新课标适用高中物理专题03磁场三试题选修1

1、（新课标适用）2013年高中物理专题03磁场（三）试题选修3-1选择题101 .（2013甘肃省甘谷质检）如右图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是A.增大加速电压B.增加偏转磁场的磁感应强度C.将圆形磁场区域向屏幕靠近些D.将圆形磁场的半径增大些L答案工ACt解析】增大加速电压，可增大粒子的速度，使粒子在磁场中运动的轨道半径增大，现要使电子束偏转回到尸点，可行的办法是增大加速电压，选

2、项A正确*增加偏转磁场的磁感应强度.使粒子在磁场中运动的轨道半径减小，电子束偏转到尸点外恻以外，选项B错误。将圆形磁场区域向屏幕靠近些，可使电子束偏转到P点,选项C正确。将圆形磁场的半径增大些，电子束偏转到P点外侧以卜，选项D错误。2 .（2013芜湖市模拟）如图所示，A、B极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场，一带电微粒在A、B间的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是A.该微粒带正电荷B.仅改变R3阻值，微粒将继续做匀速圆周运动C.仅改变A、B极板之间距离，微粒将继续做匀速圆周运动D.仅改变A、B极板之间正对面积，微粒将不能继续做匀速圆周运动2.答案！B解析：带电微粒在幺.8间的水平面

3、内做匀速圆周运动.重力与电场力平衡，所受电场力向上，该微粒带负电荷，选项A错误*仅改变R三粗值,微粒将继续做匀速圆周运动，选项B正确“仅改变48极板之间距离，由U二Ed可知，AB之间的电场强度变化，撒粒所受电场力变化，微粒将做螺旋运动，选项C错误唾仅改变48极板之间正对面积，由U=Ed可知，AB之间的电场强度不变，撇粒将继续做匀速圆周运劫，选项D错误中3、（2013河南省开封市二模）如图所示，在长方形abcd区域内有正交的匀强电场和匀bc强磁场，ab=2=L,一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去电场，则粒子从a点射出且射出时的动能为Ek；若撤去磁

4、场，则粒子射出时的动能为（重力不计）A.EkB.2EkC.4EkD.5Ek答案：D解析：根据带电粒子从“的中点工亘于电词和磁场方向射入,恰沿直线从E边的中点P射出可得qE二若撒十电场，粒厂在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为L/2O由L/2-mvVqB可得涉二飞a点射出且射出时的动能为若撤去磁场，炉"、电场中做粪干抛运动，由L=vot,a=qE/m-qBv0/m,联立解得y.由动/定理，c-二E-Ec解得E=5E,选项D正确。4. （2013安徽师大摸底）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为Bo在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成。角（0。超速率v发

5、射一个带A.若v一定,B.若v一定,C.若。一定,D.若。一定,正电的粒子（重力不计）.则下列说法正确的是（）。越大，则粒子在磁场中运动的时间越短。越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远XXXv越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短答案：A解析：由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转。若v一定，8越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项A正确；若u定，日等于9。*时,粒子在离开磁场的位置距。点最远，选项B错误；若e一定，粒子在磁场中运动的周期与u无美，粒子在磁场中运动的角速度与中无关，粒子在磁场中运动的时间无关，选项CD错误.5. （2013浙江重点中学协作体高

6、三摸底）如图所示，在正三角形区域内存在着垂直于纸面的匀强磁场和平行于AB的水平方向的匀强电场，一不计重力的带电粒子刚好以某一初速度从三角形O点沿角分线OC做匀速直线运动。若此区域只存在电场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，则此粒子刚好从A点射出；若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，则下列说法正确的是A.粒子将在磁场中做匀速圆周运动，运动轨道半径等于三角形的边长B.粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从OB阶段射出磁场C.粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从BC阶段射出磁场D.根据已知条件可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比、答案:CD解

7、析:带电粒子刚好以某一初速度从三角形。点沿角分线。做匀速直线运动，则有在=。及若此区域只存在电场时,该粒子仍以此初速度从。点沿角分线射入，刚好从/点射出,/LL2-1ar-.qEia;若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从。点沿角分线射入,门；R,联立解得R=3L、选项A错误三由于R=3L4vL粒子将在磁场中做匀速圆周运劭，且从08阶段射出磁场，选项B正确C错误，根据已知条件，该粒子在只有电场时运动时间为在只有磁场时在该区域中运动的时间为幼B,可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域中运动的时间之比，选项D正确。6.12013?陕西省西安地区八校联考】如图所示，一束粒子（不计重力，初速

