1、12013 年高考物理 模拟新题精选分类解析（第 9 期）专题 09 磁场1（2013 湖南省永州市模拟） 如图所示，有两根长均为 L、质量均为 m 的细导体棒 a、 b，其中a 被水平放置在倾角为 45的绝缘光滑斜面上， b 被水平固定在斜面的右侧，且与 a 在同一水平面上， a、 b 相互平行。当两细棒中均通以大小为 I 的同向电流时， a 恰能在斜面上保持静止，关于 b 的电流在 a 处产生的磁场的磁感应强度 B，下列说法正确的是 A方向竖直向上 B大小为 2mgILC大小为 ID若使 b 竖直向下移动， a 仍能保持静止2. (2013 江西省吉安市一模)如图所示,两 根通电直导线用四
2、根长度相等的绝缘细线悬挂于 O、 O两点，已知 OO连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为 , 保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析正确的是A.两导线中的电流方向一定相同 B 所加磁场的方向可能沿 x 轴正向C.所加磁场的方向可能沿 z 轴正 向D. 所加磁场的方向可能沿 y 轴负向45a b23、 （14 分） （2013 湖南省长沙市模拟）如图甲所示， M、 N 为竖直放置的两块平行金属板，圆形虚线为与 N 相连且接地的圆形金属网罩（不计电阻） 。 PQ 为与圆形网罩同心的金属收集屏，通过阻值为 r0的电
3、阻与大地相连。小孔 s1、s 2、圆心 O 与 PQ 中点位于同一水平线上。圆心角2 =120、半径为 R 的网罩内有大小为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。 M、 N 间相距 且接有2R如图乙所示的随时间 t 变化的电压，tTUsin0MN（0 t T） ， 0U（ t T） （式中meBU203， T 已知） ，质量为 m 电荷量为 e 的质子连续不断地经 s1进入 M、 N 间的电场，接着通过 s2进入磁场。 （质子通过 M、 N 的过程中，板间电场可视为恒定，质子在 s1处的速度可视为零，质子的重力及质子间相互作用均不计。 ）（1）若质子在 t T 时刻进入 s1，为使质子能打到收集屏
4、的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场，求所加匀强电场的大小和方向？（2）质子在哪些时间段内自 s1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏 PQ 上？（3）若毎秒钟进入 s1的质子数为 n，则收集屏 PQ 电势稳定后的发热功率为多少？3Rr3 （1 分） 消耗在电阻上的功率为20PIr热4所以收集板发热功率 0202renUrIP总总总（用 其他正确解法同样给分） 。 4(16 分) （2013 湖南省永州市模拟）如图所示， xoy 平面内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场，一个质量为 m、电荷量为+ q 的粒子从坐标原点 O 以速度 v0沿 x 轴正方向开始运动。当它经过图中 虚线上的 点时，撤
5、去电场，粒子继续运动一段时间进入一个矩形匀强磁场区(23,)ML域（图中未画出） ，后又从虚线上的某一位置 N 处沿 y 轴负方向运动并再次经过 M 点，已知磁场方向垂直 xOy 平面向里，磁感应强度大小为 B，不计粒子的重力。求：（1）电场强度的大小；（2） N 点的坐标；（3）矩形磁场的最小横截面积。 55 （2013 甘肃省兰州市模拟）如图所示，在 xOy 平面的第三象限有一场强为 E 的匀强电场，电场的方向平行于 y 轴向上；在第四象限有一匀强磁场，方向垂直于纸面。平面内其他部分为真空。有一质量为 m，电荷量 -q 的质点由电场左侧平行于 x 轴以初 速度 v0射入电场。质点到达 x
6、轴上M 点时，速度方向与 x 轴的夹角为 ， M 点与原点 O 的距离为 d。接着，质点进入磁场，并从 y轴上的 N 点（图中没有画出）垂直于 y 轴飞离磁场。不计重力影响。求（1） A 点的横坐标；（2）匀强磁场的磁感应强度强 B 的大小和方向；（3）质点从 A 到 N 的时间。6由 得 tandqmvB0（2）质点的运动分为三个阶段，第一阶段在电场中时间为76. (14 分) （2013 江苏省常州市调研 ）如图所示，在矩形 ABCD 区域内，对角线 BD 以上的区域存在有平行于 AD 向下的匀强电场，对角线 BD 以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形 AD 边长为 L
7、，AB 边长为 2L.一个质量为 m、电荷量为q 的带电粒子(重力不计)以初速度 v0从 A 点沿 AB 方向进入电场，在对角线 BD 的中点 P 处进入磁场，并从 DC 边上以垂直于 DC 边的速度离开磁场(图中未画出)，求：(1) 带电粒子经过 P 点时速度 v 的大小和方向；(2) 电场强度 E 的大小；(3) 磁场的磁感应强度 B 的大小和方向6. (14 分)解：(1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：Lv 0t87.（2013 贵州适应性测试） 在半径为 R 的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。有两个相同的带正电的粒子从 A 点垂直于磁场方向进入
8、磁场中，进入磁场时的速度 v1和 v2大小未知、方向与 AO 的夹角均为 ，如图所示。已知两粒子的质量为 m、电量为 q，它们在磁场中做匀速圆周运动的半径都是 R，不计粒子的重力和它们之间的相互作用。求：(1)两粒子的运动速度 v1和 v2的大小；9(2)两粒子在磁场中运动的时间之差：(3)两粒子离开磁场的位置之间的距离。设轨迹所对圆心角为 2，则：OAO 2=90- 2=180-OAO 2=90+ 。108 （2013 浙江省杭州市二模）如图所示，直角坐标平面 xOy 内有一条直线 AC 过坐标原点 O 与 x 轴成 45夹角，在 OA 与 x 轴负半轴之间的区域内存在垂直 xOy 平面向外
