高三物理（第03期）好題速遞分項解析匯編 專題09 磁場（包含復合場）（含解析）

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專題09 磁場（包含復合場） 一、選擇題 1．【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】如圖所示是氫原子中電子繞核做圓周運動的示意圖。電子繞核運動，可等效為環(huán)形電流，此環(huán)形電流的大小為I1?，F(xiàn)在沿垂直于圓軌道平面的方向加一磁感應強度為B的外磁場，設電子的軌道半徑不變，而它的速度大小發(fā)生變化，若用I2表示此時環(huán)形電流的大小，則當B的方向 A．垂直于紙面向里時，I2 > I1 B．垂直于紙面向外時，I2 < I1 C．垂直于紙面向里時，I2 < I1 D．垂直于紙面向外時，I2 > I1 【答案】AB 考點：洛倫茲力、電流定義式、圓周運動 【名師點睛】考查庫侖力和洛倫茲力提供向心力做圓周運動和電流的定義，掌握向心力的來源，理解左手定則的內(nèi)容，注意負電荷的洛倫茲力的方向判定。電子在電場力作用下，做勻速圓周運動，從而產(chǎn)生電流，當加上不同方向的磁場時，向心力發(fā)生變化，電子的速度也隨之變化，電流也變化。 2.【2017湖南省衡陽市第八中學高三實驗班第一次質(zhì)檢】如圖7所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后，射入水平放置、電勢差為U2的兩塊導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U1或U2的變化情況為(不計重力，不考慮邊緣效應) A．僅增大U1，d將增大 B．僅增大U1，d將減小 C．僅增大U2，d將增大 D．僅增大U2，d將減小 【答案】A 考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動 【名師點睛】帶電粒子在磁場中的運動類型的題關鍵在確定圓心和半徑，然后由向心力公式可確定半徑公式，由幾何關系即可求解。 3.【2017湖南省衡陽市第八中學高三實驗班第一次質(zhì)檢】如圖，一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中?，F(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v0，在以后的運動中下列說法正確的是 A.圓環(huán)可能做勻減速運動 B.圓環(huán)可能做勻速直線運動 C.圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為 D.圓環(huán)克服摩擦力所做的功不可能為 【答案】BC 【解析】當qv0B＜mg，圓環(huán)受到向上的支持力，故圓環(huán)受到摩擦力而做減速運動停止，速度在減小，洛侖茲力減小，桿所受的支持力和摩擦力都發(fā)生變化，所以不可能做勻減速運動；由動能定理可知圓環(huán)克服摩擦力所做的功為，故A錯誤，C正確；當qv0B=mg時即當時，圓環(huán)不受摩擦力作用而做勻速直線運動，選項B正確；當qv0B>mg時，圓環(huán)受到桿的向下的彈力，從而受到摩擦力作用而做減速運動，當滿足qvB=mg時，圓環(huán)不受桿的彈力及摩擦力作用而做勻速運動，此時的速度為，則此過程中摩擦力做功為，故選項D錯誤；故選BC. 考點：洛倫茲力；動能定理 【名師點睛】此題是對洛倫茲力及動能定理的考查；關鍵是分析洛倫茲力與重力的大小關系，從而分析摩擦力的情況，然后分析圓環(huán)的運動情況，最后根據(jù)動能定理來討論摩擦力做功的情況. 4.【2017吉林省松原市油田高中高三上學期第一次段考】如上圖所示，小鋼球m以初速度v0在光滑水平面上運動，后受到磁極的側(cè)向作用力而做曲線運動，從M點運動到N點，如圖所示，過軌跡上M、N兩點的切線MM′和NN′將軌跡MN上方的空間劃分為四個區(qū)域，由此可知，磁鐵可能處在哪個區(qū)域(　　) A．①區(qū)　　　 B．③區(qū) C．②或④區(qū) D．均不可能 【答案】D 考點:曲線運動、磁現(xiàn)象、磁場。 【名師點睛】合力方向與軌跡的關系： 無力不拐彎，拐彎必有力。曲線運動軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，或者說合力的方向總是指向軌跡的“凹”側(cè)。 5.【2017江西省吉安市第一中學高三上學期第一次段考】下列選項中所列各物理量的關系式，全部用到了比值定義法的有（ ） A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】B 考點：比值定義法 【名師點睛】比值定義法，就是在定義一個物理量的時候采取比值的形式定義．