2021屆高三上學(xué)期期末考試物理全解全析匯編09磁場(解析版)

1、2021屆高三期末物理試題全解全析匯編磁場1、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末）.如圖所示，兩條平行的金屬軌道所構(gòu)成的平面與水平地而的夾 角為仇在兩軌道的頂端之間接有電源和一滑動變阻器，滑動變阻器的滑片處于中點(diǎn)位置，整個裝置處于垂 直軌道平而向上的勻強(qiáng)磁場中。一根金屬桿/垂直放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，循桿處于靜止?fàn)?態(tài)?，F(xiàn)將滑動變阻器的滑片向N端緩慢滑動，此過程中M桿始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是A.金屬桿與軌道之間一定不是光滑的B.金屬桿所受安培力的方向沿斜而向上C.滑片向N端滑動的過程中金屬桿所受安培力變小D.滑片向N端滑動的過程中金屬桿對軌道的壓力變小【答案】AC【解

2、析】AB.導(dǎo)體棒受力平衡，從。端看去，對導(dǎo)體棒受力分析:可知導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向下，金屬桿和軌道之間有摩擦力，故A正確，B錯誤:C.滑片向N端滑動，電阻增大，電流減小，根據(jù)安培力的表達(dá)式:可知安培力減小，故C正確口D.根據(jù)受力分析可知，軌道對金屬桿的支持力大小始終與重力垂直于斜面的分力大小相等不變，故D錯 誤。故選AC.2、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末）.如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn) 有兩個質(zhì)量相等、所帶電荷量大小也相等的帶電粒子a和b,先后以不同的速率從圓邊沿的a點(diǎn)對準(zhǔn)圓形區(qū) 域的圓心。射入圓形磁場區(qū)域，它們穿過磁場區(qū)域的運(yùn)動軌跡如圖所示。粒子之間的

3、相互作用力及所受重 力和空氣阻力均可忽略不計(jì)，下列說法中正確的是A. a、b兩粒子所帶電荷的電性一定不同B.射入圓形磁場區(qū)域時a粒子的速率較大C.穿過磁場區(qū)域的過程洛倫茲力對a做功較多D.穿過磁場區(qū)域 過程a粒子運(yùn)動的時間較長【答案】AD【解析】A.粒子的運(yùn)動偏轉(zhuǎn)軌跡相反，根據(jù)左手定則可知，粒子電性相反，故A正確:B.粒子沿圓形磁場的直徑飛入，根據(jù)徑向?qū)ΨQ定圓心如圖所示:可知:粒子在磁場中，洛倫茲力提供向心力：V1qvB = m r解得：u = 也.|J粒戶的質(zhì)量和電荷；卜相等，所以%二，故B錯誤;mc.根據(jù)左手定則可知洛倫茲力始終與速度垂直，不做功，故c錯誤；D.粒子在磁場中運(yùn)動的周期：T

4、2 4？ 1 =qB圓心角為。，在磁場中運(yùn)動的時間：a .t =r360兩粒子的質(zhì)量和電荷大小相等,所以周期相等，因?yàn)? >4，所以穿過磁場區(qū)域過程中所用時間：L >'，故D正確。故選AD.3、（2020北京市西城區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示的平行板器件中有方向相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場, 一帶正電的粒子以某一速度從該裝置的左端水平向右進(jìn)入兩板間后，恰好能做直線運(yùn)動。忽略粒子重力的 影響，則A.若只將粒子改為帶負(fù)電，其將往上偏B.若只增加粒子進(jìn)入該裝置的速度，其將往上偏C,若只增加粒子的電荷量，其將往下偏D.若粒子從右端水平進(jìn)入，則仍沿直線水平飛出【答案】BE【解析】正粒子

5、沿直線穿過正交場,向上的洛倫茲力和向下的電場力平衡，則送=半，3,即丁 = 一： BA.若只將粒子改為帶負(fù)電，則洛倫茲力和電場力的方向均反向，則粒子仍沿直線通過，選項(xiàng)A錯誤；B.若只增加粒子進(jìn)入該裝置的速度，則洛倫茲力變大，粒子將往上偏，選項(xiàng)B正確；C.若只增加粒子的電荷量，向上的洛倫茲力和向下的電場力仍平衡，其仍將沿直線通過，選項(xiàng)C錯誤；D.若粒子從右端水平進(jìn)入，則電場力和洛倫茲力均向下，則不可能仍沿直線水平飛出，選項(xiàng)D錯誤；故選B.4、（2020北京市西城區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，導(dǎo)線框與電源、滑動變阻器、電流表、開關(guān)組成閉合 回路，將導(dǎo)線框用彈簧測力計(jì)懸掛起來，導(dǎo)線框下端置于蹄形磁鐵兩

6、極之間，與磁場方向垂直放置。在接 通電路前先觀察并記錄下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)尸。接通電路，調(diào)行滑動變阻器使電流表讀數(shù)為幾觀察并記錄 彈簧測力計(jì)此時的讀數(shù)E，繼續(xù)調(diào)行滑動變阻器使電流表讀數(shù)為，A，k，觀察并記錄彈簧測力計(jì) 相應(yīng)的讀數(shù)尸3,，居。若實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)線框下端都未離開蹄形磁鐵兩極之間的區(qū)域，且該區(qū)域的 磁場可看作勻強(qiáng)磁場，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)描繪出的彈簧測力計(jì)彈力大小尸隨電流I變化的圖像可能是【答案】BC【解析】若線框受安培力向下，則尸=尸。+8：若安培力向上，則尸二氏-&£A.該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯誤；B.該圖與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確：C.該圖與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確：D.該圖與

