高中物理磁场专题讲解经典例题.docx
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1、 磁场专题7【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏可以发光。MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面对里。P为屏上的一小孔,PQ及MN垂直。一群质量为m、带电荷量q的粒子(不计重力),以一样的速率v,从P处沿垂直于磁场方向射入磁场区域,且分布在及PQ夹角为的范围内,不计粒子间的互相作用。则以下说法正确的是( )QA在荧光屏上将出现一个圆形亮斑,其半径为B在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为C在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑,其半径为D在荧光屏上将出现一个条形亮线,其长度为10【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图,
2、电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关闭合。两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是(忽视带电粒子的重力)( )A保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出B保持开关闭合,将滑片P向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出C保持开关闭合,将a极板向下挪动一点,粒子将接着沿直线穿出D假如将开关断开,粒子将接着沿直线穿出4【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示,一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处,可以在三角形所在的平面内向各个方向放射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子,整个三角形位于
3、垂直于ABC的匀强磁场中,若使随意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域,则磁感应强度的最小值为 ()A BC D答案D解析如图所示带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是rtan30a,由qvBm得,最小的磁感应强度是B6【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示,用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,并以速率v1向右匀速运动,从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v2,假如微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动,则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为 ()A, B,C, D,10【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次结合考试】如图所示,质
4、量为m,带电荷量为q的P环套在固定的程度长直绝缘杆上,整个装置处在垂直于杆的程度匀强磁场中,磁感应强度大小为B现给环一向右的初速度v0,则()A环将向右减速,最终匀速B环将向右减速,最终停顿运动C从环开场运动到最终到达稳定状态,损失的机械能是mvD从环开场运动到最终到达稳定状态,损失的机械能是mvm210答案AD解析环在向右运动过程中受重力mg,洛伦兹力F,杆对环的支持力、摩擦力作用,由于v0,qv0Bmg,在竖直方向有qvBmgFN,在程度方向存在向左的摩擦力作用,所以环的速度越来越小,当FN0时,Ff0,环将作速度v1的匀速直线运动,A对B错,从环开场运动到最终到达稳定状态,损失的机械能为
5、动能的削减,即mvm2,故D对C错,正确答案为AD10【2011届山东省寿光市高三第一学期抽测】带电粒子以速度v沿四方向射入一横截面为正方形的区域BC均为该正方形两边的中点,如图所示,不计粒子的重力当区域内有竖直方向的匀强电场E时,粒子从A点飞出,所用时间为t1:当区域内有垂直于纸面对里的磁感应强度为B的匀强磁场时,粒子也从B点飞出,所用时间为t2,下列说法正确的是AD12【合肥一中和其联谊学校2011届高三第三次全省大联考】如图所示,在厚铅板P外表中心放置一很小的放射源么,能从A点向各个方向放出一样速度的粒子。厚铅板P的左侧有垂直纸面纸面对里的匀强磁场,磁感应强度为B,范围足够大,在A处上方
6、L处有一涂荧光材料的金属条Q,并及P垂直。若金属条Q受到粒子的冲击而出现荧光的局部集中在CD间,且CD= L,粒子质量为m、电荷量为q,则( )A粒子在磁场中作圆周运动的半径为R= LB运动到C点的粒子进入磁场时速度方向及PQ边界相垂直C粒子在磁场中运动的最长时间为tmax=2m/qBD粒子在磁场中运动的最短时间为 tmin =2m/qB19【皖南八校2011届高三第二次联考】带电小球以肯定的初速度v0竖直向上抛出,可以到达的最大高度为hl;若加上程度方向的匀强磁场,且保持初速度仍为vo,小球上升的最大高度为h2;若加上程度方向的匀强电场,且保持初速度仍为v。,小球上升的的最大高度为h3,如图
7、所示不计空气阻力,则 Ah1=h2=h3 Bh1h2h3 Ch1=h2h3 Dh1=h3h2答案:D 由竖直上抛运动的最大高度公式得:=。当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有程度速度,由能量守恒得:mgh2+Ek=mV02= mgh1,所以。当加上电场时,由运动的分解可知:在竖直方向上有,V02=2gh3 ,所以=。20【2010-2011学年度安庆联考理科综合】如图所示的速度选择器中,存在互相正交的匀强电场、磁场,磁感应强度为 B ,电场强度为 E ,带电粒子(不计重力)射人场区时的速度为 v0 。下列推断不正确的是( )A 只有带正电且以速度V0=E/B,才能从S1孔射入,才能从S2孔射