用比值法定義的物理概念在物理學中占有相當大的比例，解決本題的關鍵理解比值定義法的特點：被定義的物理量往往是反映物質(zhì)的最本質(zhì)的屬性，它不隨定義所用的物理量的大小取舍而改變。 6.【2017江西省吉安市第一中學高三上學期第一次段考】如圖所示是某粒子速度選擇器截面的示意圖，在一半徑為的圓柱形桶內(nèi)有的勻強磁場，方向平行于軸線，在圓柱桶某一截面直徑的兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔，粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出?，F(xiàn)有一粒子源發(fā)射比荷為的正粒子，粒子束中速度分布連續(xù)，當角時，出射粒子速度v的大小是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】離子從小孔a射入磁場，與ab方向的夾角為，則離子從小孔b離開磁場時速度與ab的夾角也為，過入射速度和出射速度方向作垂線，得到軌跡的圓心，畫出軌跡如圖，由幾何知識得到軌跡所對應的圓心角為：，則離子的軌跡半徑有關系：，由牛頓第二定律得： ，解得：，故選項B正確。 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動、牛頓第二定律 【名師點睛】離子束不經(jīng)碰撞而直接從出身孔射出，即可根據(jù)幾何知識畫出軌跡，由幾何關系求出軌跡的半徑，即可由牛頓第二定律求速度v。 7.【2017山西省臨汾市第一中學高三10月月考】如圖所示，在直角三角形abc區(qū)域（含邊界）內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，，，邊長。一個粒子源在a點將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場，在磁場中運動時間最長的粒子中，速度的最大值是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 考點：帶電粒子在磁場中的運動 【名師點睛】考查電場力與洛倫茲力，及向心力，并運用牛頓第二定律來解題，同時結合幾何關系來確定已知長度與半徑的關系．本題關鍵之處是畫出正確的運動圖。 8.【2017黑龍江省大慶市高三上學期第一次質(zhì)量檢測】在半導體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖所示，已知離子P+在磁場中轉(zhuǎn)過30后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運動時，離子P+和P3+ A．在電場中的加速度之比為1:1 B．在磁場中運動的半徑之比為3:1 C．在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1:2 D．離開電場區(qū)域時的動能之比為1:3 【答案】CD 考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動 【名師點睛】磁場中的圓周運動問題重點是要找出半徑，然后通過合理的作圖畫出粒子的運動軌跡，基本就可以解決問題了，磁場中的軌跡問題是高考特別喜歡考查的內(nèi)容，而且都是出大題，應該多做訓練。 9.【2017吉林省長春市高三質(zhì)量檢測】如圖所示,有一個正方形的勻強磁場區(qū)域abcd,e是ad的中點,f是cd的中點,如果在a點沿對角線方向以速度v射入一帶負電的粒子,最后粒子恰好從e點射出,則 ( ) A如果粒子的速度增大為原來的二倍,將從d點射出 B如果粒子的速度增大為原來的二倍,將從f點射出 C如果粒子的速度不變,磁場的磁感應強度變?yōu)樵瓉淼亩?也將從d點射出 D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點射出時,從e點射出所用時間最短 【答案】A 考點：帶電粒子在磁場中的運動 【名師點睛】本題要掌握粒子圓周運動的半徑公式，由幾何關確定圓心的位置，及由半徑的公式確定半徑的大小，由轉(zhuǎn)過的角度確定時間。 10.【2017浙江省溫州中學高三10月模擬】如圖所示，在I、Ⅱ兩個區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度均為B的勻強磁場，磁場方向分別垂直于紙面向外和向里，AD、AC邊界的夾角∠DAC=30，邊界AC與邊界MN平行，Ⅱ區(qū)域?qū)挾葹閐。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在邊界AD上的不同點射入,入射速度垂直AD且垂直磁場，若入射速度大小為，不計粒子重力，則 A．粒子在磁場中的運動半徑為 B．粒子距A點0.5d處射入，不會進入Ⅱ區(qū) C．粒子距A點1.5d處射入，在I區(qū)內(nèi)運動的時間為 D．