高三物理磁场大题

1、1 如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过 t时间从C点射出磁场，0C与0B成600角。现将 带电粒子的速度变为 v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的 运动时间变为2半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为 Roo圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为Bo杆在圆环上以速度V平行于直径 CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆 环中心0开始，杆的位置由确定，如图所示。则A.=0时，杆产生的电动势为 2BavB. 时，杆产生的电动势为 &

2、#39;、3Bav3C.=0时，杆受的安培力大小为3B2av(2)RoD.时，杆受的安培力大小为3B2av(53)R。33.如图，质量分别为 mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷最分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别 为0 1与0 2 (Q 1>0 2)o两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别VA和VB,最大动能分别为EkA和EkB。贝y()(A) mA一定小于 mB(C) VA一定大于VBA. 120V, 0.10AC. 120V, 0.05AD. 240V, 0.05A(B) qA一定大于qB(D) Ha

3、定大于 Hb4 如图，理想变压器原、畐U线圈匝数比为20 : 1，两个标有“ 12V, 6W的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是B. 240V, 0.025A5.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合； 磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为Bo.使该线框从静止开始绕过圆心O垂直于半圆面的轴以角速度3匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过B程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为t0A.4 Bo

4、B.LA c.卫D.6 .如图所示直角坐标系xoy中，矩形区域oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=5.0X 10-2T;第一象限内有沿y方向的匀强电场，电场强度大小为E 1.0 10 N/C。已知矩形区域 Oa边长为0.60m, ab边长为0.20m。在bc边中点N处 有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v 1.0 106m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量m 1.6 10 27 kg，电荷量q 3.2 10 19 C,不计粒子重力，求：(计算结果保留两位有效数字)(1) 粒子在磁场中运动的半径；(2) 从x轴上射出的粒子中，在磁场中运动的

5、最短路程为多少？(3) 放射源沿-x方向射出的粒子，从射出到从 y轴离开所用的时间。7如图所示，相距为 L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨由两种 材料组成。PG右侧部分单位长度电阻为 ro,且PQ=QH=GH=LPG左侧导轨与导体棒电阻 均不计。整个导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为Bo质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动，在到达PG之前导体棒AC已经匀速。XXXXXXXXX I X(1) 求当导体棒匀速运动时回路中的电流；(2) 若导体棒运动到 PQ中点时速度大小为 V1，试计算此时导体棒加速度；(3) 若导体棒初始位置与 PG相距为d，

6、运动到QH位置时速度大小为 V2，试计算整个 过程回路中产生的焦耳热。8 ( 12分)如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为2cm，两点的连线与-5场强方向成60°角。将一个不知道电荷性质，电量为2X 10 C的电荷由A移到B,其电势能增加了 0.2J。求:(1) 判断电荷带正电还是负电？由A到B电场力做的功 WAb?(2) A、B两点的电势差UAb为多少？(3) 匀强电场的场强的大小？9. (18分)如图所示，在无限长的竖直边界 NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、 下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B , KL为上下

7、磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为1.8h .质量为m、带电量为 q的粒子从P点垂直于NS边界射入 该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g .(1) 求该电场强度的大小和方向。(2) 要使粒子不从 NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值。(3) 若粒子能经过 Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值。10 .在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为E=x 104 V/m.x轴的下方有垂直于 xOy面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B= 2X 10_2 T.把一个比

8、荷为 =2X 108 C/kg的正电荷从坐标为m(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计.(1) 求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径；(保留两位有效数字) 当电荷第二次到达 x轴时，电场立即反向，而场强大小不变，试确定电荷到达y轴时的位置坐标.11 . (20分)如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，y轴正方向竖直向上，x轴正方向水平向右。 空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场垂直xoy平面向里，磁感应强度大小为B。匀强电场(图中未画出)方向平行于 xoy平面，小球(可视为质点)的质量为 m带电量为+q,已知电场强度大小为

