高三物理一轮复习二模、三模试题分项解析专题10磁场(第01期)(含解析)

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整章一轮复习专题练习(二)含答案高中物理选修3-1磁场

高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，真空中直角坐标系XOY，在第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，在第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，第三象限内有一对平行金属板M、N，两板间距为d。

所加电压为U，两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场。

一个正离子沿平行于金属板的轴线射入两板间并做直线运动，从A点（﹣L，0）垂直于x轴进入第二象限，从P（0，2L）进入第一象限，然后离子垂直于x轴离开第一象限，不计离子的重力，求：（1）离子在金属板间运动速度V0的大小（2）离子的比荷q/m（3）从离子进入第一象限开始计时，离子穿越x轴的时刻2．如所示，半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一对竖直放置的平行金属板M和N，两板间距离为L，在MN板中央各有一个小孔O2、O3，O1、O2、O3在同一水平直线上，与平行金属板相接的是两条竖直放置间距也为L的足够长光滑金属导轨，导体棒PQ与导轨接触良好，与阻值为R的电阻形成闭合回路（导轨与导体棒的电阻不计），该回路处在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中．整个装置处在真空室中．有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流（重力不计），以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射人圆形磁场区域，最后从小孔O3射出．现释放导体棒PQ，其下滑h后开始匀速运动，此后粒子恰好不能从O3射出，而从圆形磁场的最高点F射出．求：（1）圆形磁场的磁感应强度B'．（2）粒子从E点到F点所用的时间．（3）棒下落h的整个过程中，电阻上产生的电热．3．如图所示，在空间存在水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，电场强度为E，磁感应强度为B，在场区某点由静止释放一个带电液滴a，它运动到最低点处恰与一个原来处于静止的液滴b相碰，碰后两液滴合为一体，沿水平方向做直线运动，已知液滴a质量是液滴b质量的2倍，液滴a所带的电量是液滴b所带电量的4倍。

高三新高考练习题及答案解析第十章第1讲电磁感应现象楞次定律

第十章电磁感应第1讲电磁感应现象楞次定律选择题(本题共15小题，1～10题为单选，11～15题为多选)1．(2021·北京高三一模)用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是(B)A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD中的磁感线条数不变B．乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈C．丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动[解析]甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，AB不切割磁感线，故不能产生感应电流，另外也可以从保持穿过ABCD中的磁感线条数不变的角度看，磁通量没变化，故也不产生感应电流，A错误；乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，B正确；丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流，C错误；丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动时也不会使B中的磁通量变化，故也不能产生感应电流，D错误。

2．(2021·浙江高三一模)如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环，线圈，控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸，下列有关漏电保护器的说法正确的是(C)A．当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B．当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸C．只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D．当接负载的电线中电流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸[解析]漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加，由于一般情况下，流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向，故线圈中的磁通量为零，无电流产生。

