北京市高三期末考试汇编第八章磁场精题分解文档格式.docx

1、图6所示为地磁场的示意图。现有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，在地磁场的作用下，射线方向发生改变的情况是 （ ）A若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移B若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移C若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移D若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移5.（2011北京市房山区高三期末） 如图所示，虚线区域内存在着电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则这区域内的E和B的方向可能是下列叙述中的E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同.E和B都沿水平方

2、向，并与电子运动方向相反E竖直向上，B垂直纸面向外E竖直向上，B垂直纸面向里A、 B、 C、 D、C6.（2011北京市朝阳区高三期末） 如图所示，在正方形区域abcd内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于ad边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是A在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长B在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合C不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同D在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大7.（2011北京市丰台区高三期末） 在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（y轴正方向竖直向上），如图8

3、所示。已知电场方向沿y轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿z轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g。一质量为m、带电量为+q的带电微粒从原点以速度v出发。关于它在这一空间的运动的说法正确的是A. 一定能沿x轴做匀速运动B. 一定沿y轴做匀速运动C. 可能沿y轴做匀速运动D. 可能沿z轴做匀速运动8.（2011北京市东城区高三期末） 如图所示，截面为正方形空腔abcd中有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上的电子都被腔壁吸收，则由小孔c和小孔d射出的电子的速率之比为 ；由小孔c和d射出的电子在磁场中运动的时间之比为 。9.（20

4、11北京市东城区高三期末） 质谱仪的工作原理图如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1：M为速度选择器，两板问有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，两板间距离为d；N为偏转分离器，内部有与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B2。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子由静止经加速器加速后，恰能通过速度选择器，进入分离器后做圆周运动，并打到感光板P上。不计重力，求：（1）粒子经粒子加速器A加速后的速度”的大小及速度选择器肘两板间的电压以；（2）粒子在偏转分离器的磁场中做圆周运动的半径尺：（3）某同学提出：在其它条件不变的情况下，只减小加速电压U。，就可以使粒子在偏转分离器的磁场中做

5、圆周运动的半径减小。试分析他的说法是否正确。10.（2011北京市西城区高三期末） 如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场。粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小；（2）若粒子恰好打在收集板

6、D的中点上，求M、N间的电压值U0；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。解：（1）粒子从s1到达s2的过程中，根据动能定理得 【1分】解得粒子进入磁场时速度的大小 【1分】 （2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有 【1分】 由 得加速电压U与轨迹半径r的关系为 当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0=R 【1分】 对应电压 （3）M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的

7、右端时，对应时间t最短。【1分】 根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r =R 【1分】 由 得粒子进入磁场时速度的大小 粒子在电场中经历的时间 粒子在磁场中经历的时间 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间 粒子从s1到打在收集板D上经历的最短时间为 t= t1+ t2+ t3=11.（2011北京市海淀区高三期末） 在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压，可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B板中心的小孔O进入宽度为L的匀强磁场区域，匀强磁场区域的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。若在A、B两板间加上电压U0时，电子不能穿过磁场区域而打在B板延长线上的P点，如图18所示。

8、已知电子的质量为m，电荷量为e，并设电子离开A板时的初速度为零。（1）在A、B两板间加上电压U0时，求电子穿过小孔O的速度大小v0；（2）求P点距小孔O的距离x；（3）若改变A、B两板间的电压，使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q点射出，且从Q点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为，则A、B两板间电压U为多大？（1）电子在AB板间电场中加速时，由动能定理得解得 （3分）（2）电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得 （2分）所以 （1分）（3）若在A、B两板间加上电压U时，电子在AB板间加速后穿过B板进入磁场区域做圆周运动，并从边界MN上的Q点穿出，由动能定理可得由牛顿第二定律可得

9、且由几何关系可知 12. （2011北京市房山区高三期末） 如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B ，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角600 ，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ 2 OC ，不计粒子的重力，求：（ l ）粒子从P运动到Q所用的时间 t 。（ 2 ）电场强度 E 的大小 （ 3 ）粒子到达Q点时的动能EkQ（1）画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧（O1为粒子在磁场中圆周运动

