安徽省各地2018-2020年高考物理模擬試題分類九-磁場

2018?2020年安徽省物理高考各地模擬試題分類（9）——磁場

一.選擇題（共7小題）

1.（2020?金安區(qū)校級模擬）通電直導線A、6與圓形通電導線環(huán)放在問一粗糙絕緣水平面上，。為導線環(huán)

圓心，導線A、8與導線環(huán)直徑CD平行且到CO距離相等，當它們通有如圖所示的電流后，均仍處于靜止

狀態(tài)，則（）

D

A.。點磁感應強度為0

B.導線環(huán)受到向右的摩擦力

C.導線A受到的摩擦力一定向右

D.導線4受到的摩擦力一定向右

2.（2020?蚌埠四模）如圖，橫截面是圓的勻強磁場區(qū)域（紙面），其半徑為R,磁感應強度大小為3,方

向垂直于紙面向外。一電荷量為-冢4>0）、質量為m的粒子自f點沿與直徑PQ成30°角的方向射入圓形

磁場區(qū)域，粒子射出磁場時的運動方向與直徑PQ垂直，不計粒子的重力，則粒子的速率和在磁場中運動的

時間分別為（）

qBR27tmBqBR2mn

2m3qBtn'3qB

3qBR4兀mDqBR2mn

2m'3qBmqB

3.（2020?安徽三模）空間存在豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為3°,兩根長直導線A、8垂

直于紙面水平放置，兩導線中通入大小相等方向相反的恒定電流，。點為A、B連線的中點，。、〃兩點

關于5對稱，若。、6兩點的磁感應強度大小分別為用、B2,方向均豎直向下,則撤去勻強磁場和長直導

線3以后，。、〃兩點的磁感應強度大小分別為（)

—BQB、-2B2+3B04+綜4+2員—3B0

2~22

B「B04+2L一3名B\+B。4-26+34)

-2~"2~22

4.（2020?合肥模擬）如圖所示，在一絕緣水平上,固定三根平行且等間距的長直通電導線。、8、c,導

線中道有大小相等的恒定電流。已知導線。受到的安培力方向向左，則下列說法正確的是（）

A.導線b電流方向一定與導線4中電流方向相同

B.導線c受到安培力一定向右

C.導線。、c受到的安培力的大小不一定相等

D.導線b受到的安培力一定最大

5.（2020?安徽模擬）如圖所示，磁場的邊界是兩個同心圓，內圓的半徑為/?磁場方向垂直紙面向里，磁感

應強度大小為3,A是內側邊界上的一點。在圓心O處沿平行紙面方向射出一個質量為加、電荷量為q的

帶電粒子，粒子速度方向與04成60。角，粒子經磁場第一次偏轉后剛好從力點射出磁場，不計粒子重力，

則下列說法正確的是（）

A.粒子一定帶正電

B.粒子第一次在磁場中運動的時間為駟

C.粒子運動的速度大小為避&

D.磁場外邊界圓的半徑至少為石r

6.（2019?合肥三模）圖示為一粒子速度選擇器原理示意圖。半徑為的圓柱形桶內有一勻強磁場，磁感

應強度大小為LOxlOT?*,方向平行于軸線向外，圓桶的某直徑兩端開有小孔，粒子束以不同角度由小孔入

射，將以不同速度從另一個孔射出。有一粒子源發(fā)射出速度連續(xù)分布、比荷為2.0x10"。/版的帶正電粒子，

若某粒子出射的速度大小為2及xl（）6m/一粒子間相互作用及重力均不計，則該粒子的入射角。為（）

A.30°B.45°C.53°D.60°

7.（2019?黃山二模）如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場分布在等邊三角形ABC內，。是邊的中點，

