专题：磁场练习----20151107

1、专题：磁场练习-2015.11.07试卷第7页，总5页1在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P和P3，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示已知离子P在磁场中转动30°后从磁场右边界射出在电场和磁场中运动时，离子P和P3A在电场中的加速度之比为11B在磁场中运动的半径之比为31C在磁场中转过的角度之比为12D离开电场区域时的动能之比为132斜面顶端在同一高度的三个光滑斜面AB、AC、AD，均处于水平方向的匀强磁场中一个带负电的绝缘物块，分别从三个斜面顶端A点由静止释放，设滑到底端的时间分别为t1、t2、t3，则

2、()At1t2t3      Bt1> t2> t3Ct1< t2< t3     D无法比较3如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子bA穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D

3、在电场中运动时，动能一定减小4如图所示，有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，某带电粒子的比荷(电荷量与质量之比)大小为k，由静止开始经电压为U的电场加速后，从O点垂直射入磁场，又从P点穿出磁场下列说法正确的是(不计粒子所受重力)A如果只增加U，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场B如果只减小B，粒子可以从ab边某位置穿出磁场C如果既减小U又增加B，粒子可以从bc边某位置穿出磁场D如果只增加k，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场5如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在B处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过半圆形轨道最高点C

4、.现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H与原释放高度H的关系是AH<H  BHH CH>H D无法确定6如右图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放下列判断正确的是A当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛伦兹力最大B当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大C小球从a点

5、到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点到c点，电势能增大，动能先增大后减小7如图所示，边长为的L的正方形区域abcd中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M点以一定速度垂直于ad边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从ab边中点N点射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法中正确的是A该粒子带负电B洛伦兹力对粒子做正功C粒子在磁场中做圆周运动的半径为L/4D如果仅使该粒子射入磁场的速度增大，粒子做圆周运动的半径也将变大8如图所示，在一根一端封闭、内壁光滑的直管MN内有一个带正电的小球，空间中充满竖直向下的匀强磁场。开始时，直管水平放置，且小球位于管的封闭端M处。现使直

6、管沿水平方向向右匀速运动，经一段时间后小球到达管的开口端N处。在小球从M到N的过程中A磁场对小球不做功B直管对小球做正功C小球所受磁场力的方向不变D小球的运动轨迹是一直线9如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合。有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，开始一小段时间内，小球 ( )A可能做匀加速直线运动B一定做变加速曲线运动 C重力势能可能增大D电势能可能增大10如图所示，带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上，两者均保持静止，置于垂直

7、于纸面向里的匀强磁场中，在t0时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑，A、B接触面粗糙，A所带电荷量保持不变，下列四图中关于A、B的vt图象及A、B之间摩擦力Fft图像大致正确的是   11长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是A使粒子的速度v<BqL/4mB使粒子的速度v>5BqL/4mC使粒子的速度v>BqL/mD使粒子速度BqL/4m<v&l

8、t;5BqL/4m12如图所示，MN是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里P为屏上的一小孔，PQ与MN垂直一群质量为m、带电荷量都为q的正粒子（不计重力），以相同的速率v，从小孔P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为的范围内向各个方向射入磁场区域，不计粒子间的相互作用则以下说法正确的是（）A在荧光屏上将出现一个条形亮线，其半径为B在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为C粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为D粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离为13如图所示，在匀强电场中建立直角坐标系xoy，y轴竖直向上，一质量为m、电荷量为+q

9、的微粒从x轴上的M点射出,方向与x轴夹角为,微粒恰能以速度v做匀速直线运动,重力加速度为g。（1）求匀强电场场强E的大小及方向；（2）若再叠加一圆形边界的匀强磁场,使微粒能到达x轴上的N点，M、N两点关于原点o对称，=L，微粒运动轨迹也关于y轴对称。 己知所叠加磁场的磁感应强度大小为B，方向 垂直xoy平面向外。求磁场区域的最小面积S 及微粒从M运动到N的时间t。14（16分） 如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平地面间的夹角=600，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂

10、直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小，磁场为水平方向（图中垂直纸面向外），磁感应强度大小为B；在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场，场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放，则小球需经多少时间才能落到地面（小球所带的电量不变）？15（18分）如图所示，相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；POx区域为无场区一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H（0，a）点垂直y轴进入第象限（1）求离子在平行金属板间的运动速度；（2）若离子经OP上某点离开磁场，最

