1、2011 届北京市各区高三物理期末考试分类汇编磁场（房山）2.如图所示，在匀强磁场的区域内有一光滑倾斜金属导轨，倾角为，导轨间距为，在其上垂直导轨放置一根质量为 m 的导线，接以如图所示的电源，电流强度为，通电导线恰好静止，则匀强磁场的磁感强度必须满足一定条件,下述所给条件正确的是.mgsin，方向垂直斜面向上.mgcos，方向垂直斜面向下.mg/，方向沿斜面水平向左.mgtg，方向竖直向上 ACD （房山）13如图所示，虚线区域内存在着电场强度为 E 的匀强电场和磁感强度为 B 的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则这区域内的 E 和 B 的方向可能
2、是下列叙述中的 E 和 B 都沿水平方向，并与电子运动方向相同.E 和 B 都沿水平方向，并与电子运动方向相反 E 竖直向上，B 垂直纸面向外 E 竖直向上，B 垂直纸面向里 A、B、C、D、C（房山）20、如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于 OC 且垂直于磁场方向一个质量为 m、电荷量为-q 的带电粒子从 P 孔以初速度 V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角600，粒子恰好从 C 孔垂直于 OC 射入匀强电场，最后打在 Q 点，已知 OQ 2 OC，不计粒子的重力，求：(l)粒子从 P
3、运动到 Q 所用的时间 t。(2)电场强度 E 的大小 (3)粒子到达 Q 点时的动能 EkQ （房山）20、(1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧(O1 为粒子在磁场中圆周运动的圆心）：PO1 C=120设粒子在磁场中圆周运动的半径为 r，qBmvrrvmBqv02002 分 r+rcos 60=OC=x O C=x=3r/2 2分POQCEBv0POQEBvO1C粒子在磁场中圆周运动的时间qBmTt323111 分 粒子在电场中类平抛运动 O Q=2x=3r1 分qBmvrvxt3320021 分 粒子从 P 运动到 Q 所用的时间qBm)(ttt32321 1 分(2)粒子在电场中
4、类平抛运动22222121tmqEatx 1 分 202tvx 1 分 解得031 BvE 1 分(3)由动能定理qExmvEKQ20212 分 解得粒子到达 Q 点时的动能为20mvEKQ 1(昌平)3.在图 2 所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力 F 方向的是B(昌平)8.关于磁感应强度，下列说法中正确的是A由FBIL可知，B 与 F 成正比，与 IL 成反比B通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即 B0D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关D
5、(昌平)11.如图 7 所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上 MN 两点的电动势 E，就可以知道管中液体的流量Q单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为 d，磁感应强度为 B，则关于 Q 的表达式正确的是ABdEQBBdEQ4CBEdQ42DBEdQ2B(昌平)18.已知氕（11 H）、氘（21 H）、氚（31 H）三个带电粒子，它们以相同的速度垂直射入同一图 2BFIABFIBBFIDBFICNMBdv图 7匀强磁场中，做匀速圆周运动。则半径最大的是，周期最长的是。(昌平)18.氚（31 H），氚（31 H）(
6、昌平)24（7 分）如图 19 所示为一质谱仪的构造原理示意图，整个装置处于真空环境中，离子源 N 可释放出质量均为 m、电荷量均为 q（q0）的离子。离子的初速度很小，可忽略不计。离子经 S1、S2 间电压为 U 的电场加速后，从狭缝 S3 进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，沿着半圆运动到照相底片上的 P 点处，测得 P 到 S3 的距离为 x。求：(1)离子经电压为 U 的电场加速后的速度 v；(2)离子的荷质比(q/m)(昌平)24.（7 分）解：（1）离子经 S1、S2 间电压为 U 的电场加速，根据动能定理qU=221 mv(2 分)所以mqUv2(1 分)（
7、2）设离子进入磁场后做匀速圆周运动速率为 v，半径为 R。洛伦兹力提供向心力2mvqvBR(1 分)又因R=12x(1 分)联立，解得228xBUmq(2 分)(东城)2下列各图中，用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况，其中正确的是D(东城)14如图所示，截面为正方形空腔abcd 放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上的电子都被腔壁吸收，则由小孔c 和小孔d 射出的电子的速率之比为 ；由小孔c 和d 射出的电子在磁场中运动的时间之比为 。PS3S2S1NxB图 19ABCDIIIIBabcd(东城)142：1；1
8、：2(东城)17（10 分）质谱仪的工作原理图如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为1U；M 为速度选择器，两板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为1B，两板间距离为 d；N 为偏转分离器，内部有与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度为2B。一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子由静止经加速器加速后，恰能通过速度选择器，进入分离器后做圆周运动，并打到感光板 P 上。不计重力，求：（1）粒子经粒子加速器 A 加速后的速度v 的大小及速度选择器 M 两板间的电压2U；（2）粒子在偏转分离器 N 的磁场中做圆周运动的半径 R；（3）某同学提出：在其它条件不变的情况下，只减小加速电压
