2011年高考物理考點10磁場考點精練精析新人教版

考點10：磁場（2010?諸城模擬）如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為V,若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率（ ）A、變大 B、變小C、不變 D、條件不足，無法判斷■*****解析：選B（2010?聊城模擬）在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個.帶電小球繞豎直方向的軸。在勻強磁場中做逆時針方向的水平勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示.若小球運動到A點時，繩子突然斷開，關于小球在繩斷開后可能的運動情況，以下說法正確的是（ ）A.小球做順時針方向的勻速圓周運動，半徑不變B.小球做順時針方向的勻速圓周運動，周期一定不變C.小球仍做逆時針方向的勻速圓周運動，速度增大D.小球仍做逆時針方向的勻速圓周運動，但半徑減小解析：選A（2010?錦州模擬）如圖所示圓柱形區(qū)域的橫截面.在沒有磁場的情況下，帶電粒子（不計重力）以某一初速度沿截面直徑方向入射時，穿過此區(qū)域的時間為t；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強磁場,磁感應強度兀為B,帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時，速度方向偏轉了5,根據(jù)上述條件可求得的物理量為（ ）A.帶電粒子的初速度B.帶電粒子在磁場中運動的半徑C帶電粒子在磁場中運動的周期D.帶電粒子的比荷解析：選CD（2010?大港模擬）在勻強磁場中，一個帶電粒子作勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一磁感應強度為原來磁感應強度2倍的勻強磁場，則 （ ）A.粒子的速率加倍，周期減半B.粒子的速率不變，軌道半徑減半C.粒子速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/4D.粒子的速率不變，周期減半解析：選BD（2010?大港模擬）如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質量和電荷量均相等的正、負離子（不計重力），從。點以相同的速度Uo先后射入磁場中，入射方向與邊界夾角為。，則正、負離子在磁場中（）A.運動軌跡的半徑相同B.運動時間相同C.重新回到邊界時速度的大小和方向相同D.重新回到邊界的位置與。點的距離不相等解析：選AC（2010?古田模擬）目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖表示它的原理：將一束等離子體噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓。以下正確的是（ ）B板帶正電一\板帶正電C其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大D.其他條件不變，只增大磁感應強度，UAB增大解析：選ACD7.（2010?三明模擬）三個速度大小不同的同種帶電粒子，沿同一方向從圖中長方形區(qū)域的勻強磁場上邊緣射入，當它們從下邊緣飛出時對入射方向的偏角分別為90°、60。、30°,則它們在磁場中運動的時間之比為：（ ）A.1：1：1 B.1：2：33：2：1 D.1：正：?,l3叫%s%L_Lr ：xKX×;XXXX;解析：選C（2010?雅禮模擬）如圖，在x〉0、y〉0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感應強度的方向垂直于。Xy平面向里，大小為L現(xiàn)有一質量為m電量為q的帶電粒子，在X軸上到原點的距離為x°的P點，以平行于y軸的初速度射入此磁場，在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場。不計重力的影響。由這些條件可知（）A.能確定粒子通過y軸時的位置B.能確定粒子速度的大小C能確定粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間［D.以上三個判斷都不對1人解析：選ABC.粒子垂直X軸進入磁場，垂直y軸射出磁場，偏轉角為90°，在磁場中的運動軌跡為彳個圓，所以從y軸射出的位置是y=x°由半徑公式可以求出粒子速度大小，運動時間為四分之一周期，ABC對。（2010?湖雷模擬）如圖8所示，在加有勻強磁場的區(qū)域中，一垂直于磁場方向射入的帶電粒子軌跡如圖8所示，由于帶電粒子與沿途的氣體分子發(fā)生碰撞，帶電粒子的能量逐漸減小，從圖中可以看出（）A、帶電粒子帶正電，是從B點射入的;B、帶電粒子帶負電，是從B點射入的;C、帶電粒子帶負電，是從A點射入的;D、帶電粒子帶正電，是從A點射入的。XiB解析：選B.帶電粒子由于與沿途的氣體分子碰撞，動能減少，由半徑公式可知半徑逐漸減少，所以運動方向由B到A,再由左手定則可知帶電粒子帶負電，B對.（2010聊城模擬）如圖所示，在X軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場。一個［不計重力的帶電粒子從坐標原點0處以速度V進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與X正方向成120。角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到X軸的最大距離為a,則該粒子的比荷及所帶電荷的正負是（)A.B.C.D.3vV3v2∑BV20B正電荷正電荷［負電荷負電荷XXP解析：選C.由左手定則可以判定粒子帶負電，由幾何關系可知圓心角為240所以有3C-R=a2,X×XOXBXXXXO，，R=q 3v,聯(lián)立可得m2Ba，C對，ABD錯。11、（2010南開中學模擬）從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中都含有大量的高能帶電粒子,這些高能粒子流到達地球會對地球上的生命帶來危害,但是由于地球周圍存在地磁場,地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向,對地球上的生命起到保護作用,如圖所示。那么（ ）A.地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處都相同B.地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最強,赤道附近最弱C.地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北極最弱,赤道附近最強D.地磁場會使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶電粒子向兩極偏轉解析：選C12、（2010永嘉模擬）如圖∏所示，條形磁鐵放在光滑的斜面上（斜面固定不動），用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導線的截面，導線中無電流時，磁鐵對斜面的壓力為FJ導線中有電流時,磁鐵對斜面的壓力為F2,此時彈簧的伸長量減小。則（ ）F<F,A中電流方向向內(nèi)F<F,A中電流方向向外F>F,A中電流方向向內(nèi)F>F,A中電流方向向外解析：選A13、（2010溫州模擬）在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶電量為q、質量為m的帶電球體，管道半徑略大于球體半徑。整個管道處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，磁感應強度方向與管道垂直?，F(xiàn)給帶電球體一個水平速度V。，則在整個運動過程中帶電球體克服摩擦力所做的功可能為（）A、0B、mgqBC、1mVIV22 0Lm2D、Lm2V2+02m)2XXXXXXXXXOXXXBXXv

