1、磁场 高考题 整理2014年高考物理真题分类汇编:磁场12014新课标全国卷 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是(A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 B22014新课标全国卷 如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出,一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(
2、A2 B. C1 D. D3如图所示,场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd,水平边ab长为s,竖直边ad长为h.质量均为m、带电荷量分别为q和q的两粒子,由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中不计重力若两粒子轨迹恰好相切,则v0等于(A. B.C. D. B4 图为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是(A电子与正电子的偏转方向一定不同B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C仅依据粒子运动
3、轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小 AC 5如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UHk,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略,则(A霍尔元件前表面的电势低于后表面B若电源的正负极对调,电压表将反偏CIH与I成正比D电压表的示数与RL消耗的电功率成正比 CD6 “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其
4、中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变由此可判断所需的磁感应强度B正比于(A. BTC. DT2 A7 带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为Ta、Tb.则一定有(A. qaqb B. mambC. TaTb D. A 8如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴
5、负向在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d,0点沿垂直于x轴的方向进入电场不计重力若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为,求:(1 电场强度大小与磁感应强度大小的比值;(2该粒子在电场中运动的时间答案 (1v0tan2(29 (18分如图25 所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域和,以水平面MN为理想分界面,区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外. A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电荷量为q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平
6、方向从S1进入区,并直接偏转到MN上的P点,再进入区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑(1若k1,求匀强电场的电场强度E;(2若2k3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和区的磁感应强度B与k的关系式 (1(2vBB010在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角37.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B1.25 T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E1104 N/C.小物体P
7、1质量m2103 kg、电荷量q8106 C,受到水平向右的推力F9.98103 N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,经过时间t0.1 s与P1相遇P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为0.5,g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力求:(1小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;(2倾斜轨道GH的长度s.(14 m/s(20.56 m11同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用,其基本原理简化为如图所示的模型M、N为两块中心开有小孔的平行金属板质量
8、为m、电荷量为q的粒子A(不计重力从M板小孔飘入板间,初速度可视为零每当A进入板间,两板的电势差变为U,粒子得到加速,当A离开N板时,两板的电荷量均立即变为零两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场,A在磁场作用下做半径为R的圆周运动,R远大于板间距离A经电场多次加速,动能不断增大,为使R保持不变,磁场必须相应地变化不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应求:(1A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小;. (2在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功率Pn;(3若有一个质量也为m、电荷量为kq(k为大于1的整数的粒子B(不计重力与A同时从M板小孔飘入
9、板间,A、B初速度均可视为零,不计两者间的相互作用,除此之外,其他条件均不变下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下,请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹,并经推导说明理由AB CD(1(2(3A 图, 12如题9图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q两点,NS和MT间距为1.8h,质量为m,带电荷量为q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力
10、加速度为g.(1求电场强度的大小和方向(2要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值(3若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值(1E,方向竖直向上(2 (96(3可能的速度有三个:,13某装置用磁场控制带电粒子的运动,工作原理如图所示装置的长为L,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为d.装置右端有一收集板,M、N、P为板上的三点,M位于轴线OO上,N、P分别位于下方磁场的上、下边界上在纸面内,质量为m、电荷量为q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成30角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达P点改变
11、粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置不计粒子的重力(1求磁场区域的宽度h;(2欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点,求粒子入射速度的最小变化量v;(3欲使粒子到达M点,求粒子入射速度大小的可能值答案 (1 (2(314(20分 如图甲所示,间距为d、垂直于纸面的两平行板P、Q间存在匀强磁场取垂直于纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示t0时刻,一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力,以初速度v0.由Q板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区当B0和TB取某些特定值时,可使t0时刻入射的粒子经t时间恰能垂直打在P板上(不考虑粒子反弹上述m、q、d、v0为已知量(1若tTB,求B0;(2若tTB,求粒子在磁场中运动时加速度的大小;(3若B0,为使粒子仍能垂直打在P板上,求TB.答案 (1(2(3
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