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1、用心 爱心 专心 12011 高考物理二轮复习 磁场专题训练 1一、选择题1上海市七校 2011 届高三下学期联考如图所示，平行金属导轨与水平面成 角，导轨与两相同的定值电阻 R1和 R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒 ab 质量为 m，棒的电阻 R=0.5R1，棒与导轨之间的动摩擦因数为 。导体棒 ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时，定值电阻 R2消耗的电功率为 P，此时下列正确的是 （ AC ）A此装置因摩擦而产生的热功率为 mgvcos B此装置消耗的机械功率为 mg vcosC导体棒受到的安培力的大小为 v4 D导体棒受到的安培力的大小为 8 2福建省泉州市四校
2、2011 届高三上学期期末联考如图，质量为 m、电量为e 的电子的初速为零，经电压为 U 的加速电场加速后进入磁感强度为 B的偏转磁场（磁场方面垂直纸面） ，其运动轨迹如图所示。以下说法中正确的是( D )A加速电场的场强方向向上B偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为 eUmBf23江苏省淮阴中学 2011 届高三学情调研如图所示，正方形区域 abcd 中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从 ad 边的中点 m 沿着既垂直于 ad 边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从 ab
3、 边中点 n 射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的 2 倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（ C ）A在 b、 n 之间某点 B在 n、 a 之间某点C就从 a 点射出 D在 a、 m 之间某点4河南省南召二高 2011 届高三上学期期末模拟如图,两根平行放置的长直导线a 和 b 通有大小分别为 I 和 2I、方向相同的电流,a 受到的磁场力大小为 F,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力为零,则此时 b 受到的磁场力大小为（ C ）A.F B.2F C.3F D.4F5江苏省泰州市三所重点高中 2011 届高三期末如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三
4、个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b、c，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ B ）Aa 粒子动能最大Bc 粒子速率最大Cb 粒子在磁场中运动时间最长D它们做圆周运动的周期 TaTbTc6江苏省黄桥中学 2011 届高三物理校 本练习如图甲所示，在空间存在一个变化的电场 和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由 B 到 C） ，场强大小随时间变化情况如图乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在 t=1s 时，从 Aa bcdv0mnB用心 爱心 专心 2点沿 AB 方向（垂直于
5、BC）以初速度 v0射出第一个粒子，并在此之后，每隔 2s 有一个相同的粒子沿 AB 方向均以初速度 v0射出，并恰好均能击中 C 点，若 ABBC=L，且粒子由 A 运动到 C 的运动时间小于 1s。不计空气阻力，对于各粒子由 A 运动到 C 的过程中，以下说法正确的是( CD )A电场强度 E0和磁感应强度 B0的大小之比为 3 v0：1 B第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为 1：3C第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为 ：2D第一个粒子和第二个粒子通过 C 的动能之比为 1：57河南省南召二高 2011 届高三上学期期末模拟如图所示，质量是 m=10g 的铜导线 ab 放在光
6、滑的宽度为 0.5m 的金属滑轨上，滑轨平面与水平面倾角为30，ab 静止时通过电流为 10A，要使 ab 静止，磁感强度至少等于_，方向为_。 （取 g=10m/s2）答案：0.01T 垂直轨道平面向上8. 上海市七校 2011 届高三下学期联考 如图所示在水平金属导轨上有一电阻 R=0.1，金属杆 ab 与导轨组成一闭合矩形电路，两条导轨间距 L1=40cm，矩形导轨长 L2=50cm，导轨区域处于与水平面成 300角的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律是 B=(2+0.2t)T，若 t=10s 时 ab 仍静止，导轨与 ab 的的电阻不计，则这时流经ab 的电流 I=_A，杆 ab 所
7、受摩擦力为 N。答案: 2 ， 1.69. 江苏省黄桥中学 2011 届高三物理校本练习 1932 年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直。A 处粒子源产生的粒子，质量为 m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第 2 次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t ；（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限
8、制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为 Bm、f m，试讨论粒子能获得的最大动能 E 。解析： (1)设粒子第 1 次经过狭缝后的半径为 r1,速度为 v1 qu= 2mv12 qv1B=m2vr解得 2Uq同理，粒子第 2 次经过狭缝后的半径 214rB 则 21:rt/s丙B0B0 2 4 6 8t/s乙E0E0 2 4 6 8甲CABv0L1RB300baL2用心 爱心 专心 3（2）设粒子到出口处被加速了 n 圈21nqUmvBRTqtn解得 2BRtU（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即 2qBfm当磁场感应强度为 Bm时，加速电场的频率应为 2