11、后垂直x轴离开第象限，求离子在第象限磁场区域的运动时间； （3）要使离子一定能打在x轴上，则离子的荷质比应满足什么条件？161932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直. 设两D形盒之间所加的交流电压为U，被加速的粒子质量为m、电量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出求：（1）粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小 （2）粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径 （3）粒子至少

12、经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出17（16分）如图所示，平行板电容器上板M带正电，两板间电压恒为U，极板长为（1+）d，板间距离为2d，在两板间有一圆形匀强磁场区域，磁场边界与两板及右侧边缘线相切，P点是磁场边界与下板N的切点，磁场方向垂直于纸面向里，现有一带电微粒从板的左侧进入磁场，若微粒从两板的正中间以大小为v0水平速度进入板间电场，恰做匀速直线运动，经圆形磁场偏转后打在P点。（1）判断微粒的带电性质并求其电荷量与质量的比值；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）若带电微粒从M板左侧边缘沿正对磁场圆心的方向射入板间电场，要使微粒不与两板相碰并从极板左侧射出，求微粒入射速度的大

13、小范围。18（22分）如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直线MN与y轴成30o角，P点的坐标为（，0），在y轴与直线MN之间的区域内，存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。在直角坐标系xOy的第象限区域内存在沿y轴，正方向、大小为的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q，电子束以相同的速度v0从y轴上0y2a的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场。已知从y=2a点射入的电子在磁场中轨迹恰好经过O点，忽略电子间的相互作用，不计电子的重力。求：（1）电子的比荷；（2）电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范围；（3）从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点

14、的距离最远？最远距离为多少？19(20 分) 如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板间距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场。一个比荷为的带负电粒子以速度v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场，若从该粒子进入偏转电场时开始计时，板间场强恰好按图乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出。不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中运动的速率v；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B；(3)粒子从进入偏转电场到离开磁场所用的时间。20如图所示，与水平面成37

15、76;倾斜轨道AB，其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切，全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场一个质量为m0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑，至B点时速度为，接着沿直线BC（此处无轨道）运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且刚好到达D点，从D点飞出时磁场立即消失，不计空气阻力，g10m/s2，cos37°0.8，求：NBAM× × × × × × × × × × × ×

16、 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × EBC370·D（1）小球带何种电荷（2）小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离（3）小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。专题：磁场练习-2015.11.07参考答案1 B

17、CD【解析】 离子在电场中加速过程中，由于电场强度相同，根据牛顿第二定律可得a1a2q1q213，选项A错误；在电场中加速过程，由动能定理可得，在磁场中偏转过程：，两式联立可得：，故r1r21，选项B正确；设磁场宽度为d，根据可得：，联立解得，选项C正确；由可知Ek1Ek213，选项D正确2 C【解析】 带电物块在磁场中的斜面上运动受到重力、支持力和垂直斜面向下的洛伦兹力，设斜面顶端的高度为h，倾角为，则物块的加速度为agsin，由公式得，知越大，t越小，则选项C正确3 C【解析】 a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，故对粒子a有BqvEq，即只要

18、满足EBv，无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区；当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O点的上方或下方穿出，故选项A、B均错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故选项C正确，D错误4 D【解析】 设粒子被电场加速后的速度为v，在磁场中运动的半径为R，则电场加速过程，有，在磁场中有，联立得.如果只增大U，半径R增大，选项A错误；如果只减小B，半径R增大，粒子向下偏，不可能从ab边某位置穿出磁场，选项B错误；如果既减小U又增加B，半径R减小，粒子不可能从bc边某位置穿出磁场，选项C错误；如果只

19、增加k，半径R减小，粒子可从dP之间某位置穿出磁场，选项D正确5 C【解析】 有磁场时，设小球刚好通过最高点C时的速度为v，则小球在最高点有：，显然，R为半圆形轨道半径，根据动能定理得，解得.没有磁场时，小球刚好通过最高点时的速度，根据动能定理有：，所以，选项C正确6 D【解析】 由洛伦兹力公式FqvB可知速度大，则力大，而速度最大的位置在重力场和电场的复合场的最低点，与水平面成45°角的左斜下方，故选项A、B错误；从a点到b点，电场力做正功，电势能减小，故选项C错误；从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增大，动能在重力场和电场的复合场的最低点最大，故动能先增大后减小，选项D正确7