全国版2022高考物理一轮复习专题十磁场2练习含解析

专题十磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是()A.图甲中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B.图乙中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止C.图丙中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D.图丁中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实2.如图所示,在一通有恒定电流的长直导线的右侧,有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于导线的方向射出.若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计,现用虚线表示粒子的运动轨迹,虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向,下列选项可能正确的是()A B C D3.[2021安徽合肥高三调研]如图所示,两平行通电长直导线通入同向电流.若将电流I1在导线2处产生的磁感应强度记为B1,电流I2在导线1处产生的磁感应强度记为B2;电流I1对电流I2的安培力记为F1,电流I2对电流I1的安培力记为F2,则下列说法正确的是()A.若增大通电导线间距离,则F1和F2均增大B.若I1<I2,则F1<F2C.无论I1、I2如何变化,总有F1=-F2D.无论I1、I2如何变化,总有B1=-B24.[2021四川成都毕业班摸底]如图所示,金属导体的长度、宽度、厚度分别为a、b、d,导体处在方向垂直前后侧面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.现给导体通以图示方向的恒定电流,稳定后,用电压表测得导体上、下表面间的电压大小为U.下列说法正确的是()A.上表面的电势高于下表面的电势B.导体单位体积内的自由电子数越多,电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度大小为v=D.导体中自由电子定向移动的速度大小为v=5.[2021江西南昌高三摸底测试]如图所示,质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O'点,处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,棒中通以某一方向的电流,静止时两细线与竖直方向的夹角均为θ,重力加速度为g,则()A.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO'平面向上B.金属棒中的电流方向由N指向MC.每条细线所受拉力大小为D.金属棒中的电流大小为6.如图所示,两带电小球用长为l的绝缘细线相连,置于光滑水平面上,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直水平面向外,A小球固定,B小球可沿逆时针方向绕A做圆周运动,已知两小球质量均为m、带电荷量均为-q,若B小球的运动速率从零开始逐渐增大,则细线拉力的最小值为()A.0B.C.D.-7.[8分]如图所示,两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内.两根导轨的间距为L,两导轨的左端连接一未充电的电容器和一个电源,电容器的电容为C,电源的电动势为E、内阻不计.一质量为m的金属棒ab,放在两导轨的最右端,且和两导轨垂直,金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同,金属棒ab的两端分别用长度均为h的轻绳竖直悬挂在水平固定横梁上的O1、O2点,开始时,轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好.两导轨所在的平面处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中.先将单刀双掷开关S合在位置1,当电容器充电稳定后,再将单刀双掷开关S合在位置2,金属棒ab突然水平向右开始摆动,当连接金属棒ab的轻绳呈水平状态时,金属棒ab的速度为0.重力加速度大小为g.试求:(1)将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间,通过金属棒ab横截面的电荷量;(2)将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间,金属棒ab离开两导轨,电容器稳定后,电容器两端的电压.考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.如图所示,三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场,AB边长为L,∠A=30°,∠B=90°,D是AB边的中点.现在DB段上向磁场内射入速度大小相同、方向平行于BC的同种粒子(不考虑粒子间的相互作用和粒子重力),若从D点射入的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,则AC边上有粒子射出的区域长度为()A.LB.LC.LD.L2.[2021湖北武汉高三质量检测,多选]如图所示,在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,从M点沿MN方向发射两个α粒子,两粒子分别从P、Q射出.已知ME=PQ=QE,则两粒子()A.速率之比为5∶2B.速率之比为5∶3C.在磁场中的运动时间之比为53∶90D.在磁场中的运动时间之比为37∶903.[多选]如图,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场,一质量为0.3 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板右端无初速度放上一质量为0.4 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.45,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对滑块施加方向水平向左,大小为2.1 N的恒力.g取10 m/s2,则()A.木板和滑块一直做加速度为3 m/s2的匀加速运动B.木板先做加速度为3 m/s2的匀加速运动,再做加速度减小的变加速运动,最后做匀速直线运动C.当木块的速度等于10 m/s时与木板恰好分离D.t=1 s时滑块和木板开始发生相对滑动4.[2019全国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.[2021吉林长春高三质量监测,12分]如图所示,在正六边形ABCDEF的内切圆范围内存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小可以调节,正六边形的边长为l,O为正六边形的中心点,M、N分别为内切圆与正六边形AB边和BC边的切点.在M点安装一个粒子源,可向磁场区域内沿着垂直磁场的各个方向发射比荷为、速率为v的粒子,不计粒子重力.(1)若沿MO方向射入磁场的粒子恰能从N点离开磁场,求匀强磁场的磁感应强度B0的大小.(2)若匀强磁场的磁感应强度的大小调节为B'=,求粒子源发射的粒子在磁场中运动的最长时间.6.[2021安徽合肥高三调研,12分]如图所示,直角坐标系xOy所在空间的第一、二象限内分布着方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出).一带正电粒子从原点O以初速度v0沿x轴负方向射出,恰能通过第一象限内的P点,已知P点坐标为(a,a),带电粒子的比荷为k,不计重力.(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2)若仅将第一象限内的磁场换为平行于y轴的匀强电场,粒子也恰能经过P点,求该电场的电场强度E的大小及粒子从O到P所经历的时间t.考点3 带电粒子在复合场中的运动1.磁流体发电机的结构简图如图所示.把平行金属板A、B和电阻R连接,A、B之间有很强的磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以速度v喷入磁场,A、B 两板间便产生电压,成为电源的两个电极.下列推断正确的是()A.A板为电源的正极B.电阻R两端电压等于电源的电动势C.若减小两极板的距离,则电源的电动势会减小D.若增加两极板的正对面积,则电源的电动势会增加2.[2020全国Ⅱ,17,6分]CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测.图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示.图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点.则()图(a) 图(b)A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移3.[生产生活实践问题情境——微波炉磁控管][8分]如图所示是一微波炉磁控管的横截面示意图,管内有平行于管轴线的匀强磁场,磁感应强度大小为B.假设一群电子在垂直于管的某截面内做匀速圆周运动,这群电子时而接近电极1,时而接近电极2,从而使电极附近的电势差发生周期性变化,电极1、2到圆心的距离相等.这群电子散布的范围很小,可以看作集中在一点上,共有N个电子,每个电子的电荷量均为e、质量均为m,设这群电子做匀速圆周运动的轨迹直径为D,电子群离电极1和电极2的最短距离均为r1,已知点电荷q在距其为r的空间任一点处产生的电势为φ=,k为静电力常量.(1)若将这群电子的运动等效为一环形电流,求电流的大小;(2)求电极间电压的最大值.4.[2021江苏南京高三调研,12分]如图甲所示,真空中有一个半径r=0.5 m的圆形磁场区域,与x轴相切于O点,磁场的磁感应强度大小B=2×10-4T,方向垂直于纸面向外,在x=1 m处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N,板间距离d=0.5 m,板长L=0.6 m,平行板中线O2O3的延长线恰好过磁场圆的圆心O1.若在O点处有一粒子源,能向磁场中不同方向源源不断地均匀发射出速率相同、比荷=1×108 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O2点沿直线O2O3方向射入平行板间.不计粒子的重力、阻力以及粒子间的相互作用力.(1)求沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v0和粒子在磁场中的运动时间t0;(2)求从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比;(3)若在平行板的左端装上一挡板(图中未画出,挡板正中间O2处有一小孔,恰能让单个粒子通过),并且在两板间加上如图乙所示的电压(周期T0=6×10-5s),N板比M板电势高时电压值为正,在靠近M、N板右侧竖直安装一块足够大的荧光屏(图中未画出),求荧光屏上亮线的长度l.一、选择题(共9小题,54分)1.如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为O1,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有a、b、c三点,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此时a点的磁感应强度大小为B1,b 点的磁感应强度大小为B2.当把环形电流乙撤去后,c点的磁感应强度大小为()A.B1-B.B2-C.B2-B1D.2.如图所示为回旋加速器示意图,利用同一台回旋加速器分别加速H和He两种粒子,不计粒子在两盒间缝隙的运动时间,则下列说法正确的是 ()A.两种粒子被加速的最大动能相等B.两种粒子被加速次数不同C.两种粒子在加速器中运动的时间相同D.两种粒子所用交变电流的频率不同3.[2021贵州贵阳高三摸底]两个回路中的电流大小均为I,方向如图所示.已知圆弧导线中的电流在其圆心处产生的磁感应强度与其半径成反比,直导线中的电流在其延长线上产生的磁感应强度为零.则关于图中a、b两点的磁感应强度B a、B b的大小关系和方向的判断正确的是()A.B a>B b,a点磁感应强度的方向垂直纸面向里B.B a<B b,a点磁感应强度的方向垂直纸面向外C.B a<B b,b点磁感应强度的方向垂直纸面向里D.B a>B b,b点磁感应强度的方向垂直纸面向外4.