9、的匀强磁场 B，在 OC与 x 轴正半轴之间的区域内存在垂直 xOy 平面向外的匀强磁场 B2。现有一质量为 m，带电量为 q（q0）的带电粒子以速度 v 从位于直线 AC 上的 P 点，坐标为（L，L） ，竖直向下射出，经测量发现，此带 电粒子每经过相同的时间 T，会再将回到 P 点，已知距感应强度 。2vBqL（不计粒子重力）（1）请在图中画出带电粒子的运动轨迹，并求出匀强磁场 B1与 B2的比值；（B 1、B 2磁场足够大）（2）求出带电粒子相邻两次经过 P 点的时间间隔 T；（3）若保持磁感应强度 B2不变，改变 B1的大小，但不改变其方向，使 。现从 P 点12mvBqL11向下先后
10、发射速度分别为 的与原来相同的带电粒子（不计两个带电粒子之间的相互作43v和用力，并且此时算作第一次经过直线 AC） ，如果它们第三次经过直线 AC 时轨迹与 AC 的交点分别 记为 E 点和 F 点（图中未画出） ，试求 EF 两点间的距离。（4）若要使（3）中所说的两个带电粒子同时第三次经过直线 AC，问两带电粒子第一次从 P 点射出时的时间间隔t 要多长？129 （18 分） （2013 湖南省六校联考）如图， OAC 的三个顶点的坐标分别为 O（0,0） 、 A（0， L） 、 C( ，0)，在 OAC 区域内有垂直于 xOy3平面向里的匀强磁场。在 t=0 时刻，同时从三角形的 OA
11、 边各处以沿 y 轴正向的相同速度将质量均为 m，电荷量均为 q 的带正电粒子射入磁场，已知在 t=t0时刻从 OC 边射出磁场的粒子的速度方向垂直于 y 轴。不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用。（1）求磁场的磁感应强度 B 的大小；（2）若从 OA 边两个不同位置射入磁场的粒子，先后从 OC 边上的同一点P（ P 点图中未标出）射出磁场，求这两个粒子在磁场中运动的时间 t1与 t2之间应满足的关系；（3）从 OC 边上的同一点 P 射出磁场的这两个粒子经过 P 点的时间间隔与 P 点位置有关，若该时13间间隔最大值为 ，求粒子进入磁场时的速度大小。340t得解得 R= （1 分）732L
12、1214根据 qvB= (或 v= 或 v= 均可) （2 分）Rvm20t0563Rt13代入数据解得 v= （1 分）073tL1410.（19 分） （2013 陕西省五校模拟）下图是某装置的垂直截面图，虚线 A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在 A1A2的右侧区域，磁感应强度 B=0.4T，方向垂直纸面向外，A 1A2与垂直截面上的水平线夹角为 45。A 1A2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为 S1、S 2，相距 L=0.2m。在薄板上 P 处开一小孔，P 与 A1A2线上点 D 的水平距离为 L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启
13、，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔 T=3.010-3s 开启一此并瞬间关闭。从 S1S2之间的某一位置水平发射一速度为 v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到 P 处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的 0.5 倍。（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度 v0应为多少？（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的 时间。 （忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的kgCmq/10.3运动）15 02vrT1611 （18 分) （2013 江西省南昌市 10 校模拟冲刺）在如图所示的 坐标
14、系中， 的区域xoy0y内存在着沿 轴正方向、场强为 E 的匀强电场， 的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度y 0y为 B 的匀强磁场一带电粒子从 轴上的 点以沿 轴正方向的初速度射出，恰好能通过 轴y(,)Ph x上的 点己知带电粒子的质量为 ，带电量为 均大于 0不计重力的影响(,0)Ddmqhd、 、（1）若粒子只在电场作用下直接到达 D 点，求粒子初速度的大小 ；0v（2）若粒子在第二次经过 轴时到达 D 点，求粒子初速度的大小x（3）若粒子在从电场进入磁场时到达 D 点，求粒子初速度的大小 ；01712、(2013 河北省廊坊市香河高中质检)如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放
15、置，板长L=0.08m，板距足够大，两板的右侧有水平宽度 l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场一个比荷为 的带负电粒子（其重力不计）以 v0=8105m/s 速度从两板中间沿与板平行的方向射人偏转电场，进入偏转电场时，偏转电场的场强恰好按图乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场，最终垂直磁场右边界射出求18：（1）粒子在磁场中运动的速率 v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径 R；（3）磁场的磁感应强度 B12、解：（1）电子在偏转电场中的运动时间对比乙图可知，电子在极板间运动的时间是偏转电压的一个周期在第一个t=5l08 s 时间内，电子在垂直于极板方向上做初速为 0 的匀加速运动，在第二个 t=5l08 s 时间内，电子做匀速直线 运动 在第一个 t=5l08 s 时间内，19（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 20