7、結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯誤；故選BC.5、（2020北京市石景山區(qū)高三上學(xué)期期末）安德森利用云室照片觀察到宇宙射線垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時運(yùn)動 軌跡發(fā)生彎曲。如圖照片所示，在垂直于照片平面的勻強(qiáng)磁場（照片中未標(biāo)出）中，高能宇宙射線穿過鉛 板時，有一個粒子的軌跡和電子的軌跡完全相同，但彎曲的方向反了。這種前所未知的粒子與電子的質(zhì)量 相同，但電荷卻相反。安德森發(fā)現(xiàn)這正是狄拉克預(yù)言的正電子。正電子的發(fā)現(xiàn)，開辟了反物質(zhì)領(lǐng)域的研究， 安德森獲得1936年諾貝爾物理學(xué)獎。關(guān)于照片中的信息，下列說法正確的是（）A.粒子的運(yùn)動軌跡是拋物線B.粒子在鉛板上方運(yùn)動的速度大于在鉛板下方運(yùn)動的速度C.粒子從上向下穿過鉛板D.勻

8、強(qiáng)磁場的方向垂直照片平面向里【答案】D【解析】A.由于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，所以粒子的運(yùn)動軌跡不是拋物線，故A錯誤:B.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得V2qvB = tn 解得mv由圖示粒子的運(yùn)動軌跡可知，鉛板上方粒子軌道半徑小，速度較小，故B錯誤：C.粒子穿過鉛板后能量有損失，粒子的速度、，減小，則粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑，,減小，所以粒子從下向上穿過鉛板,故C錯誤；D,粒子帶正電，由左手定則可知，磁場方向垂直于紙面向里，故D正確。故選D6、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）如圖所示，兩條平行的金屬軌道所構(gòu)成的平面與水平地 面的夾角為8,在

9、兩軌道的頂端之間接有電源和一滑動變阻器，滑動變阻器的滑片處于中點(diǎn)位置，一根金屬 桿而垂直放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，融桿處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場, 待電路穩(wěn)定后砧桿仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（ ）A.金屬桿仍所受安培力的方向豎直向上B.金屬桿2所受安培力的方向平行斜面向下C.調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向M端滑動的過程中，金屬桿而仍可能保持靜止?fàn)顟B(tài)。D.調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片向N端滑動的過程中，金屬桿/一定保持靜止?fàn)顟B(tài)?！敬鸢浮緾D【解析】AB.由左手定則可知，金屬桿而所受安培力的方向平行斜而向上，選項(xiàng)AB錯誤：C.調(diào)行滑動變阻器的滑片向M端滑動的過程中，電阻減小，電

10、流變大，向上的安培力變大，若此時靜摩 擦力不超過最大值，則金屬桿而仍可能保持靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)C正確。D.調(diào)箕滑動變阻器的滑片向N端滑動的過程中，電阻增大，電流減小，向上的安培力減小，則金屬桿帥 一定保持靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)D正確。故選CD7、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）如圖所示，兩條平行的金屬軌道所構(gòu)成的平面與水平地 面的夾角為仇在兩軌道的頂端之間接有電源和一滑動變阻器，滑動變阻器的滑片處于中點(diǎn)位置，一根金屬 桿而垂直放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，用桿處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場,待電路穩(wěn)定后任桿仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（A.加入磁場后，金屬桿而所受的

11、靜摩擦力一定減小B.調(diào)門滑動變阻器的滑片向M端移動的過程中，金屬桿而受到的靜摩擦力可能減小C.調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，當(dāng)滑片向端移動的過程中，金屬桿而受到的靜摩擦力可能減小D.如圖所示的磁場方向，若金屬桿的質(zhì)量為胴，電路中的電流此時為/且保持不變，金屬桿打的有效長度 為L,則該方向的磁場有最小值”以”ILE.滑動變阻器的滑片向河端調(diào)到某一位置后，金屬桿外可能會向上做勻加速運(yùn)動F.滑動變阻器的滑片向N端調(diào)到某一位置后，金屬桿必可能會向下做變加速運(yùn)動【答案】BC【解析】AB.加磁場之前金屬棒受靜摩擦力向上，大小為wgsmO：加入磁場后，受平行斜而向上的安培力，因安培 力大小不確定，可知金屬桿而所受的

12、靜摩擦力大小可能減小，也可能增大或不變，選項(xiàng)A錯誤，B正確;C調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，當(dāng)滑片向N端移動的過程中，電阻增加，電流減小，向上的安培力減小，若靜 摩擦力方向沿斜而向下，則尸女可知，金屬桿仍受到的靜摩擦力減小，選項(xiàng)C正確：D要使金屬棒靜止在斜而上安培力最小值為零，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值也為零，選項(xiàng)D錯誤：E滑動變阻器的滑片向M端調(diào)到某一位置后，因安培力變大，若安培力大于摩擦力和重力的分力的合力時 金屬桿會向上運(yùn)動，但是隨著向上運(yùn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電流會減小，安培力也會減小，則。6的運(yùn)動不 可能是勻加速運(yùn)動，選項(xiàng)E錯誤：E滑動變阻器的滑片向N端調(diào)到某一位置后，因電阻變大，電流減小，但是因?yàn)?/p>

13、即使電流為零金屬棒仍可 靜止，則金屬桿。6不可能會向下做變加速運(yùn)動，選項(xiàng)F錯誤;故選BC.8、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末）.，將一段裸銅導(dǎo)線彎成如圖甲所示形狀的線框，將它置于一節(jié)5 號干電池的正極上（線框上端的彎折位置與正極良好接觸），一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，使銅導(dǎo) 線框下而的兩端尸、。與磁鐵表而保持良好接觸，放手后線框就會發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而制成了一個“簡易電動機(jī)”， 如圖乙所示。關(guān)于該“簡易電動機(jī)”，下列說法中正確的是A.如果導(dǎo)線框下面的兩端尸、0有一端與磁鐵表面不接觸，線框也會發(fā)生轉(zhuǎn)動B.如果磁鐵吸附在電池負(fù)極的磁極調(diào)換一下，線框轉(zhuǎn)動的方向也應(yīng)該改變C.電池的輸出功率一定

