高考物理磁场考点汇总.docx

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高考物理磁场考点汇总

2008-2012年高考物理：

磁场考点汇总

五年高考

考点一磁场磁场力

考点二带电粒子在匀强磁场中的运动

19．（2009海南单科．16，10分）如图，ABCD是边长为。

的正方

形，质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0初速度沿纸

面垂直于BC边射入正方形区域，在正方形内适当区域中有

匀强磁场．电子从BC边上的任意点入射，都只能从4点射出

磁场，不计重力，求

（1）此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；

（2）此匀强磁场区域的最小面积．

2o.（2008海南单科．16,11分）如图，空间存在匀强电场和匀强

磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸

面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电

场或磁场与撤除前的一样．一带正电荷的粒子从P（x=0，y=

h）点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，

粒子将做半径为R0圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒

子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从P点运动到z

=Ro平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，

粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点．不计重力．求

（I）粒子到达x=Ro平面时速度方向与x轴的夹角以

及粒子到x轴的距离；

（Ⅱ）M点的横坐标xu．

考点三带电粒子在复合场中的运动

4．（2012天津理综．12,20分）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不断飘人加速电场，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，．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；

5．（2012浙江理综．24,20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

v0。

、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、磁场共存区域

后，最终垂直打在下板的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，使其竖直下移到两板中间的位

置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B’，

则B’的大小为多少?

7．（2012江苏单科．15，16分）如图所示，待测区域中存在匀强

电场和匀强磁场，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2的相同平行金属板构成，极板长度为Z、间

距为d，两对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Uo加速后，水平射入偏转

电压为U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4U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

9．[2011天津理综．12

（2）（3】]回旋加速器在核科学、核技术、

核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代

科学技术的发展．

（1）当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技

之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11

作示踪原子，碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击

氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11

的半衰期_r为20min，经2．Oh剩余碳11的质量占原来的百

分之几？

（结果取2位有效数字）

（2）回旋加速器的原理如图，D．和D2是两个中空的半径

为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源

上，位于D，圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以

忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D．、D2置于与

盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．若质子束从回旋

加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流J

与P、B、Rf的关系式（忽略质子在电场中的运动时间，其最大

速度远小于光速）．

（3）试推理说明：

质子在回旋加速器中运动时，随轨道半

径r的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Ar是增大、减小还

是不变？

10.（2011北京理综．23，18分）利用电场和磁场，可以将比荷不

同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有

重要的应用，

如图所示的矩形区域ACDG（AC边足够长）中存在垂直

于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝，离子源产生的离子，经静

电场加速后穿过狭缝沿垂直于CA边且垂直于磁场的方向射

入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集，整个装置内部

为真空．

已知被加速的两种正离子的质量分别是ml和m2（m1>

m2），电荷量均为g．加速电场的电势差为U，离子进入电场时

的初速度可以忽略．不计重力，也不考虑离子间的相互作用．

（1）求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；

（2）当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边

落点的间距s；

（3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置

中狭缝具有一定宽度，若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边

上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离，

设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为

d，狭缝右边缘在A处．离子可以从狭缝各处射入磁场，入射

方向仍垂直于GA边且垂直于磁场，为保证上述两种离子能

落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度，

11.（2011广东理综．35，18分）如图（a）所示，在以0为圆心，内

外半径分别为尺，和R：

的圆环区域内，存在辐射状电场和垂

直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R．=Ro，R2

=3Ro，一电荷量为+q，质量为m的粒子从内圆上的A点进

入该区域，不计重力．

（1）已知粒子从外圆上以速度”，射出，求粒子在A点的

初速度”。

的大小．

（2）若撤去电场，如图（b），已知粒子从OA延长线与外

圆的交点C以速度V2射出，方向与OA延长线成45。

角，求磁

感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间．

（3）在图（b）中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为

V3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度

应小于多少？

12.（2011安徽理综．23,16分）如图所示，在以坐标原点D为圆

心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀

强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里，一

带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度

射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经to时间从P点射出

（1）求电场强度的大小和方向．

（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从D点以相同的速度射

入，经

时间恰从半圆形区域的边界射出．求粒子运动加速

度的大小．

（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从D点射入，但速度为原

来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．

13.（2011重庆理综．25，19分）某仪器用电场和磁场来控制电

子在材料表面上方的运动．如图所示，材料表面上方矩形区

域PP'N'N充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域ⅣⅣ’

