2021届高考物理二轮复习专题三电场和磁场18年真题汇编

1、考点十一磁场1.（2021 全国卷II T20）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线Li、L2, Li中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；Li的正上方有a、b两点，它们相对于 L2对称。整个系 统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为Bo,方向垂直于纸面向外。a、b两点的1 一 1磁感应强度大小分力I为 一Bo和一方向也垂直于纸面向外。那么 （）3 2b11口1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 I二121 1的电流在a点广生的磁感应强度大小为一 B01212的电流在b点广生的磁感应强度大小为一 B0122的电流在a点产生的磁感应强度大小为B012【命题意图】此题意在考察右手螺

2、旋定那么的应用和磁场叠加的规律。【解析】选 A、C。设L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B,设L2在a、b两点产生的11磁感应强度大小为 R,根据右手螺旋定那么，结合题意Bd-（B 1+B2）=-Bd, B0+B2-B1=-B0,联71一立可得B1=一Bo, B2=一Bo,选项 A、C正确。12122 .（2021 北京高考 T6）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；假设仅撤除电场，那么该粒子做匀速圆周运动，以下因素与完成上述两类运动无关的是（）【解析】选Co由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即Eq=qvB,那么v=,

3、B假设仅撤除电场，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，对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求， 但是对电性和电量无要求， 根据F=qvB可知，洛伦兹力 的方向与速度方向有关，故对入射时的速度也有要求，应选C。3 .（2021 全国卷I T25）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。一个五核；H和一个笊核2H先后从y轴上y=h点以一样的动能射出， 速度方向沿x轴正方向。1H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为 60 ,并从坐标原点 O处第一次射出磁场。；H的质量为m,电荷量为q。不计重力。求

4、山下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。 I VV(1) 1H第一次进入磁场的位置到原点O的距离。(2)磁场的磁感应强度大小。(3) 2 H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。【解析】(1) 1H在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如下图。设 1H在电场中的加速度大小为ai,初速度大小为vi,它在电场中的运动时间为ti,第一次进入磁场的位置到原点 O的距离为si。由运动学公式有Si=Viti12haiti2由题给条件，；H进入磁场时速度的方向与 x轴正方向夹角0 i=60 o iH进入磁场时速度的y分量的大小为，ait i=vitan 0 i 区联立以上各式得3(2) iH在电

5、场中运动时，由牛顿第二定律有qE=ma 设；H进入磁场时速度的大小为 v I,由速度合成法那么有设磁感应强度大小为B, ；H在磁场中运动的圆轨道半径为R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有2-mvi_qviB (7R由几何关系得Si=2Rsin 0 i 联立以上各式得(3)设2H在电场中沿x轴正方向射出的速度大小为v2,在电场中的加速度大小为a2,由题给下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。条件得1 212(2m)v2 mv1 2 2由牛顿第二定律有qE=2ma ：T;2设iH第一次射入磁场时的速度大小为v 2,速度的方向与x轴正方向夹角为。2,入射点到原点的距离为S2,在电场中运动的时间为t2

6、。由运动学公式有S2=v2 t 2 国h la4 2V2 Y (a2t2)2 阳sin 2 吐V2联立以上各式得2S2=Si , 0 2= 0 1 , v2 v12设2h在磁场中做圆周运动的半径为R,由式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得 R2 (22RiqB所以出射点在原点左侧。设2H进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离为s 2,由几何关系有s 2=2R2Sin 0 2联立式得,2H第一次离开磁场时的位置到原点O的距离为S2 S22-3( 2 1)h3答案：(1) 3h(2) 6mE (3) 2( .2 1)h 3, qh34.(2021 全国卷II T25)足够长的条状区域

7、内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如下图：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 l ,电场强度的大小 均为E,方向均沿x轴正方向；M N为条状区域边界上的两点，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。下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。(2)求该粒子从M点射入时速度的大小。(3)假设该粒子进入磁场时白速度方向恰好与x轴正方向的夹角为 ，求该粒子