[2020江西七校第一次联考]如图所示,OO'为圆柱筒的轴线,磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁感线平行于轴线方向向左,在圆筒壁上布满许多小孔,对于任意一小孔,总能找到另一小孔与其关于轴线OO'对称.有许多比荷为的带正电粒子,以不同的速度、不同的入射角(与竖直方向的夹角)射入各小孔,且均从关于OO'轴线与该孔对称的小孔中射出,已知入射角为30°的粒子的速度大小为×103 m/s,则入射角为45°的粒子的速度大小为()A.1×103 m/sB.1.5×103 m/sC.2×103 m/sD.4×103 m/s5.[2020吉林长春质量监测]如图所示,在光滑绝缘的水平面上有三根相互平行且等长的直导线1、2、3,导线1、3固定,导线2可以自由移动,水平面内的虚线OO'到导线1、3的距离相等.若三根导线中通入图示方向大小相等的恒定电流,导线2从图示位置由静止释放,下列说法正确的是( )A.导线2可能碰到导线3B.导线2有可能离开水平面C.导线2对水平面的压力不断变化D.导线2通过OO'时加速度最小,速度最大6.[多选]实验室常用的电流表是磁电式仪表,其结构示意图如图甲所示,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀地辐向分布,如图乙所示.当线圈通以如图乙所示的电流时(a端电流方向为垂直纸面向外),下列说法不正确()A.根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的大小B.线圈在转动过程中,它的磁通量在发生变化C.线圈中电流增大时,螺旋弹簧被扭紧,阻碍线圈转动D.当线圈转到如图乙所示的位置时,安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动7.[2021广东惠州高三第一次调研,多选]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a到bB.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8.[多选]如图所示,半径为R的圆形区域内存在一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,S为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率v经过S点,在纸面内沿不同的方向射入磁场.出射点分布在四分之一圆周SP上.不计粒子重力及粒子之间的相互作用.则()A.粒子带正电B.粒子的比荷为C.从P点射出的粒子在磁场中运动的时间为D.若入射粒子的速率为2v,出射点将分布在OS下方的二分之一圆周上9.[多选]如图,有一截面为矩形有界匀强磁场区域ABCD,AB=3L,BC=2L在边界AB的中点上有一个粒子源,沿边界AB并指向A点方向发射各种不同速率的同种正粒子,不计粒子重力,当粒子速率为v0时,粒子轨迹恰好与AD边界相切,则()A.速率小于v0的粒子全部从CD边界射出B.当粒子速度满足<v<v0时,从CD边界射出C.在CD边界上只有上半部分有粒子通过D.当粒子速度小于时,粒子从BC边界射出二、非选择题(共4小题,56分)10.[8分]在高能物理实验研究中,经常要通过磁场对粒子进行控制,使其能够按照要求运动.如图所示,在垂直纸面向里、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场中,有一长度L=4.0 m的细杆,其一端固定在O点且可绕该点旋转,另一端有一粒子源S,能连续不断地相对于粒子源沿杆方向向外发射速度为v0=500 m/s的带正电粒子.已知带电粒子的电荷量q=2.5×10-6C,质量m=3×10-8 kg,不计粒子间的相互作用及粒子的重力,打在杆上的粒子均被吸收.(1)若细杆不动,试求粒子离O点的最近距离.(2)若细杆绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,要求发射出的粒子均能打中O点,试求细杆角速度ω的大小.11.[材料信息题][10分]通过测量质子在磁场中的运动轨迹和打到探测板上的计数率(即打到探测板上质子数与衰变产生总质子数N的比值),可研究中子n)的β衰变.中子衰变后转化成质子和电子,同时放出质量可视为零的反中微子.如图所示,位于P点的静止中子经衰变可形成一个质子源,该质子源在纸面内各向均匀地发射N个质子.在P点下方放置有长度L=1.2 m 以O为中点的探测板,P点离探测板的垂直距离OP为a.在探测板的上方存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场.已知电子质量m e=9.1×10-31 kg=0.51 MeV/c2,中子质量m n=939.57 MeV/c2,质子质量m p=938.27 MeV/c2(c为光速,不考虑粒子之间的相互作用).若质子的动量p=4.8×10-21 kg·m·s-1=3×10-8 MeV·s·m-1,则(1)写出中子衰变的核反应式,求电子和反中微子的总动能(以MeV为能量单位);(2)当a=0.15 m,B=0.1 T时,求计数率;(3)若a取不同的值,可通过调节B的大小获得与(2)问中同样的计数率,求B与a的关系并给出B的取值范围.12.[18分]如图所示,在xOy平面的第一、第四象限有方向垂直于纸面向里的匀强磁场;在第二象限有一匀强电场,电场强度的方向沿y轴负方向.原点O处有一粒子源,可在xOy平面内向y 轴右侧各个方向连续发射大量速度大小在0~v0之间,质量为m,电荷量为+q的同种粒子.在y轴正半轴垂直于xOy平面放置着一块足够长的薄板,薄板上有粒子轰击的区域的长度为L0.已知电场强度的大小为E=,不考虑粒子间的相互作用,不计粒子的重力.(1)求匀强磁场磁感应强度的大小B;(2)在薄板上y=处开一个小孔,粒子源发射的部分粒子穿过小孔进入左侧电场区域,求粒子经过x轴负半轴的最远点的横坐标;(3)若仅向第四象限各个方向发射粒子:t=0时,粒子初速度为v0.随着时间推移,发射的粒子初速度逐渐减小,变为时,就不再发射.不考虑粒子之间可能的碰撞,若穿过薄板上y=处的小孔进入电场的粒子排列成一条与y轴平行的线段,求t时刻从粒子源发射的粒子初速度大小v(t)的表达式.13.[2018全国Ⅱ,25,20分]一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l',电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力.(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;(2)求该粒子从M点入射时速度的大小;(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.答案专题十磁场考点1 磁场的描述及安培力的应用1.C根据安培定则,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,故A错误;磁感线是闭合曲线,在磁体内部从S极指向N极,故B错误;根据右手螺旋定则,图中直导线下方有垂直纸面向里的磁场,N极向纸面内转动,故C正确;根据右手螺旋定则,图中环形导线内部有垂直纸面向外的磁场,N极向纸面外转动,故D错误.2.B通过右手螺旋定则可以判断出导线右侧的磁场方向是垂直纸面向里的,再由左手定则可以判断出初始时粒子受到的洛伦兹力的方向是水平向左的,故粒子会向左偏转,选项C、D错误;又因为洛伦兹力不能改变粒子运动的速度大小,只会改变粒子运动的方向,故粒子的运动速率不变,选项B正确,A错误.3.C若增大通电导线间的距离,则B1、B2均减小,又F1=B1I2L,F2=B2I1L,故F1、F2均减小,A错误.可以把F1、F2理解为两通电直导线之间的一对作用力与反作用力,则无论I1、I2如何变化,总有F1=-F2,选项C正确,B错误.当I1>I2时,B1>B2,选项D错误.4.C 金属导体中导电粒子为自由电子,由左手定则可知,形成电流的带电粒子受到向上的洛伦兹力作用,所以上表面带负电,电势较低,A项错误;稳定后,自由电子所受电场力与洛伦兹力平衡,则有q=qvB,解得v=,C项正确,D项错误;而U=Bdv,与导体单位体积内的自由电子数无关,B项错误.5.C设每条细线所受拉力大小为F,可画出金属棒MN的受力分析图,如图所示.由左手定则可判断出金属棒所受的安培力方向垂直于磁场方向,与OMNO'平面的夹角为90°-θ,金属棒中的电流方向由M指向N,选项A、B错误.对金属棒MN由平衡条件可得2F cos θ=mg,解得F=,选项C正确.设金属棒中的电流大小为I,则有tan θ=,解得I=,选项D错误.6.D B小球在水平面内受库仑力F、洛伦兹力F洛和细线的拉力T,它们的合力提供向心力,即T+F洛-F=,则T=F+-F洛=+-Bqv,式中m、l、B、q、k均为常数,所以T为v的二次函数,当v=时,T min=-,D正确.7.(1)(2)E-解析:单刀双掷开关S合在位置1且电容器充电稳定时,设电容器两端电压为U0,电容器所充的电荷量为Q0,有U0=E(1分)由电容器的定义式得C=(1分)单刀双掷开关S合在位置2的瞬间:设在该瞬间Δt时间内,通过金属棒ab横截面的电荷量为ΔQ,电流为i,金属棒ab离开导轨时的速度为v,电容器稳定后,电容器两端的电压为U,对金属棒ab,由动量定理得BiLΔt=mv(1分)由电流定义式得i=(1分)由电容器的定义式得C=(1分)金属棒ab离开导轨摆动过程中,对金属棒ab,由机械能守恒定律得mgh=mv2(1分)以上联合求解得ΔQ=(1分)U=E-(1分).考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1.C从D点射入和B点射入的粒子的运动轨迹如图所示,设两个粒子在AC边上的出射点分别为E、F点,由于从D点射出的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,所以A点为该粒子做圆周运动的圆心,则粒子做圆周运动的半径为R=L,则有AE=L,因为D点是AB的中点,所以D点是从B 点射出的粒子做圆周运动的圆心,所以有AD=DF,则根据几何知识有AF=2×L·cos 30°=,所以有粒子射出的区域为EF=AF-AE=L,故A、B、D错误,C正确.2.AC根据题述情境,可画出两个α粒子在矩形匀强磁场区域中的运动轨迹,如图所示.设ME=a,则r2=a,对从P点射出的粒子,由几何关系有=(2a)2+(r1-a)2,解得r1=2.5a.粒子在匀强磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力有qvB=,可得v=,两粒子的速率之比为v1∶v2=r1∶r2=2.5∶1=5∶2,选项A正确,B错误.从P点射出的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角的正弦值sinθ1==0.8,即θ1=,在匀强磁场中的运动时间t1==;从Q点射出的粒子在磁场中的运动轨迹所对的圆心角θ2=,在匀强磁场中的运动时间t2==.故在磁场中的运动时间之比为t1∶t2=∶=53∶90,选项C正确,D错误.3.BC由于动摩擦因数为0.45,在静摩擦力的作用下,木板的最大加速度为a max=m/s2=4.5 m/s2,所以当2.1 N的恒力作用于滑块时,系统开始一起以加速度a运动,a==m/s2=3 m/s2,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,滑块对木板的压力减小,摩擦力减小,木板的加速度减小,所以木板做的是加速度减小的加速运动,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时有qvB=mg,代入数据得v=10 m/s,此时摩擦力消失,木板做匀速运动,而滑块在水平方向上受到恒力作用,速度增加,洛伦兹力增大,滑块将离开木板向上做曲线运动,故A错误,B、C正确;当滑块和木板开始发生相对滑动时,木板的加速度恰好还为共同的加速度3 m/s2,对木板有f=Ma=0.3×3 N=0.9 N,再根据f=μ(mg-qvB),解得v=5 m/s,根据v=at可得运动的时间为t= s,故D错误.4.(1)(2)(+)解析:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度大小为v.由动能定理有qU=mv2①(2分)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,粒子运动轨迹如图所示,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB=m②(1分)由几何关系知d=r ③(2分)联立①②③式得=④(2分).(2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为s=+r tan 30°⑤(2分)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为t=⑥(1分)联立②④⑤⑥式得t=(+)(2分).5.(1)(2)解析:(1)粒子以速率v沿MO方向射入磁场,恰能从N点离开磁场,其运动轨迹如图1中的实线。

