《2020年高考物理 高考试题+模拟新题分类汇编专题11 磁场》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理 高考试题+模拟新题分类汇编专题11 磁场（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、K单元磁场 K1 磁场 安培力2K12020天津卷 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小2A解析 作出侧视图(沿MN方向)，并对导体棒进行受力分析，如图所示据图可得tan，若棒中的电流I变大，则变大，选项A正确；若两悬线等长变短，则不变，选项B错误；若金属棒的质量m变大，则变小，选项C错误；若磁感应强度B变大，则变大，选项D错误K2 磁场对运动电荷的作用17
2、K22020全国卷 质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两粒子的动量大小相等下列说法正确的是()A若q1q2，则它们做圆周运动的半径一定相等B若m1m2，则它们做圆周运动的半径一定相等C若q2q2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D若m1m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等17A解析 根据半径公式r，两粒子的动量mv大小相等，磁感应强度B相同，若q1q2，则它们做圆周运动的半径一定相等，A正确，B错误根据周期公式T，若相等，则周期相等，C、D错误9K22020江苏卷 如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界. 一质量为m、电荷量为q的粒
3、子在纸面内从O点射入磁场若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点下列说法正确的有()图7A若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0B若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0C若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0D若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v09BC解析 带电粒子沿垂直边界的方向射入磁场时，落在边界上的点离出发点最远，当入射方向不是垂直边界的方向时，落在边界上的点与出发点的距离将小于这个距离，即速度大于或等于v0，但入射方向不是90时，粒子有可能落在A点的左侧，A项错误；但粒子要落在A点的右侧，其速度一定要大于临界速度v0，B项正确；设OA之间距离为L，
4、若粒子落在A点两侧d范围内，则以最小速度v入射的粒子做圆周运动的直径应为Ld，由洛伦兹力提供向心力，qvB，qv0B，解得vv0，C项正确；由于题中没有强调粒子的入射方向，因此无法确定速度的最大值，D项错误15K22020广东卷 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2中虚线所示下列表述正确的是()图2AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间15A解析 由左手定则判断知，A正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvBm，半径r，在质量与电荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即M
5、的速率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T，故M的运行时间等于N的运行时间，D错误16K22020北京卷 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值()A与粒子电荷量成正比B与粒子速率成正比C与粒子质量成正比D与磁感应强度成正比16D解析 由电流的定义I可知，设粒子的电荷量为q，质量为m，在磁场中运动的周期为T，则I，对于一个粒子来说，电荷量和质量是一定的，所以产生的环形电流与磁感应强度成正比，D项正确，A、B、C项错误K3 带电粒子在组合场及复合场中运动24K32020重
6、庆卷 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线为OO进入两金属板之间，其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板重力加速度为g，PQ3d，NQ2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)速率为v0(1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离解析 (1)设带电颗粒的电荷量为q，质量为m.有Eqmg将代入，得Ekg(2)如图
7、，有qv0BmR2(3d)2(Rd)2得B(3)如图所示，有qv0Bmtany1R1y2ltanyy1y2得yd(5)12K32020天津卷 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I.不考虑离子重力及离子间的相互作用(1)求加速电场的电压U；(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M；(3)实际上加速电压的大小
8、会在UU范围内微小变化若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？(结果用百分数表示，保留两位有效数字)12解析 (1)设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得qUmv2离子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力充当向心力，即qvBm由式解得U(2)设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量为Q，则QItNMNm由式解得M(3)由式有R设m为铀238离子质量，由于电压在UU之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为Rmax铀238离子在磁场中最小半径为Rmin这两种离子
9、在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为RmaxRmin即则有m(UU)0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)图甲图乙(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小23解析 (1)粒子由S1至S2的过程，根据动能定理得qU0mv2由式得v设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得qma由运动学公式得da2联立式得d(2)设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得qvBm要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，须满足
