1、【大高考】（三年模拟精选）2016届高考物理 专题九 磁场（全国通用）A组基础训练一、选择题1(2015中原名校、豫南九校联考)如图所示,三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点,当三根导线中通以大小相等，方向如图所示的电流时,M点磁感应强度的大小为B1，O点磁感应强度大小为B2，若将导线ab中的电流撤去，而保持另两根导线中的电流不变，则N点磁感应强度的大小为()AB1B2 BB1B2C.(B1B2) D.(3B2B1)解析导体中的电流相同，则每个导体在距离导体相同的点产生的磁场的磁感应强度大小相同,设三个
2、导体在O点产生的磁感应强度大小为B，则ab在M点，cd在N点产生的磁感应强度大小也为B，ab在N点，cd在M点，ef在M、N点产生的磁感应强度大小也相同，设为B，由安培定则和矢量叠加可知,B1B2B、B2B，撤去ab中的电流后，N点的磁感应强度为BNBB，解以上三式得BN(3B2B1)，D项正确答案D2(2015河北邢台摸底考试)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电荷量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是()A匀强磁场的磁感应强度为B电荷在磁场中运动的时间为C若减小电荷
3、的入射速度,使电荷从CD边界射出，电荷在磁场中运动的时间会减小D若电荷的入射速度变为2v0，则粒子会从AB边的中点射出解析由粒子从D到A的运动轨迹和几何知识知，粒子的轨道半经为RL，转过的圆心角为，由qv0B得B，A项正确；运动时间t,B项错误；若粒子从CD边界射出，粒子在磁场中转过的圆心角为，电荷在磁场中运动的时间会变长,C项错误；若电荷的入射速度变为2v0，则粒子的轨道半径为2L，由几何知识知粒子会从AB边的中点右侧某位置射出，D项错误答案A3. (2015河南八市联考)(多选)如图所示,一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB的上方d处,能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q、质量为m
4、的带正电的粒子，空间存在垂直纸面的匀强磁场，不考虑粒子间的相互作用和粒子重力已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d，则()A能打在板上的区域长度是2dB能打在板上的区域长度是(1)dC同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为D同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为解析因粒子运动的轨道半径Rd,根据题意画出粒子运动轨迹的草图，则打在极板上粒子轨迹的临界状态如图甲所示，根据几何关系知，带电粒子能到达板上的长度LRR(1)d，选项B正确，A错误；在磁场中运动时间最长和最短粒子运动轨迹示意图如图乙所示，由几何关系知，最长时间t1T，最短时间t2T，同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间
5、差tt1t2，又T，联立解得t，选项C正确，D错误答案BC4(2014广东湛江一模)(多选)如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，电子进入磁场时速度方向与边界夹角为，下列有关说法正确的是()A若一定，速度v越大，粒子在磁场中运动时间越长B粒子在磁场中运动时间与速度v有关，与角大小无关C若速度v一定，越大，粒子在磁场中运动时间越短D粒子在磁场中运动时间与角度有关，与速度v无关解析粒子在磁场中的运动轨迹如图，由几何知识知，粒子离开磁场时转过的圆心角一定为22，若一定，则tT，可见粒子在磁场中运动的时间与
6、v无关,与角度有关，即若一定，粒子在磁场中运动的时间是相同的，故A、B错误,D正确；由上式可知越大，粒子在磁场中运动的时间越短，故C正确答案CD5(2014北京丰台区模拟)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器最大电阻为R，开关K闭合.两平行金属极板a、b间有匀强磁场，一带负电的粒子(不计重力)以速度v水平匀速穿过两极板下列说法正确的是()A若将滑片P向上滑动，粒子将向a板偏转B若将a极板向上移动，粒子将向a板偏转C若增大带电粒子的速度，粒子将向b板偏转D若增大带电粒子带电荷量，粒子将向b板偏转解析将滑片P向上滑动，电阻R两端的电压减小因电容器与电阻并联，故两板间的电势差减小,根据E知
7、两板间的电场强度减小，粒子所受电场力减小，因带负电，电场力向上，所以粒子将向b板偏转，A错误；保持开关闭合，将a极板向上移动一点，板间距离增大，电压不变，由E可知，板间电场强度减小,粒子所受电场力向上变小，洛伦兹力向下，则粒子将向b板偏转，故B错误；若增大带电粒子的速度，所受极板间洛伦兹力增大，而所受电场力不变，故粒子将向b板偏转，C正确；若增大带电粒子带电荷量，所受电场力增大，所受洛伦兹力也增大，但两者仍相等，故粒子将不会偏转，故D错误答案C二、非选择题6(2015河北“五个一名校联盟”联考)如图,边长L0.2 m的正方形abcd区域(含边界)内，存在着垂直于区域的横截面(纸面)向外的匀强磁
