试题版0321磁场模拟0814济宁模拟.docx

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试题版0321磁场模拟0814济宁模拟

0321高考物理电磁场0814济宁模拟卷

一．选择题（共14小题）

1．（2014•济宁二模）如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B．边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则下图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（　　）

　A．

B．

C．

D．

2．（2013•湖北模拟）如图甲所示，一矩形金属线圈ABCD垂直固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的AB边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是（规定向右为安培力F的正方向）（　　）

　A．

B．

C．

D．

3．（2012•济宁模拟）如图所示，空间存在两个匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于纸面，OO′为其理想边界．一导线折成直角三角形线框abc，线框在外力作用下从图示位置匀速进入左侧磁场的过程中，以下说法正确的是（　　）

　A．线框中的感应电流一直沿顺时针方向

　B．穿过线框的磁通量一直增大

　C．线框中感应电动势大小恒定

　D．线框的ab边所受安培力的方向始终不变

4．（2011•抚顺二模）如图甲所示，正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里．图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是（规定向左为力的正方向）（　　）

　A．

B．

C．

D．

5．（2010•济宁二模）某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后，自己制作了一个手动手电筒，下图是该手电筒的简单结构示意图，左右两端是两块完全相同的条形磁铁，通过一根绝缘直杆相连，由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上左右自由滑动，线圈两端接一灯泡，晃动手电筒时线圈也来回滑动，灯泡就会发光，其中O点是两磁极连线的中点，a、b两点是线圈运动经过的两点，且关于O点对称，则下列说法正确的是（　　）

　A．线圈经过O点时穿过的磁通量最大

　B．线圈经过O点时受到的磁场力最大

　C．线圈沿不同方向经过b点时所受的磁场力方向相反

　D．线圈沿同一方向经过a、b两点时其中的电流方向相同

6．（2012•南京二模）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场向上为正．当磁感应强度B随时间t按图2变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（　　）

　A．

B．

C．

D．

7．（2013•汶上县校级模拟）一个位于竖直平面内的正方形闭合导体框，其上下两条边水平，从静止开始下落一定高度后，垂直穿越一个磁感线沿水平方向且与线圈平面垂直的有界匀强磁场区域，该区域上下边界也水平．下图是自导体框开始下落到完全穿越磁场区域的过程中，导体框中的感应电流随时间变化的图象，其中肯定与实际不相符的是（忽略空气阻力的影响，线圈始终在竖直平面内平动）

　A．

B．

C．

D．

8．（2009•宁夏）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）

　A．1.3m/s，a正、b负B．2.7m/s，a正、b负

　C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正

9．（2013•济宁二模）如图，在一个光滑倾斜绝缘板的上方，有垂直板面的等间距的a、b、c三条边界线隔成了I、Ⅱ两区，分别加有垂直纸面方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．另有一半径为R导体圆环从a边界上方某处开始自由向下滑动，一直加速穿过该磁场区域，已知环的直径等于每一磁场区的宽度，圆环电阻为r，圆环运动到直径刚好与边界线b重合时的速度为v，下列分析正确的是（　　）

　A．圆环穿过磁场区域的过程中，环中感应电流方向先顺时针又逆时针再顺时针

　B．圆环直径刚好与边界线b重合时圆环中的电功率为

　C．圆环通过边界b的过程中流过圆环截面的电量为

　D．整个运动过程中，圆环重力势能的减少量等于产生的热量

10．（2012•济宁一模）如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好．今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c．若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是（　　）

　A．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为：

1：

　B．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1：

2

　C．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1：

1

　D．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1：

1

11．（2014•潍坊模拟）如图所示，两根等高光滑的

圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始，在拉力作用下以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中（　　）

　A．通过R的电流方向为由内向外

　B．通过R的电流方向为由外向内

　C．R上产生的热量为

　D．流过R的电量为

12．（2013•潍坊二模）如图所示，足够长金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上．嘘线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场．ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒均静止在图示位置，当cd棒无初速释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，沿导轨向上做匀加速运动．则（　　）

　A．ab棒中的电流方向由b到a

　B．cd棒先加速运动后匀速运动

　C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力

　D．力F做的功等于两金属棒产生的电热与增加的机械能之和

13．（2013•潍坊一模）如图所示，间距l=0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直于斜面．甲乙两金属杆电阻R相同、质量均为m=0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a=5m/s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则（　　）

　A．每根金属杆的电阻R=0.016Ω

　B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s

　C．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大

　D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W

14．（2012•潍坊一模）如图所示，水平地面上方矩形虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈Ⅰ和Ⅱ分别用同样的导线绕制而成，其中Ⅰ是边长为L的正方形，Ⅱ是长2L、宽L的矩形．将两线圈从图示位置同时由静止释放．线圈下边进入磁场时，Ⅰ立即做一段时间的匀速运动．已知两线圈在整个运动过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力．则（　　）

　A．下边进入磁场时，Ⅱ也立即做一段时间的匀速运动

　B．从下边进入磁场开始的一段时间内．线圈Ⅱ做加速度不断减小的加速运动

　C．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的减速运动

　D．线圈Ⅱ先到达地面

二．解答题（共11小题）

15．（2014•济宁二模）如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直线MN与y轴成30°角，P点的坐标为（

