名校联考分类汇编磁场专题

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1、磁场磁场 1 【2012【2012 届厦门市届厦门市 5 5 月市质检月市质检】显像管原理的示意图如图 所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O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，若使高速 电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下 列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是A B C D2 【2012【2012 届福州市届福州市 3 3 月市质检月市质检】如图所示，在平行线MN、PQ之间存在竖直向上的匀强 电场和垂直纸面的磁场（未画出） ，磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大。一带电微 粒进入该区域时，由于受到空气阻力作用，恰好

2、能沿水平直线OO通过该区域。带 电微粒所受的重力忽略不计，运动过程带电量不变。下列判 断正确的是A微粒从左向右运动，磁场方向向里B微粒从左向右运动，磁场方向向外C微粒从右向左运动，磁场方向向里D微粒从右向左运动，磁场方向向外 3 【宁德市宁德市 20122012 届高三上单科质检届高三上单科质检】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 两侧面会形成电压 U，下列说法中正 确的是（ ）A电压 U 仅与材料有关B若元件的载流子是自由电子，则 C 侧面电势高于 D 侧面

3、电势 C在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平D在测地球两极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 4 【厦门市厦门市 20122012 届高三上期末质检届高三上期末质检】如图是回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D 形 金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核 （q1、m1）和氦核（q2、m2） 。已知 q2=2q1，m2 =2m1，下列说法中正确的是（ ） A它们的最大速度相同 B它们的最大动能相同 C仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 D仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能5 【三明市三明市 20122012 届高三上联考届高三上

4、联考】图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒， 在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定） ，OB0-B0t0BtOB0-B0t0BtOB0-B0t0BtOB0-B0t0Bt电子枪偏转线圈电子束荧光屏abO并分别与高频电源相连。加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（ ）A离子由加速器的中心附近进入加速器B高频电源的变化周期应该等于tntn-1C粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 DD 形盒中的高频电源电压越大，粒子获得的最大动能越大6 【龙岩市龙岩市 20122012 届高三上期末

5、质检届高三上期末质检】如图所示，在光滑水平面上轻质弹 簧的左端与挡板固定，右端与条形磁铁相连，此时磁铁对水平面的压力为 N1。现在磁铁正中央上方固定一导体棒，导体棒中通有垂直纸面向外的电 流，此时磁铁对水平面的压力为 N2。则以下说法正确的是（ ）A弹簧长度将变长，N1N2 B弹簧长度将变长，N1N2 D弹簧长度将不变，N1T） （式中mReBU2203 ，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

6、进入s1，为使质子能打到收集屏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？4、 （共 20 分）解： （1）在电场中，由动能定理得（2 分）2 001 2eUmv为使质子做匀速直线运动，有（2 分）0eEev B解得E= （1 分）26eB R m方向竖直向下 （1 分） （2）质子在板间运动，根据动能定理，有0212 0mveUMN（2 分）r0OUMNtT2T3T乙乙U0+eBMNOP2Q甲甲s2s1v0 m质子

7、在磁场中运动，根据牛顿第二定律，有rmvevB2 0 （2 分）若质子能打在收集屏上，轨道半径r与半径R应满足的关系：Rr3 （2 分） 解得mReBUMN2322 （1 分） 结合图象可知：质子在6Tt 65T和tT之间任一时刻从 s1处进入电场，均能打到收集屏上 （1 分） （3）稳定时, 收集屏上电荷不再增加，即在tT 时刻以后，此时，0MNUU，收集屏与地面电势差恒为U，U=Ir0 单位时间到达收集板的质子数 n单位时间内，质子的总能量为2 0001 2PnmvneUIU总（2 分）单位时间内屏上发热功率为=-PP P屏总热 （1 分）消耗在电阻上的功率为2 0PI r热（2 分）所以

8、收集板发热功率 022 002 0renneUrIIUPPP 总 总总 总总 总总 总总 总总 总（1 分）（用其他正确解法同样给分） 。 5.（19 分） 【漳州市漳州市 20122012 年年 5 5 月适应性练习月适应性练习】如图所示，在xoy平面内，直线MN与x轴 正方向成 300角，MN下方是垂直于纸面向外的匀强磁场，MN与y轴正方向间存在电场强度E=105N/C 的匀强电场，其方向与y轴正方向成 600角且指向左上方，一34重力不计的带正电粒子，从坐标原点O沿x轴正方向进入磁场，已知粒子的比荷=107C/kg，结果均保留两位有效数字，试问：mq（1）若测得该粒子经过磁场的时间t1=