8、场，磁感应强度B5.0102T.带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其它区域形成的电场)，MN放在ad边上，两板左端M、P恰在ab边上，两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF.EF中间有一小孔O，金属板长度、板间距、挡板长度均为l0.1 m在M和P的中间位置有一离子源S，能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子，离子的电荷量均为q3.21019 C，质量均为m6.41026 kg.不计离子的重力，忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板后的反弹(1)当电场强度E104 N/C时，求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率；(2)电场强度取值在一定范围时，可使沿SO连线穿过O并进
9、入磁场区域的离子直接从bc边射出，求满足条件的电场强度的范围解析(1)穿过孔O的离子在金属板间需满足qv0BEq代入数值得v02.0105 m/s(2)穿过孔O的离子在金属板间仍需满足qvBEq离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动，有qvBm由以上两式子得E从bc边射出的离子,其临界轨迹如图，对应的轨迹半径最大，对应的电场强度最大，由几何关系可得r1l0.1 m由此可得E11.25103 N/C从bc边射出的离子,轨迹半径最小时，其临界轨迹如图，对应的电场强度最小，由几何关系可得2r2L所以r20.075 m由此可得E29.375102 N/C所以满足条件的电场强度的范围为9375102 N/
10、CE1.25103 N/C答案(1)2.0105 m/s(2)9.375102 N/CER的区域存在沿y方向的匀强电场，电场强度为E.在M点有一粒子源，辐射的粒子以相同的速率v，沿不同方向射入第一象限.发现沿x方向射入磁场的粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场.已知粒子的质量为m，电荷量为q.粒子重力不计(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小；(2)求沿x方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程；(3)沿与x方向成60角射入的粒子,最终将从磁场边缘的N点(图中未画出)穿出，不再进入磁场，求N点的坐标和粒子从M点运动到N点的总时间解析(1)沿x方向射入磁场的粒子进入电场后
11、,速度减小到0，粒子一定是从如图1的P点射出磁场，逆着电场线运动，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径rR根据Bqvr得B(2)粒子返回磁场后，经磁场偏转后从N点射出磁场，MN为直径，粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长s1R设在电场中的路程为s2，根据动能定理得Eqmv2s2总路程sR(3)如图2，沿与x方向成60角射入的粒子，从C点竖直射出、射入磁场，从D点射入、射出电场，最后从N点(MN为直径)射出磁场所以N点坐标为(2R，0)在磁场中，MC段轨迹圆弧对应圆心角30，CN段轨迹圆弧对应圆心角150，所以在磁场中的时间为半个周期，即t1粒子在CD段做匀速直线运动，CD则从C到D，再从D返回到C所
12、用时间，t2粒子在电场中做匀速直线运动，加速度at3总时间t答案(1)(2)R(3)(2R，0)3(先磁场、再电场)如图所示，在xOy平面内,紧挨着的三个“柳叶”形有界区域内(含边界上)有磁感应强度为B的匀强磁场，它们的边界都是半径为a的圆，每个圆的端点处的切线要么与x轴平行，要么与y轴平行区域的下端恰在O点,区域在A点平滑连接,区域在C点平滑连接大量质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子依次从坐标原点O以相同的速率、各种不同的方向射入第一象限内(含沿x轴、y轴方向)，它们只要在磁场中运动,轨道半径就都为a.在ya的区域，存在场强为E的沿x 方向的匀强电场整个装置在真空中，不计粒子重力和粒子之
13、间的相互作用求：(1)粒子从O点出射时的速率v0；(2)这群粒子中，从O点射出至运动到x轴上的最长时间；(3)这群粒子到达y轴上的区域范围解析(1)由qBv0m，Ra，解得v0(2)这些粒子中，从O沿y轴方向射入磁场的粒子，从O到C耗时最长由tmax，sa，得tmax(3)这些粒子经过区域偏转后方向都变成与x轴平行，接着沿直线匀速进入区域，经过区域偏转又都通过C点，从C点进入区域，经过区域偏转，离开区域时，所有粒子的运动方向都变成y方向(即垂直进入电场)对于从x2a进入电场的粒子，在x方向的分运动有2at解得t1则该粒子运动到y轴上的坐标为y1av0t1aBa对于从x3a进入电场的粒子，在x方向的分运动有3at解得t2则该粒子运动到y轴上的坐标为y2av0t2aBa这群粒子运动到y轴上的区域范围为aBayaBa答案(1)(2)(3)aBayaBa21