能夠進入Ⅱ區(qū)域的粒子，在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運動的最短時間為 【答案】CD 【解析】粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：其中： ；解得：r=d，故A錯誤；畫出恰好不進入Ⅱ區(qū)的臨界軌跡，如圖所示： 結合幾何關系，有：；故從距A點0.5d處射入，會進入Ⅱ區(qū)，故B錯誤；粒子距A點1.5d處射入，在Ⅰ區(qū)內(nèi)運動的軌跡為半個圓周，故時間為：，故C正確；從A點進入的粒子在磁場中運動的軌跡最短（弦長也最短），時間最短，軌跡如圖所示： 軌跡對應的圓心角為60，故時間為：，故D正確．故選CD。 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動 【名師點睛】本題是常見的帶電粒子在磁場中運動的問題，畫出軌跡，運用幾何關系和牛頓第二定律等知識進行求解。 11.【2017浙江省溫州中學高三10月模擬】如圖所示，范圍足夠大、磁感應強度為B的勻強磁場垂直于xoy平面向里，兩質(zhì)量相等的粒子帶等量異種電荷，它們從x軸上關于O點對稱的兩點同時由靜止釋放，運動過程中未發(fā)生碰撞，不計粒子所受的重力.則 A．兩粒子沿x軸做圓周運動 B．運動過程中，若兩粒子間的距離等于初始位置間的距離時，它們的速度均為零 C．運動過程中，兩粒子間的距離最小時，它們的速度沿X軸方向的分量VX可能不為零 D．若減小磁感應強度，再從原處同時由靜止釋放兩粒子，它們可能會發(fā)生碰撞 【答案】BD 考點：帶電粒子在磁場中的運動 【名師點睛】本題關鍵分析兩個粒子的受力情況，來判斷其運動情況，分析時，要抓住洛倫茲力與速率成正比的特點，由公式分析軌跡的曲率半徑的變化. 12.【2017河南省開封市高三上學期定位考試】如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒．當導體棒中的恒定電流I垂直于紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，關于B的大小的變化，正確的是(　　) A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大 【答案】D 【解析】對導體棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力FA合成，合力與重力相平衡，如圖 從圖中可以看出，安培力FA先變小后變大，由于FA=BIL，其中電流I和導體棒的長度L均不變，故磁感應強度先變小后變大；故選D. 考點：物體的平衡 【名師點睛】三力平衡的動態(tài)分析問題是一中常見的問題，其中一個力大小和方向都不變，一個力方向不變、大小變，第三個力的大小和方向都變，根據(jù)平行四邊形定則做出力的圖示分析即可。 13.【2017四川省龍泉中學等五校高三上學期第一次聯(lián)考】下列關于物理學思想方法的敘述錯誤 的是（?。? A．探究加速度與力和質(zhì)量關系的實驗中運用了控制變量法 B．加速度、磁感應強度的定義都運用了比值法 C．光滑的水平面，輕質(zhì)彈簧等運用了理想化模型法 D．平均速度、合力、有效值等概念的建立運用了等效替代法 【答案】B 考點：物理問題的研究方法 14.【2017甘肅省蘭州第一中學高三9月月考】質(zhì)量為m的通電細桿放在傾角為θ的導軌上，導軌的寬度為d，桿與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，有電流通過桿，桿恰好靜止于導軌上，在如圖3所示的A、B、C、D四個圖中，桿與導軌間的摩擦力一定不為零的是 【答案】CD 考點：安培力；物體的平衡 【名師點睛】此題考查物體的平衡問題；注意對物體受力分析，根據(jù)物體的受力的情況判斷桿是否要受到摩擦力的作用，即可判斷摩擦力是否是零。 15.【2017河北省定州中學高三（高補班）上學期第二次月考】如圖所示，在兩磁極之間放一培培養(yǎng)皿，磁感線垂直培養(yǎng)皿，皿內(nèi)側(cè)壁有環(huán)狀電極A，中心有電極K，皿內(nèi)裝有電解液，若不考慮電解液和培養(yǎng)皿之間的阻力，當通以如圖所示電流時，則（ ） A．電解液將順時針旋轉(zhuǎn)流動 B．電解液靜止不動 C．若將滑動變阻器的滑片向左移動，則電解液旋轉(zhuǎn)流動將變慢 D．若將磁場的方向和電流的方向均變?yōu)楹驮瓉硐喾矗瑒t電解液轉(zhuǎn)動方向不變 【答案】AD 【解析】電解液中當通以如圖所示電流時，將電解液看成無數(shù)個幅條狀導體組成，每根導體中電流從環(huán)邊緣流向K，由左手定則判斷可知，電解液所受的安培力方向沿順時針，因此電解液將順時針旋轉(zhuǎn)流動，故A正確，B錯誤；若將滑動變阻器的滑片向左移動，其有效電阻減小，電路中電流增大，由知，電解液所受的安培力增大，則電解液旋轉(zhuǎn)流動將變快，故C錯誤；若將磁場的方向和電流的方向均變?yōu)楹驮瓉硐喾?