一群相同的帶負電的粒子僅在磁場力作用下，從。點沿紙面以平行于8c邊方向，以大小不同的速率射入三

角形內，不考慮粒子間的相互作用力，已知粒子在磁場中運動的周期為7,則下列說法中正確的是（）

X

D^xX\

/xXx\

BC

2

A.若該粒子在磁場中經歷時間為±7,則它一定從8c邊射出磁場

3

B.若該粒子在磁場中運動時間為,丁，則它一定從4c邊射出磁場

12

C.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁場中運動時間長

D.若該粒子在磁場中運動時間為則它一定從A8邊射出磁場

4

二.多選題（共20小題）

8.（2020?合肥模擬）如圖所示，半徑為a的三圓形區(qū)域內有垂直于圓平面向里的勻強磁場，磁感應強度大

4

小為B,。為圓心，NAOC=90°,。為AC的中點，為一塊很薄的粒子吸收板，一束質量為加、電

荷量為e的電了以相同速度v=—^.AD間平行丁方向垂直射入磁場，不考慮屯了的重力及相互作用,

2m

電子打在吸收板.上即被板吸收，則電子在磁場中運動的時間可能為（）

2Be3Be2Be5Be

9.（2020?天長市二模）如圖所示，豎直放置的平行板電容器內除電場外還有圖示的勻強磁場，從A板中點

孔P向各個方向發(fā)射一批不同速度的帶正電的微粒（考慮重力），則A到C的過程中（）

——11-------------

A.微粒一定不做勻變速運動

B.微粒一定做曲線運動

C.所有微粒到達C板時動能一定發(fā)生變化

D.所有微粒到達C板時機械能一定增大

10.（2020?蕪湖一模）如圖所示，虛線所圍矩形區(qū)域出油內充滿磁感應強度為4、方向垂直紙面向外的勻

強磁場。現從邊的中點O處，某一粒子以最小速度u垂直于磁場射入、方向垂直于時，恰能從ad邊

的〃點穿出。若撤去原來的磁場在此矩形區(qū)域內存在豎宜向下的勻強電場，使該粒子以原來的初速度在O處

垂直于電場方向射入，通過該區(qū)域后恰好從d點穿出，已知此粒子的質量為小，電荷量的大小為夕，其重

力不計；邊長為2/,ad邊長為3/,貝J下列說法中正確的是（）

9

A.勻強磁場的磁感應強度大小與勻強電場的電場強度大小之比為eB=2

Ev

B.勻強磁場的磁感應強度大小與勻強電場的電場強度大小之比為巨=3

Ev

c.離子穿過磁場和電場的時間之比上=四

t24

D.離子穿過磁場和電場的時間之比L=￡

t26

11.（2020?定遠縣模擬）如圖所示，半整為R=2c機的圓形區(qū)域中有垂直紙面向外的勻強磁場（圖中未畫出），

磁感應強度5=27,一個比荷為2x106。,/炮的帶正電的粒子從圓形磁場

邊界上的A點以％=8xl（）4加/$的速度垂直直徑的射入磁場，恰好從N點射出，且NA0V=12O°.下列

選項正確的是（）

A.帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑為

B.帶電粒子在磁場中運動軌跡的圓心一定在圓形磁場的邊界上

C.若帶電粒子改為從圓形磁場邊界上的C點以相同的速度入射，一定從N點射出

D.若要實現帶電粒子從A點入射，從N點出射，則該圓形磁場的最小面積為3萬乂1（）762

12.（2019?包河區(qū)校級模擬）如圖所示，內壁粗糙且絕緣的半圓形凹槽固定在水平地面上，空間中存在方

向豎直向下的勻強電場石和方向垂直于紙面向里的勻強磁場B.現將一個質量為機、帶電量為+4的帶電

小球從與圓心等高處由靜止釋放，在小球沿凹槽下滑到最低點的全過程中，設重力做功為修、電場力做功

為桃、克服摩擦力做功為嗎、洛倫茲力做功為卬4,則下列說法中正確的是（）

A.小球電勢能的減少量為嗎

B.小球動能的增加量為用+嗎+嗎+叱

C.小球機械能的增加量為明-%

D.小球機械能的增加量為叱+嗎+叱

13.（2019?安徽二模）如圖所示是回旋加速器的示意圖，置于真空中的。型金屬盒的半徑為〃兩O型盒接

在高頻交流電源上磁感應強度為B的勻強磁場與金屬盒的盒面垂直粒了經過烏、D2狹縫間的電壓大小恒為

U,若中心粒子源A處產生的質量為加，電荷量為+鄉(xiāng)的粒子，可以被狹縫間的電場不斷加速。帶

電粒子的初速度為零不考慮相對論效應，則下列說法正確的是（）

A.粒子在回旋加速器中的加速次數與粒子的比荷成正比

B.粒子在回旋加速器中相鄰軌道半徑之差保持不胃_________

