高三物理（第02期）好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題09 磁場(chǎng)（包含復(fù)合場(chǎng)）（含解析）

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專題09 磁場(chǎng)（包含復(fù)合場(chǎng)）一、選擇題1.【黑龍江省大慶中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期末考試】）如圖為一種風(fēng)向和風(fēng)速傳感器的原理圖兩個(gè)收集板極是銅絲網(wǎng)狀導(dǎo)體，有良好的導(dǎo)電性和通風(fēng)能力，粒子源極是一條直徑很小的鎳鉻絲，粒子源極與兩收集板極相互平行且等距粒子源極附近的空氣在強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離，正離子沿電場(chǎng)方向移動(dòng)流向收集板極，從而形成正離子電流，由兩電流表測(cè)量，測(cè)量時(shí)保持風(fēng)向與收集板極垂直，電流表A1、A2的示數(shù)分別為Il、I2，I|Il-I2 |，已知有風(fēng)時(shí)正離子的速度為電場(chǎng)引起的速度和風(fēng)速的矢量和，則A.若I1I2，則風(fēng)向右 B.若I1I2，則風(fēng)向左C風(fēng)速越大，I越大 D風(fēng)速越大，I越小【答案】BC【解析】考點(diǎn)：電流強(qiáng)度；帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是知道兩電流表的讀數(shù)，由單位時(shí)間打到極板上的正離子數(shù)量決定，而此數(shù)量值又由打到極板上的粒子的速度來(lái)決定的.2.【河北省定州中學(xué)2017屆高三上學(xué)期周練】關(guān)于磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是 ( )A磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針S極在此處的受力方向一致B磁場(chǎng)是看不見、摸不著、實(shí)際不存在的，是人們假想出來(lái)的一種物質(zhì)C磁場(chǎng)是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)D磁場(chǎng)的存在與否決定于人的思想，想其有則有，想其無(wú)則無(wú)【答案】C【解析】試題分析：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極在此處的受力方向一致，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)是看不見、摸不著、實(shí)際存在的一種一種特殊物質(zhì)形態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；磁場(chǎng)的存在不決定于人的思想而客觀存在的，不是想其有則有，想其無(wú)則無(wú)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.考點(diǎn)：磁場(chǎng)【名師點(diǎn)睛】此題考查對(duì)磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)；要知道磁場(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，磁感線是為了描述磁場(chǎng)而假想的曲線；磁場(chǎng)的方向是小磁針N極在此處的受力方向。3.【江蘇省溧水高級(jí)中學(xué)2017屆高三暑期考試物理試題】如右圖所示，在長(zhǎng)載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌A、B，導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi)，在導(dǎo)軌上有兩根可自由滑動(dòng)的導(dǎo)體棒ab和cd。當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸減弱時(shí)，導(dǎo)體棒ab和cd的運(yùn)動(dòng)情況是A一起向左運(yùn)動(dòng) B一起向右運(yùn)動(dòng) C相向運(yùn)動(dòng)，相互靠近 D相背運(yùn)動(dòng)，相互遠(yuǎn)離【答案】D【解析】考點(diǎn)：右手螺旋定則4.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】如圖所示，含有、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在P1、P2兩點(diǎn)則( )O1P2O2P1EB1B2 A打在P1點(diǎn)的粒子是 B打在P2點(diǎn)的粒子是和 CO2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍 D粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等【答案】BC【解析】考點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)5.【福建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】如圖，S為一離子源，MN為長(zhǎng)熒光屏，S到MN的距離為L(zhǎng)，整個(gè)裝置處在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。某時(shí)刻離子源S一次性沿平行紙面的各個(gè)方向均勻地射出大量的正離子，各離子質(zhì)量m、電荷量q、速率v均相同，不計(jì)離子的重力及離子間的想到作用力。則A.當(dāng)v時(shí)所有離子都打不到熒光屏上B.當(dāng)v0）的小球從斜面上的h高度處釋放，初速度為（0），方向與斜面底邊MN平行，如圖所示，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)方向平行斜面向上。如果斜面足夠大，且小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN。則下列判斷正確的是A、勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為B、勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為C、小球在斜面做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D、小球達(dá)到底邊MN的時(shí)間【答案】BD【解析】考點(diǎn)：考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】考查曲線運(yùn)動(dòng)的條件，掌握牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的內(nèi)容，理解洛倫茲力雖受到速度大小影響，但沒有影響小球的合力，同時(shí)知道洛倫茲力不能大于重力垂直斜面的分力二、非選擇題1.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質(zhì)量檢查理科綜合】）如圖（a)所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xoy，整個(gè)空間內(nèi)都存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與x軸止方向夾角為450。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為+q，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E，重力加速度為g.