高考物理真題匯編磁場(chǎng)

1、精品與精品1（2013高考浙江理綜第20題）注入工藝中，初速度可忽略的離子p+和p3+，經(jīng)電壓為u的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示，已知離子p+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)=30后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子p+和p3+a在電場(chǎng)中的加速度之比為11b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1c在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為12d離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為13答案：bcd解析：離子p+帶電量為e，p3+帶電量為e，由，可知離子p+和p3+在電場(chǎng)中的加速度之比為13，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。由，解得.離子p+和p3+在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為，選項(xiàng)b正確。畫(huà)出離子p+和

2、p3+在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，由幾何關(guān)系可知，離子p+和p3+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為12，選項(xiàng)c正確。由，可知離子p+和p3+離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為13，選項(xiàng)d正確。2（16分） .(2013高考北京理綜第22題)如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢(shì)差為u，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響，求：（1） 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)e的大??；（2） 粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度的大小；（3） 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r。解析：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。（2）由動(dòng)能定理，解得

3、。（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，解得。將速度v的值代入：。3. （2013高考福建理綜第22題） (20分)如圖甲，空間存在范圍足夠大的垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b。讓質(zhì)量為m，電量為q（qv1)為使該粒子能經(jīng)過(guò)a(a，0)點(diǎn)，其入射角（粒子初速度與x軸正向的夾角）有幾個(gè)？并求出對(duì)應(yīng)的sin值：(3)如圖乙，若在此空間再加入沿y軸正向、大小為e的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一粒子從o點(diǎn)以初速度v0沿x軸正向發(fā)射。研究表明：粒子在xoy平面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)，且在任一時(shí)刻，粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標(biāo)成正比，比例系數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)大小e無(wú)關(guān)。求該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度值vm。解析：（1

4、）帶電粒子以速率v1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)b中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，有：， 當(dāng)粒子沿y軸正方向入射，轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周至a點(diǎn)，該圓周半徑為r1，有：，解得：（2）如圖，o、a兩點(diǎn)處于同一圓周上，且圓心在x=a/2的直線(xiàn)上，半徑為r。當(dāng)給定一個(gè)初速度v時(shí)，有兩個(gè)入射角，分別在第1、2象限，有。由式解得：。（3）粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中僅電場(chǎng)力做功，因而在軌道的最高點(diǎn)處速率最大，用ym表示其y坐標(biāo)，由動(dòng)能定理，有： 由題知，有。若時(shí)，粒子以初速度v0沿y軸正方向入射，有： ，由式解得：4.（18分）（2013高考山東理綜第23題）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里；

5、第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為e. 一質(zhì)量為、帶電量為+q的粒子自y軸的p點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)。已知op=d,oq=2d,不計(jì)粒子重力。（1）求粒子過(guò)q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值b0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求b0；（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)q點(diǎn)所用的時(shí)間。解析：（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，加速度的大小為a，粒子的初速度為v0，過(guò)q點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，沿y軸方向的分速度

6、的大小為vy，速度與x軸正方向的夾角為，由牛頓第二定律得：， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：， ， ， 聯(lián)立式解得： ， =45。 （2）設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，o1為圓心，由幾何關(guān)系可知o1oq為等腰三角形，得：。由牛頓第二定律得：聯(lián)立式解得：(3) ）設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2，由幾何分析【粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，o2、o2是粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，q、f、g、h是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，連接o2、o2，由幾何關(guān)系知，o2fgo2和o2qho2均為矩形，進(jìn)而知fq、gh均為直徑， qfgh也是矩形，又fhgq，可知qfgh是正方形，qof為等腰直角三角形

7、。】可知，粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓，得：。粒子在第二、第四象限的軌跡為長(zhǎng)度相等的線(xiàn)段，得：fg=hq=2 r2，設(shè)粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)q點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則有：。聯(lián)立解得：.5、（16分）（2013高考安徽理綜第23題）如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy，在第象限內(nèi)有平行于軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xoy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為l，且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的p(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a（2h，0）點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限，且速度與y

8、軸負(fù)方向成45角，不計(jì)粒子所受的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度e的大??；（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；（3）abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的最小值?！?解析】（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有，聯(lián)立解得：。（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度為所以：。方向指向第象限與x軸正方向成45角。（1） 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有。當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有：。所以。6（19分）（2013高考四川理綜第11題）如圖所示，豎直平面（紙面）內(nèi)有平面直角坐標(biāo)系x0y,x軸沿水平方向。在的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在第二象限緊貼y軸固定放置長(zhǎng)為