c.帶電粒子在2盒中第〃個半圓的半徑是4='楞鏟叵

D.若加速器的輸出端的等效電流是/,則輸出平均功率是絆上

2m

14.（2019?舒城縣模擬）如圖所示，虛線框'd內存在著平行于線框平面的勻強電場或垂直于線框平面的

勻強磁場，一帶正電的粒子從兒邊上的尸點以速度%射入，在虛線框內運動到3邊上的。點飛出，飛出

時的返度大小也為％.已知尸。間距離為L,粒子在產、。兩點的速度方向與PQ連線的夾角都為，（。＜90。），

粒子重力不計。下列說法中正確的是（）

A.若為勻強電場，場強方向可能與P。平行

B.若為勻強電場，粒子從P到Q的最小速度為％

C.不論是電場或磁場，都可以求出粒子從〃到。的時間

D.若為勻強磁場，磁場方向垂直紙面向內

15.（2019?合肥一模）如圖所示，一根固定的絕緣豎直長桿位于范圍足夠大且相互正交的勻強電場和勻強

磁場中，電場強度大小為E=2空，磁感應強度大小為8.一質量為團、電荷量為g的帶正電小圓環(huán)套在

q

桿上，環(huán)與桿間的動摩擦因數為從現使圓環(huán)以初速度匕向下運動，經時間力，圓環(huán)回到出發(fā)點。若圓環(huán)回

到出發(fā)點之前已經開始做勻速直線運動，不計空氣阻力，重力加速度為g。則下列說法中正確的是（）

A.環(huán)經嗚時間剛好到達最低點

B.環(huán)的最大加速度為勺=g+絲的

m

122

C.環(huán)在F時間內損失的機械能為（片-」粵丁）

24q~B~

D.環(huán)下降過程和上不過程系統(tǒng)因摩擦產生的內能相等

16.（2019?安徽模擬）如圖所示，矩形區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁場的磁感應強度大

小為5,AE?邊長為d,BC邊長為2d,。是8c邊的中點，石是AD邊的中點，在O點有一粒子源，可

以在紙面內向磁場內各個方向射出質量均為m、電荷量均為4、有同種電性的帶電粒子，粒子射出的速度

大小相同，速度與08邊的夾角為60°的粒子恰好從E點射出磁場，不計粒子的重力，則（）

B.粒子運動的速度大小為幽

m

C.粒子在磁場中運動的最長時間為匕絲

2qB

D.磁場區(qū)域中有粒子通過的面積為（—）/

4

17.（2019?黃山一模）如圖所示，在xvO與x>0的區(qū)域中，存在磁感應強度大小分別為用與星的勻強磁

場，磁場方向均垂直于紙面向里，且4：4=3:2.在原點。處發(fā)射兩個質量分別為犯和嗎的帶電粒子，

已知粒子。以速度匕沿x軸正方向運動，粒子6以速率以沿工軸負方向運動，已知粒子。帶正電，粒子b帶

負電，電荷量相等，且兩粒子的速率滿足餌匕=嗎/，若在此后的運動中，當粒子。第4次經過y軸（出發(fā)

時經過y軸不算在內）時，恰與粒子b相遇'，粒子重力不計，下列說法正確的是（）

A.粒子。、人在磁場片中的偏轉半徑之比為3:2

B.兩粒子在y正半軸相遇

C.粒了。、。相遇時的速度方向相同

D.粒子。、b的質量之比為1:5

18.（2019?馬鞍山二模）如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板，板長為2J,相距為現將一質量為加，

電荷量為4的帶電小球以某一水平速度靠近上板下表面的夕點射入，剛好從下板邊緣射出，若在兩板間加

入豎直向下的勻強電場，再次將該帶電小球以相同速度從P點射入，小球剛好水平向右沿直線運動；若保

持電場，再加一垂直紙面的勻強磁場，再次將該帶電小球以相同速度從P點射入，小球剛好垂直打在板上。

已知重力加速度為g,則下列說法正確的有（）

A.小球從尸點射入的初速度為何7

B.小球帶正電，所加勻強電場七=整

q

C.所加勻強磁場方向垂直紙面向里，B=—J2dg

2qd

D.加入勻強磁場后，帶電小球在板間運動時間為7欄

19.（2018?舒城縣校級模擬）如圖，坐標軸上有A（L,0）C（0,6L）兩點。在AOGA區(qū)域內有垂直于

直?平面向里的勻強磁場8.一群質量為〃?、電荷量為式g>0）的同種粒子（粒子間相互作用不計），同一

時刻從OC邊以平行于x軸方向射入磁場，粒子射入磁場前間距均勻（極?。⑺俣认嗤?。從OC邊射出的

粒子占粒子總數75%.不計重力。下列說法正確的是（）

A.粒子在磁場中按順時針方向運動

B.粒子在磁場中運動時間最長為工”