9、，求磁感应强度的大小B；s1036（2）粒子从坐标原点开始到第一次到达y轴正半轴的时间t；（3）若粒子的速度v0=1.0106m/s，求粒子进入电场后最终离开电场时的位置坐标？（1）由几何关系可知：（2 分）651Tt 又 （1 分）BqmT2联立式解得 B=0.5T （1 分）（2）设粒子在磁场中运动的半径为r，速度为v，由几何关系可知，POQ030QPO为等腰三角形，所以PO=OQ=r，PQ=，故r3（3 分）vrtt31（1 分）rmvBqv2 由式联立得 （2 分）s104 . 136 1Bqmtt0x/my/mEMN3006000xyEMN nmPQ300600A（0，d）（3）粒子

10、进入电场后做类平抛，设垂直于电场方向的距离为m，电场方向的距离为n， 粒子离开电场时经过y轴，其位置坐标为A（0，d） ，所以（1 分）2 21atn （1 分）tvm0（1 分）mEqa （1 分）030tanmn又 （1 分）rmvBqv2 0 011（2 分）dnr030sin12联立式得d=2.0m （2 分）1112136 （18 分） 【2012【2012 届厦门市届厦门市 3 3 月市质检月市质检】在平面直角坐标系 xOy 中，第一象限存在如图 所示的匀强电场，场强方向与 y 轴负方向成 角。第四象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B=0.4T。一荷质比=5.0105C

11、/kg 的带正电的粒子从 y 轴负半轴上的 P 点以速度 v0=4.0l03m/s 垂直于 y 轴射入磁场，经 x 轴上的 N 点与 x 轴负方向也成 角射入电场,最后恰好从坐标原点 O 射出，已知 = 60，不计粒子重力。求： （1）粒子在磁场中运动的轨道半径 r； （2）粒子在磁场中从 P 点运动到 N 点的时间 t； （3）匀强电场场强 E 的大小。7 （20 分） 【2012【2012 届泉州市届泉州市 3 3 月质检月质检】如图所示的 xOy 平面，y 轴左侧存在匀强电场，电 场方向与 x 轴夹角为 30，y 轴右侧固定一个与 y 轴相切的薄圆筒，圆心 O的坐标为，圆筒上有小孔 a，

12、O、a、O共线且与 x 轴夹角也为 30，圆筒内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直 xOy 平面向里的匀强磁场。在坐标为的 P 点将一质量为 m、带电荷量为+q 的粒子由静止释放，不计粒子的重力。（1）若电场强度大小为 Ei，求粒子离开电场时速度 v1的大小；（2）若粒子从 a 孔进入磁场与筒壁发生两次碰撞后刚好从 a 孔返回电场，粒子与筒 壁碰撞时电荷量和动能均无损失，求粒子从 P 点出发到第一次返回 P 点的时间 t；（3）为使粒子从 a 孔进入磁场后均能从 a 孔返回电场，求电场强度 E2大小的可能值。8 【福州市福州市 20122012 届高三第一学期期末质量检查届高三第一学期期末质量

13、检查】(15 分)如图 a 所示，一个质量为m = 2.O1O-11kg，电荷量q =1.O1O-5C 的带负电粒子(重力忽略不计)，从静止开始经 U1=100V 电压加速后，垂直于场强方向进入两平行金属板间的匀强偏转电场。偏转电场的电压U2=100V，金属板长L=20cm，两板间距d =1Ocm3(1)粒子进人偏转电场时的速度v0大小；(2)粒子射出偏转电场时的偏转角；(3)在匀强电场的右边有一个足够大的匀强磁场区域。若以粒子进入磁场的时刻为t =0，磁感应强度B的大小和方向随时间的变化如图 b 所示，图中以磁场垂直于纸面向内 为正。如图建立直角坐标系(坐标原点为微粒进入偏转电场时初速度方向

14、与磁场的交边界点)。求在t =10-6s 时粒子的位置坐标(X，Y)。(答案可以用根式表示，如用小数，4 3p请保留两位有效数字) 解：（1）粒子在加速电场中由动能定理得解得v0=1.0104m/s （3 分）2 0121mvqU （2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，有 （1 分） ， （1 分） mdqUa20vLaatvy飞出电场时，速度偏转角的正切：（2 分） 31 2tan120dULU vvy解得 =30 （1 分） 飞出电场时，偏转距离（1 分）m303m3101 42112 22dULUaty（3）进入磁场时粒子的速度 （1 分）m/s10332 cos40vv设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，圆周运动半径为r。则由rmvqBv2 得 （1 分）22 310 m3mvrqBr r y x O v （1 分） s10226 BqmT依题意，知粒子在t=0 到t内和在t到t时间内s10326s10326s10346在磁场中转过的圆弧所对的圆心角均为，粒子