江苏省2023年高考物理模拟(一模、二模、三模)试题知识点分类训练：电磁学解答题(电磁感应)

江苏省2023年高考物理模拟（一模、二模、三模）试题知识点分类训练：电磁学解答题（电磁感应）一、解答题1．（2023·江苏南通·统考二模）半径为1r 的单匝线圈放置在绝缘的水平面上，线圈的电阻为R ，O 为圆心．以O 为圆心、半径为()001r r r <的圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律为0B B kt =-，在磁感应强度由0B 减为0的过程中，求：（1）线圈中产生的感应电流I ；（2）线圈中产生的焦耳热Q 和通过线圈横截面的电量q 。

2．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，质量为m 的“匚”型金属导轨abcd ，静止放在足够大的光滑水平面上，导轨的宽为L ，长为2L ，cd 部分的电阻为R ，bc 和ad 部分电阻不计，P 、P ′分别为bc 和ad 的中点，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场（未画出，范围足够大）中。

一质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒MN 以速度v 从ab 端滑上导轨，并最终在PP ′处与导轨相对静止。

已知金属棒和导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，整个过程金属棒和导轨接触良好。

求：（1）MN 刚滑上导轨时，金属导轨的加速度a 的大小；（2）整个过程金属棒上产生的焦耳热Q ；3．（2023·江苏·统考一模）将一根绝缘硬质细金属丝顺次绕成如图所示的“8”字形线圈，两个圆形线圈半径分别为2r 和r ，匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律为B =B 0+kt ，已知线圈总电阻为R 。

（1）仅将大圆线圈置于磁场中，求线圈中的电流I；（2）将该线圈全部置于磁场中，求在时间t内通过线圈横截面的电荷量q。

4．（2023·江苏·统考二模）两条平行光滑金属导轨所在平面与水平面夹角为θ，间距为L，导轨顶端连接阻值为R的电阻。

专题10 磁场(解析版)

专题10 磁场（解析版）1．平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM 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。

一带电粒子的质量为m ，电荷量为q （q >0），沿纸面以大小为v 的速度从OM 上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM 成30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，并从OM 上另一点射出磁场，不计重力。

则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O 的距离为（）A ．2mv qB B ．3mvqBC ．2mvqB D ．4mv qB【答案】D 【详解】因为该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点，所以其轨迹与ON 相切，如图所示；根据牛顿第二定律得2v qvB m R =，由三角形得2sin 30OP R x =︒，解得4OP mv x qB = 故选D 。

2．如图，距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为1B ，一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B ，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P 、Q 相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g ，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（）A ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12sin mgR vB B Ldθ=B ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12sin mgR v B B Ld θ=C ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12tan mgR v B B Ld θ=D ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12tan mgR v B B Ldθ=【答案】B 【详解】等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可得金属板Q 带正电荷，金属板P 带负电荷，则电流方向由金属棒a 端流向b 端。

专题12 电磁感应(第01期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析 Word版含解析

专题12 电磁感应2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1.（2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L。

一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。

t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ)，导线框的速度为v0。

经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零。

此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则A. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等B. 上升过程中线框产生的热量与下降过程中线框产生的热量相等C. 上升过程中，导线框的加速度逐渐增大D. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率【答案】D【解析】线框运动过程中要产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小，根据动能定理得知，上升过程中合力做功较大，故A 错误；线框产生的焦耳热等于克服安培力做功，对应与同一位置，上升过程安培力大于下降过程安培力，上升与下降过程位移相等，则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功，上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多，故B错误；上升过程中，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动。

设加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：，，由此可知，线框速度v减小时，加速度a也减小，故C错误；下降过程中，线框做加速运动，则有：，，，由此可知，下降过程加速度小于上升过程加速度，上升过程位移与下降过程位移相等，则上升时间短，下降时间长，上升过程与下降过程重力做功相同，则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率，D正确；故选：D。

2.（2019广东惠州第三次调研）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环. 当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流. 则A. A可能带正电且转速增大B. A可能带正电且转速减小C. A可能带负电且转速减小D. A可能带负电且转速增大【答案】AC3.（2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内，线框的bc边与x轴重合，cd边与y 轴重合，线框的边长为L，总电阻为R。

高考物理一轮复习第9章磁场第1节磁场的描述磁场对电流的作用教案(含解析)-人教版高三全册物

第1节磁场的描述磁场对电流的作用一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本性质：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＝FIL(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：疏密程度相同、方向相同的平行直线。

4．地磁场(1)地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示。

(2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北。

5．磁场的叠加磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解。

二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。

(2)特点①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。

②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。

③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。

④磁感线是假想的曲线，客观上不存在。

2．电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则三、安培力及其方向1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。

(2)磁场和电流平行时：F＝0。

左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。

(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。

(3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关。

(√)(2)小磁针N极所指的方向就是该处磁场的方向。

(×)(3)在同一幅图中，磁感线越密，磁场越强。

(√)(4)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零。

高三物理一轮复习专题10 磁场(含2012年高考真题)(2021年整理)

2018版高三物理一轮复习专题10 磁场（含2012年高考真题）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高三物理一轮复习专题10 磁场（含2012年高考真题））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高三物理一轮复习专题10 磁场（含2012年高考真题）的全部内容。

专题10 磁场1．（2012天津卷）．如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( ） A ．棒中的电流变大，θ角变大 B ．两悬线等长变短,θ角变小 C ．金属棒质量变大,θ角变大 D ．磁感应强度变大，θ角变小答案A 。

解析：水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力而偏转，与竖直方向形成夹角，此时它受拉力、重力和安培力而达到平衡，根据平衡条件有mgBILmgF ==安θtan ,所以棒子中的电流增大θ角度变大；两悬线变短,不影响平衡状态,θ角度不变；金属质量变大θ角度变小；磁感应强度变大θ角度变大。

2．（2012全国理综）质量分别为m 1和m 2、电荷量分别为q 1和q 2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等。

下列说法正确的是 A 。

若q 1=q 2，则它们作圆周运动的半径一定相等 B 。

若m 1=m 2，则它们作圆周运动的周期一定相等 C. 若q 1≠q 2，则它们作圆周运动的半径一定不相等 D. 若m 1≠m 2,则它们作圆周运动的周期一定不相等答案：AC解析：根据半径公式qB mv r =及周期公式qBmT π2=知AC 正确。

高三一轮二轮复习磁场教案讲义(含答案)

第1讲磁场及其对电流的作用一、磁场、磁感应强度1．磁场的特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有__________的作用．2．磁场的方向：小磁针静止时________所指的方向．3．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的________________． (2)大小：B ＝________(通电导线垂直于磁场)． (3)方向：小磁针静止时________的指向．(4)单位：________，简称______，符号：______. 4．磁通量(1)概念：在匀强磁场中，与磁场方向________的面积S 和磁感应强度B 的乘积． (2)公式：Φ＝________. (3)单位：1 Wb ＝________.二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的________方向跟这点的磁感应强度方向一致．2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布__磁场(1)磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的________，在磁感线较密的地方磁场________；在磁感线较疏的地方磁场较______．(3)磁感线是________曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N 极指向S 极；在磁体内部，由S 极指向N 极．(4)同一磁场的磁感线不________、不________、不相切．(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．三、安培力的大小和方向 1．安培力的大小当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，F ＝______，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场与电流________时，安培力最大，F max ＝BIL .(2)当磁场与电流________时，安培力等于零． 2．安培力的方向(1)安培力：____________在磁场中受到的力． (2)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指________，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．(3)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相______，异向电流互相________．考点一安培定则的应用和磁场的叠加 1.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场(1)确定磁场场源，如通电导线.(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向.如图所示为M 、N 在c 点产生的磁场.(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场.【典例剖析】例1.(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．磁场是客观存在的例2.如图所示，a、b两根垂直纸面的直导线通有等值的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，关于P点的磁场方向，以下判断正确的是( )A．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向右B．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸里，则P点的磁场方向向左C．a中电流方向向纸里，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向右D．a中电流方向向纸外，b中电流方向向纸外，则P点的磁场方向向左例3．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直．则( )A．I2受到的安培力水平向左B．b点磁感应强度为零C．d点磁感应强度的方向必定竖直向下D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零例4.(多选)如图，三根相互平行的固定长直导线L 1、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例5．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，方向如图。