14、大于線圈轉(zhuǎn)動的機(jī)械功率D.線框由靜止開始轉(zhuǎn)動的過程中，通過線框中的電流大小始終不變【答案】ABC【解析】AB.假設(shè)磁鐵下端為N極，上端為S極，則線框周圍的磁感線向上，一定會有垂直導(dǎo)線向上的分量，由于 線框的下端靠近磁極，所以受力起主要作用，根據(jù)電池正負(fù)極畫出電流的方向如圖，根據(jù)左手定則判斷安 培力的方向如圖，說明線框從上向下看，逆時針轉(zhuǎn)動；乙線框中有電流，就能夠轉(zhuǎn)動，所以導(dǎo)線框下面兩端P、Q有一端與磁鐵表而不接觸，線框中也有電流，能夠 轉(zhuǎn)動：改變磁場的方向，根據(jù)上述原理可知線框轉(zhuǎn)動的方向改變，故AB正確：C.電池的輸出功率一部分轉(zhuǎn)化為線圈轉(zhuǎn)動的機(jī)械功率，一部分用于電阻產(chǎn)生熱量，故C正確；D.線

15、框從靜止開始旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定的過程中，導(dǎo)線框切割磁感線會產(chǎn)生反電動勢，電流會減小，故D錯誤。故選ABC。9、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）將一段裸銅導(dǎo)線彎成如圖甲所示形狀的線框，將它置于 一節(jié)5號干電池的正極上（線框上端的彎折位置與正極良好接觸），一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極， 使銅導(dǎo)線框下而的兩端尸、。與磁鐵表而保持良好接觸，放手后線框就會發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而制成了一個“簡易 電動機(jī)”，如圖乙所示。關(guān)于該“簡易電動機(jī)”，下列說法中正確的是（）A,線框轉(zhuǎn)動起來是由于受到電場力的作用B.如果磁鐵吸附在電池負(fù)極的是S極，那么從上向下看，線框做逆時針轉(zhuǎn)動C.電池輸出的電功率等于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)

16、械功率D.電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率E.如果線框下而只有一端導(dǎo)線與磁鐵良好接觸，則線框?qū)⑸舷抡駝印敬鸢浮緽D【解析】AB.如果磁鐵上端為S極，下端為N極，周圍磁感線由下往上斜穿入金屬絲內(nèi)部，而電流方向由上向下, 由左手定則知：由上往下看（俯視），金屬框逆時針轉(zhuǎn)動，所以該裝置的原理是電流在磁場中的受力，即安 培力，故A錯誤，B正確：CD.電池輸出的電功率一部分轉(zhuǎn)化為線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率，另一部分轉(zhuǎn)化為熱功率，則電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率，選項(xiàng)C錯誤，D正確：E.如果線框下而只有一端導(dǎo)線，磁鐵良好接觸，導(dǎo)線受到的安培力方向是不變的，則線框不會上下振動， 選項(xiàng)E錯誤：故選BD.

17、10、（2020北京市豐臺區(qū)高三上學(xué)期期末）下列關(guān)于場的說法正確的是（）A,電場和磁場并不是真實(shí)存在的物質(zhì)B.電場對放入其中的電荷一定有力的作用C.磁場對放入其中的電荷一定有力的作用D.將放入電場中的電荷移走，電場隨之消失【答案】B【解析】A.電場和磁場是真實(shí)存在的一種特殊物質(zhì)，電場，磁場這種物質(zhì)與通常的實(shí)物不同，它不是由分子原子所 組成，但它是客觀存在的，故A錯誤。B.電場與重力場相似，其基本特性是對放入其中的電荷有力的作用。故B正確。C.磁場對放入其中運(yùn)動的電荷才有力的作用，故C錯誤。D.電場和放入電場中的電荷沒有關(guān)系，電場是由場源電荷和離場源電荷的距離共同決定的。故D錯誤。故選Ben、（

18、2020北京市豐臺區(qū)高三上學(xué)期期末）導(dǎo)線中沒有電流時，其周圍空間沒有磁場；當(dāng)導(dǎo)線通有電流時, 其周圍空間有磁場。由此可猜想：定向運(yùn)動的電荷周圍有磁場。猜想的主要依據(jù)是（）A.導(dǎo)線兩端有電壓時，導(dǎo)線中形成電流B.電流是電荷定向運(yùn)動形成的C.導(dǎo)線中存在正電荷和負(fù)電荷D.導(dǎo)線中存在可以自由移動的電荷【答案】B【解析】 根據(jù)電流形成的條件可知，電流是電荷定向運(yùn)動形成的。當(dāng)導(dǎo)線中沒有電流時，即導(dǎo)線中沒有做定向移動 的電荷，此時周圍空間沒有磁場。當(dāng)導(dǎo)線通有電流時，導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷做定向移動，其周圍空間就有磁 場，故由此可猜想：定向運(yùn)動的電荷周圍有磁場。故B正確，ACD錯誤。12、（2020北京市豐臺區(qū)高三

19、上學(xué)期期末）某同學(xué)在利用如圖所示裝置“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”實(shí)驗(yàn) 中，把三塊相同的蹄形磁體并排放在桌面上，用細(xì)導(dǎo)線將一根銅質(zhì)導(dǎo)體棒水平懸掛在磁體的兩極間，導(dǎo)體 棒的方向與磁場方向垂直，當(dāng)導(dǎo)體棒中有電流通過時，導(dǎo)體棒帶動細(xì)導(dǎo)線偏離豎直方向，離開豎直方向最 大角度稱為擺動角。該同學(xué)在保持電流大小不變的條件下，通過兩組實(shí)驗(yàn)作對比研究。實(shí)驗(yàn)I：電流從細(xì)導(dǎo) 線2流入、細(xì)導(dǎo)線3流出；實(shí)驗(yàn)n電流從細(xì)導(dǎo)線1流入、細(xì)導(dǎo)線4流出，關(guān)于兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正 確的是（）A.實(shí)驗(yàn)I中細(xì)導(dǎo)線向外擺動，擺動角小于實(shí)驗(yàn)II擺動角b.實(shí)驗(yàn)i中細(xì)導(dǎo)線向外擺動，擺動角大于實(shí)驗(yàn)n擺動角c.實(shí)驗(yàn)I中細(xì)導(dǎo)線向里擺動，擺動角小于