9、1U，就可以使粒子在偏转分离器 N 的磁场中做圆周运动的半径减小。试分析他的说法是否正确。(东城)17（10 分）（1）带电粒子在 A 中电场力对它做功，由动能定理2112qUmv带电粒子在 M 中水平方向受电场力和洛仑兹力，有21UqqvBd 可得12qUvmmqUdBU1122（4 分）（2）带电粒子在 N 中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力22vqvBm R可得1222U mRqB（4 分）（3）不正确。若其它条件不变，只减小加速电压 U1，则粒子经加速后获得的速度减小，进入速度选择器后，粒子受到电场力和洛仑兹力大小不再相等，粒子无法通过速度选择器进入偏转分离器。（2 分）(朝阳)11
10、如图所示，在正方形区域 abcd 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于 ad 边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是A在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长NMB1B2AU1+qmPvBdabcB在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合C不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同D在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大D(朝阳)20（12 分）如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道 AC 固定在场中，圆弧所在平面与电场平行，圆弧的圆心为 O，半径 R=1.
11、8m，连线 OA 在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角 =37。现有一质量 m=3.610-4kg、电荷量 q=9.010-4C 的带正电的小球（视为质点），以 v0=4.0m/s 的速度沿水平方向由 A 点射入圆弧轨道，一段时间后小球从C 点离开圆弧轨道。小球离开圆弧轨道后在场中做匀速直线运动。不计空气阻力，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）匀强电场场强 E 的大小；（2）小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。(朝阳)20（1）小球离开轨道后做匀速直线运动，其受力情况如图 1 所示，则有tanqEmg所以E=3.0N/C（2）设小球运动到 C 点时的速度为 v。在小球沿轨道从
12、A 运动到 C 的过程中，根据动能定理有22011sin(1 cos)22qERmgRmvmv解得v=5.0m/s 小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间，设小球对轨道的压力为 N，小球的受力情况如图 2 所示，根据牛顿第二定律有200mvNqBvmgR根据图 1 还有：cosmgqvB由可求得：N=3.210-3N根据牛顿第三定律可知，小球由 A 点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力N=N=3.210-3N (西城)5如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆 ab 垂直导轨放置，当杆中通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时，金属杆 a
13、b 刚好静止。则A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下Cab 受安培力的方向平行导轨向上Dab 受安培力的方向平行导轨向下A(西城)20（11 分）如图所示，相距为 R 的两块平行金属板 M、N 正对着放置，s1、s2 分别为 M、N 板上的小孔，s1、s2、O 三点共线，它们的连线垂直 M、N，且 s2O=R。以 O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D 为收集板，板上各点baIRMNODs1s2R2R2R到 O 点的距离以及板两端点的距离都为 2R，板两端点的连线垂直 M、N 板。质量为 m、带电量为+q 的粒子，经 s1 进入 M、N 间的电场
14、后，通过 s2 进入磁场。粒子在 s1 处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当 M、N 间的电压为 U 时，求粒子进入磁场时速度的大小 ；（2）若粒子恰好打在收集板 D 的中点上，求 M、N 间的电压值 U0；（3）当 M、N 间的电压不同时，粒子从 s1 到打在 D 上经历的时间 t 会不同，求 t 的最小值。(西城)20解：（1）粒子从 s1 到达 s2 的过程中，根据动能定理得221 mvqU【1分】解得粒子进入磁场时速度的大小mqUv2【1 分】（2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有rvmqvB2【1 分】由 得加速电压 U 与轨迹半径 r 的关系为mrqBU222当
15、粒子打在收集板 D 的中点时，粒子在磁场中运动的半径 r0=R【1 分】对应电压mRqBU2220【1 分】（3）M、N 间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板 D 的右端时，对应时间 t 最短。【1 分】根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径 r=3 R 【1 分】由 得粒子进入磁场时速度的大小mqBrv 粒子在电场中经历的时间qBmvRt33221【1 分】粒子在磁场中经历的时间qBmvRt3332【1 分】粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间qB
