2020高考物理 月刊專版 專題5 磁場(chǎng)專家預(yù)測(cè)4

1、磁場(chǎng) 1(2020廣東模擬)不計(jì)重力的負(fù)粒子能夠在如圖1所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速直線穿過(guò)設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩極板間電壓為U，距離為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感 圖1應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子帶電荷量為q，進(jìn)入速度為v，以下說(shuō)法正確的是 ()A若同時(shí)增大U和B，其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過(guò)B若同時(shí)減小d和增大v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過(guò)C若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子動(dòng)能一定減小D若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子的動(dòng)能有可能不變解析：粒子能夠直線穿過(guò)，則有qqvB，即v，若U、B增大的倍數(shù)不同，粒子不能沿直線穿過(guò)，A項(xiàng)錯(cuò)，同理B項(xiàng)正確；粒子向下偏，電場(chǎng)力做負(fù)功，又W洛0，所以Ek0

2、，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)答案：BC2如圖2所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 圖2可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn) ()A帶有電荷量為的正電荷B沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)C運(yùn)動(dòng)的角速度為D運(yùn)動(dòng)的速率為解析：帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有mgqE，求得電荷量q，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電場(chǎng)力方向判斷出粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)由左手定則可判斷粒子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)由qvBmv得，C正確在速度選擇器裝置中才有v，故D錯(cuò)答案：C3目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)如圖3所示表示了它的

3、發(fā)電原理：將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓如果射入的等離子體的初速度為v，兩金屬板的板長(zhǎng)(沿初速度方向)為L(zhǎng)，板間距離為d，金屬板的正對(duì)面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于離子初速度方向，負(fù)載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，電流表的示數(shù)為I.那么板間電離氣體的電阻率為 ()圖3A.(R) B.(R)C.(R) D.(R)解析：當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定時(shí)，等離子體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以qvBqEq，即UBdv，由I和r得(R)，故A正確答案：A4如圖4所示，有一混合正離子束先后通過(guò)正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如果這束正

4、離子束在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說(shuō)明這些 圖4正離子具有相同的 ()A動(dòng)能 B質(zhì)量C電荷量 D比荷解析：設(shè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，由于正離子在區(qū)域里不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則EqB1qv，得v；當(dāng)正離子進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑又相同，所以R，故選項(xiàng)D正確答案：D5利用如圖5所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n，現(xiàn)測(cè)得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo) 圖5體上、下表面間用電壓表可測(cè)得電壓為U.已知自由電子的電荷量為e，則下列判斷正確的是 () A上表面電勢(shì)高B下表面電勢(shì)高C該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為D該導(dǎo)體單位體

5、積內(nèi)的自由電子數(shù)為解析：畫出平面圖如圖所示，由左手定則可知，自由電子向上表面偏轉(zhuǎn)，故下表面電勢(shì)高，故B正確，A錯(cuò)誤再根據(jù)eevB，IneSvnebdv得n，故D正確，C錯(cuò)誤答案：BD6如圖6所示，一個(gè)帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長(zhǎng)的粗糙的絕緣桿上，整個(gè)裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)給滑環(huán)一個(gè)水平向右的瞬時(shí)作用力，使其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則滑環(huán)在桿上的運(yùn)動(dòng)情況不可能的是 ()A始終做勻速運(yùn)動(dòng)B始終做減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止于桿上C先做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D先做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)解析：給滑環(huán)一個(gè)瞬時(shí)作用力，滑環(huán)獲得一定的速度v，當(dāng)qvBmg時(shí)，滑環(huán)將以v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確當(dāng)qvBmg時(shí)，滑環(huán)先

6、做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速到qvBmg后，以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故D對(duì)由于摩擦阻力作用，環(huán)不可能做加速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)，應(yīng)選C.答案：C7如圖7所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下滑的過(guò)程中，下列判斷正確的是 ( )A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上解析：如圖所示，由左手定則知C正確而FFN(mgcosBQv)要隨速度增加而變大，A錯(cuò)誤若滑塊滑到底端已達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)有Fmgsin，可得v(cos)，可看到v隨B

7、的增大而減小若在滑塊滑到底端時(shí)還處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則在B越強(qiáng)時(shí)，F(xiàn)越大，滑塊克服阻力做功越多，到達(dá)斜面底端的速度越小，B錯(cuò)誤當(dāng)滑塊能靜止于斜面上時(shí)應(yīng)有mgsinmgcos，即tan，與B的大小無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤答案：C8如圖8所示，粗糙的足夠長(zhǎng)的豎直木桿上套有一個(gè)帶電的小球，整個(gè)裝置處在由水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的足夠大的復(fù)合場(chǎng)中，小球由靜止開(kāi) 圖8始下滑，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的vt圖象如圖9所示，其中錯(cuò)誤的是 ()圖9解析：小球下滑過(guò)程中，qE與qvB反向，開(kāi)始下落時(shí)qEqvB，所以a，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當(dāng)qEv2Bv1v2.答案：A10(2020重慶模擬)電視機(jī)顯像

8、管中需要用變化的磁場(chǎng)來(lái)控制電子束的偏轉(zhuǎn)圖11甲為顯像管工作原理示意圖，陰極K發(fā)射的電子束(初速度不計(jì))經(jīng)過(guò)電壓為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直于圓面(以垂直圓面向里為正方向)，磁場(chǎng)區(qū)的中心為O，半徑為r，熒光屏MN到磁場(chǎng)區(qū)中心O的距離為L(zhǎng).當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)垂直打到屏幕的中心P點(diǎn)當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示的規(guī)律變化時(shí)，在熒光屏上得到一條長(zhǎng)為2L的亮線由于電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的時(shí)間很短，可以認(rèn)為在每個(gè)電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度不變已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)電子之間的相互作用及所受的重力求：(1)電子打到熒光屏上時(shí)速度的大?。?2)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的

9、最大值B0.圖11解析：(1)電子打到熒光屏上時(shí)速度的大小等于它飛出加速電場(chǎng)時(shí)的速度大小，設(shè)為v，由動(dòng)能定理得eUmv2解得v .(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為峰值B0時(shí)，電子束有最大偏轉(zhuǎn)，打在熒光屏上的Q點(diǎn)，PQL，電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示設(shè)此時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度為，由幾何關(guān)系可知tanL/L，解得60根據(jù)幾何關(guān)系，電子束在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)路徑所對(duì)圓心角，而tan由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得evB0解得B0 .答案：(1) (2) 11如圖12所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正 圖12

10、電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小；(3)A點(diǎn)到x軸的高度h.解析：(1)小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)力必須與重力平衡，有qEmg E 重力的方向是豎直向下的，電場(chǎng)力的方向則應(yīng)為豎直向上，由于小球帶正電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O為圓心，MN為弦長(zhǎng)，MOP，如圖所示設(shè)半徑為r，由幾何關(guān)系知sin 小

11、球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v，有qvB 由速度的合成與分解知cos 由式得v0cot. (3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關(guān)系為vyv0tan 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知v2gh 由式得h.答案：(1)方向豎直向上(2)cot(3)12(2020濟(jì)南模擬)某塑料球成型機(jī)工作時(shí)，可以噴出速度v010 m/s的塑料小球，已知噴出小球的質(zhì)量m1.0104 kg，并且在噴出時(shí)已帶了q1.0104 C的負(fù)電荷，如圖13所示，小球從噴口飛出后，先滑過(guò)長(zhǎng)d1.5 m的水平光滑的絕緣軌道，而后又過(guò)半徑R0.4 m的圓弧形豎立的光滑絕緣軌道今在水平軌道上加上水平向右的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電