2018年高考物理真题汇编专题10磁场

1、10-1（2018 全国 1,25,20 分）如图，在 y0 的区域存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 e，在 y0 的区域存在方向垂直于 xoy 平面向外的匀强磁场.一个氕核 11h 和一个氘核 2h 先后从 y 轴上 y=h 点以相 1同的动能射出，速度方向沿 x 轴正方向.已知 1h 进入磁场时，速度方向与 x 轴正方向的夹角1为 60，并从坐标原点 o 处第一次射出磁场. 1h 的质量为 m，电荷量为 q 不计重力.求1（1） 1h 第一次进入磁场的位置到原点 o 的距离1（2） 磁场的磁感应强度大小（2） 2h 第一次离开磁场的位置到原点 o 的距离1【解析】本题考查带电

2、粒子在电场中的类平抛运动、在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关 的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力.（1）在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示.设在电场中的加速度大小为 ，初速度大小为 ，它在电场中的运动时间为 ，第一次进入磁场的位置 到原点的距离为 .由运动学公式有12由题给条件，分量的大小为联立以上各式得进入磁场时速度的方向与 x 轴正方向夹角 .进入磁场时速度的 y（2）在电场中运动时，由牛顿第二定律有设进入磁场时速度的大小为，由速度合成法则有设磁感应强度大小为 b， 在磁场中运动的圆轨道半径为 ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有由几何关系得联立以上

3、各式得89（3）设给条件得在电场中沿 x 轴正方向射出的速度大小为 ，在电场中的加速度大小为 ，由题由牛顿第二定律有设第一次射入磁场时的速度大小为，速度的方向与 x 轴正方向夹角为 ，入射点到原点的距离为 ，在电场中运动的时间为 .由运动学公式有联立以上各式得， ，设式得在磁场中做圆周运动的半径为 ，由 式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公所以出射点在原点左侧.设 几何关系有进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为 ，由联立式得，第一次离开磁场时的位置到原点 o 的距离为10-2（2018 全国 2,20,6 分）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 l 、l ，l 中的电流方向

4、向左，l 中的电流方1 2 1 2向向上；l 的正上方有 a、b 两点，它们相对于 l 对称.整个系统处于匀强外磁场中，外磁场 1 2的磁感应强度大小为 b ，方向垂直于纸面向外.已知 a、b 两点的磁感应强度大小分别为0和 ，方向也垂直于纸面向外.则（ ）a. 流经 l 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为1b. 流经 l 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为1c. 流经 l 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为2d. 流经 l 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为2【答案】ac【解析】l 在 ab 两点产生的磁场强度大小相等设为 b ，方向都垂直于纸面向里，而 l 在 a 1 1

5、2点产生的磁场强度设为 b ，方向向里，在b 点产生的磁场强度也为 b ，方向向外，规定向外2 2为正，根据矢量叠加原理可知 ;故 ac 正确.，可解得：10-3（2018 全国 2，25,20 分）一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xoy 平面 内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与 y 轴垂直，宽度为 l，磁感应强度的大小为b，方向垂直于 xoy 平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为 ，电场强度的大小均为e，方向均沿 x 轴正方向；m、n 为条形区域边界上的两点，它们的连线与 y 轴平行.一带正电的粒子以某一速度从 m 点沿 y 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好

6、以从 m 点入射的速 度从 n 点沿 y 轴正方向射出.不计重力.（1） 定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；（2） 求该粒子从 m 点射入时速度的大小；（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与 x 轴正方向的夹角为 ，求该粒子的比荷及其 从 m 点运动到 n 点的时间.【解析】（1）粒子运动的轨迹如图（a）所示.（粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为 圆弧，上下对称）（2）粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动.设粒子从 m 点射入时速度的大小为v ，在下侧电场中运动的时间为 t，加速度的大小为 a；粒子进入磁场的速度大小为 v，方向 0与电场方向的夹角为 （见图（b），速度沿电场方向

7、的分量为 v ，根据牛顿第二定律有1qe=ma式中 q 和 m 分别为粒子的电荷量和质量，由运动学公式有v =at134粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为 r，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得由几何关系得 联立式得 （3）由运动学公式和题给数据得 联立式得 设粒子由 m 点运动到 n 点所用的时间为 ，则式中 t 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，由 式得10-4（2018 全国 3,24,12 分）如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压 u 加速后在纸面内水平向右运动，自 m 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场

8、的速度大小为 v ，并在磁场边界的 n 点射出；1乙种离子在 mn 的中点射出；mn 长为 l.不计重力影响和离子间的相互作用.求：（1） 磁场的磁感应强度大小；（2） 甲、乙两种离子的比荷之比.【答案】（1） （2）【解析】（1）设甲种离子所带电荷量为 q 、质量为 m ，在磁场中做匀速圆周运动的半径为1 1r ，磁场的磁感应强度大小为 b，由动能定理有 1由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有由几何关系知由式得34（2）设乙种离子所带电荷量为 q 、质量为 m ，射入磁场的速度为 v ，在磁场中做匀速圆周2 2 2运动的半径为 r .同理有 ， 2由题给条件有 由式得，甲、乙两种离子的比荷之比为1

9、0-5（2018 北京，18,6 分）某空间存在匀强磁场和匀强电场.一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素 与完成上述两类运动无关的是a. 磁场和电场的方向b. 磁场和电场的强弱c. 粒子的电性和电量d. 粒子入射时的速度【答案】c【解析】由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即 ，则 ，若仅 撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意需要对磁场与电场的 方向以及强弱程度都要有要求，例如：电场方向向下，磁场方向垂直纸面向里等，但是对电 性和电量无要求，故选项 c 正确，abd 错误.10-6（

10、2018 江苏，15,16 分）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为 4d，宽为 d，中间两个磁场区域间隔为 2d，中轴线与磁场区域两侧相交于 o、o点，各区域磁感应强度大小相等某粒子质量为 m、电荷量为+q，从 o 沿轴线射入磁场当入射速度为 v 时，粒子0从 o 上方 处射出磁场取 sin53=0.8，cos53=0.6dm v4m v02d3m（1） 求磁感应强度大小 b；（2） 入射速度为 5v 时，求粒子从 o 运动到 o的时间 t；0（3）入射速度仍为 5v ，通过沿轴线 oo平移中间两个磁场（磁场不重叠），可使粒子从 o0运动到 o的时间增加t，求t 的最大值【解析】（1）粒子圆周运动的半径r0由题意知 ，解得0 r b 0bq 4 dq（2）设粒子在矩形磁场中的偏转角为由 d=rsin，得 sin= ，即=53在一个矩形磁场中的运动时间t12 m360 bq，解得t153 d720v0直线运动的时间t2，解得tv 22d5v0则t 4t t1 253