20、實(shí)驗(yàn)n擺動角D.實(shí)驗(yàn)I中細(xì)導(dǎo)線向里擺動，擺動角大于實(shí)驗(yàn)n擺動角【答案】a【解析】根據(jù)安培力定則可知，實(shí)驗(yàn)I中細(xì)導(dǎo)線受到向外的安培力,故向外擺動.根據(jù)安培力公式產(chǎn)安=3比可知，磁 場強(qiáng)度，電流相同時，通電的導(dǎo)體棒長度越長，安培力越大，故實(shí)驗(yàn)II擺動角大，故A正確，BCD錯誤。故選A,13、（2020北京市大興區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子 垂直磁場邊界從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出。下列說法正確的是:G又A xl ai:xxx:IIIIII,xX X1J JA.粒子帶正電B.粒子在b點(diǎn)速率大于在。點(diǎn)速率C.若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出D.若僅減

21、小入射速率，則粒子在磁場中運(yùn)動時間變長【答案】D【解析】A.由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯誤：B.粒子在磁場中運(yùn)動時洛倫茲力不做功，粒子的速率不變，則粒子在6點(diǎn)速率等于在。點(diǎn)速率，選項(xiàng)B錯誤:C.根據(jù)可知，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子軌道半徑減小，則粒子不可能從b點(diǎn)右側(cè)射出，送 qBC錯誤：mvD.若僅減小入射速率，根據(jù)r=下 :動的半徑減小，在磁場中成劉的圓弧所對的圓心角變大,而粒子的周期不變,根據(jù)f =則粒子在磁場中運(yùn)動時間變長，選項(xiàng)D正確:24故選D.14、（2020北京市朝陽區(qū)高三上學(xué)期期末）以下與“IV”相等的是A. IN iWCB. lJ/sC. IT m屋D. 1WWC【答案

22、】A【解析】A. IN m/C=U/C=lV,選項(xiàng) A 正確:B. U/s=lW,選項(xiàng)B錯誤；NV-As VC. lT-m/s2 =m/s2 =7 =-=,選項(xiàng) C 錯誤；AmAms Ams mscTnr N - m2JA-Vs VsD. lWb/C=，選取 D 錯吠：C Am-C AC AC C故選A.15、（2020北京市朝陽區(qū)高三上學(xué)期期末）在光滑水平而上，細(xì)繩的一端拴一帶正電的小球，小球繞細(xì)繩的 另一端。沿順時針做勻速圓周運(yùn)動，水平而處于豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示（俯視）。某時 刻細(xì)繩突然斷裂，則下列推斷正確的是XX x x廠、X /XX X；aI，x XX / X，XXX

23、 XA.小球?qū)㈦x圓心。越來越遠(yuǎn)，且速率越來越小B.小球?qū)㈦x圓心。越來越遠(yuǎn)，且速率保持不變C.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動，運(yùn)動周期與繩斷前的周期一定相等D.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動，運(yùn)動半徑與繩斷前的半徑可能相等【答案】D【解析】AB.由左手定則可知，小球受洛倫茲力背離圓心向外，當(dāng)細(xì)繩斷裂后，則小球?qū)⒃诼鍌惼澚ψ饔孟吕@逆時 針方向做勻速圓周運(yùn)動，則選項(xiàng)AB錯誤：2CD.剪斷細(xì)線前：T_qvB = mJ 因剪斷細(xì)線后速度不變；若滿足T - q田丑姐，則剪斷細(xì)線后做圓周運(yùn)動的半校與原來相同：若丁 一夕出工4田，則剪斷削線后做圓周運(yùn)動的半徑與原來不相同，則由7 = 變 v可知周期不相同，選項(xiàng)c錯誤，D正確：故選

24、D.16、（2020,北京新學(xué)道臨川學(xué)校高三上學(xué)期期末）如圖所示，光滑絕緣水平而上，有一矩形線圈沖入一勻強(qiáng) 磁場，線圈全部進(jìn)入磁場區(qū)域時，其動能恰好等于它在磁場左側(cè)時的一半，設(shè)磁場寬度大于線圈寬度，那 么（）QJA.線圈恰好在剛離開磁場的地方停下B.線圈在磁場中某位置停下C.線圈在未完全離開磁場時即已停下D.線圈完全離開磁場以后仍能繼續(xù)運(yùn)動，不會停下來【答案】D【解析】線圈沖入勻強(qiáng)磁場時，產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受安培力作用做減速運(yùn)動，動能減少.同理，線圈沖出勻強(qiáng)磁 場時，動能也減少，進(jìn)、出時減少的動能都等于安培力做的功.由于進(jìn)入時的速度大，故感應(yīng)電流大，安 培力大，安培力做的功也多，減少的動能也多

25、，線圈離開磁場過程中，損失的動能少于它在磁場外面時動 能的一半，因此線圈離開磁場仍繼續(xù)運(yùn)動.D項(xiàng)正確.17、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，兩根垂直紙而平行放置的直導(dǎo)線M和N,通有大小 相等方向相反的電流I，在紙面上與M、N距離相等的一點(diǎn)P處，M、N導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別 為Bl、B2,則下圖中正確標(biāo)出8與合矢量B的方向的是（）1、P、A /fBJC'、pn、PC. bD、_、"J' BN© 1N' 1【答案】D【解析】MN在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)安培定則，電流M在P點(diǎn)的磁場向右上方，電流N在P點(diǎn)的 磁場的方向向右

26、卜方，所以，合磁場的方向一定右.B.該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯誤；C.該圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯誤；D.該圖與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確：故選D18、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，三塊相同蹄形磁鐵并列放置在水平桌而上，磁鐵的N 極在上，S極在下，固定不動。導(dǎo)體棒用圖中小人輕而柔軟的細(xì)導(dǎo)線懸掛起來，它們與導(dǎo)體棒和電源構(gòu)成 回路（電源沒有在圖中畫出），導(dǎo)線。、接在直流電源的正負(fù)極兩端，認(rèn)為導(dǎo)體棒所在位置附近均為強(qiáng)磁 場，接通電源后，逐漸加大電流，看到導(dǎo)體棒的擺動幅度也逐漸變大。根據(jù)本次試驗(yàn)操作的現(xiàn)象，下列說 法正確的是A.導(dǎo)線。接在直流電源的負(fù)極，導(dǎo)線/?接在直流電源的正極B.電流越大