20、D【解析】试题分析：粒子进入磁场后向上偏转，说明M点受到洛伦兹力竖直向上，根据左手定则判断粒子带正电，选项A错。洛伦兹力始终与速度垂直，洛伦兹力不做功，选项B错。根据洛伦兹力与速度垂直，M点受洛伦兹力沿Ma方向，在磁场中做匀速圆周运动，从N点出磁场，MN即为所对应的一条弦，那么MN的垂直平分线与Ma的交点即a点就是圆周运动的圆心，根据几何关系可得半径，选项C错。根据洛伦兹力提供向心力，可得圆周运动半径，粒子速度越大，圆周运动半径越大，选项D对。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动8AB【解析】试题分析：小球同时参与了两个方向的运动，一个是水平方向和直管一起匀速直线运动，设水平速度为，则受到沿MN方

21、向的洛伦兹力，速度不变，此方向洛伦兹力不变，所以在MN方向上由于的存在做匀加速直线运动，设竖直速度， 则有，所以小球的运动是匀速直线和与之垂直的匀加速直线运动的合运动，类平抛运动，运动轨迹不是直线选项D错。由于小球具有沿MN方向的速度，所以小球还受到水平向左的洛伦兹力，水平要匀速，直管就要给小球一个水平向右的弹力，此弹力对小球做正功，选项B对。虽然有两个洛伦兹力，但是一个做正功一个做负功，合力方向与合速度方向垂直，洛伦兹力不做功，选项A对。由于竖直方向速度逐渐变大，水平向左的洛伦兹力变大，MN方向洛伦兹力不变，合力即小球受到磁场力方向在不断变化选项C错。考点：运动的合成 洛伦兹力9BC【解析】

22、试题分析：设小球刚进入磁场时，重力与洛伦兹力平衡，水平方向受电场力作用，故小球的速率增大，洛伦兹力变化，故做曲线运动，小球所受合外力是变化的，所以小球一定做变加速曲线运动，所以选项A错误、B正确；若小球进入磁场后，所受洛伦兹力大小重力，则小球向上偏转，重力势能增加，所以选项C正确；进入复合场后，电场力做正功，所以小球电势能减小，故选项D错误；考点：带电体在复合场中的运动10AC【解析】试题分析：在t=t1之前物体A与小车共同做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：F=（m+M）a，所以小车与物块的速度随时间均匀增大；对物块A根据牛顿第二定律有：f=ma即静摩擦力提供其加速度，根据左手定则判断出物

23、块A所受洛伦兹力方向竖直向上，物块所受的洛伦兹力逐渐增大，由于物体A竖直方向受力平衡，所以A与B之间的压力减小，即它们间的最大静摩擦力减小，当两物体A、B之间的最大静摩擦力不能提供物块A原来的加速度a时，A、B发生相对滑动当物块A与小车B之间的最大静摩擦力不能提供物块A原来的加速度a时，物块与小车发生了相对滑动，此时物块A受到向右的滑动摩擦力虽然小于刚才的静摩擦力，但是滑动摩擦力的方向仍然向右，物块A仍然加速运动，物块所受向上的洛伦兹力qvB逐渐增大，由于物体A竖直方向受力平衡，物块A与小车B之间的压力减小，所以向右的滑动摩擦力也减小，即物块A的加速度在减小，直到t2时刻加速度减小到零，最后做

24、匀速直线运动，在速度-时间图象中物块A的斜率逐渐减小到零；当物块与小车发生了相对滑动，小车受到物块施加的向左的滑动摩擦力一直减小，由于水平恒力F是定值，所以小车受到向右的合力一直增大，即小车的加速度逐渐增大，在速度-时间图象中，小车的图象斜率从t1时刻开始增大，直到t2时刻，两物体间无摩擦力时，小车水平方向受到的合力F保持不变，即小车做匀加速直线运动，故选项A C正确BD错误考点：牛顿第二定律；洛伦兹力；力和运动之间的关系11AB【解析】试题分析：如图所示：由题意知，带正电的粒子从左边射出磁场，其在磁场中圆周运动的半径，粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力即：，可得粒子做圆周运动的半径，粒