，由左手定則可知安培力方向不變，則電解液轉(zhuǎn)動方向不變，故D正確． 考點：考查了安培力 【名師點睛】解決本題時要理解電解液旋轉(zhuǎn)的原因：受到安培力，知道判斷安培力方向的法則是左手定則，明確安培力方向與磁場方向和電流方向有關． 16.【2017河北省定州中學高三（高補班）上學期第二次月考】關于電荷所受電場力和洛倫茲力，正確的說法是（ ） A．電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用 B．電荷在電場中一定受電場力作用 C．電荷所受電場力一定與該處電場方向一致 D．電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場方向垂直 【答案】B 考點：考查了電場力和洛倫茲力 【名師點睛】電荷在電場中一定受到電場力作用，在磁場中不一定受到洛倫茲力作用．規(guī)定正電荷所受電場力方向與該處的電場強度方向相同，負電荷所受電場力方向與該處的電場強度方向相反．根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力方向與磁場方向的關系． 17.【2017河北省衡水中學高三摸底聯(lián)考】如圖所示，在一個邊長為a的正六邊形區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里的勻強磁場，三個相同帶正電的粒子，比荷為，先后從A點沿AD方向以大小不等的速度射入勻強磁場區(qū)域，粒子在運動過程中只受到磁場力作用，已知編號為①的粒子恰好從F點飛出磁場區(qū)域，編號為②的粒子恰好從E點飛出磁場區(qū)域，編號為③的粒子從ED邊上的某一點垂直邊界飛出磁場區(qū)域，則（ ） A．編號為①的粒子在磁場區(qū)域內(nèi)運動的時間為 B．編號為②的粒子在磁場區(qū)域內(nèi)運動的時間為 C．三個粒子進入磁場的速度依次增加 D．三個粒子在磁場內(nèi)運動的時間依次增加 【答案】C 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動 【名師點睛】本題以帶電粒子在磁場中運動的相關問題為情境，考查學生綜合分析、解決物理問題能力．帶電粒子在磁場中的運動，關鍵的就是確定圓心和軌跡后由幾何知識確定出半徑。 18.【2017湖南省長沙市長郡中學高三摸底測試】如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根平行的無限長直導線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點與兩導線共面，a點在兩導線的中間且與兩導線的距離均為r，b點在導線2右側(cè)，與導線2的距離也為r?，F(xiàn)測得a點的磁感應強度大小為，已知距一無限長直導線d處的磁感應強度大小，其中為常量，I為無限長直導線的電流大小，下列說法正確的是（ ） A、b點的磁感應強度大小為 B、若去掉導線2，b點的磁感應強度大小為 C、若將導線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，b點的磁感應強度為0 D、若去掉導線2，再將導線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，a點的磁感應強度大小仍為 【答案】BD 考點：通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向 【名師點睛】磁感應強度為矢量，合成時要用平行四邊形定則，因此要正確根據(jù)右手螺旋定則判斷導線周圍磁場方向是解題的前提。 19.【2017四川省三臺中學高三上學期第二次月考】物理學中,科學家處理物理問題用到了多種思想與方法,根據(jù)你對物理學的學習,關于科學家的思想和貢獻,下列說法錯誤的是 A.重心和交變電流有效值等概念的建立都體現(xiàn)了等效替代的思想 B.牛頓通過斜面實驗提出了“提出假說,數(shù)學推理,實驗驗證,合理外推”的科學推理方法 C.用質(zhì)點來代替實際物體、用點電荷來代替帶電體都是采用了理想化模型的方法 D.奧斯特通過實驗觀察到電流的磁效應,揭示了電和磁之間存在聯(lián)系 【答案】B 【解析】重心及交變電流有效值的建立均采用了等效替代的思想；故A正確．伽利略首次提出“提出假說，數(shù)學推理，實驗驗證，合理外推”的科學推理方法．故B錯誤．質(zhì)點是理想化模型，故采用了理想化模型的方法；故C正確．奧斯特通過實驗觀察到電流的磁效應，揭示了電和磁之間存在聯(lián)系；故D正確．本題選錯誤的，故選B. 考點：物理問題的研究方法；物理學史 【名師點睛】在學習物理知識的同時，我們還學習科學研究的方法，常用的方法有：控制變量法、等效替代法、理想實驗法、類比法等等．