27、，導(dǎo)體棒受到的安培力越大C.電流的方向影響導(dǎo)體棒受到安培力的方向D.磁場越強(qiáng)，導(dǎo)體棒受到的安培力越大【答案】B【解析】ACD.此次實(shí)驗(yàn)操作過程沒有改變電流方向，導(dǎo)體棒所在位置處為勻強(qiáng)磁場，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能確定電 流方向，也就不能確定導(dǎo)線。、b接的正負(fù)極：故不能說明電流方向。安培力方向的關(guān)系，也不能說明磁場 大小與安培力大小的關(guān)系，故A錯誤，C錯誤，D錯誤。B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知此次實(shí)驗(yàn)操作過程中過程中其他條件不變，電流越大導(dǎo)體棒的撰動幅度也逐漸變大, 根據(jù)力的平衡可知導(dǎo)體棒受到的安培力也越大，故B正確；故選19、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，正方形區(qū)域出（d中充滿勻強(qiáng)磁場，磁

28、場方向垂直紙 面向里，一個氫核從小邊的中點(diǎn)?沿著既垂直于邊又垂直于磁場的方向，以一定速度口射入磁場，正 好從邊中點(diǎn)射出磁場，若將磁場的感應(yīng)強(qiáng)度3變?yōu)樵瓉淼囊话?，其他條件不變，則這個氫核射出磁場 的位置是A.。點(diǎn)B . b 點(diǎn)、C.在“、之間某點(diǎn)D.在反之間某點(diǎn)【答案】D【解析】設(shè)正方向的邊長為，由題意可知?dú)浜藦狞c(diǎn)射出時其軌道半徑:/= 2氫核在磁場中做勻速圓周運(yùn)動由洛倫茲力提供向心力可得：V2qvB = m r當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼囊话霑r，由洛倫茲力提供向心力得：1 dV2qv-B = m 2 R計(jì)算得出現(xiàn)在氫核的軌道半徑：R = 2r = l再結(jié)合圖中的幾何關(guān)系可知?dú)浜藨?yīng)從反點(diǎn)之間某點(diǎn)穿出：

29、故D正確，ABC錯誤。故選D.20、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，天平可以用來測定磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場方向垂直紙面（虛 線圍成的區(qū)域），天平的右臂下而掛有一個矩形線圈，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場中，下底邊長為L , 右側(cè)邊深入磁場中的長為。，線圈中通有電流/ （方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量分別為仆乜 的硅碼，天平平衡；當(dāng)電流反向（大小不變）時，右邊再加上質(zhì)量為7的硅碼后天平重新平衡，下列說法 中正確的是（）A.磁場的方向是垂直紙面向里B.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度8 =黑1LNC.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度8 =2ILND.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度8 = ：777yZ1 L / V【答案】AC

30、【解析】A.電流反向后，安培力反向，需要在天平右邊加上硅碼才能重新平衡，所以開始時安培力向下，由左手定 則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，故A正確。BCD .根據(jù)平衡條件有：mg = 7n2g + NBIL當(dāng)電流反向后有:加g = m2g + mg - NBIL聯(lián)立有：mg = 2NBIL則磁場大?。築 ="2NIL故C正確，BD錯誤故選AC。21、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）在勻強(qiáng)磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流 方向垂直時，在導(dǎo)體內(nèi)的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個電勢差也被叫做霍爾電壓。同時在導(dǎo)體內(nèi)形成霍爾

31、電場與/,利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用 于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖所示，在勻強(qiáng)磁場5 （磁場方向垂直于前后表面），有一載流導(dǎo)體，已知上 表而寬為“，側(cè)而高為人（已在圖中標(biāo)出），若通過導(dǎo)體的電流為/,電壓表示數(shù)為U，電子的電荷量為。， 導(dǎo)體單位體枳內(nèi)的自由電子數(shù)為，下列說法中正確的是A.洛倫茲力對電子做正功B.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8 =竺:C.導(dǎo)體內(nèi)形成的霍爾電場片/ =4dD.若圖中的電流/是電子的定向運(yùn)動產(chǎn)生的，則上表面比下表面地勢高?！敬鸢浮緽【解析】A.洛倫茲力在任何情況下都不做功，故A錯誤：BC.當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定 U時，根據(jù)受力平衡有：evB = eEf1根據(jù)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度與電

32、勢差的關(guān)系有：Eh=E根據(jù)電流為觀表達(dá)式有：I = nevS = nevhd聯(lián)立可得：n nedUB =I故B正確，C錯誤；D.電流/是電子的定向運(yùn)動產(chǎn)生的，電子定向移動方向與電流方向相反，故由左手定則可以判斷電子向上 表而偏轉(zhuǎn)，所以上表面電勢低于下表面，故D錯誤。故選B。22、（20如北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖中夕。是勻強(qiáng)磁場里的一片金屬片，其平面與磁場方向平行， 一個粒子從某點(diǎn)以與P。垂直的速度射出，動能是片|,該粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示。今測得它在 金屬片兩邊的軌道半徑之比是10:9,若在穿越金屬板過程中粒子受到的阻力大小及電荷量恒定，則下列說法正確的是A.該粒子的動能增加了

33、 Ek10019B.該粒子的動能減少了前后八9C.該粒子做圓周運(yùn)動的周期減小而D.該粒子最多能穿越金屬板6次【答案】B【解析】vBvq = m mvABD.根據(jù)：可得:所以:即:9% = - V,10又因?yàn)閯幽鼙磉_(dá)式:Ek=-mv2k 2所以開始的動能為:穿過金屬板后的動能:植=里、32號2-100 21100 婦粒子每穿過一次金屬片損失的動能:所以有:即該粒子最多能穿過的金屬板的次數(shù)為5次：故B正確，AD錯誤:C.帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期，根據(jù):qvB = ni 器可得:qB可知周期與速度無關(guān)，故C錯誤。23、（2020北京市通州區(qū)高三上學(xué)期期末）某課外探究小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測量