9、mBqf粒子的动能21KEv当 Bmf 时，粒子的最大动能由 Bm决定 2mvqR解得2mkqBRE当 f 时，粒子的最大动能由 fm决定 f 解得 2kf10. 广东省廉江三中 2011 届高三湛江一模预测题如下图所示，在 xoy 直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿 y 轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电量为 q、质量为 m 的离子经过电压为 U 的电场加速后，从 x 上的A 点垂直 x 轴进入磁场区域，经磁场偏转后过 y 轴上的 P 点且垂直 y 轴进入电场区域，在电场偏转并击中 x 轴上的 C 点。已知 OA=OC=d。求电场强度 E 和磁感强
10、度 B 的大小解：设带电粒子经电压为 U 的电场加速后获得速度为 v，由21mvqU带电粒子进入磁场后，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律： rB2依题意可知： r=d联立可解得： qUmB2带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间 t 从 P 点到达 C 点，由vtd 21mqE联立可解得： dU4（评分说明：每项 2 分，每项 4 分）y U q A C P o x E B 用心 爱心 专心 411. 江苏省黄桥中学 2011 届高三物理校本练习如图所示，真空有一个半径 r=0.5m 的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小 B=210- T,方向垂直于纸面向里,在 x=r 处
11、的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为 L1=0.5m 的匀强电场区域，电场强度E=1.510 N/C.在 x=2m 处有一垂直 x 方向的足够长的荧光屏，从 O 点处向不同方向发射出速率相同的荷质比 mq=1109C/kg 带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿 y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求：（1）粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动的时间？（2）速度方向 与 y 轴正方向成30（如图中 所示）射入磁场的粒子，最后打到荧光屏上，该发光点的位置坐标。解析：（1）由题意可知：粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 R=r=0
12、.5m，有 Bqv= Rmv2，可得粒子进入电场时的速度 v= smqB/105.10639在磁场中运动的时间 t1= sBqT 7391085.1024.24 （2）粒子在磁场中转过 120角后从 P 点垂直电场线进入电场，如图所示，在电场中的加速度大小 a= 2193/05.105. smmEq粒子穿出电场时 vy=at2= svLa /17.01. 6621）tan= 5.6xyv 在磁场中 y1=1.5r=1.50.5=0.75m在电场中侧移 y2= mat 1875.0)1.(0.1262 用心 爱心 专心 5飞出电场后粒子做匀速直线运动 y3=L2tan=(2-0.5-0.5)0.
13、75=0.75m 故 y=y1+y2+y3=0.75m+0.1875m+0.75m=1.6875m 则该发光点的坐标(2 ，1.6875) 12江苏省田家炳实验中学 2011 届高三上学期期末模拟如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量 m=0.2g、电荷量 q=810-5C 的小球，小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面 MN 的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度 B1= 15T 的匀强磁场， MN 面的上方还存在着竖直向上、场强 E=25V/m 的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度 B2=5T 的匀强磁场现让小车始终保持 v=2m/s 的速度匀速向右运动，以
14、带电小球刚经过场的边界 PQ 为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力 FN随高度 h 变化的关系如图所示 g 取 10m/s2，不计空气阻力求：（1）小球刚进入磁场 B1时的加速度大小 a； （2）绝缘管的长度 L；（3）小球离开管后再次经过水平面 MN 时距管口的距离 x（3）小球离开管口进入复合场，其中 qE210 3 N， mg210 3 N故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动，合速度 v与 MN 成 45角，轨道半径为 R， m2qBv 小球离开管口开始计时，到再次经过MN 所通过的水平距离 12xR对应时间 s442qBTt hOFN/10-3NL2.4vM NB1EPQB
15、2M NQ vB1EPB2mgqE vqBv用心 爱心 专心 6小车运动距离为 x2， m2vt13湖南省长沙市一中雅礼中学 2011 届高三三月联考如图（a）所示，在以直角坐标系 xOy 的坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直 xOy 所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与 x轴的交点 A 处，以速度 v0沿 x 轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与 y轴的交点 C 处，沿 y 轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。（1）求粒子的荷质比 qm。（2）若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了 角，如图（b）所示，求磁感应强度 B的大小。解析：（1）由几何关系可知，粒子的运动轨迹如图