并且要熟記相關科學家的主要貢獻。 20.【2017河北省定州中學高三上學期第二次月考】速度相同的一束粒子（不計重力）經(jīng)速度選擇器射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如右圖所示，則下列相關說法中正確的是 A．該束帶電粒子帶正電 B．速度選擇器的P1極板帶負電 C．能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于 D．若粒子在磁場中運動半徑越大，則該粒子的比荷越小 【答案】ACD 考點：質(zhì)譜儀；速度選擇器 【名師點睛】本題關鍵要理解速度選擇器的原理：電場力與洛倫茲力，粒子的速度一定．粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律則可得到半徑。 21.【2017河北省定州中學高三上學期第二次月考】如圖所示，a、b為豎直正對放置的平行金屬板構成的偏轉(zhuǎn)電場，其中a板帶正電，兩板間的電壓為U，在金屬板下方存在一有界的勻強磁場，磁場的上邊界為與兩金屬板下端重合的水平面PQ，PQ下方的磁場范圍足夠大，磁場的磁感應強度大小為B，一比荷為帶正電粒子以速度為v0從兩板中間位置與a、b平等方向射入偏轉(zhuǎn)電場，不計粒子重力，粒子通過偏轉(zhuǎn)電場后從PQ邊界上的M點進入磁場，運動一段時間后又從PQ邊界上的N點射出磁場，設M、N兩點距離為x（M、N點圖中未畫出）。則以下說法中正確的是 A．只減小磁感應強度B的大小，則x減小 B．只增大初速度v0的大小，則x減小 C．只減小偏轉(zhuǎn)電場的電壓U的大小，則x不變 D．只減小為帶電粒子的比荷大小，則x不變 【答案】C 考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動 【名師點睛】考查粒子做類平拋運動與勻速圓周運動的處理規(guī)律，掌握圓周運動的半徑公式，注意運動的合成與分解的方法。 2、 非選擇題 1.【2017安徽省黃山市屯溪一中高三第二次月考】（10分）如圖所示，一帶電粒子垂直射人勻強電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從磁場的左邊界上A點進入垂直紙面向外的勻強磁場中，最后從磁場的左邊界上的B點離開磁場。已知：帶電粒子比荷=3.2109C/kg，電場強度E=200 V/m，磁感應強度B=2.510-2 T，金屬板長L=25 cm，粒子初速度v0=4105 m/s．帶電粒子重力忽略不計，求 （1）粒子射出電場時的運動方向與初速度v0的夾角θ； （2）A、B之間的距離． 【答案】（1）θ=45 （2）1 cm 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動、粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 【名師點睛】處理帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的方法，一般是將運動分解為垂直電場方向和沿電場方向，利用等時性，結合運動學公式進行求解；處理帶電粒子在磁場中運動，先確定圓心、半徑和圓心角是解題的基本方法。該題帶電粒子在電場中做類平拋運動，進入勻強磁場做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式求出粒子進入磁場的速度方向和速度大小，根據(jù)帶電粒子在磁場中的半徑公式，結合幾何關系求出AB間的距離． 2.【2017湖南省衡陽市第八中學高三實驗班第一次質(zhì)檢】（本題滿分16分）如圖甲所示，兩平行金屬板AB間接有如圖乙所示的電壓，兩板間的電場可看作勻強電場，且兩板外無電場，板長L=0.8m，板間距離d=0.6m．在金屬板右側(cè)有一磁感應強度B=2.010﹣2T，方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁場寬度為l1=0.12m，磁場足夠長．MN為一豎直放置的足夠大的熒光屏，熒光屏距磁場右邊界的距離為l2=0.08m，MN及磁場邊界均與AB兩板中線OO′垂直．現(xiàn)有帶正電的粒子流由金屬板左側(cè)沿中線OO′連續(xù)射入電場中．已知每個粒子的速度v0=4.0105m/s，比荷=1.0108C/kg，重力忽略不計，每個粒子通過電場區(qū)域的時間極短，電場可視為恒定不變． （1）求t=0時刻進入電場的粒子打到熒光屏上時偏離O′點的距離； （2）若粒子恰好能從金屬板邊緣離開，求此時兩極板上的電壓； （3）試求能離開電場的粒子的最大速度，并通過計算判斷該粒子能否打在右側(cè)的熒光屏上？如果能打在熒光屏上，試求打在何處． 【答案】（1）0.10m；（2）900V；（3）5105m/s，該粒子不能打在右側(cè)的熒光屏上． 