qB

c.粒子速度大小為理些

9m

D.當粒子速度大小為叵也從0c邊射出的粒子占粒子總數50%

6m

20.（2018?淮南二模）如圖所示，在wy平面中第一象限內有一點OP所在直線下方有垂直

于紙面向里的勻強磁場，OP上方有平行于OP向上的勻強電場，電場強度E=10W/a?，F有質量

=依，電量g=2xl0-3。帶正電的微粒，從坐標原點。以初速度％=lxl（）2〃〃s垂直于op方向射

入磁場，經過P點時速度方向與OP垂直并進入電場，在經過電場中的“點（圖中未標出）時的動能為O

點時動能的2倍，不計該微粒重力。下列說法正確的是（）

B.OM兩點間的電勢差為7.5V

C.粒子從尸點運動到“點的時間等于5xl（）Ts

D.Af點的坐標為（3cmJem）

21.（2018?太和縣校級模擬）如圖所示，垂直于紙面向里的勻強磁場分布在矩形次d區(qū)域內，且

〃=2:6，0點是cd邊的中點。一個帶正電的粒子僅在磁場力的作用下，從0點沿紙面以垂直于以邊

的速度射入正方形內，經過時間％后剛好從c點射出磁場，現設法使該帶電粒子從O點沿紙面以與。△成

30。角的方向，以大小不同的速率射入正方形內，那么下列說法中正確的是（）

cb

XXXX

XXXX

07-?

XXXX

XXXX

-a

A.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是：之,則它可能從c點射出磁場

若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是%。，則它一定從。點射出磁場

B.

c.若該帶電粒子在磁場中經歷的時間是,則它一定從々6邊中點射出磁場

D.該帶電粒子在磁場中運動的時間不可能為

22.（2018?蕪湖模擬）如圖所示，在第一象限內，存在磁感應強度大小為8的勻強磁場，方向垂直于工。廠￥

面向外。在），軸上的A點放置-放射源，可以不斷地沿xQy平面內的不同方向以大小不等的速度放射出質

量為加、電荷量+4的同種粒子，這些粒子打到x軸上的尸點。知。4=OP=￡.貝I"）

o

粒子速度的最小值為叵”

A.

2m

B.粒子速度的最小值為

2m

c.粒子在磁場中運動的最長時間為t=—

3qB

粒子在磁場中運動的最長時間為/=主絲

D.

2qB

23.（2018?合肥二模）如圖所示圓形區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，一帶電粒子以某速度由圓周上

點A沿與直徑AO8成30。角的方向射入磁場，其后從點C射出磁場。已知COD為圓的直徑，N8OC=60°,

E、產分別為AO和AC上的點，粒子重力不計。則下列說法正確的是（）

八、XX\

町為“XX\

A

\xX弋X/

XX\^c

F

A.該粒子可能帶正電

B.粒子從點C射出時的速度方向一定垂直于直徑AQ8

C.若僅將粒子的入射位置由點A改為點￡，則粒子仍從C射出

D.若僅將粒子的入射位置由點A改為點F，則粒子仍從C射出

24.（201X?馬鞍山二模）如圖所示，絕緣圓筒內有垂直紙面向里的勻強磁場.兩帶異種電荷的帶電微粒分

別從小孔尸以等火速率射向圓心O,微粒與筒壁的碰撞是彈性碰撞，最終兩微粒都從小孔尸射出磁場，正、

負電荷與筒壁分別碰撞了3次和2次（不考慮微粒的重力），則正、負微粒（）

B.在磁場中運動軌跡的半徑之比是6:1

C.在磁場中運動時間之比是2:6

D.比荷之比為JJ:2

25.（2018?安徽模擬）如圖所示，兩根長直導線豎直插入粗糙絕緣水平耒面上的“、N兩小孔中，O為“、

N連線中點，連線上。、人兩點關于。點對稱。導線通有大小相等、方向相反的電流。已知通電長直導線

在周圍產生的磁場的磁感應強度8=2,，式中左是常數、/為導線中電流、廣為點到導線的距離。帶負電

r

的小物體在拉力戶的作用下，以速度y從。點出發(fā)沿連線運動到b點做勻速直線運動，小球與桌面的動摩擦

因數為〃，關于上述過程，下列說法正確的是（）

B.小物體對桌面的壓力先減小后增大

C.桌面對小物體的作用力方向不變

D.拉力尸的功率先減小后增大

26.（2018?安徽模擬）半徑為&的光滑絕緣豎直圓形軌道的最低點，有一個電量為+4的介質小球，以初速

度%=即向右沖上軌道。下面四種情形中，A圖圓心處放置正點電荷，3圖加上豎直向下的勻強電場,

場強七=避，C圖加上水平向右的勻強電場，場強七=螫,。圖加上垂直紙面向外的勻強磁場。則小球

2夕q

一定能夠在圓軌道內做完整的圓周運動是（）

?

A.B.