10、的圆心）：PO1 C=120设粒子在磁场中圆周运动的半径为r， 2分r+rcos 60= OC=x O C=x=3r/2 2分粒子在磁场中圆周运动的时间1分粒子在电场中类平抛运动 O Q=2x=3r1分1分粒子从P运动到Q所用的时间 1分（2） 粒子在电场中类平抛运动 1分 1分 解得 1分（3）由动能定理2分 解得粒子到达Q点时的动能为13.（2011北京市昌平区高三期末） 如图15所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E、场区宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B未知，圆形磁场区域半径为r。一质量为m、电荷量为q

11、的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，MON120，粒子重力可忽略不计。求：（1）粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间。（1）设粒子经电场加速后的速度为v，根据动能定理有 qEL=mv2 （3分）解得：（2）粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动，设其半径为R，因洛仑兹力提供向心力，所以有qvB= 由几何关系得（3分）所以 （2分）（3）设粒子在电场中加速的时间为，在磁场中偏转的时间为粒子在电场中运动的时间t1= （2分）粒子在磁场中做匀速圆周运动

12、，其周期为由于MON120，所以MON60故粒子在磁场中运动时间 t2=所以粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间t= t1+t2 =+ （2分）14.（2011北京市朝阳区高三期末） 如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中，圆弧所在平面与电场平行，圆弧的圆心为O，半径R=1.8m，连线OA在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角=37。现有一质量m=3.6104kg、电荷量q=9.0104C的带正电的小球（视为质点），以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道，一段时间后小球从C点离开圆弧轨道。小球

13、离开圆弧轨道后在场中做匀速直线运动。不计空气阻力，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）匀强电场场强E的大小；（2）小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。（1）小球离开轨道后做匀速直线运动，其受力情况如图1所示，则有 所以 E=3.0N/C 4分 （2）设小球运动到C点时的速度为v。在小球沿轨道从A运动到C的过程中，根据动能定理有 解得 v=5.0m/s 小球由A点射入圆弧轨道瞬间，设小球对轨道的压力为N，小球的受力情况如图2所示，根据牛顿第二定律有 根据图1还有： 由可求得： N=h根据牛顿第三定律可知，小球由A点射入圆弧轨道瞬间对轨道的压力N=N=3.2103N 8分15.（20

14、11北京市丰台区高三期末） 图17为汤姆生在1897年测量阴极射线（电子）的比荷时所用实验装置的示意图。K为阴极，A1和A2为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴极发出后被电场加速，只有运动方向与A1和A2的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿00方向垂直进人方向互相垂直的电场、磁场的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下发生偏转。已知圆形磁场的半径为r，圆心为C。某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量：第一步：调节两种场的强弱。当电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B时，使得电子恰好能够在复合场区域内沿直线运动。第二步：撤去

15、电场，保持磁场和电子的速度不变，使电子只在磁场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点P，通过推算得到电子的偏转角为（CP与OO下之间的夹角）。（1）电子在复合场中沿直线向右飞行的速度；（2）电子的比荷；（3）有位同学提出了该装置的改造方案，把球形荧屏改成平面荧屏，并画出了如图18的示意图。已知电场平行金属板长度为L1, 金属板右则到荧屏垂直距离为L2。实验方案的第一步不变，可求出电子在复合场中沿直线向右飞行的速度。第二步撤去磁场，保持电场和电子的速度不变，使电子只在电场力的作用下发生偏转，打在荧屏上出现一个亮点P，通过屏上刻度可直接读出电子偏离屏中心点的距离同样可求出电子的比荷请你判断这一方案是否可行？并说明相应的理由。（1）电子在复合场中二力平衡，即：eE=evB （2分）得： （2分）（2）如图所示：其中R为电子在磁场中做圆（弧）运动的圆轨道半径。所以： （1分） （1分）又因： （1分）联解以上式得： （1分）（3）此方案可行，原因如下。 （1分）如图设电子在电场中偏转的侧向位移为y/，有 （1分） 电子通过水平电场的时间为： 电子在电场中偏转的加速度为： 则侧向位移为 （1分）联立式得：