2024年高考物理復習專題9磁場真題訓練含解析

專題9磁場

1.（2024全國卷I）如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與

紙面平行），磁場方向垂直于紙面對里，三個帶正電的微粒用Ac電荷量相等，質(zhì)量分

別為鳳、滁、心.已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，。在紙面內(nèi)向右做勻速直線

運動，。在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動.下列選項正確的是

XXXXX

左XXXXX右

XXXXX

A.ma>mh>m(.B.mh>mtl>m(.

mmm

C.m(.>ma>mhD.c>b>a

答案：B

解析：由題意知，m斤qE,mt.g=q^-Bqv,m、QBqv=qE,所以〃％>，〃“>〃（.，故B正確，ACD

錯誤.

2.（2024全國卷H）如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強磁場，P為磁

場邊界上的一點.大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過〃點，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入

磁場.若粒子射入速率為匕，這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上；若粒子

射入速率為匕，相應(yīng)的出射點分布在三分之一圓周上.不計重力及帶電粒子之間的相互作用.

則叫：匕為

P&::

、■

、、、-…J

A.6:2B.V2:lC.V3：|D.3:a

答案：C

解析：本題考查帶電粒子在磁場中的運動.由于是相同的粒子，粒子進入磁場時的速度大小

相同，由/，8=〃?'■可知，R=］萬，即粒子在磁場中做圓周運動的半徑相同.若粒子運動

的速度大小為W,如圖所示，通過旋轉(zhuǎn)圓可知，當粒子的磁場出射點小離尸點最遠時，則

月片2M：同樣，若粒子運動的速度大小為吆，粒子的磁場出射點4離P點最遠時，則游2位,

由幾何關(guān)系可知，凡=!，/?,=/?cos300=—R?則上=&=\'3,C項正確.

222%R,

3.（2024江蘇卷）如圖所示，兩個單匝線圈a、6的半徑分別為r和2口圓形勻強磁場6

的邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a、力兩線圈的磁通量之比為

（A）1:1（B）1:2（C）1:4（D）4:1

答案：A

解析：本題考查考生對磁通量概念的理解.由題圖可知，穿過a、8兩個線圈的磁通量均為

中=從"2,因此磁通量之比為1：1,A項正確.

4.（2024全國卷IH）如圖，空間存在方向垂直于紙面（火力平面）向里的磁場.在*20區(qū)

域，磁感應(yīng)強度的大小為A：K0區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小為八氏（常數(shù)4>1）.一質(zhì)量為〃入

電荷量為八q〉O）的帶電粒子以速度匕從坐標原點。沿A■軸正向射入磁場，此時起先計時,

當粒子的速度方向再次沿x軸正向時，求（不計重力）

祝y瓦

MXXXX

XXX

（1）粒子運動的時間；

（2）粒子與0點間的距離.

nin八1、2mv八1、

答案：（1）—（1+7）（2）一^（）。一^）

qB°AqB。A

解析：（1）在勻強磁場中，帶電粒子做圓周運動.設(shè)在*20區(qū)域，圓周半徑為K；在K0

區(qū)域，圓周半徑為&由洛倫茲力公式及牛頓定律得

密%=等①

2

c"B0%=嚓②

1\2

7tR.

粒子速度方向轉(zhuǎn)過180°時，所用時間G為4=1③

%

兀凡

粒子再轉(zhuǎn)過180。時，所用時間上為G=—④

%

nni八1、

聯(lián)立①②③④式得，所求時間為“=乙+4=丁（1+7）⑤

次義

（2）由幾何關(guān)系及①②式得，所求距離為4=2（鳥一6）=三善（1一?）⑥

qB“4

5.（2024江蘇卷）一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示.大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為公

的加速電場，其初速度幾乎為0,經(jīng)過加速后，通過寬為￡的狹縫MV沿著與磁場垂直的方

向進入磁感應(yīng)強度為4的勻強磁場中，最終打到照相底片上.已知甲、乙兩種離子的電荷

量均為+6質(zhì)量分別為2勿和以圖中虛線為經(jīng)過狹縫左、右邊界機/V的甲種離子的運動凱

跡.不考慮離子間的相互作用.