25、子从左边射出，则，即，带正电的粒子不从右边射出，如图所示，此时粒子的最大半径为R，由上图可知：，可得粒子圆周运动的最大半径，又因为粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，粒子不从右边射出，则即：此时，所以粒子不从磁场区域射出速度满足AB正确；考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动12BD【解析】试题分析：一群质量、电量都相同的正负两种粒子（不计重力），以相同的速率v从小孔P处沿垂直于磁场方向入射，则不可能在荧光屏上出现圆形亮环，故A错误；以正粒子为例，如下图可知：正粒子垂直边界射入，轨迹如上面左图，此时出射点最远，与边界交点与P间距为：2r；正粒子沿着右侧边界射入，轨迹如上面中图，此时出射点最近，与

26、边界交点与P间距为：2rcos；正粒子沿着左侧边界射入，轨迹如上面右间图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcos；负离子受力与正离子相反，轨迹与正粒子轨迹关于PQ对称；故范围为在荧光屏上P点两侧，将出现两个相等长度条形亮线，其长度为：2r-2rcos=2r（1-cos）=，故B正确；粒子运动过程中到荧光屏MN的最大距离，则圆弧所对应的圆心角最大，即离P点最近的距离由几何关系可求出粒子离x轴最大距离为，故C错误，D正确考点：带电粒子在匀强磁场中的运动13(1）竖直向上(2） 【解析】试题分析：（1）当微粒在电场中做匀速直线运动时，它所爱的电场力与重力平衡。所以有：qEmg=0 （2分）

27、由式可解得： （1分）E的方向竖直向上 （1分）（2） 微粒在磁场中运动，由洛仑兹力和向心力公式得： （2分）由式得： 如图所示，当PQ为圆形磁场的直径时，圆形磁场面积最小。（3分）由几何知识可得：r=Rsin （2分）其面积 又由圆周运动规律可得： （1分）根据几何关系可知偏转角为2，则在磁场中运动的时间： （2分） 又 （1分）且有 （1分）故微粒从M运动到N的时间： （11） （2分）考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动。14【解析】试题分析：设带电小球运动到B点时速度为vB，则由功能关系：，解得： 2分设带电小球从A点运动到B点用时为t1，则由动量定理： 2分当带电小球进入第一象限后

28、所受电场力为 2分所以带电小球做匀速圆周运动： 1分则带电小球做匀速圆周运动的半径 1分O600AyxE2 DCE1OB则其圆周运动的圆心为如图所示的点， 2分假设小球直接落在水平面上的点，则 2分重合，小球正好打在C点。 1分所以带电小球从B点运动到C点运动时间 1分所以小球从A点出发到落地的过程中所用时间 2分考点：本题考查带电粒子在电磁场中的运动15（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）粒子在平行板内做匀速直线运动，有，又，解得离子在平行板内的速度为：（2）如图为离子在第一象限内的运动轨迹图，由几何关系可得，轨迹半径为轨迹对应的圆心角为 ；运动的周期为：运动时间为：（3）要使粒子一定

29、能打到x轴上，离子在磁场中运动的最小半径为r2，由几何关系 解得：；由 可得：，即考点：带电粒子在复合场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动。16（1） （2）（3）【解析】试题分析：（1）(5分)粒子在电场中被加速由动能定理 4分 得: 1分（2）(5分)带电粒子在磁场中做圆周运动，洛仑兹力提供向心力， 由牛顿第二定律得：3分 解得： 1分 代入数据得： 1分（3）(6分)若粒子射出，则粒子做圆周运动的轨道半径为R,设此时速度为由牛顿第二定律知 ，解得此时粒子的速度为 2分此时粒子的动能为代入数据得 2分粒子每经过一次加速动能增加qU，设经过n次加速粒子射出，则 代入数据，解得： 2分考点：带电粒子在电场中的加速和磁场中的匀速圆周运动17负电 【解析】试题分析：（1）由题意可知，微粒所受电场力向上，上板带正电可得微粒带负电，（1分）由于微粒做匀速直线运动可得 （1分）又 可得 （2分）（2） 由题意可得，微粒从下板P垂直射出，所以 （1分）根据牛顿第二定律 （2分）解得 （2分）（3）如图所示，要使粒子从左板射出，临界条件是恰从下板左边射出，此时根据几何关系可得（2分）微粒做圆周运动的半径 （1分）又根据牛顿第二定律 （1分）解得 （2分）要使微粒从左板射出（1分）考点：本题考查带电粒子在电场磁场中运动。18（1）（2）0y1.5a（3）y=时，H有最大值，Hmax=【解析】