8、出B . 若带电粒子从 S2孔射人,则粒子不行能沿直线穿过场区C .假如带负电粒子从 S1孔沿图示方向以速度 v0 E/B射人,那么其电势能将渐渐削减 D.无论是带正电还是带负电的粒子,若从 S2孔沿虚线射人,其动能都肯定增加12. 【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】如图甲所示是盘旋加速器的示意图,其核心局部是两个D形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,并分别及高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能EK随时间的变更规律如图乙所示,若忽视带电粒子在电场中的加速时间,则下列推断中正确的是A.高频电源的变更周期应当等于B.在Ekt图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t
9、1C.粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能肯定越大D.不同粒子获得的最大动能都一样考点:盘旋加速器的工作原理:磁场使粒子做圆周运动,对粒子不做功,电场对粒子做功每次做的功相等,高频电源变更的周期及带电粒子在磁场中运动的周期一样。且及半径无关。粒子获得的最大速度由知只及加速器的半径有关,则。每次获得的动能。加速的总时间13【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】物体导电是由其中的自由电荷定向挪动引起的,这些可以挪动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,它的载流子为电子;另一类是P型半导体,它的载流子为“空穴”,相当于带正电
10、的粒子,假如把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图10所示,且及前后侧面垂直,长方体中通有方向程度向右的电流,设长方体的上下外表M、N的电势分别为M和N,则下列推断中正确的是A假如是P型半导体,有MN B假如是N型半导体,有MNC假如是P型半导体,有M D假如是金属导体,有MTbTc20【2011年安徽省名校第一次联考】如图所示,边界OA及OC之间分布有垂直纸面对里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。某一时刻,从S平行于纸面对各个方向放射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力和粒子间的互相作用),全部粒子的初速度大小一样,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知,从边界OC射
11、出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为( )ABCD首先要推断出粒子是做逆时针圆周运动。由于全部粒子的速度大小都一样,故弧长越小,粒子在磁场中运动时间就越短;从S作OC的垂线SD,可知粒子轨迹过D点时在磁场中运动时间最短,依据最短时间为,结合几何学问可得粒子圆周运动半径等于(如图);由于粒子是沿逆时针方向运动,故沿SA方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长,依据几何学问易知此粒子在磁场中运动轨迹恰为半圆,故粒子在磁场中运动的最长时间为。5. 【辽宁省铁岭六校2011届高三上学期第三次联考】如图所示,ABC为竖直平面内的光滑
12、绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为及AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面对里。质量一样的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则A经过最高点时,三个小球的速度相等B经过最高点时,甲球的速度最小C甲球的释放位置比乙球的高D运动过程中三个小球的机械能均保持不变15【厦门双十中学2011届寒假练习】(12分)如图所示,在平面坐标系xoy内,第、象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第I、象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面对外一
13、带正电粒子从第象限中的Q(一2L,一L)点以速度沿轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,O)点射出磁场不计粒子重力,求: (1)电场强度及磁感应强度大小之比 (2)粒子在磁场及电场中运动时间之比解:(1)设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,粒子在电场中运动,由平抛运动规律和牛顿运动定律得 1分 1分qE=ma 1分粒子到达O点时沿方向分速度为 1分 1分粒子在磁场中的速度为 1分由 1分由几何关系得 1分得 1分 (2)在磁场中运动的周期 1分粒子在磁场中运动时间为 1分得 1分15. 【宿迁市2011届期末考】(16分)如图所示,直角坐标系xo y位于竖直平面内,在一括-m
14、x0的区域内有磁感应强度大小B=4.0 l 04T、方向垂直于纸面对里的条形匀强磁场,其左边界及x轴交于P点;在x0的区域内有电场强度大小E=4NC、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d= 2m。一质量m=6.4 l 0-27kg、电荷量q=3.21 0-19C的带电粒子从P点以速度v=4104ms,沿及X轴正方向成a=600角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求: (1)带电粒子在磁场中运动时间; (2)当电场左边界及y轴重合时Q点的横坐标; (3)若只变更上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,探讨此电场左边界的横坐标x及电场强度的大小E,的函
15、数关系14【历城市2011届第三次调研】(15分)如图Ox、Oy、Oz为互相垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B现有一质量为、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g)求:(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1和小球运动的轨道半径;(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y和动能Ek;(1)由于小球在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为
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