高考磁場試題選編

1、高考<<磁場>>試題選編1、(06北京,20)如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場邊界d點(diǎn)垂直于磁場方向射入，沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn)，通過pa段用時為t。若該微粒經(jīng)過P點(diǎn)時，與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個新微粒，最終打到屏MN上。兩個微粒所受重力均忽略。新微粒運(yùn)動的 （ ） A.軌跡為pb,至屏幕的時間將小于tB.軌跡為pc,至屏幕的時間將大于tC.軌跡為pb，至屏幕的時間將等于tD.軌跡為pa，至屏幕的時間將大于t 2、（06江蘇，2）質(zhì)子（P）和粒子以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑分別為，周期分別為。則下列選項(xiàng)中

2、正確的是（ ）A，B，C，D，3.（06全國，17）圖中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場，使所選 電子仍能夠沿水平直線OO'運(yùn)動，由O'射出。不計(jì)重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是（ ）A.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里C.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外4、（06天津，11）在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑

3、為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示。一個不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿x方向射入磁場，恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿y方向飛出。（1）請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷q/m；（2）若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t是多少？5、（全國，25）如圖所示，在x0與x 0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場，磁場方向均垂直于紙面向里，且B1

4、B2。一個帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度V沿x軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點(diǎn)，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？ 6、（06四川，25）如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T。小球1帶正電，其電量與質(zhì)量之比=4C/kg，所受重力與電場力的大小相等；小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。（取g=10m/s2）問（1）電場強(qiáng)度E的大小是多少？郝雙制作

5、（2）兩小球的質(zhì)量之比是多少？7、（06重慶，24）有人設(shè)想用題24圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比。電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I,再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域II,其中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向如圖。收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0,剛好能沿O1O3直線射入收集室。不計(jì)納米粒子重力。（）(1) 試求圖中區(qū)域II的電場強(qiáng)度;(2) 試求半徑為r的粒子通過O2時的速率;討論半徑rr2的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域II時向哪個

6、極板偏轉(zhuǎn)。8、（04天津，23）釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場時，其速度為，經(jīng)電場加速后，沿方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，垂直平板電極，當(dāng)粒子從點(diǎn)離開磁場時，其速度方向與方位的夾角，如圖所示，整個裝置處于真空中。（1）寫出釷核衰變方程；（2）求粒子在磁場中沿圓弧運(yùn)動的軌道半徑R；（3）求粒子在磁場中運(yùn)動所用時間。abc加速管加速管9、（03江蘇，17）串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置。圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢U，a、c兩端均有電極接地（電勢為

7、零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)處時，可被設(shè)在處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價正離子，而不改變其速度大小。這些正n價碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動。已知碳離子的質(zhì)量為m=2.0×10-26kg，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元電荷e=1.6×10-19C，求R。10、（2002全國，27）電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，如圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為O，半徑為r。當(dāng)不

8、加磁場時，電子束將通過O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn)。為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度，此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？11、（99全國，24）圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線，在平面右側(cè)的半空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外是MN上的一點(diǎn)，從O 點(diǎn)可以向磁場區(qū)域發(fā)射電量為q、質(zhì)量為m 、速率為的粒于，粒于射入磁場時的速度可在紙面內(nèi)各個方向已知先后射人的兩個粒子恰好在磁場中給定的P點(diǎn)相遇，P到0的距離為L不計(jì)重力及粒子間的相互作用(1)求所考察的粒子在磁場中的軌道徑(2)求這兩個粒子從O點(diǎn)射人磁場的時間間隔12、（98全國，23）如圖所示，在x

9、軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出。射出之后，第三次到達(dá)x軸時，它與點(diǎn)O的距離為L。求此粒子射出時的速度v和運(yùn)動的總路程s（重力不計(jì)）。高考<<磁場試題>>選編參考答案1、D 2、A 3、AD 4、（1）q/mv/Br （2）B B/3 tr/3v5、解：粒子在整個過程中的速度大小恒為V，交替地在xy平面內(nèi)B1與B2磁場區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動，軌道都是半個圓周。設(shè)粒子的質(zhì)量和電荷量的大小分別為m和q，圓周運(yùn)動的半徑分別為r1和r2，有r1，r2。 現(xiàn)