XXX0 XX解析：選C.假如小球帶正電，由左手定則可以判定小球受到 XXXXX 的洛侖茲力向上，若洛侖茲力大小等于重力，則小球做勻速直線運動，不受摩擦力，A對，若洛侖茲力大于重力，則小球還受桿的彈力和摩擦力，做減速運動，直到洛侖茲力等于重力，克服摩擦力做功為1,mg、W=-mv2-m（"）2C、D錯，如小球帶負電，洛侖茲力向下，小球減速運動直到速度為0，克服摩擦02 qB,力做功為W=-mv2,對。014 （2010?諸城模擬）電視機的顯像管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現(xiàn)的.電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖所示.磁場方向垂直于圓面.磁場區(qū)的中心為。，半徑為r.當不加磁場時，電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點.為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉一已知角度θ此時磁場的磁感應強度B應為多少？（電子荷質比為e/m,重力不計）FJ1解析：電子加速時，有：eU=2mv2 （2分）mv2在磁場中，有：evB=R （2分）θr由幾何關系，有：tan2R （2分）■■■■■IMllHl■■■■■■■■■?■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■?■■■■■■■■■■■■■■■■■■?■■■■■■■■■■■■■■112mUθ-I tan—由以上各式解得：B=r'e2 （2分）■■■■■■■■■■■?■■■■■■■■■■■■■?■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■（2010?大港模擬）長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，如圖所示，磁感強度為B,板間距離也為L,板不帶電，現(xiàn)有質量為m,電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度V水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，求速度的取值范圍？解析：由左手定則判得粒子在磁場中間向上偏，而作勻速圓周運動，很明顯，圓周運動的半徑大于某值rι時粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值r2時粒子可從極板的左邊穿出，現(xiàn)在問題歸結為求粒子能在右邊穿出時r的最小值rι以及粒子在左邊穿出時r的最大值r2,由幾何知識得：粒子擦著板從右邊穿出時，圓心在。點，有:rj=Lz+（工-L/2）2得rj5L∕4,又由于rjmv∕Bq得v=5BqL∕4m,.?,v>5BqL∕4m時粒子能從右邊穿出。粒子擦著上板從左邊穿出時，圓心在0'點，有匕=174,又由h=mv∕Bq=L∕4得V2=BqL∕4m???V<BqL∕4m時粒子能從左邊穿出。2（2010南開中學模擬）（16分）如圖所示，一個質量為m=2.0X模Rkg,電荷量4+1.OX10-5C的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)D=IOOV電壓加速后，水平進入兩平行金屬板■間的偏轉電場中。金屬板長L=20cm,兩板間距d=10jMcm0求：⑴微粒進入偏轉電場時的速度V是多大？⑵若微粒射出電場過程的偏轉角為。=30°，并接著進入一個方向垂直與紙面向里的勻強磁場區(qū)，則兩金屬板間的電壓U2是多大？⑶若該勻強磁場的寬度為D=10,3cm，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應強度B至少多大？解析：（1）帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為V,根據(jù)動能定理Uq=1mv2