34、學(xué)校所在位置的電磁場 的水平分量紇，將一段細(xì)長的直導(dǎo)體棒南北方向放置，并與開關(guān)、導(dǎo)線、電阻箱和電動勢為E、內(nèi)阻為， 的電源組成如圖所示的電路。在導(dǎo)體棒的正下方距離為人處放一小磁針，開關(guān)斷開時小磁針與導(dǎo)體棒平行, 現(xiàn)閉合開關(guān)，緩慢調(diào)方電阻箱接入電路中的電阻值，發(fā)現(xiàn)小磁針逐漸偏離南北方向，當(dāng)電阻箱接入電路的 電阻值為9r時，小磁針的偏轉(zhuǎn)角恰好為60。，已知通電長直導(dǎo)線周圍某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為8 = （式中/為 通過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度、L為該點(diǎn)到通電長直導(dǎo)線的距離，為常數(shù)），導(dǎo)體棒和導(dǎo)線電阻均可忽略不計(jì)，則 該位置地磁場的水平分量紇大小為B.D.【答案】C【解析】由閉合電路歐姆定律可得:E _ E r +

35、9r 10r由題目條件可知小磁針處電流產(chǎn)生的磁場為:k_EIo7由小磁針的偏轉(zhuǎn)角恰好為60?？傻?tan 60 = B,聯(lián)立解得地磁場的水平分量的大小:=旦=巫306故C正確，ABD錯誤。故選C.24、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末）.如圖所示為質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理圖，它是一種分離和檢測不同 同位素的重要工具。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互稱為同位素?，F(xiàn)讓待測的不同帶電 粒子經(jīng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的平行金屬板之間有相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場（圖中未 畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度為左電場強(qiáng)度為瓦 金屬板靠近平板S,在平板S上有可讓粒子通過的狹縫尸，帶電粒 子經(jīng)過速度選擇器后

36、，立即從尸點(diǎn)沿垂直平板S且垂直于磁場方向的速度進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為3。、并以平板 S為邊界的有界勻強(qiáng)磁場中，在磁場中偏轉(zhuǎn)后打在記錄它的照相底片上，底片厚度可忽略不計(jì)，且與平板S 重合。根據(jù)粒子打在底片上的位置，便可以對它的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）情況進(jìn)行分析。在下面的討 論中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為風(fēng)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠大，空氣阻力、帶電粒子所受的重力及它們之間的相互作用力 均可忽略不計(jì)。（1）若某帶電粒子打在底片上的乂點(diǎn)，測得尸與K之間的距離為X,求該粒子的比荷幺： m（2）若有兩種質(zhì)量不同的正一價離子，質(zhì)量分別為”和丘 它們經(jīng)速度選擇器和勻強(qiáng)磁場后，分別打在底片上的出和出兩點(diǎn)，測得尸到出的距離與小到4的距

37、離相等，求這兩種離子的質(zhì)量之比"： in2（3 ）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子（所帶電荷量為c）,它們分別打在照相底片上相距為d 的兩點(diǎn)；為了便于觀測，希望d的數(shù)值大一些為宜。試分析說明為了便于觀測，應(yīng)如何改變勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo的大?。貉芯啃〗M的同學(xué)對上述&影響d的問題進(jìn)行了深入的研窕。為了直觀，他們以d為縱坐標(biāo)、以(為橫坐1標(biāo)，畫出了 d隨方變化的關(guān)系圖像，該圖像為一條過原點(diǎn)的直線。測得該直線的斜率為h求這兩種同位素離子的質(zhì)量之差"屋q 2E【答案】；r廊加 12eBk2) = ；(3)減小磁小攵瓦的大??；二二12E【解析】(1)對于帶電粒子通過速

38、度選擇器的過程有：qvB = qEE解得：v = -B由洛倫茲力提供向心力有：夕期=m .因?yàn)椋?R = xq 2E因此可解得：一 =6丁m BB,、x（2）設(shè)粒子打到4時,與出之間的距離為XI,設(shè)粒子打到義時，尸與也之間的距離為為X2,因?yàn)樵O(shè)到出的距離與到也的距離相等,所以:玉=2x2q 2E因兩粒子的電荷量相同，所以由第問結(jié)果丁 艱有:m = %2E所以:in2 x2（3）根據(jù)洛倫茲力提供向心:qvB。= m "八 myv 八解得：& =一 “。 qB。由幾何關(guān)系可知:r 2（犯一 = 2f可見，為增大乩 應(yīng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度期的大小 因磯-叱、£。和8均為定值，根

39、據(jù):2（叫一機(jī)2）EqB?B可知，d。瓦成反比。因此建立“一：坐標(biāo)系，可畫出d隨比變化的圖像為一條過原點(diǎn)的直線，其斜率:2。%-嗎中 _2&mEeB eB所以這兩種同位素離子的質(zhì)量之上A7；/= 2E25、（2020北京市東城區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末）帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比（色）叫做比荷。比荷的測定 m對研究帶電粒子的組成和結(jié)構(gòu)具有重大意義。利用質(zhì)譜儀可以測量帶電粒子的比荷。如圖所示為一種質(zhì)譜 儀的原理示意圖。某帶電粒子從容器.4下方的小孔飄入加速電場（其初速度可視為零），之后自。點(diǎn)沿著與 磁場邊界垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片上的尸點(diǎn)。忽略重力的影響。當(dāng)加速電場的電勢 差為

40、5勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為5時，。點(diǎn)與尸點(diǎn)間的距離為L（1）請你說該帶電粒子帶正電還是帶負(fù)電。（2）求該帶電粒子的比荷?！敬鸢浮浚?）正電（2） 2 = H m BL【解析】（1）根據(jù)粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，結(jié)合左手定則可知粒子帶正電。（2）帶電粒子在加速電場中加速，根據(jù)動能定理T T i ?qu = mv2帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時，洛倫茲力充當(dāng)向心力由題知解得帶電粒子的比荷qvB = m一 RR = -Lq _ SU m = B21：26、（2020北京市西城區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖所示，兩平行金屬板間距為3,電勢差為U,板間電場可視 為勻強(qiáng)電場：金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場，