，0），在y轴与直线MN之间的区域内，存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场．在直角坐标系xOy的第Ⅳ象限区域内存在沿y轴，正方向、大小为

的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q，电子束以相同的速度v0从y轴上0≤y≤2a的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场．已知从y=2a点射入的电子在磁场中轨迹恰好经过O点，忽略电子间的相互作用，不计电子的重力．求：

（1）电子的比荷

；

（2）电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范围；

（3）从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点的距离最远？

最远距离为多少？

16．（2014•南宁三模）如图所示，在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场，y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=

、方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L，高度均为3L．质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标为（﹣2L，﹣

L）的A点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过坐标为[0，﹣（

﹣1）L]的C点射入区域Ⅰ．粒子重力忽略不计．

（1）求匀强电场的电场强度大小E；

（2）求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标；

（3）要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场，可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场．试确定磁感应强度B的大小范围，并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向．

17．（2011•济宁一模）如图所示，在xoy平面内，第Ⅱ象限内的直线OM是电场与磁场的分界线，OM与x轴的负方向成45°角，在x＜0且OM的左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1T；在y＞0且OM右侧空间存在着正y方向的匀强电场E，场强大小为0.32N/C．电场和磁场在分布区域足够宽阔．一不计重力的带负电微粒，从坐标原点O沿x轴负方向以v0=2×l03m/s的初速度进入磁场，最终会离开电、磁场区域已知微粒的电荷量q=5×10﹣18C，质量m=1×10﹣24kg．求：

（1）带电微粒在磁场中做圆周运动的半径；

（2）带电微粒在磁场区域运动的总时间；

（3）带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标．

18．（2010•济宁一模）如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y的方向成45°角．当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同．求：

（1）粒子从O点射入磁场时的速度v；

（2）匀强电场的场强E0和匀强磁场的磁感应强度B0．

（3）粒子从O点运动到P点所用的时间．

19．（2008•济宁一模）在如图所示的直角坐标中，x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场，场强的大小为E=

×104V/m．x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=2×10﹣2T．把一个比荷为

=2×108C/㎏的正电荷从坐标为（0，1.0）的A点处由静止释放．电荷所受的重力忽略不计，求：

（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；

（2）电荷在磁场中的偏转半径；

（3）电荷第三次到达x轴上的位置．

20．（2011•兖州市三模）如图1所示，两金属板间接有如图2所示的随时间t变化的电压U，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度B=5×10﹣3T，方向垂直纸面向里，现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度υ0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的．

（1）试求两板间加上多大电压时才能使带电粒子刚好从极板边缘射出电场；

（2）试求带电粒子离开电场时获得的最大速度；

（3）证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值：

（4）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间．

21．（2013•汶上县校级模拟）如图甲所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图乙所示的方波电压，t=0时A板比B板的电势高．电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m电量为+q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板中轴OO′线的速度v0=

不断射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．试求：

（1）粒子射出电场时位置离中轴线OO′的距离范围

（2）粒子射出电场时的速度

（3）若要使射出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能通过圆形磁场边界的一个点处，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？

22．（2013•济宁二模）如甲图所示，在I、Ⅱ两处区域有磁感强度均为B的匀强磁场，磁场方向相反且垂直纸面，两磁场边界平行，与水平方向夹角45°，两磁场间紧靠边界放置长为L，间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1O2为平行板的中线．在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）．某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同．粒子a在图乙中的t=

时刻，从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出．粒子b恰好从M板左端进入电场．不计粒子重力和粒子间相互作用，求

（1）粒子a、b从I磁场边界射出时的速度va、vb；

（2）粒子a从O点进入I磁场到射出Ⅱ磁场运动的总时间；

（3）如果交变电场的周期T=

，要使粒子b能够穿出板间电场，则电场强度大小E0满足的条件．

23．（2012•济宁一模）坐标原点O处有一点状的放射源，它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在0＜y＜d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E=

，其中q和m分别为α粒子的电量和质量；在d＜x＜4d的区域内分布有垂直于xoy平面的匀强磁场．Ab为一块很大的平面感光板，放置于y=4d处，如图所示．观察发现此时恰无粒子打到ab板上．不考虑α粒子的重力．求：

（1）α粒子刚进入磁场时的动能．

（2）磁感应强度B的大小．

（3）将ab板平移到什么位置时所有的粒子均能打到板上？

此时ab板上被α粒子打中的区域的长度为多少？

24．（2014•潍坊模拟）如图所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正）．在t=0时刻由原点O发射初速度大小为υ0，方向沿y轴正方向的带负电粒子．已知u0、t0、B0，粒子的比荷

，不计粒子的重力．

（1）t=

时，求粒子的位置坐标；

（2）若t=5t0时粒子回到原点，求0～5t0时间内粒子距x轴的最大距离；

（3）若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E0值．

25．（2014•临沂模拟）如图所示，在xOy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是12cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30°．第Ⅰ象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B=1T，第IV象限有匀强电场，方向沿y轴正向．一质量m=8×10﹣10kg．电荷量q=1×10﹣4C带正电粒子，从电场中M（12，﹣8）点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场．不计粒子重力，取π=3，求：

（1）粒子在磁场中运动的速度v；

（2）粒子在磁场中运动的时间t；

（3）匀强电场的电场强度E．