高考物理试题分类汇编磁场解读Word文档下载推荐.docx
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下列说法正确的是A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大答案：
BD
在磁场中半径mvrqB=
运动时间：
m
tqB
θ=（θ为转过圆心角），故BD正确，当粒子从O点所在的边上射出的粒子时：
轨迹可以不同，但圆心角相同为1800，因而AC错
5．（2012广东卷）.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2种虚线所示，下列表述正确的是A．M带负电，N带正电B.M的速度率小于N的速率C.洛伦磁力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间答案：
A
6．（2012北京高考卷）．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒
子的运动等效为环形电流，那么此电流值A．与粒子电荷量成正比B．与粒子速率成正比C．与粒子质量成正比D．与磁感应强度成正比答案：
D
7．（2012安徽卷）.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点
沿直径AOB方向射入磁场，经过t∆时间从C点射出磁场，
OC与OB成60°
角。
现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（A.2
1t∆B.2t∆
B
本卷第3页（共13页）
C.
3
1
t∆D.3t∆19B；
根据作图法找出速度为v时的粒子轨迹圆圆心O＇，由几何关系可求出磁场中的轨迹弧所对圆心角∠AO＇C=60°
，轨迹圆半径R3AO='
，当粒子速度变为v/3时，其轨迹圆半径
R3
AO=
'
，磁场中的轨迹弧所对圆心角∠AO＇
＇D=120°
，由qB
tθ=
知tt∆='
∆2，故选B。
8．（2012山东卷）.（18分如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔1S、2S，两极
板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为0U，周期为0T。
在0t=时刻将一个质量为m、
电量为q-（0q>
）的粒子由
1S静止释放，粒子在电场力的作用
下向右运
动，在
2Tt=
时刻通过2S垂直于边界进入右侧磁场区。
（不计粒
子重力，不
考虑极板外的电场）
（1）求粒子到达
2S时德速度大小v和极板距离d。
（2）为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小
应满足的条件。
（3）若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在
03tT=时刻再
次到达2S，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁
感强度的
大小答案：
（1）粒子由
1S至2S的过程中，根据动能定理得
2
012qUmv=○1
由○1式得
v=
○2
设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得
O＇
O
本卷第4页（共13页）
0Uqmad=○3
由运动学公式得
01（22Tda=○4
联立○3○4式得
d=
○5
（2设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得
vqvBm
R
=○6
要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，须满足
22L
R>
○7
联立○2○6○7式得
B<
○8
（3）设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为1t
，有
1dvt=○
9
联立○2○5○9式得
014
Tt=
○10
若粒子再次达到2S时速度恰好为零，粒子回到极板间应做匀减速运动，设匀减速运动的时间为2t，根据
运动学公式得
2vdt=○11
联立○9○10○11式得
022Tt=
○12
设粒子在磁场中运动的时间为t
012
32TtTtt=---○13
本卷第5页（共13页）
联立○10○12○13式得
074
○14
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由○6式结合运动学公式得
2m
TqBπ=
○
15
由题意得
Tt=○16
联立○14○15○16式得
087m
BqTπ=
17
9.（2012四川卷）．（20分）
如图所示，水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）。
质量为m，电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动。
在A点右下方的磁场中有定点O，
长为l的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接不带电的质量同为m的小
球Q，自然下垂。
保持轻绳伸直，向右拉起Q，直到绳与竖直方向有一小于50
的夹角，在P开始运动的同时自由释放Q，Q到达O点正下方W点时速率为v0。
P、Q两小球在W点发生正碰，碰后电场、磁场消失，两小球
粘在一
起运动。
P、Q两小球均视为质点，P小球的电荷量保持不变，绳不可伸长，不计空气阻力，重力加速度为
g。
（1求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v；
（2若绳能承受的最大拉力为F，要使绳不断，F至少为多大？
（3求A点距虚线X的距离s。
答案：
．解：
（1设小球P所受电场力为F1，则F1=qE
①在整个空间重力和电场力平衡，有Fl=mg②联立相关方程得E=mg/q
③
设小球P受到冲量后获得速度为v，由动量定理得I=mv④得v=I/m
⑤
说明：
①②③④⑤式各1分。
（2设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为vm，由动量守恒定律得mv+mv0=（m+mvm
⑥
本卷第6页（共13页）
此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得F-（m+mg=（m+m
lvm2
⑦
联立相关方程，得
F=（I+mv2ml2+2mg
⑧
⑥⑦式各2分，⑧式1分。
（3设P在肖上方做匀速直线运动的时间为h，则tP1=s
v
⑨
设P在X下方做匀速圆周运动的时间为tP2，则tP2=πm2Bq
⑩
设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时间为tQ，由单摆周期性，有g
lntQπ