2019年高三物理一轮复习二模三模试题分项解析专题10磁场第01期24

磁场一．选择题1．（3分）（2019江苏宿迁期末）空间同时存在匀强电场和匀强磁场。

匀强电场的方向沿y轴正方向，场强大小为E；磁场方向垂直纸面向外。

质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，释放后，粒子恰能沿图中的曲线运动。

已知该曲线的最高点P的纵坐标为h，曲线在P点附近的一小部分，可以看做是半径为2h的圆周上的一小段圆弧。

则（）A．粒子在y轴方向做匀加速运动B．粒子在最高点P的速度大小为C．磁场的磁感应强度大小为D．粒子经过时间π运动到最高点【参考答案】C2.（2019武汉2月调研）如图所示，在边长为L的正方形abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

从边ad的四等分点P处沿与ad边成45°角向磁场区域内射入速度大小不等的带电粒子，粒子的质量为m，电荷量为-q（q>0）。

不计粒子重力，关于粒子的运动，下列说法正确的是A ．可能有粒子从b 点射出B ．粒子在磁场中运动的最长时间为32mqBC ．速度为v=2qBL m的粒子从cd 边射出磁场D ．从bc 边射出的粒子的运动轨迹所对应的圆心角一定小于135°【参考答案】BCD3. （2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，圆形区域内有一垂直纸面向里的、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场，磁场边界上的P 点有一粒子源，可以在纸面内向各个方向以相同的速率发射同种带电粒子，不考虑粒子的重力以及粒子之间的相互作用，这些粒子从某一段圆弧射出边界，这段圆弧的弧长是圆形区域周长的；若仅将磁感应强度的大小变为B2，这段圆弧的弧长变为圆形区域周长的，则等于A. B. C. D.【参考答案】C二．计算题1.（20分）（2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，在平面直角坐标系中，第三象限里有一加速电场，一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)，从静止开始经加速电场加速后，垂直x轴从A（-4L，0）点进入第二象限，在第二象限的区域内，存在着指向O点的均匀辐射状电场，距O点4L处的电场强度大小均为E= ，粒子恰好能垂直y轴从C（0，4L）点进入第一象限，如图所示，在第一象限中有两个全等的直角三角形区域I和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场，区域I的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，D点坐标为（3L，4L），M点为CP的中点。

专题10 磁场(第02期)-2019年高三物理二模、三模试题分项解析(解析版)

专题10磁场2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1.（2019河南郑州二模）.1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”。

罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转。

下列说法正确的是A.使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场B.使小磁针发生转动的原因是圆盘上产生了涡流C.仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变D.如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变【参考答案】A【命题意图】本题以“罗兰实验”为情景，考查电荷运动产生磁场、安培定则及其相关知识点。

【解题思路】带负电荷的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，根据电荷的定向运动形成电流，电流产生磁场可知，在圆盘上方产生了磁场，小磁针在磁场中受到磁场力发生转动，选项A正确B错误；仅改变圆盘的转动方向，在圆盘上方产生的磁场方向变化，小磁针的偏转方向变化，选项C错误；如果使圆盘带上正电荷，圆盘的转动方向不变，在圆盘上方产生的磁场方向变化，小磁针的偏转方向变化，选项D错误。

2．（4分）（2019山东济南期末）长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的很长直导线b与a平行放置，导体棒a与力传感器相连，如图所示（俯视图）。

a、b中通有大小分别为I a、I b的恒定电流，I a方向如图所示，I b方向未知。

导体棒a静止时，传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力。

下列说法正确的是（）A ．I b 与I a 的方向相同，I b 在a 处的磁感应强度B 大小为B ．I b 与I a 的方向相同，I b 在a 处的磁感应强度B 大小为C ．I b 与I a 的方向相反，I b 在a 处的磁感应强度B 大小为D ．I b 与I a 的方向相反，I b 在a 处的磁感应强度B 大小为【参考答案】B【分析】根据同向电流相吸，异向电流相斥，并根据F ＝BIL 求出对应在的磁感应强度，从而即可求解。

2020届高考物理名校试题专题11 磁场的选择题(解析版)

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期）磁场的选择题1、（2020·安徽蚌埠第二次检测）通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度与导线中的电流强度成正比，与距导线的距离成反比。

有四条垂直纸面且互相平行的固定长直导线，它们与纸面的交点分别为P、Q、N 及S，四点的连线构成一个正方形。

以正方形中心O点为原点建立平面直角坐标系，x轴与PS边平行，M 为PS边的中点。

已知四条导线中的电流大小相等，方向均指向外，与纸面交点为S的导线在M点的磁感应强度大小为B，则下列叙述正确的是A. 四条导线在O点的磁感应强度等于零B. 四条导线在M BC. 与纸面交点为S的导线所受安培力的方向为由S指向OD. 在x轴上坐标为r且r>0的任一点，其磁场方向均与Ox方向相同【答案】AC【解析】A. 因四条导线中的电流大小相等，O点距导线的距离均相等，由右手螺旋定则可知，四条导线在O点的磁感应强度等于零，故A正确；B.设四条导线中的电流为I，MS间距为x，由题可知，磁感应强度可写为=IB kx（k为比例系数）由右手螺旋定则可知，导线P、S在M点的产生的磁感应强度为零，设PQ和QN之间的夹角为，由几何关系可知QNcos α 导线Q 、N 在M 点的磁感应强度为1=B k由磁感应强度的矢量叠加可知，M 点的磁感应强度为014=2cos =5B B B α故B 错误；C. 由右手螺旋定则可知，导线P 、Q 、N 在S 的磁感应强度垂直于SO 指向左上方，再由左手定则可知，导线S 所受安培力的方向为由S 指向O ，故C 正确；D. 在SN 中点处，由右手螺旋定则可知，导线SN 在此点的合磁感应强度为零，导线PQ 在此点的合磁感应强度垂直与Ox 方向，故D 错误。

故选AC2、（2020·山东省济南市上学期高三期末）.如图所示为六根导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。

2024年高考物理二轮复习专题10磁场练含解析

磁场1．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v 0时，粒子从O 上方2d 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5v 0时，求粒子从O 运动到O ′的时间t ；（3）入射速度仍为5v 0，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．【来源】2024年全国一般高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】（1）04mv B qd = （2）（3）m 05d t v ∆=直线运动的时间22d t v=，解得2025d t v = 则点睛：本题考查带电粒子在组合磁场中的运动，第（1）小题先确定粒子圆周运动的半径，再依据洛伦兹力供应向心力列式求解；第（2）小题解答关键是定圆心、画轨迹，分段分析和计算；第（3）小题求Δt的最大值，关键是要留意带电粒子在磁场中运动的时间不变和速度大小不变，所以中间磁场移动后变更的是粒子在无磁场区域运动的倾斜轨迹的长度，要使Δt最大，则要倾斜轨迹最长，所以粒子轨迹跟中间磁场的上边相切时运动时间最长，再依据运动的对称性列式求解。

②由题给条件，进入磁场时速度的方向与x轴正方向夹角。

进入磁场时速度的y重量的大小为③联立以上各式得④（3）设在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为，在电场中的加速度大小为，由题给条件得⑩由牛顿其次定律有⑪设第一次射入磁场时的速度大小为，速度的方向与x轴正方向夹角为，入射点到原点的距离为，在电场中运动的时间为。

由运动学公式有⑫⑬⑭【点睛】此题与2004年全国理综卷第25题情景类似，都是带电粒子在匀强电场中类平抛运动后进入匀强磁场中做匀速圆周运动，且都是在第一象限和其次象限设置了竖直向下的匀强电场，在第三象限和第四象限设置了方向垂直纸面对外的匀强磁场，解答须要的学问都是带电粒子在匀强电场中的类平抛运动规律和洛伦兹力等于向心力、几何关系等学问点。

高三物理高考第一轮专题复习——电磁场(含答案详解)

高三物理第一轮专题复习——电磁场例1. （高考题）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？例2．（调研）电子自静止开始经M 、N 板间（两板间的电压为U ）的电场加速后从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 ）例3．（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0υ=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？例4．（北京市西城区）在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。