9、、表面粗糙的不帶電絕緣平板，平板平行x軸且與x軸相距h。在第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在方向互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b2，方向垂直于紙面向外）和勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）。一質(zhì)量為m、不帶電的小球q從平板下側(cè)a點(diǎn)沿x正向拋出；另一質(zhì)量也為m、帶電量為q的小球p從a點(diǎn)緊貼平板沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)后從y軸上的d點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圓周離開(kāi)電磁場(chǎng)區(qū)域，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，然后從x軸上的k點(diǎn)進(jìn)入第四象限。小球p、q相遇在第四象限內(nèi)的某一點(diǎn)，且豎直方向速度相同。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球p的電量不變，小球p和q始終在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)且均看作質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，并判斷p

10、球所帶電荷的正負(fù)；（2）小球q的拋出速度v0取值范圍；（3）b1是b2的多少倍？解析：（1）帶電小球p在電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，必有重力與電場(chǎng)力平衡，設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為e，有：，解得：。小球p在平板下側(cè)緊貼平板運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必豎直向上，故小球p帶正電。(2)設(shè)小球p緊貼平板勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，此時(shí)洛倫茲力與重力平衡，有：，設(shè)小球p以速度v在電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有。設(shè)小球q與小球p在第四象限相遇點(diǎn)的坐標(biāo)為x、y，有：x0，y0.小球q運(yùn)動(dòng)到相遇點(diǎn)所需時(shí)間為t0，水平位移為s，豎直位移為d，有：，由題意得：x=s-l，y=h-d，聯(lián)立上述方程，由題意可知v00，解得：(1)

11、 小球q在空間做平拋運(yùn)動(dòng)，要滿(mǎn)足題設(shè)要求，則運(yùn)動(dòng)到小球p穿出電磁場(chǎng)區(qū)域的同一水平高度的w點(diǎn)時(shí)，其豎直方向的速度vy與豎直位移y0必須滿(mǎn)足：vy=v，聯(lián)立相關(guān)方程，解得b1=b2/2。b1是b2的0.5倍。7、(2013高考江蘇物理第15題)（16分）在科學(xué)研究中，可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制。 如題15-1圖所示的xoy平面處于勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度e和磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t作周期性變化的圖象如題15-2圖所示。 x軸正方向?yàn)閑的正方向，垂直紙面向里為b的正方向。 在坐標(biāo)原點(diǎn)o有一粒子p，其質(zhì)量和電荷量分別為m和+q。 不計(jì)重力。 在時(shí)刻釋放p，它恰能沿一定軌道

12、做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（1）求p在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小v0；（2）求b0應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系；（3）在t0(0 t00）的粒子從左側(cè)平行于x軸射入磁場(chǎng)，入射點(diǎn)為m。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸交于p點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）且=r。不計(jì)重力。求m點(diǎn)到o點(diǎn)的距離和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?！敬鸢浮?6（20分）解：根據(jù)題意，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡交虛線(xiàn)ol于a點(diǎn)，圓心在y軸上的c點(diǎn)，ac與y軸的夾角為；粒子從a點(diǎn)射出后，運(yùn)動(dòng)軌跡交x軸的p點(diǎn)，設(shè)ap與x軸的夾角為，如圖所示。有 （判斷出圓心在y軸上得1分）xyoalpmhdcb60 （1分） 周期為 （1分） 過(guò)a點(diǎn)作x、y軸的垂線(xiàn)，垂足分別為b、d。由幾何知識(shí)得 ， （2分） 聯(lián)立得到 （2分） 解得 ，或 （各2分） 設(shè)m點(diǎn)到o點(diǎn)的距離為h，有 ， 聯(lián)立得到 （1分） 解得 （） （2分） （） （2分） 當(dāng)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 （2分） 當(dāng)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 （2分）10、(2013年全國(guó)i卷18).如圖，半徑為r的圓死一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直于紙面向外，一電荷量為q（q0）。質(zhì)量為m的例子沿平行于之境ab的方向攝入磁場(chǎng)區(qū)域，攝入點(diǎn)與ab的距離為