241（+=11
由题意，有tQ=tP1+tP212联立相关方程，得Bq
I
glmIns22
41（ππ-
+=n为大于⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-414lgBqm的整数13
设小球Q从开始运动到与P球同向相碰的运动时间为tQ´
由单摆周期性，有g
lntQπ243
（+='
14
同理可得Bq
43（ππ-
⎝⎛-434lgBqm的整数
⑨111214式各1分，⑩1315式各2分。
10.（2012全国新课标.（10分）
图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。
所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；
E为直流电源；
R为电阻箱；
○A为电流表；
S为开关。
此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
（1）在图中画线连接成实验电路图。
（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；
然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘
内重新加
本卷第7页（共13页）
入适量细沙，使D________；
然后读出___________________，并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。
（4）判定磁感应强度方向的方法是：
若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；
反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
[答案]
③重新处于平衡状态,电流表的示数I,此时细沙的质量m2④D的底边长L（3）IL
gmmB21-=（4）12mm>
（4）
11.（2012全国新课标.（18分）
如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。
在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。
圆心O到直线的距离为
R5
。
现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离
开该区域。
若磁感应强度大小为B，不计重力，求电场强度的大小。
[答案]m
qRBE5142
[解析]粒子在磁场中做圆周运动，设圆周的半径为r，由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得qvB=mv2
r①式中v为粒子在a点的速度。
过b点和O点作直线的垂线，分别与直线交于c和d点。
由几何关系知，线段ac、bc和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径围成一正方形。
因此，rbcac==②设cd=x，由几何关系得xRac+=54③225
xRRbc-+=④联立式得Rr5
7
⑤再考虑粒子在电场中的运动。
设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动。
设其加速度大小为a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中受力公式得
maqE=⑥
粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r，由运动学公式得
1atr=
⑦=rvt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间，联立式得m
=⑨
本卷第8页（共13页）
12．（2012天津卷）.对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义，如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I，不考虑离子重力及离子间的相互作用。
（1）求加速电场的电压U
（2）求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M（3）实际上加速电压的大小会在U±
∆U范围内微小变化，若容器A中有电荷
量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场
U
∆应小于中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，多少？
（结果用百分数表示，保留两位有效数字）答案：
解析：
（1）铀粒子在电场中加速到速度v，根据动能定理有
qUmv=22
①进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动，根据牛顿第二定律有
qvBR
mv=2
②由以上两式化简得
RqBU22
2=③
（2）在时间t内收集到的粒子个数为N，粒子总电荷量为Q，则
ItQ=④
q
Q
N=
⑤NmM=⑥
由④④⑤⑥式解得q
mIt
M=
⑦（3）两种粒子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，即不要重合，由可得半径为
mU
BR21=
由此可知质量小的铀235在电压最大时的半径存在最大值
UUmBR
（21max∆+=
质量大的铀238质量m'
在电压最小时的半径存在最小值
本卷第9页（共13页）
（21min∆-=
所以两种粒子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为
qUUmB（21∆+＜q
UUmB
（21∆-⑨
化简得
UU∆＜
63.0473
235238235238==+-=+'
-'
uuuummmm﹪⑩
13.（2012上海卷）．（13分）载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为
B＝kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。
在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。
开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。
当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小
为T1，当MN内电流强度变为I2时，两细线内的张力均大于T0。
（1）分别指出强度为I1、I2的电流的方向；
（2）求MN分别通以强度为I1、I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；