M'M充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为曰，长为

3s，宽为s；ⅣⅣ’为磁场与电场之间的薄隔离层，一个电荷量为

e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔

离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其

动能损失是每次穿越前动能的I0010，最后电子仅能从磁场边

界M’Ⅳ，飞出，不计电子所受重力．

（1）求电子第二次与第一次圆周运动半径之比；

（2）求电场强度的取值范围；

（3）A是M'N'的中点，若要使电子在A、M'间垂直于AM’

飞出，求电子在磁场区域中运动的时间．

14.（2011四川理综．25，20分）如图所示，正方形绝缘光滑水平

台面WXYZ边长f=1.8m，距地面^=0.8m．平行板电容器

的极板CD间距d=0.1m且垂直放置于台面，C板位于边界

wx上，D板与边界wz相交处有一小孔．电容器外的台面区

域内有磁感应强度B=lT、方向竖直向上的匀强磁场．电荷

量g=5×10-13C的微粒静止于形处，在CD间加上恒定电

压U=2.5V，板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入

磁场（微粒始终不与极板接触），然后由XY边界离开台面．在

微粒离开台面瞬时，静止于X正下方水平地面上A点的滑块

获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇．假定微粒在

真空中运动，极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点，滑块

与地面间的动摩擦因数p=0.2，取g=10m/sZ.

（1）求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板的

极性；

（2）求由XY边界离开台面的微粒的质量范围；

（3）若微粒质量‰=1×10“3kg，求滑块开始运动时所

获得的速度．

15.（2010福建理综．20,15分）如图所示的装置，左半部为速度

选择器，右半部为匀强的偏转电场，一束同位素离子流从狭

缝Sl射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭

缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强

大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素

离子的电荷量为g（g>O），速度选择器内部存在着相互垂直

的场强大小为E的匀强电场和磁感应强度大小为Bo的匀

强磁场，照相底片D与狭缝Sl、S2的连线平行且距离为L，忽

略重力的影响．

（1）求从狭缝S射出的离子速度v的大小；

（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度vo

方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式（用

En、Bn、E、a、m、L表示）.

（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出UH和

EH的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c、

f哪端的电势高；

（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，

电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R的表达式．（通过横截

面积S的电流j=nevS，其中w是导电电子定向移动的平

均速率）；

（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在

转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁

体的极性相反，霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近，当圆盘

匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图3

所示．

a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出

圆盘转速Ⅳ的表达式．

b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之

外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想．

17.（2009宁夏理综，25,18分）如图所示，在第一象限有一匀强

电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强

磁场，磁场方向与纸面垂直，一质量为m、电荷量为-q（q>

0）的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，

在石轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点0离开磁场．粒

子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点，已知OP=l，oQ=

2√3Z．不计重力，求

（1）M点与坐标原点0间的距离；

（2）粒子从JP点运动到M点所用的时间．

18.（2008天津理综．13,16分）在平面直角坐标系xOy中，第1

象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐

标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．-质量为m、电荷量

为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v垂直于

r，轴射入电场，经x轴上的Ⅳ点与x轴正方向成θ=60。

角射入

磁场，最后从），轴负半轴上的P点垂直于r轴射出磁场，如图

所示．不计粒子重力，求

（1）M、N两点间的电势差UMN；

（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；

（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．

专题九磁场

五年高考

◇考点一磁场磁场力

8．Ca处导线在c处产生的磁场曰．的方向垂直于a连线向左下方，6

处导线在c处产生的磁场B2的方向垂直于bc连线向右下方.B1和B2

的合磁场B的方向竖直向下．由左手定则可判断出过c点的导线所受

安培力的方向与a边垂直，指向左边.C正确．

9．D匀强磁场竖直向上与导线平行，导线受到的安培力为零，A错；匀

强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；匀强

磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、

D对．

考点二带电粒子在匀强磁场中的运动

考点三带电粒子在复合场中的运动