41、帶電量為+g、質(zhì)量為加的粒子，由靜止開始從 正極板出發(fā)，經(jīng)電場加速后射出，并進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動，忽略重力的影響，求：（1）勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大?。海?）粒子從電場射出時速度v的大?。海?）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑2【:m e = 。a二修喝【解析】（1）根據(jù)勻強(qiáng)電場電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系得，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大?。?）設(shè)帶電粒子出電場時速度為口由動能定理得Uq = niv解得粒子從電場射出時速度v的大?。?）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓笫二定律得Bqv =R聯(lián)立得粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R =27、（2020北京市石景山區(qū)高三上學(xué)期期末）如圖甲所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌

42、間的距離為二 金屬導(dǎo)軌所 在的平而與水平而夾角為仇導(dǎo)體棒而與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，其質(zhì)量為膽，長度為L通過的電流為L（1）沿棒/中電流方向觀察，側(cè)視圖如圖乙所示，為使導(dǎo)體棒疝保持靜止，需加一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平而向上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度&的大?。海?）若（1）中磁場方向改為豎直向上，如圖丙所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度歷的大?。海?）若只改變磁場，且磁場的方向始終在與棒打垂直的平面內(nèi)，欲使導(dǎo)體棒而保持靜止，求磁場方向變 化的最大范圍。mg sin 0mg tan 0【答案】（1）IL(2)IL（3）詳情見解析【解析】(1)對導(dǎo)體棒ab受力分析如圖所示:mg sin 0 - ILBX = 0解得:

43、對導(dǎo)體棒ab受力分析如圖所示:mgmg tan 0 - ILB2 = 0解得:IL(3)使導(dǎo)體棒保持靜止?fàn)顟B(tài)，需產(chǎn)后0,即三力平衡，安培力與另外兩個力的合力等大反向：如圖所示，因?yàn)?重力與斜而支持力的合力范惘在a角范惘內(nèi)(垂直于斜而方向取不到)，故安培力在a'角范惘內(nèi)(垂直于斜 面方向取不到)，根據(jù)左手定則，磁場方向可以在角范惘內(nèi)變動，其中沿斜面向上方向取不到。28、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）如圖所示為示波管的結(jié)構(gòu)原理圖，加熱的陰極K發(fā)出 的電子（初速度可忽略不計(jì)）經(jīng)電勢差為小的兩金屬板間的加速電場加速后，從一對水平放置的平行 正對帶電金屬板的左端中心。'點(diǎn)

44、沿中心軸線。'。射入金屬板間（。'。垂直于熒光屏可），兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電 場的電勢差為3電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后打在右側(cè)豎直的熒光屏M上。整個裝置處在真空中，加速電場與 偏轉(zhuǎn)電場均視為勻強(qiáng)電場，忽略電子之間的相互作用力，不考慮相對論效應(yīng)。己知電子的質(zhì)量為加，電荷 量為加速電場的金屬板.43間距離為do;偏轉(zhuǎn)電場的金屬板長為右，板間距離為d,其右端到熒光屏M 的水平距離為（1）電子所受重力可忽略不計(jì)，求：電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)距離（側(cè)移距離）y：電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角的正切tan。；電子打在熒光屏上時的動能瓦，并說明此動能與加速電場對電子做功的大小關(guān)系；若偏轉(zhuǎn)電場的電壓為5電子打在

45、熒光屏上的位置與O點(diǎn)的豎直距離丫，其中單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn) 量匕&稱為示波管的靈敏度。在示波器結(jié)構(gòu)確定的情況下，為了提高示波管的靈敏度，請分析說明可采取 哪些措施。（2）在解決一些實(shí)際問題時，為了簡化問題，常忽略一些影響相對較小的量，這對最終的計(jì)算結(jié)果并沒有 太大的影響，因此這種處理是合理的。在本題所述的物理情景中，若已知U=125V, LT=8OV,o=2.OxlO-2m, d=L0xl0-2m, Zi=1.0xl0-2m, Z2=0.10m, m=9.0xl0kg, 5=1.6x104S>C,重力加速度gROmW。請利用這 些數(shù)據(jù)分析說明下列過程中忽略電子所受重力是合理的。

46、對于電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動:對于電子在離開偏轉(zhuǎn)電場后的運(yùn)動O【答案】喘,懸；。+讖此動能大于加速電場對電子做的功顏；減小加 速電場電壓尻可以提高示波管的靈敏度(2)見解析見解析【解析】(1)在加速電場中在偏轉(zhuǎn)電場中：水平方向豎直方向1% . "'2 dm 4dU。電子飛出偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角的正切tan -= &% v0 2Jf/0由能量關(guān)系可知電子打到屏上的動能二 Ue eU2llEeU°+彳 y = eU° +,此動能大于加速電場對電子做的功eUo.由比例關(guān)系：2T則_4+24一4+24萌1-k - k 4dU°則靈敏度y _+2.U 4

47、dUo則減小加速電場電壓G可以提高示波管的靈敏度；(2)電子在偏轉(zhuǎn)電場中受的電場力F= = 80xl.6xl0-d IO"N = 1.28xl0"I5N而電子受重力：mg = 9.0x 1 ()T x 1 ON = 9.0x 1030 N因尸mg則可忽略電子的重力。加速電場中12)6 = 3?%可得則電阻離開偏轉(zhuǎn)電場后到達(dá)熒光屏的時間2 = 3= 15x10-%3而在這段時間內(nèi)電子在重力方向的位移很小，可忽略不計(jì)，即重力可忽略不計(jì)二29、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）如圖所示為質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理圖，它是一種分離和檢測 不同同位素的重要工具。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不

48、同的同一元素的不同核素互稱為同位素?，F(xiàn)讓待測的不同 帶電粒子經(jīng)加速電場后進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器的平行金屬板之間有相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度為3,電場強(qiáng)度為從金屬板靠近平板S,在平板S上有可讓粒子通過的狹縫尸， 帶電粒子經(jīng)過速度選擇器后，立即從尸點(diǎn)沿垂直平板S且垂直于磁場方向的速度進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為&、并 以平板S為邊界的有界勻強(qiáng)磁場中，在磁場中偏轉(zhuǎn)后打在記錄它的照相底片上，底片厚度可忽略不計(jì)，且 與平板S重合。根據(jù)粒子打在底片上的位置，便可以對它的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）情況進(jìn)行分析。在 下而的討論中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦的勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠大，空氣阻力、帶電粒子