27.（2018?合肥?模）如圖所示，豎直放置的兩平行金屬板，長為L,板間距離為d,接在電壓為U的直

流上。在兩板間加一磁感應強度為5,方向垂直紙面向里的勻強磁場。一個質量為〃?，電荷量為g的帶正

電油滴，從距金屬板上端高為〃處由靜止開始自由下落，并經兩板上端連線中點尸進入板間。油滴在尸點

所受的電場力與磁場力大小恰好相等，且最后恰好從金屬板的下邊緣離開電磁場區(qū)域?？諝庾枇Σ挥?，重

力加運度為g,則下列說法正確的是（）

A.油滴剛進入電磁場時的加速度為g

C.油滴從左側金屬板的下邊緣離開________________

D.油滴離開電磁場時的速度大小為國+28乙+黑

VmBd2

三.計算題（共5小題）

28.（2020?池州模擬）如圖所示，My平面與水平地面垂直，x軸在地面上,足夠長的光滑絕緣水平軌道

固定在第〃象限內，右邊界垂直且緊貼y軸，豎直光滑絕緣半圓軌道固定在水平軌道左邊界且與水平軌道

平滑連接。在第1象限內有垂直直?平面向外的勻強磁場3和沿y軸正向的勻強電場E,且&=-色色，

q

半圓軌道處在沿x軸負向的勻強電場￡中。且七二2￡；在水平軌道上放置可視為質點的兩小球1和2,

它們均帶正電，兩者中間鎖定一被壓縮的輕質絕緣彈簧（彈簧與兩小球不拴接）。解除鎖定，彈簧恢復原長

后拿走，此后小球1沿水平軌道以速度q=lm/s進入第/象限，結果打在x軸上％=處，小球2沿水平

軌道向左運動然后進入半圓軌道。已知球1質量為用。，電荷量為g,球2質量為必.電荷量為水平

軌道高為g取IOM/,/,不計兩小球間的庫侖力，兩小球運動始終在xQy平面內。

（1）求解除鎖定前輕彈簧儲存的彈性勢能；

（2）求勻強磁場的磁感應強度8的大小；

（3）要使球2能沿原路返回進入第1象限,求半圓軌道的半徑應滿足的條件以及球2進入第/象限后打在x

軸上時速度方向與x軸正向所成角度的正切值。

29.（2019?黃山二模）如圖所示，在豎直平面內的町，直角坐標系中，x軸上方存在正交的勻強電場和勻強

磁場，電場強度耳，方向沿y軸向上，磁感應強度4,方向垂直紙面向里。x軸下方存在方向沿y軸向上

的勻強電場（圖中未畫出），場強為七?一質量為由、電荷量為q的帶正電小球（可視為質點），從y軸上

的A點以速度大?。パ豿軸正方向拋出，經x軸上的P點后與x軸正向成45。進入x軸上方恰能做勻速圓周

運動。。、尸兩點間距離與與。、A兩點間距高%滿足以下關系:,重力加速度為g,以上物

理量中加、q、%、g為已知量，其余量大小未知。

（1）電場強度4與七的比值；

（2）若小球可多次（大于兩次）通過尸點，則磁感應強度8為多大？

（3）若小球可恰好兩次通過尸點，則磁感應強度8為多大？小球兩次通過尸點時間間隔為

多少？

30.（2019?安徽模擬）如圖所示,在y>0的空間中存在著垂育my平面向外的勻強磁場，在yvO的空間中

存在著平行于wy平面的勻強電場，場強方向與x軸負方向成45。角斜向上。一質量為加，帶電量為g的帶

正電粒子從坐標原點以初速度進入磁場，方向與％軸負方向成45。角斜向上，然后經過M點進人電場，并

與y軸負半軸相交于N點。已知M點坐標為（L,0）,N點坐標為（0,-g）（不考慮粒子所受的重力）求：

（1）勻強磁場的磁感應強度；

（2）勻強電場的電場強度。

31.（2019?定遠縣三模）如圖所示，在直角坐標系媵*L區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場，在邊長為2L

的正方形必〃區(qū)域（包括邊界）內有方向垂直紙面向外的勻強磁場。一電子從），軸上的40,冷）點以大小

為%的速度沿X軸正方向射入電場，已知電子的質量為加、電荷量為6,正方形就cd的中心坐標為（3L,0）,

且a方邊與x軸平行，勻強電場的電場強度大小七=述。

eL

（1）求電子進入磁場時的位置坐標；

（2）若要使電子在磁場中從。入邊射出，求勻強磁場的磁感應強度大小4滿足的條件。

32.（2019?定遠縣校級二模）如圖所示，在平面直角坐標系的第二、第三象限內有一垂直紙面向里、

磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域AABC,A點坐標為（0,M）,C點坐標為（0,-3a）,月點坐標為（-2島，