16、mvRt333【1 分】粒子从 s1 到打在收集板 D 上经历的最短时间为t=t1+t2+t3=qBm3)33(【1 分】（丰台）11.在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系 Oxyz（y 轴正方向竖直向上），如图 8 所示。已知电场方向沿 y 轴正方向，场强大小为 E；磁场方向沿 z 轴正方向，磁感应强度的大小为 B；重力加速度为 g。一质量为 m、带电量为+q 的带电微粒从原点以速度 v出发。关于它在这一空间的运动的说法正确的是A.一定能沿 x 轴做匀速运动B.一定沿 y 轴做匀速运动C.可能沿 y 轴做匀速运动D.可能沿 z 轴做匀速运动D（丰台）18.（12 分）图 17 为
17、汤姆生在 1897 年测量阴极射线（电子）的比荷时所用实验装置的示意图。K 为阴极，A1和 A2为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴极发出后被电场加速，只有运动方向与 A1和 A2的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿 00方向垂直进人方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为 r，圆心为 C。某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量：第一步：调节两种场的强弱。当电场强度的大小为 E，磁感应强度的大小为 B 时，使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动。第二步：撤去电场，保持磁
18、场和电子的速度不变，使电子只在磁场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点 P，通过推算得到电子的偏转角为（CP 与 OO下之间的夹角）。求：（1）电子在复合场中沿直线向右飞行的速度；（2）电子的比荷 me；（3）有位同学提出了该装置的改造方案，把球形荧屏改成平面荧屏，并画出了如图 18 的示意图。已知电场平行金属板长度为 L1,金属板右则到荧屏垂直距离为 L2。实验方案的第一步不变，可求出电子在复合场中沿直线向右飞行的速度。第二步撤去磁场，保持电场和电子的速度不变，使zxyO图 17电子只在电场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点 P，通过屏上刻度可直接读出电子偏离屏中心点的距离yQ
19、O/。同样可求出电子的比荷 me。请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。（丰台）18（12 分）（1）电子在复合场中二力平衡，即：eE=evB （2 分）得：BEv （2 分）（2）如图所示：其中 R 为电子在磁场中做圆（弧）运动的圆轨道半径。所以：22 （1 分）Rrtan （1 分）又因：RvmevB2 （1 分）联解以上式得：2tan2rBEme（1 分）（3）此方案可行，原因如下。（1 分）如图设电子在电场中偏转的侧向位移为 y/，有222/11LyyLL （1 分）电子通过水平电场的时间为：vLt1 电子在电场中偏转的加速度为：meEa 则侧向位移为mELeBEBLmeEaty
20、2)(2121212212/（1 分）图 18L1L2OO/Q+OOQ L1L2+-yy/图 4图 3联立式得：yLLLBEme)2(221212（1 分）磁场石景山 10.物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发现：当通过导线电流为1I 时，小磁针偏转了30；当通过导线电流为2I
21、 时，小磁针偏转了60，则下列说法中正确的是（）123II 122II 123II 无法确定A16（9 分）图 14 所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里，边界跟y 轴相切于坐标原点 点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v 的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍已知该带电粒子的质量为m、电荷量为q，不考虑带电粒子的重力（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变若从点沿 x 轴正方向射入磁场的粒子速度
22、已减小为 2v，求该粒子第一次回到点经历的时间 16（9 分）解：（1）带电粒子进入磁场后，受洛伦兹力作用，由牛顿第二定律得：rmBq2 2 分Bqmr1 分（2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为，则sin,22xr x 是粒子在磁场中轨迹的两端点的直线距离x 最大值为 2R，对应的就是 最大值且 2R=r所以maxmax1sin,60.22Rr 3 分0yx图 14 yx0（3）当粒子的速度减小为 2v 时，在磁场中作匀速圆周运动的半径为 RqBmvr 211 分 故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为90 时与边界相撞弹回，由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到点，亦即经历时间为一个周期1 分 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期BqmT2所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是Bqmt21 分版权所有：高考资源网()AB+-HhPS