10、分析粒子運(yùn)動的軌跡。如圖所示，在xy平面內(nèi)，粒子先沿半徑為r1的半圓C1運(yùn)動至y軸上離O點(diǎn)距離為2 r1的A點(diǎn)，接著沿半徑為r2的半圓D1運(yùn)動至O1點(diǎn)，OO1的距離d2(r2r1)。此后，粒子每經(jīng)歷一次“回旋”（即從y軸出發(fā)沿半徑為r1的半圓和半徑為r2的半圓回到原點(diǎn)下方的y軸），粒子的y坐標(biāo)就減小d。設(shè)粒子經(jīng)過n次回旋后與y軸交于On點(diǎn)，若OOn即nd滿足nd2r1，則粒子再經(jīng)過半圓Cn+1就能經(jīng)過原點(diǎn)，式中n1，2，3，為回旋次數(shù)。由式解得n1，2，3，聯(lián)立式可得B1、B2應(yīng)滿足的條件：n1，2，3， 評分參考：、式各得2分，求得式12分，式4分。解法不同，最后結(jié)果得表達(dá)式不同，只要正確的

11、，同樣得分。6、解：（1）小球1所受的重力與電場力始終平衡 m1g=q1E E=2.5N/C（2）相碰后小球1做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得：q1v1B=m 半徑R1= 周期T=1s所以兩小球運(yùn)動時間t=0.75sT所以小球1只能逆時針經(jīng)個圓周時與小球2再次相碰第一次相碰后小球2作平拋運(yùn)動 h=R1=gt2L=R1=v2t郝雙制作兩小球第一次碰撞前后動量守恒，以水平向右為正方向m1v0m1v1+m2v2由以上兩式得 v2=3.75m/s所以v1=17.66m/s郝雙制作所以兩小球質(zhì)量之比 =117、解(1)設(shè)半徑為r0的粒子加速后的速度為v0，則設(shè)區(qū)域II內(nèi)電場強(qiáng)度為E,則v0 q0B= q

12、0E電場強(qiáng)度方向豎直向上。(2)設(shè)半徑為r的粒子的質(zhì)量為m、帶電量為q、被加速后的速度為v,則由得(3)半徑為r的粒子，在剛進(jìn)入?yún)^(qū)域II時受到合力為F合=qE-qvB=qB(v0-v)由可知，當(dāng)r>r0時，v<v0,F合>0，粒子會向上極板偏轉(zhuǎn);r<r0時，v>v0,F合<0，粒子會向下極板偏轉(zhuǎn)。8、（1）釷核衰變方程 （2）設(shè)粒子離開電場時速度為，對加速過程有 粒子在磁場中有 由、得（3）粒子做圓周運(yùn)動的回旋周期 粒子在磁場中運(yùn)動時間 由、得9、解：設(shè)碳離子到達(dá)b處時的速度為v1，從c端射出時的速度為v2，由能量關(guān)系得：， 進(jìn)入磁場后，碳離子做圓周運(yùn)動，R

13、=mv2/Bne，得 =0.75m10、電子在磁場中沿圓弧ab運(yùn)動，圓心為C，半徑為R。以v表示電子進(jìn)入磁場時的速度，m、e分別表示電子的質(zhì)量和電量，則eUmv2 eVB 又有tg 由以上各式解得 11、解：（1）設(shè)粒子在磁場中作圓周運(yùn)動的軌道半徑為R，由牛頓第二定律，有qvB=mv2/R得R=mv/qB （2）如圖所示，以O(shè)P為弦可畫兩個半徑相同的圓，分別表示在P點(diǎn)相遇的兩個粒子的軌道。圓心和直徑分別為 O1、O2和OO1Q1,OO2Q2,在0處兩個圓的切線分別表示兩個粒子的射入方向，用表示它們之間的夾角。由幾何關(guān)系可知PO1Q1=PO2Q2 從0點(diǎn)射入到相遇，粒子1的路程為半個圓周加弧長Q1PQ1PP 粒子2的路程為半個圓周減弧長PQ2=2PQ2=R 粒子1運(yùn)動的時間t1=(1/2T)+(R/v) 其中T為圓周運(yùn)動的周期。粒子2運(yùn)動的時間為t2=(1/2T)-(R/v) 兩粒子射入的時間問隔