8、度可忽略）缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域H,其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与01、02在同一条水平线上.则（）A.该装置可筛选出具有特定速度的粒子B.该装置可筛选出具有特定质量的粒子C.若射入的粒子电荷量相同，则该装置筛选出的粒子一定具有相同的质量D.若射入的粒子质量相同，则该装置筛选出的粒子不一定具有相同的电荷量答案.ACt解析】能直线通过5.6、的粒亍满足做匀速直线运动的规律，即Eq=8qi-I只有满足速度:二的粒子才，沿直逋过并会人收集室，故通过调节磁感应强D度B的大小

9、可筛选出具有特定速度的粒孑一正确B错误。粒子经过加速电场加速获得的动能为3=M凡IlJ包，若射入的粒子的电荷量q相同，则满足条件的r相同，此时粒子的质量一定相同，C正确D错误.7. （2013湖南省12校联考）美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P.处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，

10、对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是A.带电粒子每运动一周被加速一次8. P1P2=P2P3C.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关D.加速电场方向需要做周期性的变化答案工A解析：带电粒子每运动一周被加速一次，加速电场方向不需要做周期性的变化,选项A正确D错误.由nqU=-mvj.-,rn=mvj.qB解得"qB,由此可知，P1P：=P：P3,选项B错误.8. （2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B,金属块的厚度为d,高为h,当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电

11、子数目为（上下两面M、N上的电压分别为UM、UN）2BIedB.BIedC.1UM-UNedD.2IB答案.C解析:设金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为n,稳恒电流I可表示为l=neSv,S=dh；evB=eE,Eh=IUr/-UNI;联立解得BIn=ed选项C正确*二.填空实验题9.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁场能量密度，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁山JL员.Ll1r!T1T-rtHF片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Al,并测出拉力F,如题图所示。因为F所做co=的功等于间隙中磁场的能量，由

12、此可得条形磁铁端面附近磁场的能量密度值9. F/A解析：在用力F将铁片与磁针山开一管两小距离的过程中，拉力可以认为不变，因此拉力F所做的功也二FA:隙中磁场的能量”山片3I.因为F所做的功等于间隙中磁场的年:,，所以由此可得即F=山A10. （2009江苏靖江联考）某同学在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导I和测试点与直导线的距离r,测线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流得下表所列数据：r/mI=5.0AI=10.0AI=20.0A0.0204.98X10-510.32X10-519.73X10-50.0402.54X10-55.12X10-59.95X10-50.0

13、601.63X10-53.28X10-56.72X10-50.0801.28X10-52.57X10-55.03X10-5(1)由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B=.。(要求用估算出的比例系数表示)(2)整个探究过程采用了如下哪些最贴切的科学方法：A.类比分析B.理想实验C.等效替彳弋D.控制变量.10,(1)2.00X10-7X/r,Q)D解析：由表格中纵列数据可看出，当电流保持不变时，磁感应强度8随距离的增大而减小，当距离增大到原来的2倍时，B大约减小到原来的1/2,由此得出磁感应强度8与距离成反比；由表格中横行的数据可看出，当距离保持不变时，建感应强度B随电流的增大

14、而增大，当电流增大到原来的2倍时，B大约增大到原来的2倍，由此得出磁感应强度8与电流：成正比.所以可得出8=kl/r.根据表格中数据，在不同行,列中取6组B、I.值分别代入8X1/，计算得出6个比例系数k值，求出k的平均值为k=2.00X磁感应强度8与电流，及距离的关系式为由上述分析可知，整个探究过程采用了保持电流I不变，探究B与的关系；保持不变，探究B与I的关系，即控制变量的科学方法，选项D正确。三.计算题11、(2013年5月山东省日照市二模)如图所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电

15、场强度为正)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为U0,方向沿y轴正方向的带负电粒子。已知u0、t0、B0,粒子的比荷B0t0,不计粒子的重力。2比3比4/o5to甲置坐标；(2)若t=5t0时粒子回到原点，求05t0时间内粒子距轴的最大距离；t(1)2时，求粒子的位出砧3电仇5/o雨（3）若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E0值。1L（17分）解析:（1）由粒子的比荷冬二二得粒子做圆周运动的周期”=包二主（分）mBtzqB则在0-三内转过的圆心角值二三（1分）由牛顿笫二定律q小8kEL；二（2分）露产二=注（1分）俎T位置坐标（三二£）（1分），丁了（2）粒子t=5:时回到原点，