（1）若粒子在xoy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求粒子的速度v0；（2）t=0時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖(a)所示，若電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均不變而方向隨時(shí)間周期性的改變，如圖(b)所示。將該粒子從原點(diǎn)O由靜止釋放，在0一時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（c）虛線OMN所示，M點(diǎn)為軌跡距y軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)，M距y軸的距離為d。已知在曲線上某一點(diǎn)能找到一個(gè)和它內(nèi)切的半徑最大的圓，物休經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于以此圓的半徑在做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓的半徑就定義為曲線上這點(diǎn)的曲率半徑。求：粒子經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)曲率半徑在圖中畫出粒子從N點(diǎn)回到O點(diǎn)的軌跡。【答案】（1），沿y軸負(fù)方向（2），如圖所示【解析】試題分析：（1）粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡得錯(cuò)誤！未找到引用源。 解得錯(cuò)誤！未找到引用源。v0方向由左手定則得，沿y軸負(fù)方向。 （2）解法（一）重力和電場(chǎng)力的合力為錯(cuò)誤！未找到引用源。 粒子從O運(yùn)動(dòng)到M過(guò)程中，只有重力和電場(chǎng)力的合力做功，據(jù)動(dòng)能定理 錯(cuò)誤！未找到引用源。（若分別求出重力功、電場(chǎng)力功各1分）得 v=錯(cuò)誤！未找到引用源。由 得 （若用代入，求出也給分）軌跡如圖所示。（畫對(duì)第一段2分，畫對(duì)前二段4分，全部畫對(duì)得6分）考點(diǎn)：考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析思路1正確的受力分析除重力、彈力和摩擦力外，要特別注意電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的分析2正確分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)找出物體的速度、位置及其變化特點(diǎn)，分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程如果出現(xiàn)臨界狀態(tài)，要分析臨界條件帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子的受力情況（1）當(dāng)粒子在復(fù)合場(chǎng)內(nèi)所受合力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)（如速度選擇器）（2）當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向，洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（3）當(dāng)帶電粒子所受的合力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，由于帶電粒子可能連續(xù)通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)，因此粒子的運(yùn)動(dòng)情況也發(fā)生相應(yīng)的變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程也可能由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段所組成2.【河南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是使正負(fù)電子以相同速率對(duì)撞（撞前速度在同一直線上的碰撞）并進(jìn)行高能物理研究的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖甲），該裝置一般由高能加速器（同步加速器或直線加速器）、環(huán)形儲(chǔ)存室（把高能加速器在不同時(shí)間加速出來(lái)的電子束進(jìn)行積累的環(huán)形真空室）和對(duì)撞測(cè)量區(qū)（對(duì)撞時(shí)發(fā)生的新粒子、新現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量）三個(gè)部分組成為了使正負(fù)電子在測(cè)量區(qū)內(nèi)不同位置進(jìn)行對(duì)撞，在對(duì)撞測(cè)量區(qū)內(nèi)設(shè)置兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ψ矃^(qū)域設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化原理如圖乙所示：MN和PQ為足夠長(zhǎng)的豎直邊界，水平邊界EF將整個(gè)區(qū)域分成上下兩部分，區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B現(xiàn)有一對(duì)正負(fù)電子以相同速率分別從注入口C和注入口D同時(shí)水平射入，在對(duì)撞測(cè)量區(qū)發(fā)生對(duì)撞已知兩注入口到EF的距離均為d，邊界MN和PQ的間距為L(zhǎng)，正電子的質(zhì)量為m，電量為+e，負(fù)電子的質(zhì)量為m，電量為-e（1）試判斷從注入口C入射的是正電子還是負(fù)電子；（2）若L=4d，要使正負(fù)電子經(jīng)過(guò)水平邊界EF一次后對(duì)撞，求正負(fù)電子注入時(shí)的初速度大??；（3）若只從注入口C射入電子，間距L=13（2-）d，要使電子從PQ邊界飛出，求電子射入的最小速率，及以此速度入射到從PQ邊界飛出所需的時(shí)間【答案】（1）負(fù)（2）（3）【解析】試題分析：（1）負(fù)電子（因?yàn)殡娮右蛳缕D(zhuǎn)）（2）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有：解得：根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有： 解得：考點(diǎn)：考查了帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先要運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)情況，再選擇合適方法處理對(duì)于勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，常常運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法，將其分解為兩個(gè)直線的合成，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解；對(duì)于磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)，要正確畫出軌跡，由幾何知識(shí)求解半徑4.