（3）当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。
（1）I1方向向左，I2方向向右，
（2）当MN中通以电流I时，线圈所受安培力大小为F＝kIiL（1r1
－1r2
，F1:
F2＝I1:
I2，
（3）2T0＝G，2T1＋F1＝G，F3＋G＝G/ga，I1:
I3＝F1:
F3＝（T0－T1）g/（a－g）T0，I3＝（a－g）T0I1/（T0－T1）g，
14.（2012江苏卷）．如图所示，MN是磁感应强度B匀强磁场的边界，一质量为m、电荷量为q粒子在纸面内从O点射入磁场，若粒子速度为v0，最远
可落在边界上的A点，下列说法正确的有
A．若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0B．若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0
C．若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于02qBd
vm-
D．若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于02qBd
vm
+
【解析】当粒子以速度0v垂直于MN进入磁场时，最远，落在A点，若粒子落在A点的左侧，速度不一定小于0v，可能方向不垂直，落在A点的右侧，速度一定大于0v，所以A错误，B正确；
若粒子落在A点的右侧d处，则垂直MN进入时，轨迹直径为dOAr+=2，即
dOAqBmv
+=2，已知OAqB
mv=02,解得mqdBvv20-=，不垂直MN进时，mqdBvv20->
，所以C
本卷第10页（共13页）
正确，D错误。
【答案】BC
15．（2012江苏卷）．（16分）如图所示，待测区域中存在匀强电场与匀强磁场，根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场，图中装置由加速器
和平移器组成，平移器由两对水平放置、相距为l
的相同平行金属板构成，极板长度为l，问距为d，两极板间偏转电压大小相等，电场方向相反，质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后，水
平射入偏转电压为U1的平移器，最终从A点水平
射入待测区域，不考虑粒子受到的重力。
（1）求粒子射出平移器时的速度大小v1；
（2）当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；
（3）已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F，现取水平向右为x轴正方向，建立如图所示的直角坐标系oxyz，保持加速电压U0不变，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，粒子刚射入时的受力大小如下表所示，请推测该区域中电场强度与磁感应强度的大小及可能的方向
【答案】
（1）设粒子射出加速器的速度为0v，动能定理2002
1mvqU=由题意得01vv=，即m
qUv0
12=
（2）在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为t：
加速度的大小mdqUa1
=，
在离开时，竖直分速度atvy=
竖直位移2
1atyz=
水平位移tvl1=粒子在两偏转电场间做匀速直线运动，经历时间也为t
竖直位移tvyzz=
由题意知，粒子竖直总位移zyyy+=12，解得dUlUy02
1=
则当加速电压为04U时，14UU=
（3）
（a由沿x轴方向射入时的受力情况可知：
B平行于x轴，且q
FE=
（b由沿±
y轴方向射入时的受力情况可知：
E与Oxy平面平行。
F+f22=（5F,则f=2F2且f=qv1B解得B=Fq2mqU0（c设电场方向与x轴方向夹角为a,若B沿x轴方向，由沿z轴方向射入时的受力情况得（f+Fsina+（Fcosa=（7F222解得a=300，或a=1500即E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为300或1500，同理若B沿-x轴方向，E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为-300或-1500。
16.（2012重庆卷）（18分）有人设计了一种带电颗粒的速率分．选装置，其原理如题24图所示。
两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。
一束比荷（电荷量与质量之比）均为1/k的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的中心线o¢
O进入两金属板之间，其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板。
重力加速度为g，PQ=3d，NQ=2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用，求⑪电场强度E的大小⑫磁感应强度B的大小⑬速率为λv0（λ＞1）的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离。
24．（18分）⑪设带电颗粒的电量为q，质量为m有qE=mg将q/m=1/k代入得E=kg⑫如答24图1，有qv0B=mv0222R2R=（3d）+（R-d）得B=kv0/5d⑬如答24图2有本卷第11页（共13页）___
qlv0B=m（lv0）tanq=3dy1=R1-22R12R1-（3d）2R1-（3d）2y2=ltanqy=y1+y2得y=d5l-（25l-9+3l2）25l-9217.（2012浙江卷．（20分）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。
两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。
将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v带相等电荷量的墨滴。
调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；
进入电场、磁场垂直打在下板的M点。
（1判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；
（2求磁感应强度B的值；
（3现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度小为多少？
板中间的位置。
为调至B’，B’的大则共存区域后，最终本卷第12页（共13页）___
本卷第13页（共13页）___
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