-3公，在直角坐標系的第一象限內，加上方向沿V軸正方向、場強大小為E=8%的勻強電場，在x=3a

處垂直于x軸放置-平面熒光屏，其與x軸的交點為。.粒子束以相同的速度%由O、。間的各位置垂直y

軸射入，已知從y軸上y=-2a的點射入磁場的粒子在磁場中的軌跡恰好經過。點。忽略粒子間的相互作用,

不計粒子的重力。

（1）求粒子的比荷；

（2）求粒子束射入電場的縱坐標范圍；

（3）從什么位置射入磁場的粒子打到熒光屏上距Q點最遠？求出最遠距離。

E

2

熒

光

X扉

尸/XX

四.解答題（共5小題）

33.（2020?合肥三模）如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一、二象限內有豎直向下的勻強電場片,虛

線是第二、四象限的角平分線，虛線的右上方有垂直紙面向里的勻強磁場8；第三、四象限有水平向左的

勻強電場/，旦4=馬，現有一電荷量為“、質量為用的帶電微粒由“軸上的P點（-0七，0）,以大小

為%、方向與x軸正方向成45。角的速度射入第二象限，微粒沿直線運動到虛線上的。點，然后進入磁場,

再從坐標原點O進入第三象限，最后打在y軸上的N點，已知重力加速度為求：

(1)電場強度Ei的大小和磁場感應強度B的大小；

(2)微粒通過N點的位置坐標和速度：

(3)微粒從。點運動到N點經歷的時間.

34.(2020?安徽三模)如圖所示，在平面直角坐標系x。)，中，在y軸右側和丫=-％的上方區(qū)域有沿y軸負

方向的勻強電場，電場強度大小為E,在工軸下方向和y=-x的左側區(qū)域有垂直于坐標平面向外的勻強磁

場，在坐標原點處沿彳軸正向射出一束質量為機、電荷量為q的帶正電的粒子，這束粒子第一次出電場的范

圍在y二—x上的尸、。兩點之間，OP=L,OQ=2L,從尸點出電場的粒子第一次在磁場中運動的軌跡

剛好與y軸相切，不計粒子的重力，不計粒子間的相互作用，求：

(1)粒子從。點射出的速度大小范圍；

(2)勻強磁場的磁感應強度大?。?/p>

(3)試分析：第一次從Q點射出電場的粒子，第一次在磁場中運動會不會穿過y軸，說明理由。

35.(2020?安徽模擬)如圖所示，在xOy坐標系所在的平面內，第〃象限內有沿x軸負方向的勻強電場，

在第象限內有一圓形區(qū)域，與x、y軸分別相切于。(-L,0)、A(0,-L)兩點，在/象限內有一未知的矩形區(qū)

域(圖中未畫出)，此未知矩形區(qū)域和第川象限內的圓形區(qū)域內有完全相同的名強磁場，磁場方向垂直于工3,

平面向里。一束速度大小為%的電子束從A點沿x軸負方向射入磁場，經C點射入電場，最后從x軸上離O

點的距離為2L的尸點射出；另一束速度大小為的正電子束從x軸上的Q點沿與x軸負向成45。角的方

向射入第/象限，而后進入未知矩形磁場區(qū)域，離開磁場時正好到達P點，且恰好與從尸點射出的電子束

正碰，相碰時兩束粒子速度方向相反。已知正、負電子電荷量大小均為e、質量均為加，正負電子的重力

不計。求：

(1)磁感應強度8的大小和電場場強E的大??；

(2)從A點射人磁場的電子運動到尸點所用的時間；

(3)x軸上的。點離O點的距離及未知矩形磁場區(qū)域的最小面積S。

36.(2020?安徽三模)如圖，在平面的第一象限內存在方向垂直紙面外均勻強磁場，磁場的磁感應強

度大小為8；在第四象限內存在沿-X軸方向的勻強電場，電場強度大小為E.兩個質量均為加、電量均為

+4的粒子從y軸上的P(0,*L)點，以相同大小的速度進入第一象限(速度方向之間的夾角，=60。)，兩

粒子離開第一象限后均垂直穿過x軸進入電場，最后分別從y軸上的M、N點離開電場。兩粒子的重力及

粒子之間的相互作用不計，求

(1)粒子在尸點的速度大小；

(2)“、N兩點間的距離

37.(2020?定遠縣模擬)如圖所示，熒光屏與x軸垂直放置，熒光屏所在位置的橫坐標％=60cm,在

第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度E=1.6xl()SN/C,在第二象限有半徑

氏=5"〃的圓形磁場，磁感應強度6=0.87?方向垂直xOy平面向外。磁場的邊界和x軸相切于P點。在P

點有一個粒子源，可以向x軸上方180。范圍內的各個方向發(fā)射比荷為旦=1.0x108。/口的帶正電的粒子,

m

已知粒子的發(fā)射速率%=4.0xl06〃/s。不考慮粒子的重力、粒子間的相互作用。求：

(1)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；

(2)粒子從y軸正半軸上射入電場的縱坐標范圍；

(3)帶電粒子打到熒光屏上的位置與。點的最遠距離。

N

2018?2020年安徽省物理高考各地模擬試題分類（9）——磁場

參考答案與試題解析

一.選擇題（共7小題）

1.（2020?金安區(qū)校級模擬）通電直導線A、8與圓形通電導線環(huán)放在同一粗糙絕緣水平面上，。為導線環(huán)

