N 为竖直放置的两块平行金属板，圆形虚线为与N 相连且接地的圆形金属网罩（不计电阻）。

PQ 为与圆形网罩同心的金属收集屏，通过阻值为r 0的电阻与大地相连。

小孔s 1、s 2、圆心O 与PQ 中点位于同一水平线上。

圆心角2θ=120°、半径为R 的网罩内有大小为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场。

M 、N 间相距2R 且接有如图乙所示的随时间t变化的电压，tTU U sin0MN （0tT ），0MNU U （t >T ）（式中mR eB U 2203，T 已知），质量为m 电荷量为e 的质子连续不断地经s 1进入M 、N 间的电场，接着通过s 2进入磁场。

（质子通过M 、N 的过程中，板间电场可视为恒定，质子在s 1处的速度可视为零，质子的重力及质子间相互作用均不计。

）（1）若质子在t >T 时刻进入s 1，为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场，求所加匀强电场的大小和方向？（2）质子在哪些时间段内自s 1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ 上？（3）若毎秒钟进入s 1的质子数为n ，则收集屏PQ 电势稳定后的发热功率为多少？Rr3（1分）消耗在电阻上的功率为20 P I r 热所以收集板发热功率220020r e n neU r I IU P P P －＝－热总板（用其他正确解法同样给分）。

4．(16分)（2013湖南省永州市模拟）如图所示，xoy 平面内存在着沿y 轴正方向的匀强电场，一个质量为m 、电荷量为+q 的粒子从坐标原点O 以速度v 0沿x 轴正方向开始运动。

当它经过图中虚线上的(23,)M L L 点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），后又从虚线上的某一位置N 处沿y 轴负方向运动并再次经过M 点，已知磁场方向垂直xOy 平面向里，磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力。

求：（1）电场强度的大小；（2）N 点的坐标；（3）矩形磁场的最小横截面积。

5．（2013甘肃省兰州市模拟）如图所示，在xOy平面的第三象限有一场强为E的匀强电场，电场的方向平行于y轴向上；在第四象限有一匀强磁场，方向垂直于纸面。

平面内其他部分为真空。

有一质量为m，电荷量-q的质点由电场左侧平行于x轴以初速度v0射入电场。

质点到达x轴上M点时，速度方向与x轴的夹角为θ，M点与原点O的距离为d。

接着，质点进入磁场，并从y轴上的N点（图中没有画出）垂直于y轴飞离磁场。

不计重力影响。

求（1）A点的横坐标；（2）匀强磁场的磁感应强度强B的大小和方向；（3）质点从A到N的时间。

由①⑤⑥得tandqmv B0⑧（2）质点的运动分为三个阶段，第一阶段在电场中时间为6. (14分) （2013江苏省常州市调研）如图所示，在矩形ABCD区域内，对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场，对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形AD边长为L，AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场，在对角线BD的中点P处进入磁场，并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)，求：(1) 带电粒子经过P点时速度v的大小和方向；(2) 电场强度E的大小；(3) 磁场的磁感应强度B的大小和方向．6. (14分)解：(1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：L＝v0t7.（2013贵州适应性测试）在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

有两个相同的带正电的粒子从A点垂直于磁场方向进入磁场中，进入磁场时的速度v1和v2大小未知、方向与AO的夹角均为α，如图所示。

已知两粒子的质量为m、电量为q，它们在磁场中做匀速圆周运动的半径都是R，不计粒子的重力和它们之间的相互作用。

求：(1)两粒子的运动速度v1和v2的大小；(2)两粒子在磁场中运动的时间之差：(3)两粒子离开磁场的位置之间的距离。

设轨迹所对圆心角为α2，则：∠OAO2=90°-αα2=180°-∠OAO2=90°+α。

8．（2013浙江省杭州市二模）如图所示，直角坐标平面xOy 内有一条直线AC 过坐标原点O 与x 轴成45°夹角，在OA 与x 轴负半轴之间的区域内存在垂直xOy 平面向外的匀强磁场B ，在OC 与x 轴正半轴之间的区域内存在垂直xOy 平面向外的匀强磁场B 2。

