1、登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 1 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网本人声明：本资源属本人原创作品，授予 21 世纪教育网独家发行。2013 高考模拟新题特快专递第四期 9专题九磁场1(2013 北京朝阳区期末)如图所示，一个静止的质量为 m、电荷量为 q 的粒子（重力忽略不计） ，经加速电压 U 加速后，垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，粒子打到 P 点，OP=x，能正确反映 x 与 U 之间关系的是Ax 与 U 成正比Bx 与 U 成反比Cx 与 成正比Dx 与 成反比答案：C解析：由 x=2R=2mv/qB，qU= mv2，可得 x
2、与 成正比，选项 C 正确。1U2 （2013 江苏苏南四校联考）如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场 E 和匀强磁场 B 中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球 a、b 同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动中始终能通过各自轨道的最低点 M、N，则：A两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN=vMB两小球都能到达轨道的最右端C小球 b 第一次到达 N 点的时刻与小球 a 第一次到达 M 点的时刻相同Da 小球受到的电场力一定不大于 a 的重力，b 小球受到的最大洛伦兹力可能大于 b 的重力答案：D解析：由于洛伦兹力不做功，电场力对带电小球一定做负功，所以两
3、小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有 vN=vM，选项 A 错误；小球 b 可以到达BOPq登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 2 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网轨道的最右端，小球 a 不能到达轨道的最右端，选项 B 错误；由于两个小球受力情况不同，运动情况不同，小球 b 第一次到达 N 点的时刻与小球 a 第一次到达 M 点的时刻不相同，选项 C 错误；由于题述没有给出半圆形光滑绝缘轨道半径和小球带电量、质量具体数据，所以 a 小球受到的电场力一定不大于 a 的重力，b 小球受到的最大洛伦兹力可能大于 b 的重力，选项 D 正确。3. （201
4、3 山东名校质检） 图 6 所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的 0 点安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点，图 7 中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转（ ）答案：A解析：要使电子束打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点，根据左手定则，能够使电子发生上述偏转的变化的磁场是图 A。4 （2013 北京丰台期末）两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子 a、 b，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图若不计粒子的重
5、力，则下列说法正确的是Aa 粒子带正电，b 粒子带负电B a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C b 粒子动能较大Db 粒子在磁场中运动时间较长答案：Ca o A b 登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 3 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网解析：由左手定则可知 b 粒子带正电，a 粒子带负电，选项 A 错误；由于 a 粒子速度较小，所以 a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较小，选项 B 错误；由于 b 粒子轨迹半径较大，所受洛伦兹力较大，由 f=mv2/R 可知 b 粒子动能较大，b 粒子在磁场中运动时间较短，选项 C 正确 D 错误。5 （2013 江苏盐城
6、明达中学测试）物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是 N 型半导体，它的载流子为电子；另一类是 P 型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面 M、N 的电势分别为 M 和 N，则下列判断中正确的是A如果是 P 型半导体，有 MN B如果是 N 型半导体，有 MN,选项 B 错误；如果是金属导体，导电定向移动的是自由电子，由左手定则可知，电子向下表面
7、N 偏转，有 MN,选项 D 错误。6（2013 江苏阜宁中学月考）利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度 B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I， C、D 两侧面会形成电势差 UCD，下列说法中正确的是A电势差 UCD 仅与材料有关登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 4 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 UCD0C仅增大磁感应强度时,电势差 UCD 变大D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平答案：BC解析：电势
8、差 UCD 与磁感应强度 B、 材料有关，选项 A 错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子向 C 侧面偏转，则电势差 UCD0，选项 B 正确；仅增大磁感应强度时,电势差 UCD 变大，选项 C 正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直且东西放置，选项 D 错误。7 （7 分）(2013 北京朝阳区期末)某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m 的均匀细金属杆 MN 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为 k，在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向外。MN 的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN
9、的长度大于 ab，当 MN 中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的 ab 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当 MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN 始终在纸面内且保持水平，重力加速度为 g。（1）当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；（2）为使电流表正常工作，判断金属杆 MN 中电流的方向；（3）若磁场边界 ab 的长度为 L1，bc 的长度为 L2，此电流表的量程是多少？解答：（）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为 ，则有x（2 分）=mgmgkxkB登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 5 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网（）根