（1）求甲種離子打在底片上的位置到M點的最小距離x；

（2）在答題卡的圖中用斜線標出磁場中甲種離子經(jīng)過的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度&

<3）若考慮加速電壓有波動，在（“）-△：/）到（U°+AU）之間改變，要使甲、乙兩種離子

在底片上沒有重段，求狹縫寬度￡滿意的條件.

解析：（1）設(shè)甲種離子在磁場中的運動半徑為4

電場加速qU（）=；x2mv2

且夕i，A=2m—

2ri-L

（2）（見圖）最窄處位于過兩虛線交點的垂線上

(3)設(shè)乙種離子在磁場中的運動半徑為12

力的最小半徑小J、戶立叵

“Vq

c啟工業(yè)以1⑵M〃+AU)

?2的最大半徑與max=iJ—------

B、q

由題通知2/jmin—2Gmux>L

42[2MU°+AU)

列qB\q

解得L々招兇(43)-J2(U°+△(7)]

BVq

6.(2024天津卷)平面直角坐標系>0中，第I象限存在垂直于平面對里的勻強磁場，第

H1現(xiàn)象存在沿y軸負方向的勻強電場，如圖所示.一帶負電的粒子從電場中的。點以速度匕

沿X軸正方向起先運動，。點到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍.粒子從坐標原點。離開電

場進入磁場.最終從x軸上的〃點射出磁場.夕點至Uy軸距離與0點至U?軸距離相等.不計

粒子重力，問:

(1)粒了?到達。點時速度的大小和方向:

(2)電場強度和磁感應(yīng)強度的大小之比.

答案：(1)”=瓜0,方向與*軸方向的夾角為45°角斜向上(2)—=-^-

0B2

解析：(1)在電場中，粒子做類平拋運動，設(shè)。點到)軸距離為乙到y(tǒng)軸距離為2￡,粒子

的加速度為外運動時間為3有

2L=卬①

L=-at2②

2

設(shè)粒子到達。點時沿y軸方向的分速度為七

設(shè)粒子到達0點時速度方向與x軸正方向夾角為明有tana='?

%

聯(lián)立①②③④式得。=45°⑤

即粒子到達。點時速度方向與x軸正方向成45°角斜向上.

設(shè)粒子到達。點時速度大小為心由運動的合成有u=J片+片⑥

聯(lián)立①②③⑥式得^=五?⑦

（2）設(shè)電場強度為反粒子電荷量為0,質(zhì)量為勿，粒子在電場中受到的電場力為凡粒子

在電場中運動的加速度：a=—⑧

設(shè)磁感應(yīng)強度大小為8,粒子做勻速圓周運動的半徑為R,洛倫茲力供應(yīng)向心力，有:

V2

qvB=ni——⑨

依據(jù)幾何關(guān)系可知：R=y/2L

y

xxxx

xxxx

7.（2024浙江卷）如圖所示，在.心），平面內(nèi)，有一電子源持續(xù)不

斷地沿工正方向每秒放射出N個速率均為I，的電子，形成寬為2b,

在y軸方向勻稱分布且關(guān)于J軸對稱的電子流.電子流沿x方向射入一個半徑為R,中心位

于原點0的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直xOy平面對里，電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后均從P

點射出，在磁場區(qū)域的正下方有一對平行于1軸的金屬平行板K和A,其中K板與P點的距

離為d,中間開有寬度為2/且關(guān)于V軸對稱的小孔.K板接地，A與K兩板間加有正負、大

小均可調(diào)的電壓穿過H板小孔到達A板的全部電子被收集且導出，從而形成電流.

瓜

已知人二?士凡^二人電子質(zhì)量為M電荷量為c,忽視電子間相互作用.

2

（1）求磁感應(yīng)強度B的大小；

（2）求電子從P點射出時與負y軸方向的夾角0的范圍：

（3）當UAK=。時，每秒經(jīng)過極板K上的小孔到達極板A的電子數(shù)：

<4）畫出電流i隨改變的關(guān)系曲線（在答題紙上的方格紙上）.

答案：（1）笈=空，（2）60°,（3）n=—N=0,S2N（4）/mux=0.82^

eR3

解析：由題意可以知道是磁聚焦問題，即

（1）軌到半徑R=r

-5

(2)右圖以及幾何關(guān)系可知，上