高三物理磁場(chǎng)大題

1、1如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過t時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，OC與OB成600角?，F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)関/3，仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)锳 BC D2半徑為右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。桿在圓環(huán)上以速度平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖所示。則A=0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為B時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 C=0時(shí)，桿受的安培力大小為

2、D時(shí)，桿受的安培力大小為 3如圖，質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷，電荷最分別為qA和qB，用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上。平衡時(shí)，兩小球恰處于同一水平位置，細(xì)線與豎直方向間夾角分別為1與2（12）。兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動(dòng)，最大速度分別vA和vB，最大動(dòng)能分別為EkA和EkB。則 （ ）（A）mA一定小于mB （B）qA一定大于qB（C）vA一定大于vB （D）EkA一定大于EkB4如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201，兩個(gè)標(biāo)有“12V，6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈中電壓表和電流表（可視為理想的）的示數(shù)分別是A120V，0.10A B240

3、V，0.025A C120V，0.05A D240V，0.05A5如圖，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為A. B. C. D. 6如圖所示直角坐標(biāo)系中，矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.010-2T；第一象限內(nèi)有沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為N/C。已知

4、矩形區(qū)域邊長(zhǎng)為0.60m，ab邊長(zhǎng)為0.20m。在邊中點(diǎn)處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為m/s的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量kg，電荷量C，不計(jì)粒子重力，求：（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑；（2）從軸上射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短路程為多少?（3）放射源沿-方向射出的粒子，從射出到從軸離開所用的時(shí)間。7如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌由兩種材料組成。PG右側(cè)部分單位長(zhǎng)度電阻為r0，且PQ=QH=GH=L。PG左側(cè)導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒電阻均不計(jì)。整個(gè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)

5、度為B。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)PG之前導(dǎo)體棒AC已經(jīng)勻速。（1）求當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流；（2）若導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到PQ中點(diǎn)時(shí)速度大小為v1，試計(jì)算此時(shí)導(dǎo)體棒加速度；（3）若導(dǎo)體棒初始位置與PG相距為d，運(yùn)動(dòng)到QH位置時(shí)速度大小為v2，試計(jì)算整個(gè)過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱。8（12分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有A、B兩點(diǎn)，它們間距為2cm ，兩點(diǎn)的連線與場(chǎng)強(qiáng)方向成60角。將一個(gè)不知道電荷性質(zhì)，電量為210-5C的電荷由A移到B，其電勢(shì)能增加了0.2J。求：（1）判斷電荷帶正電還是負(fù)電？由A到B電場(chǎng)力做的功WAB？（2）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAB為多少？（3）勻強(qiáng)電

6、場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大?。?（18分）如圖所示，在無限長(zhǎng)的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和，KL為上下磁場(chǎng)的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高處分別有P、Q兩點(diǎn)，NS和MT間距為.質(zhì)量為、帶電量為的粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為.（1）求該電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。（2）要使粒子不從NS邊界飛出，求粒子入射速度的最小值。（3）若粒子能經(jīng)過Q點(diǎn)從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值。10在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上方存在與x軸正方向成45角斜向右下方的勻強(qiáng)電

7、場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E104 V/m.x軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2102 T把一個(gè)比荷為2108 C/kg的正電荷從坐標(biāo)為(0,1)的A點(diǎn)處由靜止釋放電荷所受的重力忽略不計(jì)(1)求電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間；(2)求電荷在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(保留兩位有效數(shù)字)(3)當(dāng)電荷第二次到達(dá)x軸時(shí)，電場(chǎng)立即反向，而場(chǎng)強(qiáng)大小不變，試確定電荷到達(dá)y軸時(shí)的位置坐標(biāo)11（20分）如圖所示，直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi)，y軸正方向豎直向上，x軸正方向水平向右?？臻g中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直xoy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未

8、畫出）方向平行于xoy平面，小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量為m、帶電量為+q，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，g為重力加速度。（1）若勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向左，使小球在空間中做直線運(yùn)動(dòng)，求小球在空間中做直線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向；（2）若勻強(qiáng)電場(chǎng)在xoy平面內(nèi)的任意方向，確定小球在xoy平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)的速度大小的范圍；（3）若勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，將小球從O點(diǎn)由靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)過程中距x軸的最大距離。12如圖所示，一根長(zhǎng)為的細(xì)絕緣線，上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，將整個(gè)裝置放入一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向水平向右，已知：當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向?yàn)?70時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，（sin370=0.6）試求