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。

高考物理一轮复习单元质检十磁场(含解析)新人教版

学习资料单元质检十磁场（时间:45分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求）1.两个回路中的电流大小均为I，方向如图所示.圆弧导线中的电流在圆心产生的磁感应强度与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零.则关于图中a、b两点的磁感应强度B a、B b 的大小关系和方向的判断正确的是（)A。

B a〉B b，a点磁感强度的方向垂直纸面向里B.B a<B b，a点磁感强度的方向垂直纸面向外C。

B a<B b，b点磁感强度的方向垂直纸面向里D。

B a>B b,b点磁感强度的方向垂直纸面向外2.如图所示,半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时直线边水平,导线框中通有沿顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界线，匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°,此时每根细线的拉力大小为F1。

现保持其他条件不变,将虚线下方的磁场移至虚线上方,使虚线为匀强磁场的下边界,此时每根细线的拉力大小为F2。

则导线框中的电流大小为（）A。

3FF B。

3FFC。

3(F1-F2)FπF D。

6(F1-F2)FπF3.(2020云南玉溪开学考试)如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。

一带电粒子a（不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O'点（图中未标出）穿出。

若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出,则粒子b(）A。

穿出位置一定在O'点下方B。

穿出位置一定在O’点上方C.运动时,在电场中的电势能一定减小D.在电场中运动时,动能一定减小4.如图所示为等腰直角三角形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B。

高三物理备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题 Word版含解析

2023届高三物理高考备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题一、单选题（共7题）1．质子（11H ）和α粒子（42He ）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（） A ．R P ：R a =1：2，T P ：T a =1：2 B ．R P ：R a =2：1，T P ：T a =2：1 C ．R P ：R a =1：2，T P ：T a =2：1D ．R P ：R a =1：4，T P ：T a =1：42．如图所示，在边长为a 的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

一个质量为m 、电荷量为q +的带电粒子（重力不计）从AB 边的中点O 以某一速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°。

从AB 边穿出磁场的粒子中，最大速度v 为（）A B ．4BqamC D ．38Bqam3．如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B ，一个质量为m ，电荷量为q ，初速度大小为v 的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P 点射入磁场，从Q 点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了θ角，忽略重力及粒子间的相互作用力，下列说法错误．．的是（）A ．粒子带正电B ．粒子在磁场中运动的轨迹长度为mv θBqC ．粒子在磁场中运动的时间为m θBqD ．圆形磁场区域的半径为tan mvθBq4．如图，一束正离子平行纸面、从两极板中央平行极板射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场B2，发现这些离于分成几束，不计离子间的相互作用，可以判断这几束粒子（）A．质量一定不同B．速率一定不同C．动能一定不同D．比荷一定不同5．圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a b c、、，以不同的速率从A点开始对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示。