圓心，導線A、8與導線環(huán)直徑CZ）平行且到CO距離相等，當它們通有如圖所示的電流后，均仍處于靜止

狀態(tài)，則（）

D

A.。點磁感應強度為0

B.導線環(huán)受到向右的摩擦力

C.導線A受到的摩擦力一定向右

D.導線“受到的摩擦力一定向右

【解答】解：

A、使用右手定則，判斷圓形通電導線產生的磁場，圓內沿紙面向外，圓外沿紙面向內。導線B在。點感

應磁場沿紙面向內，導線A在。點感應磁場沿紙面向外。但題目未給出A、8及圓形導線電流大小，故O

點有場強方向無法判斷。故A錯誤；

4、導線8在圓形導線感應磁場沿紙面向內，圓形導線左半圓受安培力向右，右半圓受安培力向左，但左

半圓離導線b距離近，故4對圓形導線總安培力向右。導線A在圓形導線感應磁場沿紙面向外，同理A對

圓形導線總安培力向左。但未知A、8導線電流大小，故無法判斷圓形導線合力方向，故3錯誤；

C、圓形導線在A處產生磁場沿紙面向里，故A受到安培力向左。導線8在A處產生磁場沿紙面向里，故

A受到安培力向左。故A合力向左，則必定受向右摩擦力。故C正確；

。、圓形導線在8處產生磁場沿紙面向里，故8受到安培力向左。導線A在8處產生磁場沿紙面向外，故

4受到安培力向右。因未知圓形導線和A導線電流大小，故3導線受安培力方向無法判斷。故。錯誤；

故選：C。

2.（2020?蚌埠四模）如圖，橫截面是圓的勻強磁場區(qū)域（紙面），其半徑為R,磁感應強度大小為8,方

向垂直于紙面向外。一電荷量為-冢夕＞0）、質量為m的粒子自P點沿與直徑P。成30°角的方向射入圓形

磁場區(qū)域，粒子射出磁場時的運動方向與直徑PQ垂直，不計粒子的重力，則粒子的速率和在磁場中運動的

時間分別為（）

AqBR24mBqBR2冗m

2m3qBm3qB

C3qBRDqBR24m

2m3qBmqB

【解答】解：根據半徑與速度垂直找到圓心，畫出運動軌跡，根據幾何知識知速度偏轉角度為120。，即

NEOP=120°,則NOPE=NEPQ=30。，根據三角函數知粒子運動軌跡的半徑/*=R,根據洛倫茲力提供向

心力知80=m匕，解得丫=邇,周期丁=駟，運動時間為，=［丁=包，故B正確,ACD錯誤。

RmBq33qB

故選：Bo

3.（2020?安徽三模）空間存在豎直向下的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為8°,兩根長直導線A、8垂

直于紙面水平放置，兩導線中通入大小相等方向相反的恒定電流，。點為A、3連線的中點，。、8兩點

關于5對稱，若。、匕兩點的磁感應強度大小分別為q、方向均豎直向下，則撤去勻強磁場和長直導

線B以后，。、力兩點的磁感應強度大小分別為（）

Bb

?