现有一质量为m ，带电量为q （q>0）的带电粒子以速度v 从位于直线AC 上的P 点，坐标为（L ，L ），竖直向下射出，经测量发现，此带电粒子每经过相同的时间T ，会再将回到P 点，已知距感应强度2mv B qL 。

（不计粒子重力）（1）请在图中画出带电粒子的运动轨迹，并求出匀强磁场B 1与B 2的比值；（B 1、B 2磁场足够大）（2）求出带电粒子相邻两次经过P 点的时间间隔T ；（3）若保持磁感应强度B 2不变，改变B 1的大小，但不改变其方向，使12mv B qL 。

现从P 点向下先后发射速度分别为43v v 和的与原来相同的带电粒子（不计两个带电粒子之间的相互作用力，并且此时算作第一次经过直线AC），如果它们第三次经过直线AC时轨迹与AC的交点分别记为E点和F点（图中未画出），试求EF两点间的距离。

（4）若要使（3）中所说的两个带电粒子同时第三次经过直线AC，问两带电粒子第一次从P点射出时的时间间隔△t要多长？9．（18分）（2013湖南省六校联考）如图，OAC的三个顶点的坐标分别为O（0,0）、A（0，L）、C(L3，0)，在OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。

在t=0时刻，同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m，电荷量均为q的带正电粒子射入磁场，已知在t=t0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴。

不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用。

（1）求磁场的磁感应强度B的大小；（2）若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从OC边上的同一点P（P点图中未标出）射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间t1与t2之间应满足的关系；（3）从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关，若该时间间隔最大值为340t ，求粒子进入磁场时的速度大小。

得解得R=732L○12（1分）根据qvB=R v m 2(或v=02R t 或v=05653R t 均可)○13（2分）代入数据解得v=073t L○14（1分）10.（19分）（2013陕西省五校模拟）下图是某装置的垂直截面图，虚线A 1A 2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A 1A 2的右侧区域，磁感应强度B=0.4T ，方向垂直纸面向外，A 1A 2与垂直截面上的水平线夹角为45°。

A 1A 2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S 1、S 2，相距L=0.2m 。

在薄板上P 处开一小孔，P 与A 1A 2线上点D 的水平距离为L 。

在小孔处装一个电子快门。

起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10-3s 开启一此并瞬间关闭。

从S 1S 2之间的某一位置水平发射一速度为v 0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P 处小孔。

通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。

（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v 0应为多少？（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。

（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。

已知微粒的荷质比kg C m q/100.13。

只考虑纸面上带电微粒的运动）02 vrT⑤11．（18分) （2013江西省南昌市10校模拟冲刺）在如图所示的x o y坐标系中，0y的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场，0y的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一带电粒子从y轴上的(0,)P h点以沿x轴正方向的初速度射出，恰好能通过x轴上的D d点．己知带电粒子的质量为m，带电量为q．h d q、、均大于0．不计重力的影响．(,0)（1）若粒子只在电场作用下直接到达D点，求粒子初速度的大小v；（2）若粒子在第二次经过x轴时到达D点，求粒子初速度的大小v（3）若粒子在从电场进入磁场时到达D点，求粒子初速度的大小v；12、(2013河北省廊坊市香河高中质检)如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场．一个比荷为的带负电粒子（其重力不计）以v0=8×105m/s速度从两板中间沿与板平行的方向射人偏转电场，进入偏转电场时，偏转电场的场强恰好按图乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场，最终垂直磁场右边界射出．求：（1）粒子在磁场中运动的速率v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径R；（3）磁场的磁感应强度B．12、解：（1）电子在偏转电场中的运动时间①对比乙图可知，电子在极板间运动的时间是偏转电压的一个周期在第一个t=5×l0―8s时间内，电子在垂直于极板方向上做初速为0的匀加速运动，在第二个t=5×l0―8s时间内，电子做匀速直线运动．②在第一个t=5×l0―8s时间内，（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有⑦⑧。