9、：（1）小球帶何種電荷，帶電量為多少；（2）如果將細(xì)線剪斷，小球經(jīng)時(shí)間t發(fā)生的位移大??；（3）若將小球拉至最低點(diǎn)無初速釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)受到線的拉力的大小。13如圖所示的坐標(biāo)系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無電場(chǎng)也無磁場(chǎng)，在第三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在第四象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小與第三象限電場(chǎng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)，從y軸上yh處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限，然后經(jīng)過x軸上x2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，之后經(jīng)過y軸上y

10、2h處的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限試求：(1)第三象限空間中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(2)帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度14（18分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系平面的第II象限內(nèi)有半徑為的圓分別與x軸、y軸相切于C（，0）、D（0，）兩點(diǎn)，圓內(nèi)存在垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與軸平行且指向負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)左邊界與軸重合，右邊界交軸于G點(diǎn)，一帶正電的粒子A（重力不計(jì)）電荷量為、質(zhì)量為，以某一速率垂直于軸從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)恰好從D點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，最后從G點(diǎn)以與軸正向夾角45的方向射出電場(chǎng)求： （1）OG之間距離； （2）該勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E；（3）若另有一個(gè)與A的質(zhì)量和電荷量相同、

11、速率也相同的正粒子，從C點(diǎn)沿與軸負(fù)方向成30角的方向射入磁場(chǎng)，則粒子再次回到軸上某點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)坐標(biāo)值為多少？參考答案【答案】B【解析】由牛頓第二定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)得：；。作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，由圖可得以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)經(jīng)過t=T/6從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，軌道半徑；速度變?yōu)関/3時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑是r/3=，由幾何關(guān)系可得在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角為1200，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T/3,即2t。A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤； B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼D 【解析】桿的有效切割長(zhǎng)度隨角度變化關(guān)系為由法拉第電磁感應(yīng)定律可知A答案顯然正確，B錯(cuò)誤；此時(shí)導(dǎo)體棒是電源，而兩圓弧并聯(lián)后作為外電路，由全電路歐姆定律通過計(jì)算可知答案D

12、正確，選AD3ACD【解析】分別對(duì)A、B進(jìn)行受力分析，如圖所示兩球間的庫(kù)侖斥力是作用力與反作用力總是大小相等，與帶電量的大小無關(guān)，因此B選項(xiàng)不對(duì)，對(duì)于A球： 對(duì)于B球： 聯(lián)立得：F= 又12可以得出:mALB這樣代入后可知： C選項(xiàng)正確A到達(dá)最低點(diǎn)的動(dòng)能：B到達(dá)最低點(diǎn)的動(dòng)能：由于12可知，又：可得：因此D選項(xiàng)也正確。4D【解析】當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，每個(gè)燈泡中電流為0.5A。副線圈輸出電壓12V，輸出電流為。由變壓器變壓公式可知原線圈中電壓表讀書為240V。由功率關(guān)系可知，原線圈中電流表讀數(shù)為0.05A，選項(xiàng)D正確。5 C【解析】為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，只要產(chǎn)生相同的感應(yīng)電

13、動(dòng)勢(shì)即可。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： 當(dāng)面積發(fā)生改變時(shí)可得： 其中，當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生改變時(shí)可得：其中根據(jù)題意可得：=，正確答案為C。6（1）0.10m （2）0.10m （3）【解析】試題分析：（1）粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，由牛頓第二定律可得： （2分） 解得:m （1分）（2）由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，最短弦對(duì)應(yīng)最短的弧長(zhǎng)；由圖可知，=（1分）最短的弧長(zhǎng)即最短路程m=0.10m （2分）（3）粒子在磁場(chǎng)中的周期 （1分）粒子在磁場(chǎng)中沿運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （1分）粒子在電場(chǎng)中的加速度（1分） 解得：則可解得粒子在電場(chǎng)中往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2+t3=2t=1.0107s （1分）由圖可知,故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的第二部分時(shí)間（1分

14、）粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。（1分）考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合了靜電場(chǎng)和力學(xué)的知識(shí)，分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同先分析受力情況再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程，然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題解決這類問題的基本方法有兩種，第一種利用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，選用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解；第二種利用能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)，選用動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解7（1）（2），方向水平向左 （3）QF（Ld）【解析】試題分析：(1)導(dǎo)體棒勻速，則：FF安 （1分）根據(jù)安培力公式F安ILB （1分）解得：（1分）(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入PQ右側(cè)后，回路中電阻減小，電流增大，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)。（1分）設(shè)導(dǎo)