2021届高三人教版物理一轮复习 2022年高考分类题库新课标版考点10 磁场 Word版含答案

考点10 磁场一、选择题1.（2022·安徽理综·T19）如图所示,圆形区域内有垂直于纸面对里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC 与OB成60°角.现将带电粒子的速度变为,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为()A.12Δt B.2ΔtC.13Δt D.3Δt【解题指南】解答本题时要留意以下几点：画出轨迹示意图，找出圆心的位置依据几何图形，找出运动时间、速度、偏转角的关系依据的速度的变化确定偏转角的变化，进一步求出运动时间的变化状况【解析】选B.设磁场区域的半径为R，粒子的轨迹半径为r，粒子以速度v在磁场中运动的轨迹如图所示，则由几何关系知，r=3R，又2mTqBπ=，所以603603mt TqBπ∆==，当粒子的速度为v/3时，轨迹半径为'3'333mv mv rr RqB qB====，所以偏转角0'120θ=，1202'23603mt T tqBπ∆===∆，故选项B正确.2.（2022·天津理综·T2）如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.假如仅转变下列某一个条件,θ角的相应变化状况是()A.棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C.金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选A.金属棒的受力状况如图所示：共点力的平衡影响θ角大小的因素依据各量的大小变化推断θ角的变化状况则有：tan mgmg F BILθ==安，所以棒中的电流I 变大，或者磁感应强度B 变大时，由于重力不变，所以θ角会变大，选项A 对D 错；两悬线等长变短时，对θ角没有影响，选项B 错；金属棒的质量变大时，θ角变小，选项C 错.3.（2022·江苏物理·T9）如图所示,MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界.一质量为m 、电荷量为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场.若粒子速度为v 0,最远能落在边界上的A 点.下列说法正确的有 ( )A.若粒子落在A 点的左侧,其速度肯定小于0vB.若粒子落在A 点的右侧,其速度肯定大于0vC.若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不行能小于02qBdv m -D.若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内,其速度不行能大于02qBd v m +【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选B 、C.只有当带电粒子垂直边界入射时，出射点离入射点的距离为直径时才最远，设OA 之间的距离为l ,由R v m qvB 2=可得：201`l qB mv R ==，当出射点离入射点的最近距离为l -d 时，有22`dl qB mv R -==，联立上式可知此时有最小速度m qBd v v 20-=；当出射点离入射点的最远距离为l+d 时，有22`d l qB mv R +==，联立上式可知此时有最大的垂直入射速度m qBdv v 20+=，考虑当入射速度不垂直边界入射时，要想达到最远距离l +d ，其速度可以比这个临界速度大，所以选项D 不对，C 正确.同理可以推断出A 不对，B 正确，答案选B 、C.4.（2022·北京理综·T16）处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值 ( ) A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比 C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比【解题指南】本题需要把握以下两点:(1)电流强度的定义式. (2)粒子圆周运动的周期公式.【解析】选D. 粒子在洛伦兹力作用下圆周运动的周期2mT qB π=，电流强度22q q B I T m π==，所以电流强度I 与磁感应强度B 成正比，D 正确.5.（2022·广东理综·T15）质量和电量都相等的带电粒子M 和N,以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是( )A.M 带负电,N 带正电B.M 的速率小于N 的速率C.洛伦兹力对M 、N 做正功D.M 的运行时间大于N 的运行时间粒子在单一边界磁场偏转最远距离是直径两个临界点的临界速度分析【解题指南】解答本题可按以下思路分析：【解析】选A.由左手定则可知M 带负电，N 带正电，故A 选项正确.由R v mqvB 2=得Bq mvR =，由题知二个带电粒子的质量和电量都相等，又进入到同一个匀强磁场中，由图及A 选项的推断可知M N R R 〈，故M N v v 〈，所以B 选项错误.由于洛仑兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛仑兹力永久不会对M 、N 做功，则C 选项错误.由Bq mv R T ππ22==及题给条件可知，这二个带电粒子在磁场中运动的周期相等，又由图可见二个粒子在磁场中的偏转角相等，均偏转了半个周期，故在磁场中运动的时间相等，所以D 选项错误.6.（2022·海南单科·T2）如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面对里.一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板.若不计重力，下列四个物理量中哪一个转变时，粒子运动轨迹不会转变？ ( )A ．粒子速度的大小B ．粒子所带的电荷量C ．电场强度D ．磁感应强度【解题指南】粒子沿直线运动，受力平衡.【解析】选B.粒子受到电场力和洛伦兹力作用而平衡，即qE=qvB ，所以只要当粒子速度v=E/B 时，粒子运动轨迹就是一条直线，与粒子所带的电荷量q 无关，选项B 正确；当粒子速度的大小、电场强度、磁感应强度三个量任何一个转变时，运动轨迹都会转变，选项A 、C 、D 不符合题意.7.（2022·海南单科·T10）图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L 是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a 、b ，导轨两端e 、f ，分别接到两个不同的直流电源上时，L 便在导轨上滑动.下列说法正确的是 ( )A ．若a 接正极，b 接负极，e 接正极，f 接负极，则L 向右滑动B ．若a 接正极，b 接负极，e 接负极，f 接正极，则L 向右滑动C ．若a 接负极，b 接正极，e 接正极，f 接负极，则L 向左滑动D ．若a 接负极，b 接正极，e 接负极，f 接正极，则L 向左滑动【解题指南】安培定则→磁场方向，左手定则→通电导体在磁场中的受力方向（运动方向）.【解析】选B 、D.若a 接正极，b 接负极，依据安培定则，两磁极之间产生方向向上的磁场，e 接正极，f 接负极，用左手定则可推断L 向左滑动，选项A 错误、同理可知B 正确；若a 接负极，b 接正极，依据安培定则，两磁极之间产生方向向下的磁场，e 接正极，f 接负极，用左手定则可推断L 向右滑动，选项C 错误、同理可知D 正确. 二、计算题左手定则带电粒子的电性Bqmv R =判定 vBqm T π2=tT θπ=2确定t1.（2022·天津理综·T12）对铀235的进一步争辩在核能的开发和利用中具有重要意义.如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动.离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I,不考虑离子重力及离子间的相互作用.(1)求加速电场的电压U;(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;(3)实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化.若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述状况它们经电场加速后进入磁场中会发生分别,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,UU∆应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)【解题指南】解答本题时要留意以下几点：（1）依据洛伦兹力充当向心力，可求出离子的速度，再依据动能定理求出加速电压（2）依据等效电流可求出时间t内收集的电荷量，进而求出离子个数和离子的总质量（3）两种离子在磁场中运动的轨道半径均有一个范围值，由于它们的轨迹不交叠的条件应是其中一种离子的轨道半径的最大值小于另一种离子的轨道半径的最小值【解析】(1)离子在电场中加速的过程中，由动能定理得：212qU mv=○1离子进入磁场后做匀速圆周运动，则：2vqvB mR=○2联立○1○2式解得：222qB RUm=○3（2）在t时间内收集到的离子的总电荷量为：Q=It ○4这些离子个数为：QNq=○5离子的总质量为：M=Nm ○6联立○4○5○6式解得：mItMq=○7（3）由○1○2式得：12mURB q=○8由于电压在U U±∆之间有微小变化，铀235离子在磁场中运动的最大半径为：12()maxm U URB q+∆=○9设'm为铀238的离子质量，铀238离子在磁场中运动的最小半径为：min12'()'m U URB q-∆=○10两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为：max min'R R<○11即：12()12'()m U U m U UB q B q+∆-∆<○12解得：''U m mU m m∆-<+○13设u为原子质量单位，则：238235238235U u uU u u∆-<+○14解得：UU ∆ < 0.63% ○15 【答案】（1）222qB R m （2）mIt q （3）0.63%2.（2022·浙江理综·T24）如图所示,两块水平放置、相距为d 的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面对里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m 、水平速度均为v 0、带相等电荷量的墨滴.调整电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M 点.(1)推断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量. (2)求磁感应强度B 的值.(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M 点,应将磁感应强度调至B',则B'的大小为多少?【解题指南】墨滴做匀速直线运动,依据二力平衡确定电荷种类并计算电荷量.墨滴做匀速圆周运动时洛伦兹力供应向心力,确定圆心的位置和半径,画出几何图形可以便利求解.留意认真审题,充分挖掘已知条件,如垂直打在下板的M 点.【解析】（1）墨滴受重力和电场力做匀速直线运动，电场力与重力平衡，电场的方向竖直向下，说明墨滴带负电荷，设其电荷量为q ，则有mg d Uq= ①所以U mgdq =②（2）墨滴进入电场和磁场共存区域后，受重力、电场力和洛沦兹力作用，但重力和电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R ，有R v mB qv 20= ③ 由于墨滴垂直打在下板，墨滴在该区域完成一个四分之一圆周运动，依据几何关系可知，半径R=d ④联立②③④得20gd Uv B =⑤(3)依据题设，墨滴运动轨迹如图所示，设圆周半径为R ’,则有''200R v mB qv = ⑥由图示几何关系，得222)21'('d R d R -+= ⑦ 得dR 45'= ⑧ 联立②⑥⑧式，得2054'gd Uv B =【答案】（1）负电荷，U mgd（2）20gd U v （3）2054gd U v3.（2022·江苏物理·T15）如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,依据带电粒子射入时的受力状况可推想其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域.不考虑粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1.(2)当加速电压变为4U0时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U.(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如表所示.射入方向y -y z -z受力大小5F 5F 7F 3F请推想该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：(1)粒子射出平移器的速度与射出加速器的速度相同；(2)加速电压增大后粒子的侧位移不变，依据侧位移不变求偏转电压；(3)依据电场力和洛伦兹力确定磁场的方向和电场的方向.【解析】(1)设粒子射出加速器的速度为0v动能定理20012qU mv=由题意得10v v=,即012qUvm=(2)在第一个偏转电场中,设粒子的运动时间为t加速度的大小1qUamd=在离开时,竖直分速度v y=at竖直位移y1=12at2水平位移l=v1t粒子在两偏转电场间做匀速直线运动,经受时间也为t竖直位移y2=v y t由题意知,粒子竖直总位移y=2y1+y2解得21U lyU d=则当加速电压为4U0时,U=4U1(3)①由沿x轴方向射入时的受力状况可知:B平行于x轴.且FEq=②由沿±y轴方向射入时的受力状况可知:E与Oxy平面平行.F2+f252,则f=2F且f=qv1B解得02F mBq qU=③设电场方向与x轴方向夹角为α.若B沿x轴方向,由沿z轴方向射入时的受力状况得(f+Fsinα)2+(Fcosα)27F)2解得α=30°或α=150°即E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°. 同理,若B 沿-x 轴方向E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为-30°或-150°. 【答案】(1)12qU v m =(2) 1U 4U =（3）E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为30°或150°，若B 沿-x 轴方向，E 与Oxy 平面平行且与x 轴方向的夹角为-30°或-150°. 4.(2022·新课标全国卷·T25）如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）.在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域，在圆上的b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直.圆心O 到直线的距离为R53.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域，也在b 点离开该区域.若磁感应强度大小为B ，不计重力，求电场强度的大小.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动.设圆周的半径为r ，由牛顿其次定律和洛仑兹力公式得r vmqvB 2= ①式中v 为粒子在a 点的速度.过b 点和O 点作直线的垂线，分别与直线交于c 和d 点，过O 点再作bc 的垂线交bc 于e 点.由几何关系知，线段ac 、bc 和过a 、b 两点的轨迹圆弧的两条半径围成一正方形.因此r bc ac == ②设x d c =，由几何关系得x R ac +=54③2253x R R c b -+= ④联立②③④式得Rr 57=⑤再考虑粒子在电场中的运动.设电场强度的大小为E ，粒子在电场中做类平抛运动.设其加速度大小为a ，由牛顿其次定律和带电粒子在电场中的受力公式得 qE=ma ⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r ，由运动学公式得221at r =⑦r=vt ⑧ 式中t 是粒子在电场中运动的时间.联立①⑤⑥⑦⑧式得由a 、b 两点速度确定圆心、半径画帮助线由几何关系求半径、速度由类平抛运动规律求解电场强度m qRB E 2514=⑨ 【答案】2145qRB m5.（2022·山东理综·T23）如图甲所示,相隔肯定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面对里,在边界上固定两长为L 的平行金属极板MN 和PQ,两极板中心各有一小孔S 1、S 2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U 0,周期为T 0.在t=0时刻将一个质量为m 、电量为-q(q>0)的粒子由S 1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=02T 时刻通过S 2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)(1)求粒子到达S 2时的速度大小v 和极板间距d.(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T 0时刻再次到达S 2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)粒子在电场中做匀变速直线运动,利用牛顿运动定律和动能定理求解问题. (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度的大小不变,周期确定. 【解析】(1)粒子由S 1至S 2的过程,依据动能定理得 qU 0=12mv 2 ①由①式得2qU v m =②设粒子的加速度大小为a,由牛顿其次定律得U qma d = ③由运动学公式得201()22T d a = ④ 联立③④式得24T qU d m =⑤(2)设磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由牛顿其次定律得2v qvB m R= ⑥要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足2R>2L⑦联立②⑥⑦式得024mU Lq ⑧ (3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t 1,有 d=vt 1 ⑨ 联立②⑤⑨式得14T t =⑩若粒子再次到达S 2时速度恰好为零,粒子回到极板间应做匀减速运动,设匀减速运动的时间为t 2,依据运动学公式得d=2vt 2 ○11 联立⑨⑩○11式得t 2=02T ○12 设粒子在磁场中运动的时间为tt=3T 0-02T -t 1-t 2 ⑬联立⑩○12⑬式得t=074T ⑭设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,由⑥式结合运动学公式得T=2mqB π⑮由题意可知T=t ⑯联立⑭⑮⑯式得B=087mqT π ⑰【答案】（1）024T qU m （2）024mU B L q <（3）087m qT π 6.（2022·海南单科·T16）图（a ）所示的xoy 平面处于匀强磁场中，磁场方向与xoy 平面（纸面）垂直，磁感应强度B 随时间t 变化的周期为T ，变化图线如图（b ）所示.当B 为＋B 0时，磁感应强度方向指向纸外.在坐标原点O 有一带正电的粒子P ，其电荷量与质量恰好等于02TB π.不计重力.设P 在某时刻t 0以某一初速度沿y 轴正向O 点开头运动，将它经过时间T 到达的点记为A.（1）若t 0＝0，则直线OA 与x 轴的夹角是多少？（2）若t 0＝4T，则直线OA 与x 轴的夹角是多少？（3）为了使直线OA 与x 轴的夹角为4π，在0＜t 0＜4T的范围内，t 0应取何值？【解题指南】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动周期与磁场变化的周期刚好相等.【解析】（1）设粒子P 质量、电荷量和初速度分别为m 、q 、v ，粒子在洛伦兹力作用下在xy 平面内做匀速圆周运动，设运动半径和周期分别为R 和T’，则有RT m qvB 220'4π= ①RT v '2π=②由①②和已知条件得T’=T ③粒子在t=0到t=2T时间内，沿顺时针方向运动半个圆周，到达x 轴上的B 点，此时磁场方向反转，在t=2T到t=T 时间内，沿逆时针方向运动半个圆周，到达x 轴上的A 点，如图所示，OA 与x 轴的夹角θ=0 ④（2）粒子P 在40T t =开头运动，在4T t =到2Tt =时间内沿顺时针方向运动四分之一圆周到达C 点，此时磁场方向反向，在2Tt =到t=T 时间内沿逆时针方向运动半个圆周到B 点，此时磁场方向再反转，在t=T 到45Tt =时间内沿顺时针方向运动四分之一圆周到达A 点，如图所示，OA 与x 轴的夹角2πθ=⑤（3）若在任意时刻t=t 0(400T t <<)粒子P 开头运动，在0t t =到2Tt =时间内沿顺时针方向做圆周运动到达C 点，圆心O’位于x 轴上，圆弧OC 对应圆心角∠OO’C=)2(20t TT -π ⑥此时磁场方向反转，在2Tt =到t=T 时间内沿逆时针方向运动半个圆周到B 点，此时磁方向再反转，在t=T 到0t T t +=时间内沿顺时针方向做圆周运动到达A 点，设圆心为O’’，圆弧BA 对应圆心角∠BO’’A=02t T π ⑦如图所示，由几何关系可知，C 、B 均在O’O”连线上，且OA ∥O’O” ⑧若要OA 与x 轴成4π，则有∠OO’C=43π⑨联立⑥⑨式可得80T t =【答案】（1）0 （2）2π （3）8T。