9、 E= mg , g为重力加速度。qxXXXXXX XX X X XX XX X X XX XX X X XX 幻X X X XX XX X X XX XX X X X将整个装置放入一匀强电场，电场强度大小为(1) 若匀强电场方向水平向左，使小球在空间中做直线运动，求小球在空间中做直线 运动的速度大小和方向；(2) 若匀强电场在xoy平面内的任意方向，确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围；(3) 若匀强电场方向竖直向下，将小球从O点由静止释放，求小球运动过程中距x轴的最大距离。12 .如图所示，一根长为I的细绝缘线，上端固定， 下端系一个质量为 m的带电小球,E, 方向水平向右，已

10、知：当细线偏离竖(sin37 0=0.6 )试求:(1) 小球带何种电荷，带电量为多少；(2) 如果将细线剪断，小球经时间t发生的位移大小；(3) 若将小球拉至最低点无初速释放，当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。13 .如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向.在 x轴上方空间的第第二象限内，既无电场也无磁场， 在第三象限内存在沿 y轴正方向的匀强电场和垂直于 xOy平面向里的匀强磁场，在第四象限内存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场强度相等的匀强电场.一质量为m电荷量为q的带电质点，从y轴上y = h处的Pi点以一定的水平初速度沿 x轴负方向进入第二象限， 然后经过x轴上

11、x =-2h处的P2点进 入第三象限，带电质点恰能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y = 2h处的P3点进入第四象限试求：(1) 第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小. 带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度.14. (18分)如图所示，在直角坐标系xoy平面的第II象限内有半径为 R的圆01分别与x轴、y轴相切于C ( R , 0)、D( 0, R )两点，圆01内存在垂直于xoy平面向外 的匀强磁场，磁感应强度 B.与y轴平行且指向负方向的匀强电场左边界与y轴重合，右边界交x轴于G点，一带正电的粒子 A (重力不计)电荷量为 q、质量为m，以某一 速率垂直于x轴从C点射入磁场，经磁场

12、偏转恰好从D点进入电场，最后从 G点以与x轴正向夹角45°的方向射出电场.求：卩 11111D1111 /C01(1) OG之间距离；(2) 该匀强电场电场强度 E;(3) 若另有一个与 A的质量和电荷量相同、速率也相同的正粒子A，从C点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场，则粒子A再次回到x轴上某点时，该点坐标值为多少？高三物理磁场大题参考答案【答案】B2【解析】由牛顿第二定律 qvB m及匀速圆周运动TrmvqB ；oqB作出粒子的运动轨迹图，由图可得以速度v从A点沿直径 AOB方向射入磁场经过 t=T/6从C点射出磁场，轨道半径 r .3 AO ;速度变为v/3时，

13、运动半径是r/3= ,3 AO/3，由 几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200，运动时间为 T/3,即2A t o A、C D项错误；B项正确。【答案】AD【解析】杆的有效切割长度随角度变化关系为L 2acos由法拉第电磁感应定律可知A答案显然正确，B错误；此时导体棒是电源，而两圆弧并联后作为外电路，由全电路欧姆定律通过计算可知答案 D正确，选AD3. ACD【解析】分别对 A B进行受力分析，如图所示两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等，与带电量的大小无关，因此B选项不对，对于A球：Ta sin i FTa COS 1 M Ag对于B球：Tb sin 2 FTb cos 2

14、 MBg联立得：F=m Ag tan 1 M Bg tan 2又B 1 >0 2可以得出:mA<mB A选项正确在两球下摆的过程中根据机械能守恒:M AgLA(1 cos 1)1 2MaVa 可得：Va2、.、2gLA(1 cos 1)M b9Lb(1 cos 2)-MbvB2可得：Vb 、. 2gLB(1 cos 2)开始A B两球在同一水平面上,La COS - Lb COS 2由于0 1>0 2可以得出：La>Lb这样代入后可知：vA vB C选项正确A到达最低点的动能:FL a cos - tan121 2F1 cos 1M aVa M AgLA(1 cos -