15、體棒的加速度為a，則： F安F ma（1分）F安ILB根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I（1分）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：EBLv1（1分）解得：（1分），方向水平向左（1分）(3)對(duì)導(dǎo)體棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用功能關(guān)系，有：F（Ld）Q（2分）解得：QF（Ld）（1分）考點(diǎn)：本題考查了電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、功能關(guān)系、歐姆定律.8（1）0.2J；（2）104V；（3）106v/m【解析】試題分析：（1）帶負(fù)電，電勢(shì)能增加0.2J 即電場(chǎng)力做功為W=0.2J （2分）（2） 由AB電場(chǎng)力做負(fù)功 q=210-5c （2分） 則UAB= （2分）（3）根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的關(guān)系式有：U=Ed （2分） 由幾何關(guān)系

16、可知： d=cos60=0.01m （2分） 則E=106v/m （2分）考點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)、電勢(shì)能、電勢(shì)差9（1），方向豎直向上 （2） （3）；【解析】試題分析：（1）設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為。由題意有，得，方向豎直向上。（2）如圖所示，設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速度最小值為vmin，對(duì)應(yīng)的粒子在上下區(qū)域運(yùn)動(dòng)的半徑為r1和r2，圓心的連線與NS的夾角為由，有由解得：（3）如圖所示，設(shè)粒子的入射速度為v，粒子在上下方區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑為和，粒子第一次通過KL時(shí)距離K點(diǎn)為由題意有（n=1，2，3）得即n=1時(shí)，；n=2時(shí)，；n=3時(shí)，；考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、力的平衡、勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律.10

17、(1)106 s(2)0.71 m(3)(0,8)【解析】(1)如圖，電荷從A點(diǎn)勻加速運(yùn)動(dòng)到x軸上C點(diǎn)的過程：位移sACm加速度a21012 m/s2時(shí)間t106 s.(2)電荷到達(dá)C點(diǎn)的速度為vat2106 m/s速度方向與x軸正方向成45角，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)由qvB得Rm即電荷在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑為0.71 m.(3)軌跡圓與x軸相交的弦長(zhǎng)為xR1 m，所以電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)O再次進(jìn)入電場(chǎng)中，且速度方向與電場(chǎng)方向垂直，電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)電荷到達(dá)y軸的時(shí)間為t，則：tan 45解得t2106 s則類平拋運(yùn)動(dòng)中垂直于電場(chǎng)方向的位移Lvt4 my8 m即電荷到達(dá)y軸時(shí)位置坐標(biāo)為(0,8)11（1

18、）；方向斜向下與x軸方向夾角45；（2）；（3）?！窘馕觥吭囶}分析：（1）由題意知小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) （2分）受力分析如圖 （2分）勻速直線運(yùn)動(dòng)速度大小 （1分）方向如圖，斜向下與x軸方向夾角45 （1分）（2）小球做直線運(yùn)動(dòng)的條件為：洛侖茲力與電場(chǎng)力和重力的合力為一對(duì)平衡力。當(dāng)電場(chǎng)在xoy平面內(nèi)方向任意時(shí)，電場(chǎng)力與重力合力最大值為2mg （1分）最小值為零 （1分）則： （2分） （2分）得 （2分）（3）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)下落高度為H，此時(shí)速度最大為v0，方向水平 （2分）任意時(shí)刻v沿x軸正向、y軸負(fù)向的分速度分別為vx，vy.。與vy.對(duì)應(yīng)的洛侖茲力水平分力方向沿x軸正向，小球由靜止

19、釋放到最低點(diǎn)的過程中，應(yīng)用動(dòng)量定理得： （2分）小球由靜止釋放到最低點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得： （1分）解得： （1分）考點(diǎn)：洛倫茲力，力的平衡，動(dòng)量定理，動(dòng)能定理。12（1）正 （2）（3）【解析】試題分析：（1）對(duì)小球受力分析，受重力、拉力和電場(chǎng)力，電場(chǎng)力向右，故帶正電荷，根據(jù)平衡條件可知：x方向：，y方向：，解得,故故小球帶正電荷，帶電量為（2）剪短細(xì)線后，小球受電場(chǎng)力和重力，合力沿著繩子向右下方，大小等于第一問中繩子的拉力，為；根據(jù)牛頓第二定律，加速度為，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為小球做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)圖示位置時(shí)，受到重力、電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，重力和電場(chǎng)力的合力為；三力的合力指向圓心，提供向心力，有，解得 考點(diǎn)：共點(diǎn)力平衡的條