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磁场
一．选择题
1．（3分）（2019江苏宿迁期末）空间同时存在匀强电场和匀强磁场。

匀强电场的方向沿y轴正方向，场强大小为E；磁场方向垂直纸面向外。

质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，释放后，粒子恰能沿图中的曲线运动。

已知该曲线的最高点P的纵坐标为h，曲线在P点附近的一小部分，可以看做是半径为2h的圆周上的一小段圆弧。

则（）
A．粒子在y轴方向做匀加速运动
B．粒子在最高点P的速度大小为
C．磁场的磁感应强度大小为
D．粒子经过时间π运动到最高点
【参考答案】C
2.（2019武汉2月调研）如图所示，在边长为L的正方形abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

从边ad的四等分点P处沿与ad边成45°角向磁场区域内射入速度大小不等的带电粒子，粒子的质量为m，电荷量为-q（q>0）。

不计粒子重力，关于粒子的运动，下列说法正确的是
A ．可能有粒子从b 点射出
B ．粒子在磁场中运动的最长时间为32m qB
C ．速度为v=2qBL m
的粒子从cd 边射出磁场 D ．从bc 边射出的粒子的运动轨迹所对应的圆心角一定小于135°
【参考答案】BCD
3. （2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，圆形区域内有一垂直纸面向里的、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场，磁场边界上的P 点有一粒子源，可以在纸面内向各个方向以相同的速率发射同种带电粒子，不考虑粒子的重力以及粒子之间的相互作用，这些粒子从某一段圆弧射出边界，这段圆弧的弧长是圆形区域周长的；若仅将磁感应强度的大小变为B2，这段圆弧的弧长变为圆形区域周长的，则等于
A. B. C. D.
【参考答案】C
二．计算题
1.（20分）（2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，在平面直角坐标系中，第三象限里有一加速电场，一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)，从静止开始经加速电场加速后，垂直x轴从A（-4L，0）点进入第二象限，在第二象限的区域内，存在着指向O点的均匀辐射状电场，距O点4L处的电场强度大小均为E= ，粒子恰好能垂直y轴从C（0，4L）点进入第一象限，如图所示，在第一象限中有两个全等的直角三角形区域I和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场，区域I的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，D点坐标为（3L，4L），M点为CP的中点。

粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场.从磁场区域I进入第二象限的粒子可以被吸收掉。

求
（1）加速电场的电压U；
（2）若粒子恰好不能从OC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度大小；
（3）若粒子能到达M点，求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值。

【参考答案】(1) （4分）(2) （7分）
（3）；；；（9分）
作出对应的运动轨迹图，如图
若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小，则粒子会从OC边射磁场。

恰好不从OC边射出时满足，，
又
解得：代入
可得：
n=1时
n=2时
n=3时
②若粒子由区域Ⅱ达到M点由周期性：
即
解得：
解得：
n=0时
n=1时
【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动情况，解决此类题目的关键是能画出正确的运动轨迹图，并结合几何关系求粒子在磁场中运动的半径，分析运动的可能性，注意题目的多解情况。

2.（20分）（2019高三考试大纲调研卷9）如图所示，x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，坐标原点处有一正离子源，单位时间在xOy平面内发射n0个速率为v的离子，分布在y轴两侧各为θ的范围内．在x轴上放置长度为L的离子收集板，其右端点距坐标原点的距离为2L，当磁感应强度为B0时，沿y轴正方向入射的离子，恰好打在收集板的右端点．不计重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用，不计离子在磁场中运动的时间．
(1) 求离子的比荷；
(2) 当磁感应强度为B0时，若发射的离子能被收集板全部收集，求θ须满足的条件；
(3) 若θ＝45°，且假设离子到达x轴上时沿x轴均匀分布．①为使离子不能被收集板所收集，求磁感应强度B应满足的条件(用B0表示)。

②若磁感应强度B的取值范围为B0≤B≤2B0，求单位时间内收集板收集到的离子数n与B之间的关系(用B0、n0表示)．
【参考答案】(1)（2分）（2）（8分）
(3)（10分）
发射的离子能被收集板全部收集，θ<.
图1 图2
图3 图4
(3) 当θ＝45°时
①设收集板恰好收集不到离子时的半径R1，对应的磁感应强度为B1，如图2中①②③所示有2R1＝L 对应的磁感应强度B1＝2B0。