10、据左手定则，金属杆中的电流方向为：M N （2 分）（3）设电流表满偏时通过 MN 的电流为 Im，则有：（3 分）2121+=()=mmkLBILgkxIB8.（10 分） （2013 山东名校质检） 如图所示，一质量为 m 的导体棒 MN 两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为 L，导轨处在竖直方向的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流 I 时，导体棒静止在与竖直方向成 37角的导轨上，取 sin 370.6，cos37 0.8，求：（1）磁场的磁感应强度 B；（2）每个圆导轨对导体棒的支持力大小 FN解析：（1）从右向左看，受力分析如图所示。由平衡条件得：tan37
11、=F 安/mg，F 安 =BIL，解得：B= .34mgIL(2)设两导轨对导体棒支持力为 2FN，则有 2FNcos37=mg，解得 FN= mg。58即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为 mg。589.（10 分）(2013 北京朝阳区期末)如图所示，一个质量 m=2.010-11kg、电荷量q=1.010-5C 的带电粒子（重力忽略不计） ，从静止开始经 U1=100V 电场加速后，沿两平行金属板间中线水平进入电压 U2=100V 的偏转电场，带电粒子从偏转电场射出后，进入垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的左右边界均与偏转电场的金属板垂直。已知偏转电场金属板长 L=20cm、两板间距 ，匀强磁
12、场的宽度=103cmd登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 6 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网D=10cm。求：（1）带电粒子进入偏转电场时的速度 v0；（2）带电粒子射出偏转电场时速度 v 的大小和方向；（3）为了使带电粒子不从磁场右边界射出，匀强磁场磁感应强度的最小值 B。解答：（1） 带电粒子在加速电场中，由动能定理：210=qUmv解得： （2 分）4./s（2） 带电粒子在偏转电场中做水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的匀加速直线运动。20=yqULavatmd飞出电场时，速度偏转角的正切值为： 2013tan=0yvULd带电粒子射出偏转
13、电场时速度的大小： （4 分）44.51m/scos（3） 带电粒子不从磁场右边界射出，则其最大半径的运动轨迹如图所示，设带电粒子在磁场中运动的最大半径为 r，由几何关系有： =+sinDr洛伦兹力提供向心力：2=mvqB联立可得： 代入数据：0(1+sin)=covBD（4 分）3T.465 Bq登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 7 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网10 （1 3 分） （2013 北京东城区期末）如图所示，在半径为 a（大小未知）的圆柱空间中（图中圆为其横截面） ，固定放置一绝缘材料制成的边长为 L 的弹性等边三角形框架 DEF
14、，其中心 O 位于圆柱的轴线上。在三角形框架 DEF与圆柱之间的空间中，充满磁感应强度大小为 B 的均匀磁场，其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里。在 EF 边上的中点 S 处有一发射带电粒子的粒子加速器，粒子发射的方向均在截面内且垂直于 EF 边并指向磁场区域。发射粒子的电量均为 q（qo） ，质量均为 m，速度大小均为 ，若粒6qBLvm子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，且粒子在碰撞过程中所带的电量不变。 （不计带电粒子的重力，不计带电粒子之间的相互作用）求：（1）为使初速度为零的粒子速度增加到 ，在粒子加速器中，需要6qBLv的加速电压为多大；（2）带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动
15、的半径；（3）若满足：从 S 点发射出的粒子都能再次返回 S 点，则匀强磁场区域的横截面圆周半径 a 至少为多大；（4）若匀强磁场区域的横截面圆周半径 a 满足第（3）问的条件，则从 S 点发射出的某带电粒子从 S 点发射 到第一次返回 S 点的时间是多少？解析：（1）在粒子加速器中，带电粒 子在电场中被加速，根据动能定理， qU=mv2，解得 U= 。7qBLm（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，qvB=m2vr登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网 精品资料第 8 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网解得 r=mv/qB=L/6.（3）设想某个带电粒子从 S
16、发射后又能回到 S，则带电粒子运动轨迹如图所示。当带电粒子的运动轨迹同磁场区域内切时，磁场区域半径有最小值amin，由几何关系，amin=OG=OF+FG=r+ L/3=（ + /31633）L。（4）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由 T= = .2rvmqB由轨迹图可知，带电粒子从 S 点发射到第一次返回 S 点的时间是 t= T=12。1qB11 （12 分） （2013 唐山一中检测）在如图甲所示的装置中，阴极 K 能够连续不断地发射初速不计的电子，这些电子经 P、K 间的电场加速后，都能通过P 板上的小孔沿垂直于 P 板的方向进入 P 板右侧的区域，打到 P 板右侧 L远处且与 P
17、平行的荧光屏 Q 上的 O 点，由于 P、K 相距很近，所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在 P 与 Q 间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻 t=0 开始，在 P、K 间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关系如图乙所示，则从该时刻起，所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为 m，带电量为 e，粒子在磁场中做圆周运动的周期小于 4T0，求：（1）电子打到荧光屏上的范围；（2）从 t=0 时刻开始在电压变化的一个周期内，打到屏上距 O 点最近的电子与最远的电子的时间差。P QO甲LK0u/Vt/s乙n4U0U0T0登陆 21 世纪教育 助您教考全无忧21 世纪教育网
18、 精品资料第 9 页 （共 9 页） 版权所有21 世纪教育网11解：（1）经 U0 加速的电子，在磁场中偏转半径最小，根据题意，刚好能与 Q 屏相切 A 点，设匀强磁场磁感应强度为 B，即：（1 分）021emv（1 分）LB经最大电压加速的电子，在磁场中运动的轨道半径为 R，与 Q 屏交于 D 点，则：， 0241eUmv（2 分）RB2由以上各式及几何关系可算得，OA=L ， （2 分）LOD)32(即电子打到荧光屏上的范围是 O 点下方距 O 点 到 L 之间 。 （1 分）（2）设电子在磁场中运动周期为 T，则： （1 分）Bem2设经 U0 加速电压加速的电子离开电场后到达 Q 屏上的 A 点所用时间为 t1，经 4U0 加速后的电子到达 Q 屏上的 D 点所用时间为 t2，则：（1 分）1Tt（1 分）202t由以上各式可解得： （2 分） 001223eUmLTtt