8、的比荷及其6从M点运动到N点的时间。【解题指南】解答此题应注意以下三点：(1)带电粒子在电场中做平抛运动，应用运动的分解进展分析，注意速度和位移的分析。(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，注意半径和圆心角的分析。(3)粒子由电场进入磁场时，速度与x轴正方向的夹角与做圆周运动的圆心角关系密切，注意利用。【解析】(1)粒子运动的轨迹如图甲所示。(粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧, 上下对称)甲(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;粒子进入磁场白速度大小为 v,方向与vi

9、o根据牛顿第二定律有电场方向的夹角为。(见图乙)，速度沿电场方向的分量为A-iqE=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vi=at1 =Vot vi =vcos 0R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为丫2 qvB=mR由几何关系得l=2Rcos 0联立式得2E1V0=Bl(3)由运动学公式和题给数据得下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。Vi=V0COt 一6联立式得q 4 3El一 22 2mB2l2设粒子由M点运动到N点所用的时间为t,那么2()t 2t 二一6-T 2式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期答案：(1)图见

10、解析 (2)文(3)售史(1刍)Bl B l E 18l5.(2021 全国卷出 T24)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。甲种离子射入磁场的速度大小为V1,并在磁场边界的 N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MNK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。【解析】(1)甲离子经过电场加速，据动能定理有qU12mV12在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力，据牛顿第二定律有由几何关系可得R - 2、r 4U联立方程解得B

11、 4UV|l12(2)乙离子经过电场加速，同理有q2U m2 V222V2q2 V2 B m2 一RI K K. K2qw B mi R下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。lR24联立方程可得 曳：曳 1： 4答案：(1)”(2)1 : 4V116.(2021 江苏高考 T15)如下图，真空中四个一样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Q O点，各区域磁感应强度大小相等。某粒子质量为 n电荷量为+q,从O沿轴线射入磁场。当入射速度为vo时，粒子d从O上万d处射出磁场。取 sin 53=0.8 ,2cos 53 =0.6 。l-ddf

12、 -r-dfk-dfl(1)求磁感应强度大小 B。(2)入射速度为5V0时，求粒子从 O运动到O的时间to(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 O运 动到O的时间增力口 A t ,求A t的最大值。【解析】(1)粒子圆周运动的半径r0 qB由题意知r 0=,解得B44mv0qd(2)设粒子在矩形磁场中的偏转角为“，半径为 r,由 r= mV 得 r=5r 0=qB5d由 d=rsin a ,得 sin a =,即 a =535在一个矩形磁场中的运动时间t1 4m，解得t1=53W360 qB720V0直线运动的时间tzM2d ,解得12=25v5v

13、0下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。那么 t ” (53 Gd180vo(3)将中间两磁场分别向中央移动距离x,粒子向上的偏移量 y=2r(1-cos a )+xtan a,3由y 2d ,解得x d43那么当xm= d时，At有最大值42x-粒子做直线运动路程的最大值Sm= Pm- +(2d-2x m)=3dcos增加路程的最大值A Sm=Sm-2d=d增加时间的最大值A t m= 答案：(1) 4mv0 qdv5v0(2) (53*72)d g180v05v07.(2021 天津高考 T11)如下图，在水平线 ab的下方有一匀强电场，电场强度为E,方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场

14、，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。磁场中有一内、外半径分别为R、J3R的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为 M N。一质量为 m电荷量为q的带负电粒子在电场中 P点静止释放，由 M进入磁场，从N射出，不计粒子重力。(1)求粒子从P到M所用的时间t o(2)假设粒子从与P同一水平线上的 Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从 N射出。粒子从M到N的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度v0的2 v 有 qvB m3 R大小。【解析】(1)设粒子在磁场中运动的速度大小为v,所受洛伦兹力提供向心力,设粒子在电场中运动所受电场力为F,有F=qE;设粒子在电场中运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有 F=ma 粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，有v=at ;(2)粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期和速度、半径无关，运动时间只由粒子所下载后可自行编辑修改，页脚下载后可删除。通过的圆弧所对的圆心角的大小决定，故当轨迹与内圆相切时，所用的时间最短，设粒子