15、)La(1 cos -) FLa cos -2 tan 1sin 1B到达最低点的动能:1 -M 22BVBMb9Lb(1 cosF1 cos 22)Lb(1 COS 2) FLb COS 2tan 2Sin 2由于0 1 >0 2可知，ta nta n222FLb cos 2tan2又: La COS - Lb COS 2- 2 - 2可得：一M AvAM BvB因此D选项也正确。2 20.5A。畐U线圈输出电压-2V,输出电流4. D【解析】当两灯泡都正常工作时，每个灯泡中电流为为2 0.5A -.0A。由变压器变压公式可知原线圈中电压表读书为240V。由功率关系可知,原线圈中电流表

16、读数为0.05A，选项D正确。5. C【解析】为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，只要产生相同的感应电动势即可。根据法拉第电磁感应定律: 当面积发生改变时可得:当磁场发生改变时可得:其中S根据题意可得： 空=_岂，正确答案为C。t6. （1） 0.10m（2） 0.10m（3） 4.6 10【解析】试题分析：（1）粒子运动的轨迹如图，由牛顿第二定律可得:2vqvB m R（2 分）解得：R 0.10m （1 分）（2 ）由数学知识可知，最短弦对应最短的弧长；由图可知，=（1分）3最短的弧长即最短路程 s R m=0.10m（2分）302 n（3）粒子在磁场中的周期 T6.28 10 7

17、s （ 1分）v粒子在磁场中沿NP运动的时间t1 T4粒子在电场中的加速度 a Eq （1分） m则可解得粒子在电场中往返运动的时间为（1分）8v at 解得：t 5.0 10 st2+t3=2t=1.0 x 107s （1 分）由图可知cos 90.5,故060粒子在磁场中运动的第二部分时间t4T - （ 1分）2 6粒子运动的总时间t总t, t2 t3 t436 10 7s。（ 1分）考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动【名师点睛】 带电粒子在电场中的运动， 综合了静电场和力学的知识， 分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程，然后选用恰当的规律解题. 解

18、决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化的观点，选用动能定理和功能关系求解.7.( 1) I F ( 2) a B%Vi f，方向水平向左(3) Q= F ( L + d)丄 mv；BL2mr0m2【解析】试题分析：（1）导体棒匀速，则：F F 安(1 分)根据安培力公式 F安一ILB(1 分)解得：IF(1 分)BL（2）导体棒进入PQ右侧后，回路中电阻减小，电流增大，导体棒做减速运动。（1分）设导体棒的加速度为 a,则：F安一F= ma（1分）F安=ILB根据闭合电路欧姆定律有：I = 一 E（1分）2Lr。根据法拉第电磁感

19、应定律有：E= BLV1（1分）2解得：a B Lv1 F （1分），方向水平向左（1分）2mr0 m（3）对导体棒整个运动过程应用功能关系，有：F （ L+ d）=丄mv2 + Q（2分）2解得：Q= F （ L+ d）丄 mv：（1 分）2考点：本题考查了电磁感应定律、牛顿第二定律、功能关系、欧姆定律& ( 1) 0.2J ; (2) 104V; (3) 106v/m【解析】试题分析：(1)带负电，电势能增加0.2J即电场力做功为W= 0.2J（2 分）5（2） 由AB电场力做负功 q= 2X 10- c（2 分）则 UAb=Wu4104V（2 分）(3 )根据匀强电场中的关系式有

20、：U=Ed（2 分）由几何关系可知：d= AB cos60° =0.01m（2 分）则 E=1cfv/m（2 分）考点：匀强电场、电势能、电势差9. (1) E mg，方向竖直向上q（2）vmin（9- 6 2）qBhm（3） v 0.68qBh;0.545qBh;v- 0.52qBh【解析】试题分析：(1)设电场强度大小为 E。由题意有mg qE，得E，方向竖直向上。q(2 )如图所示，设粒子不从NS边飞出的入射速度最小值为Vmin，对应的粒子在上下区域运动的半径为r1和2，圆心的连线与 NS的夹角为mvqBmvmin1qB 22 1由（r1 + r2）sin r2解得:vmin