ι2ι（2分）v=2ULqL=1.0X104m/sVm（1分）（2）帶電微粒在偏轉電場中只受電場力作用，做類平拋運動。[水平方向：V1Λ√分1(豎直方向：加速度為a，出電場時豎直方向速度為V「2[mdm（1分）v=at= 2dm（2分）tanθ=Z=qU2LVdmv21 12dU1（2分）得U2=100V（1分）（3）帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力，設微粒軌道半徑為R，由幾何關系知（2分）U22dU C 1tanθLR+R=D*LV1UL □ R=3D，Lt設微粒進入磁場時的速度為VvfV

i

cos30o（1分）由牛頓運動定律及運動學規(guī)律mv'^得B=血mX匕，（2分）

×qv'B=qRq×2Dcos300

3R得：B=0.2T（1分）若帶電粒子不射出磁場，磁感應強度B至少為0.2T。（2010聊城模擬）（10分）電視機的顯像管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為。，半徑為r。當不加磁場時，電子束將通過。點兒打到屏幕的中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P,需要加磁場，使電子束偏轉一已知角度θ,此時磁場的磁感應強度B應為多大？（已知電子的質量為m,帶電量的大小為e）解析：電子在磁場中沿圓弧ab運動，圓心為。半徑為R。以V表示電子進入磁場時的速度，m、e分別表示電子的質量和電量，則eU=1mv22mv2evB= Rθr又有tan-=—2R由以上各式解得B=-i^mUθ-i tan—re218、（2010栟茶高中高三）（16分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質量m=0.2g、電荷量q=+8×10W的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小.在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應強度B1=15T的勻強磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強E=25V∕m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應強度B2=5T的勻強磁場.現(xiàn)讓小車始終保持v=2m∕s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點，測得小球對管側壁的彈力FN隨高度h變化的關系如圖所示.g取Iom/%不計空氣阻力.求：（1）小球剛進入磁場Bl時加速度a的大小;（2）絕緣管的長度L；（3）小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離△*.P解析：（1）以小球為研究對象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力fι,故小球在管中豎直方向做勻加速直線運動，加速度設為a,則f-mga= mqvB-mg

1 =2m∕s2(2)在小球運動到管口時，F(xiàn)N=2.4X10-3N,設v1為小球豎直分速度，由F一.F=qvB，則Uv=-?=2m/sN11 1qB1由v2=2aL得L=—=1m1 2a離開管口進入復合場，其中qE=2X10-3N,mg=2×10-3N. (1分)（4分）（3分）（3分）（3）小球m故電場力與重力平衡，小球在復合場中做勻速圓周運動，合速度與MN成45°角，故軌道半徑為R,R=m^=、:2m （1分）qB2小球離開管口開始計時，到再次經(jīng)過MN所通過的水平距離％=QR=2m （1分）1對應時間/=1T=Em=-S （1分）4 2qB4小車運動距離為x2,%2=V”立19.（2010西城區(qū)模擬）1897年湯姆生通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了電子，從而使人們認識到原子是可分的。湯姆生當年用來測定電子比荷（電荷量e與質量m之比）的實驗裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)C、D為平行板電容器的兩極，圓形陰影區(qū)域內(nèi)可由管外電磁鐵產(chǎn)生一垂直紙面的勻強磁場，圓形區(qū)域的圓心位于C、D中心線的中點，直徑與C、D的長度相等。已知極板C、D的長度為L1,C、D間的距離為d,極板右端到熒光屏的距離為IV由K發(fā)出的電子，經(jīng)A與K之間的高電壓加速后，形成一束很細的電子流，電子流沿極板C、D的中心線進入板間區(qū)域。若C、D間無電壓，則電子將打在熒光屏上的。點；若在C、D間加上電壓U,則電子將打在熒光屏上的P點，P點到。點的距離為h；若在圓形區(qū)域內(nèi)加垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，則電子又打在熒光屏上的。點。不計重力影響。(1)求電子打在熒光屏。點時速度的大小。(2)推導出電子比荷的表達式。(3)利用這個裝置，還可以采取什么方法測量電子的比荷？解析：(1)加上磁場后，電子所受電場力與洛侖茲力相等，電子做勻速直線運動，則匹BiE口口J3=—又，UV=——即Bd(2)若在兩極板間加上電壓U?=-電子在水平方向做勻速運動，通過極板區(qū)域所需的時間為 肥_s!7電子在豎直方向做勻加速運動，加速度為一嬴網(wǎng)=L混在時間％內(nèi)垂直于極板方向豎直向下偏轉的距離為 2離開極板區(qū)域時豎直向下的分速度為vy=atι電子離開極板區(qū)域后做勻速直線運動，經(jīng)門時間到達熒光屏，在時間門內(nèi)向下運動的距離為y2=Vyt?則h=yι+y22WiE%iL(A+2LJe解得切(3)利用這個裝置，還可以使電子被加速后垂直磁場方向進入勻強磁場做勻速圓周運動，根據(jù)運動的軌跡先求出半徑，再求電子的比荷。20.（2010靈璧模擬）（10分）如圖所示，套在很長的絕緣直棒上的小球，其質量為m,

帶電荷量為+q,小球可在棒上滑動，將此棒豎直放在互相垂直，且沿水平方向的勻強電

場和勻強磁場中，電場強度為E,方向水平向右，磁感應強度為B,方向水平向里，小

球與棒的動摩擦因數(shù)為μo求小球由靜止沿棒下落的最大加速度和最大速度（設小球電荷量不變）。解析：分析