4一穌4—26+3瓦)B\+&)B、+2B、—3屁）

22

B-B°B1+2B「3B。片+綜4-26+3穌

2

【解答】解：撤去磁場和長直導線8之前，根據安培定則可知，。點的磁感應強度為兩直導線A、8和勻

強磁場的磁感應強度的矢量和，根據對稱性可知，兩直導線A、8在。點產生的磁場等大同向，均與勻強

磁場方向相同，

匕點的磁感應強度為兩直導線A、3和勻強磁場的磁感應強度的矢量和，根據安培定則可知，直導線A在匕

點產生的磁場方向豎直向下，直導線8在b點產生的磁場方向豎直向上，

設撤去磁場和長直導線8以后，。點的磁感應強度大小為B二b點的磁感應強度大小為B",根據題意可知，

2B7B0=B1,8〃+穌一"=與，解得：*=8〃=4+2?-3穌,故。正確，/般錯誤。

故選：C。

4.（2020?合肥模擬）如圖所示，在一絕緣水平上，固定三根平行且等間距的長直通電導線。、b、c,導

線中道有大小相等的恒定電流。已知導線。受到的安培力方向向左，則下列說法正確的是（）

A.導線Z?電流方向一定與導線。中電流方向相同

B.導線c受到安培力一定向右

C.導線。、c受到的安培力的大小不一定相等

D.導線人受到的安培力一定最大

【解答】解：依據左手定則，且導線。受到的安培力方向向左，并。、匕、c,導線中通有大小相等電流,

那么三根導線通入電流方向，如下圖2種情況所示：

A、導線b電流方向一定不與導線。中電流方向相同，否則導線。受到的安培力方向不能向左，故A錯誤；

笈、根據左手定則與安培定則可知，導線c受到安培力，左邊圖安培力向右，而右邊圖安培力向左，故8錯

誤；

C、由上圖可知，左邊圖中導線a、。受到的安培力的大小是相等，而右邊圖中導線a、。受到的安培力的

大小是不相等，故C正確；

。、導線b受到的安培力不一定最大，比如左邊圖中，導線b的安培力為零，故。錯誤；

故選：C。

5.（2020?安徽模擬）如圖所示，磁場的邊界是兩個同心圓，內圓的半徑為r磁場方向垂直紙面向里，磁感

應強度大小為3,A是內側邊界上的一點。在圓心。處沿平行紙面方向射出一個質量為加、電荷量為4的

帶電粒子，粒子速度方向與。4成60。角，粒子經磁場第一次偏轉后剛好從A點射出磁場，不計粒子重力，

則下列說法正確的是（）

八XXXX?、

/*Xxxxxx；\

:XXXX?

葭2屆*、

：：X\?0；/4XX；

x/

\XXXXXx/

、、JxXX/

、、-XXXX，

A.粒子一定帶正電

B.粒子第一次在磁場中運動的時間為駟

3qB

C.粒子運動的速度大小為避迪

2m

D.磁場外邊界圓的半徑至少為Gr

【解答】解：A、粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示，根據左手定則可以判斷粒子帶負電，故A錯誤;

B、粒子第一次在磁場中運動的時間為/=27=皿，故8錯誤；

33qB

C、根據圖中幾何關系可得粒子在磁場中做圓周運動的半徑為/?=八21!30。=由「，根據洛倫茲力提供向心

3

力可得g濁二〃2二，解得-=且隨，故C錯誤；

R3m

。、磁場外邊界圓的半徑至少為，=R+」一二百，故。正確。

cos30°

故選：D。

6.（2019?合肥三模）圖示為一粒子速度選擇器原理示意圖。半徑為10砌的圓柱形桶內有?勻強磁場，磁感

應強度大小為LOxlO-T,方向平行于軸線向外，圓桶的某直徑兩端開有小孔，粒子束以不同角度由小孔入

射，將以不同速度從另一個孔射出。有一粒子源發(fā)射出速度連續(xù)分布、比荷為2.0xl0"C/依的帶正電粒子，

若某粒子出射的速度大小為粒子間相互作用及重力均不計，則該粒子的入射角。為（）

【解答】解：由牛頓第二定律得：

Bqv=m—V-

r

解得：r=—=5/2x10'rn=\0x[2cmo

qB

過入射速度和出射速度方向作垂線，得到軌跡的圓心o,，畫出軌跡如圖，離子從小孔。射入磁場，與方

向的夾角為則離子從小孔方離開磁場時速度與?！ǖ膴A角也為a，由幾何知識得到軌跡所對應的圓心角

為：0=2a

則有：sina=囚=也~

r2

解得：a=45°,故8正確，ACD錯誤。

7.（2019?黃山二模）如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場分布在等邊三角形ABC內，。是邊的中點,

一群相同的帶負電的粒子僅在磁場力作用下，從。點沿紙面以平行于邊方向，以大小不同的速率射入三

角形內，不考慮粒子間的相互作用力，已知粒子在磁場中運動的周期為7,則下列說法中正確的是（）

2

A.若該粒子在磁場中經歷時間為士丁，則它一定從8c邊射出磁場

3

B.若該粒子在磁場中運動時間為,丁，則它一定從AC邊射出磁場

12

C.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁場中運動時間長

D.若該粒子在磁場中運動時間為則它一定從45邊射出磁場

4

【解答】解：ABD、若帶電粒子剛好從8c邊射出磁場，運動軌跡與8C邊相切，可知圓心角為180。，粒

子在磁場中經歷時間為若帶電粒子剛好從AC邊射出磁場，運動軌跡與4c邊相切，作圖可得切點為C

2

點，可知圓心角為60。，粒子在磁場中經歷時間為」丁，若帶電粒子從池邊射出磁場，可知圓心角為240。，

6

粒子在磁場中經歷時間為士2丁，所以該粒子在磁場中經歷時間為2士丁，則它一定從邊射出磁場；該粒子