【黑龍江省大慶中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期末考試】）（14分）如圖所示，虛線MN為電場(chǎng)、磁場(chǎng)的分界線，勻強(qiáng)電場(chǎng)E=103V/m，方向豎直向上，電場(chǎng)線與邊界線MN成45o角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，在電場(chǎng)中有一點(diǎn)A，A點(diǎn)到邊界線MN的垂直距離AO的長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm，將比荷為的帶負(fù)電粒子從A處由靜止釋放（電場(chǎng)、磁場(chǎng)范圍足夠大,粒子所受重力不計(jì)）.求：(1)粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(2)粒子從釋放到下一次進(jìn)入到電場(chǎng)區(qū)域所需要的時(shí)間；(3)粒子第二次進(jìn)、出磁場(chǎng)處兩點(diǎn)間的距離。【答案】（1）（2）（3）0.2m【解析】（2）設(shè)粒子在進(jìn)入磁場(chǎng)前勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則， 得周期，則所以總時(shí)間為（3）如圖所示，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子第二次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為V，速度方向與水平方向間的夾角為，與分界線間的夾角為，則有：tan=2；=-45半徑粒子第二次進(jìn)、出磁場(chǎng)處兩點(diǎn)間的距離l=2Rsin=2Rsin（-45）解得，l=0.2m考點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)及磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵是畫出磁場(chǎng)中的軌跡，根據(jù)幾何知識(shí)求出距離與半徑，確定軌跡的圓心角，計(jì)算時(shí)間與周期的關(guān)系。5.【江蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E1坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，場(chǎng)強(qiáng)E2=E1，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面處在第三象限的發(fā)射裝置（圖中未畫出）豎直向上射出一個(gè)比荷=102C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點(diǎn)），該粒子以v0=4m/s的速度從x上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限，并以v1=8m/s速度從y上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限取粒子剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍?，g=10 m/s2試求：（1）帶電粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場(chǎng)強(qiáng)度E1；（2）x軸上有一點(diǎn)D，OD=OC，若帶電粒子在通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過(guò)D點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場(chǎng)的變化周期T0；（3）要使帶電粒子通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，求交變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積應(yīng)滿足的關(guān)系【答案】（1）、（2）、（3）【解析】試題分析：（1），（3）當(dāng)交變磁場(chǎng)周期取最大值而粒子不再越過(guò)y軸時(shí)可作如圖運(yùn)動(dòng)情形：由圖可知考點(diǎn)：考查了帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，首先要運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)情況，再選擇合適方法處理對(duì)于勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，常常運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法，將其分解為兩個(gè)直線的合成，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解；對(duì)于磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)，要正確畫出軌跡，由幾何知識(shí)求解半徑6.【江蘇省溧水高級(jí)中學(xué)2017屆高三暑期考試物理試題】（16分）如圖a所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1按圖b所示規(guī)律變化（垂直于紙面向外為正）t=0時(shí)，一比荷為C/kg的帶正電粒子從原點(diǎn)沿y軸正方向射入，速度大小，不計(jì)粒子重力求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑求時(shí)帶電粒子的坐標(biāo)保持b中磁場(chǎng)不變，再加一垂直于xOy平面向外的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T，在t=0時(shí)，粒子仍以原來(lái)的速度從原點(diǎn)射入，求粒子回到坐標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻圖axyOv圖bt/10-4sB1/T00.5-0.5【答案】（1）1m（2）（3.41m，-1.41m）（3） (n=0,1,2,) xyOvO1O2圖a t/10-4sB /TO0.8-0.2圖b xyOv圖c 軌跡如圖a所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，橫坐標(biāo)：m 縱坐標(biāo)：m 帶電粒子的坐標(biāo)為（3.41m，-1.41m） 考點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)7.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（12分）如圖所示，坐標(biāo)平面第1象限內(nèi)存在大小為、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第II象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)荷比的帶正電的粒子，以初速度從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸射入電場(chǎng)，OA=0.15 m，不計(jì)粒子的重力。(1)求粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離： (2)若要使粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況)?！敬鸢浮浚?）0.4 m（2）B4102 T【解析】試題分析：(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，粒子經(jīng)過(guò)軸時(shí)的位置與原點(diǎn)O的距離為y，則：sOAat2 yv0t 聯(lián)立解得a7.51014 m/s2；t2.0108 s；y0.4 m 考點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)及磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)