16、轨迹如图所示士二“（1分）得3=W分）又名二二明工.（1分）mvr2:qBo粒子在时间内做匀加速直线运动，2t：-3门时间内做匀速圆周运动，则在g时间内粒子距冲轴的最大距离;/='：=、：r：+f：=（7+三）卬二a分）（3）如图所示，设带电粒子在x轴上方做圆周运动的轨道半径为二,在/轴下方做圆周运动的轨道半径为心由几何关系可知，要使粒子经过原点，则必须满足2与一*）=*（n=lt2t3»）Q分）r=mvoricqBo?联立以上解得n1v=Vo11分）又由于v=V0.Eoqtom（2分）V0B0（n=1,2,3,）（1分）E0=得n二12.（20分）（2013年5月通州区高三

17、年级模拟）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间O。/射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0;当在两板间加最大值为U0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖焚光屏图甲直宽度足够大的匀强磁口JI3,（.r-HiliiI1IHillii4iiiIIIQibib4犯4r3图乙场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为B,电子的质量为m、电荷量为e,其重力不计。（1）求电子离

18、开偏转电场时的位置到O。/的最小距离和最大距离；（2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，求匀强磁场的水平宽度L;求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度Ay。（20分）解析；（1）由题意可知，从0.2等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到00,的距离最大，在这种情况下，电子的最大距离为工1r1ir<&r3t/f,1/、i-二一*+vTr=-r：+二=r（4分）23*2H邛-揄2dm从如3卬等时刻进入偏转电场的电子离开偏转电场时的位置到的距离最小，在这种情况下，电子的最小距离为7十二工也：=白丝©（422dm分）（2）设电子从偏转电场中射出时的偏向角为e.由于电子要垂直打

19、在荧光屏上，所以电子在磁场中运动半径应为；&=匚（2分）sin8设电子离开偏转电场时的速度为明,垂直偏转极板的速度为则电子离开偏转电场时的偏向角为血6二上，式中二三（2分）v,、dmR=-Be解得一二号（1分）由于各个时刻从偏转电场中射出的电子的速度大小相等，方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，都能垂直打在荧光屏上（2分）由第（。问知电子离开偏转电场时的位置到的最大距离和最小距离的差值为二必=三4（2分）am所以垂直打在荧光屏上的电子束的宽度为：3=型：=*匕（2atn分）13.（18分）（2013湖北模拟）如甲图所示，在I、n两处区域有磁感强度均为B的匀强磁场，磁场方

20、向相反且垂直纸面，两磁场边界平行，与水平方向夹角45。，两磁场间紧靠边界放置长为L,间距为d的平行金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1O2为平行板的中线。在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）。某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b,质量为m,电量为+q,初速度不同。粒子aT在图乙中的t=4时刻，从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出。粒子b恰好从M板左端进入电场。不计粒子重力和粒子间相互作用，求（1）粒子a、b从I磁场边界射出时的速度va、vb;（2）粒子a从O点进入I磁场到射出n磁场运动的总时间；4mT二（3）如果交变电场的周期qB

21、,要使粒子b能够穿出板间电场，则电场强度大小E0满足的条件。（18分）上在磁场中均转解；如图所不.粒子G过90）平行于金属板进入电场.由几何关系可得由牛顿第二定律可得=w分）解得匕9匕3二厘（1分）（1分）（1分）（2）粒子笈在磁场中运动轨迹如图在磁场中运动周期为T：=第。分）在磁场中运动时间去唠（1分）粒子在两磁场边界之间运动时，水平方向做匀速直线运动，所用时间为则全程所用时间为f="+八=卫+-7（1分）qBqBd（3）粒子在磁场中运动的时间相同，a5同时离开I磁场，。比5进入电场落后时间*=3=2=马8qB4故粒子b在t=0时刻进入电场。（2分）由于粒子。在电场中从0：射出，在电场中竖直方向位移为0,故。在板间运动的时间，是周期的整数倍，由于埒=%,5在电场中运动的时间是，产上.一可见5在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即八二5（%2a分）刀=六a分）粒子方在内竖直方向的位移为>=<*4'a分）.二粒子在电场中的加速度a=里（1分）由题知T