21、= （9-6 2） qBh(3)如图所示，设粒子的入射速度为V,粒子在上下方区域的运动半径为1和2，粒子第一次通过KL时距离K点为x由题意有 3nx = 1.8h (n=i, 2, 3)3x3 9- 6 2 h2 2得 ri= (1+ O.)2，n<3.5 n 2即n=1时,v=0.68qBh ；n=2 时，0.545qBhmn=3 时，0.52qBh;考点：本题考查了带电粒子在复合场中的运动、力的平衡、匀速圆周运动规律10. (1)10 一6 s (2)0.71 m(0,8)【解析】(1)如图，电荷从 A点匀加速运动到 x轴上C点的过程:位移s = AC= ,2m(2)电荷到达C点的速

22、度为v = at = 2 . 2 x 106 m/s速度方向与x轴正方向成45°角，在磁场中运动时由 qvB=2mvR得R=mvqB即电荷在磁场中的偏转半径为0.71 m. 轨迹圆与x轴相交的弦长为 x= . 2 R= 1 m,所以电荷从坐标原点 0再次进入电场中, 且速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动.设电荷到达y轴的时间为t',则:tan 451 at '22vt'解得 t '= 2X 106 s则类平抛运动中垂直于电场方向的位移L = vt ' = 4、2 mLy =cos45o=8 m即电荷到达y轴时位置坐标为（0,8）.

23、11. (1) v、2mq2mg4m2 gqBBqB2q【解析】（2 分）试题分析：（1）由题意知小球做匀速直线运动受力分析如图f qvB 2 mg（ 2 分）匀速直线运动速度大小2mg（1 分）方向如图，斜向下与 x轴方向夹角45°（ 1分）（2）小球做直线运动的条件为：洛仑兹力与电场力和重力的合力为一对平衡力。当电场在xoy平面内方向任意时，电场力与重力合力最大值为2mg （ 1分）最小值为零（1 分）则：Bqvmax 2mg（2 分）BqVmin 0（2分）得0 v 2mg（Bq2分）（3）设小球运动到最低位置时下落高度为H,此时速度最大为 V。，方向水平（2 分）任意时刻V沿

24、x轴正向、y轴负向的分速度分别为 Vx, Vy.。与vy.对应的洛仑兹力水平分力方向沿x轴正向，fx Bqvy小球由静止释放到最低点的过程中，应用动量定理得：Bqvy t Bq vy t BqH mv0 0（2 分）小球由静止释放到最低点的过程中，由动能定理得:1 22mgHmv0 0（ 1 分）212. (1)正沁(2) x(3)4E8FT = 4mg解得:4m2 g八H 2 2 (1分) b q考点：洛伦兹力，力的平衡，动量定理，动能定理。【解析】试题分析：（1）对小球受力分析，受重力、拉力和电场力，电场力向右，故带正电荷，根据平衡条件可知：x 方向：TsinqE , y 方向：Tcosm

25、g ,解得qE mgtan ,故qmgta n3mgE4E故小球带正电荷，带电量为3mg4E （2）剪短细线后，小球受电场力和重力，合力沿着绳子向右下方，大小等于第一问中绳子 的拉力，为理;cos根据牛顿第二定律，加速度为m cos做初速度为零的匀加速直线运动，位移为x=丄at2=丄？丄？宀皇22 cos 2 cos5gt2小球做圆周运动，到达图示位置时，受到重力、电场力和细线的拉力，重力和电场力的合力 为皿;cos三力的合力指向圆心，提供向心力，有2mgvFt= m一，解得cosL3 7Ft mg(2)= mgcos4考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；电场强度.13. (1) 巴咅屈h，方向沿x轴正方向【解析】(1)质点从P2到P3的运动过程中，重力与