49、所受的重力及它們之間的相 互作用力均可忽略不計(jì)。（1）帶電粒子通過狹縫尸時的速度大小W（2）不同的帶電粒子經(jīng)加速電場加速后可獲得不同的速率，這些粒子進(jìn)入速度選擇器后，要想使通過狹縫 P的帶電粒子速度大一些，應(yīng)怎樣調(diào)整速度選擇器的電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。海?）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子（】H和汩）,它們分別打在照相底片上相距為力的兩點(diǎn)： 若用這個質(zhì)譜儀相同條件下再分別觀測碳的兩種同位素離子（】?C和】七），它們分別打在照相底片上相距為 心的兩點(diǎn)。請通過計(jì)算說明,山與西的大小關(guān)系:（4）若氫的兩種同位素離子（所帶電荷量為。）的質(zhì)量分別為項(xiàng)和加2,且已知皿叱，它們同時從加速電

50、場射出。試分析說明這兩種粒子哪一種先到達(dá)照相底片，并求出它們到達(dá)照相底片上的時間差幾7r（/n. 一"；）【答案】v=E/B（2）減小8或增大E（3）力大于山（4）也先到達(dá)，A片一 叫【解析】（1）粒子通過狹縫時滿足：evB=EeEv = BE（2）根據(jù)P ="可知，要想提高i引、1F逢產(chǎn)的粒子的速咬，可增大E或者減小3：（3）設(shè)1H和2H的質(zhì)量分別為w和2爪 帶電量均為q； l2C和14C的質(zhì)量分別為12m和14加，帶電量均為mv12q：粒f進(jìn)入磁場時的速度是相同的，根據(jù)= 一3，則 qBd =2（四叱-四心=空1 qB。 qB。 qB0d2 = 2(12qB。 12qB

51、pmv尸嬴即由大于d2T 24，4）兩種粒;在射出速度選擇器時的速用同的，則在:速度選擇器中的時間相同，根據(jù)7 = -可得qB兩種粒子在磁場中的周期分別為T1=L叫T 2加小兩種離子在磁場中均運(yùn)動半個周期，因如叱，可知T1AT2,則4=：（，2=：石，則叱先到達(dá)：時間 乙乙差為：5式戶幽瀉 2明30、（2020北京市海淀區(qū)區(qū)高三上學(xué)期期末反饋題）如圖所示為一種質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理圖，它是一種分離和 檢測不同同位素的重要工具。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互稱為同位素。讓離子源發(fā) 出的不同帶電粒子，經(jīng)一對相距為&兩極板間電壓為U的平行正對金屬板所形成的加速電場加速后，從 緊靠金屬

52、板的平板S上的狹縫尸沿垂直平板S射入以平板S為邊界的有界勻強(qiáng)磁場中，并在磁場中偏轉(zhuǎn)后 打在記錄它的照相底片上，底片厚度可忽略不計(jì)，且與平板S重合。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向與速度方 向垂直。根據(jù)粒子打在底片上的位置，便可以對它的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）的情況進(jìn)行分析。在下面的討論中， 帶電粒子進(jìn)入加速電場的初速度、粒子所受的重力及它們之間的相互作用力均可忽略不計(jì)。（1）若某帶電粒子打在照片底片上的,4點(diǎn)，測得.4與尸之間的距離為x,求該粒子的比荷加加：（2）若有兩種質(zhì)量不同的正一價離子，它們的質(zhì)量分別為加和加2,它們經(jīng)加速電場和勻強(qiáng)磁場后，分別 打在照相底片上的三和山兩點(diǎn)。已知電子的電荷量為c

53、,求出、山間的距離（3）若有兩種質(zhì)量不同的正一價離子，質(zhì)量分別為八和加2,它們經(jīng)加速電場和勻強(qiáng)磁場后，分別打在照 相底片上的Ai和上兩點(diǎn)，測得P至IJ山的距離與占到山的距離相等，求這兩種離子的質(zhì)量之比n加2：（4）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子（】H和汨）,它們分別打在照相底片上相距為力的兩點(diǎn): 若用這個質(zhì)譜儀分別觀測碳的兩種同位素離子（1（和1七），它們分別打在照相底片上相距為心的兩點(diǎn)。請 通過計(jì)算說明，小與心的大小關(guān)系；（5）若用這個質(zhì)譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子，它們分別打在照相底片上相距為d的兩點(diǎn)。為了便于 觀測，希望d的數(shù)值大一些為宜，試分析說明為使d增大一些可采取哪些措

54、施：（6）若氫的兩種同位素離子的電荷量均為e,質(zhì)量分別為四和叱，且已知皿叱，它們同時進(jìn)入加速電場。 試分析說明這兩種粒子哪一種先到達(dá)照相底片，并求出它們到達(dá)照相底片上的時間差九【答案】（1）晶（2） 2,與（麻一加）（3） 4:1 （4）由大于山（5）為增大d,可以增大U、減小B （6）冶2先到達(dá)：j叫，:十處_ 巨正一史”V eU eB V eU eB【解析】（1）粒子在加速電場中qU=-mv0在磁場中2q'B = m r則x=2r解得(2)在加速電場中:在磁場中解得:r T i ， eU = my： 2 1 1evB = 二 一 r2Ax = 2a )=2(3)尸到也的距離與4到4的距離相等,可知n=2% 根據(jù)可得2=4:1（4）設(shè)1H和2H的質(zhì)量分別為w和2" 帶電量均為g： 12c和14C的質(zhì)量分別為12所和14m,帶電量均為 mv1"：掂進(jìn)入磁場時的速度是相同的，根據(jù).則 qBd 一2（”1 qB。 qB。 qB?！?，2（ '叫廿廣'12qB（）12qB（） 3qB0即山大于d2（5）由（4）的分析可知,/ =