【解析】（1）t=0時進入電場的粒子勻速通過電場，進入磁場后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力， 由牛頓第二定律得： ，代入數(shù)據(jù)解得：R1=0.2m， 粒子運動軌跡如圖所示： 由幾何知識可得： 粒子在磁場中偏移的距離：y1=R1﹣R1cosθ 代入數(shù)據(jù)解得：y1=0.04m 粒子出磁場后做勻速直線運動，y2=l2tanθ， 代入數(shù)據(jù)解得：y2=0.06m， 粒子打到熒光屏上時偏離O′的距離為：y=y1+y2=0.10m （2）設兩板間電壓為U1時，帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場， ， ，L=v0t， 解得：U1=900V 該粒子不能從磁場偏出打在熒光屏上； 考點：帶電粒子在勻強磁場及勻強電場中的運動 【名師點睛】本題考查了帶電粒子在電場及磁場中運動問題，分析清楚粒子運動過程是正確解題的前提與關鍵；靈活運用動能定理、類平拋運動的規(guī)律、牛頓第二定律即可正確解答。 3.【2017江西省吉安市第一中學高三上學期第一次段考】如圖a所示，O為加速電場上極板的中央，下極板中心有一小孔，O與在同一豎直線上?？臻g分布著有理想邊界的勻強磁場，其邊界MN、PQ（加速電場的下極板與邊界MN重合）將勻強磁場分為Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，Ⅰ區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大，兩個區(qū)域的磁感應強度大小相等，方向如圖。一個質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子從O點由靜止釋放，經(jīng)加速后通過小孔，垂直進入磁場Ⅰ區(qū)，設加速電場兩極板間的電壓為U，不計粒子的重力。 （1）求粒子進入磁場Ⅰ區(qū)時的速度大小； （2）若粒子運動一定時間后恰能回到O點，求磁感應強度B的大?。? （3）若將加速電場兩極板間的電壓提高到，為使帶電粒子運動一定時間后仍能回到O點，需將磁場Ⅱ向下移動一定距離，（如圖b所示），求磁場Ⅱ向下移動的距離y及粒子從點進入磁場Ⅰ到第一次回到點的運動時間t。 【答案】（1）；（2）；（3） （3）由動能定理得：，由幾何知識得：，，，粒子做圓周運動的時間：，粒子做勻速直線運動的時間：， 子從進入磁場Ⅰ到第一次回到點的運動時間：； 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動 【名師點睛】本題考查了粒子在電場與磁場中的運動，分析清楚粒子運動過程、應用動能定理、牛頓第二定律、幾何知識即可正確解題。 4.【2017浙江省溫州中學高三10月模擬】（14分）在物理學上，常利用測定帶電粒子的受力情況來確定復合場中場強的大小和方向。如圖所示，在立方體區(qū)域內(nèi)存在待測定的勻強電場和勻強磁場，在其左側(cè)分別是加速電場和速度選擇器，用于獲取特定速度的帶電粒子。裝置中，燈絲A接入電源后發(fā)出電子，P為中央帶小圓孔的豎直金屬板，在燈絲A和金屬板P之間接入電源甲，使電子加速；在間距為d的水平正對金屬板C、D間接入電源乙，在板間形成勻強電場。C、D間同時存在垂直紙面向外、大小為B0的勻強磁場(左右寬度與兩板相同)?，F(xiàn)將電源甲、乙的輸出電壓分別調(diào)到U1、U2，使電子沿直線運動進入待測區(qū)域，如圖中虛線所示。電子質(zhì)量為m、電量為e，重力不計，從燈絲出來的電子初速不計，整個裝置置于真空室內(nèi)。 （1）用筆畫線代替導線將電源甲、乙接入裝置，以滿足題中要求； （2）求電子從P板出來的速度v0 及U1與U2滿足的關系式； （3）調(diào)節(jié)U1與U2，使電子以不同的速度大小沿+X軸進入待測區(qū)域，測得電子剛進入時受力大小均為F，由此，你能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息？ （4）保持電子進入待測區(qū)域的速度大小仍為v0，轉(zhuǎn)動待測區(qū)域（轉(zhuǎn)動中電場、磁場相對坐標軸的方向不變），使電子沿Y軸或Z軸方向射入。測得電子剛射入時受力大小如下表所示，根據(jù)表中信息又能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息？ 入射速度方向 +Y -Y +Z -Z 電子受力大小 F F F F 【答案】（1）電路如圖；（2）（3）（4）見解析； 【解析】（1））直線加速過程，電場力向右，電子帶負電，故A端接電源的負極；速度選擇器中過程電場力和洛倫茲力平衡，根據(jù)左手定則，電子受洛倫茲力向下，故電場力向上，故下極板帶正電；電路如圖； （2）由動能定理： ① ② 由①得（或由②得，寫出一種表示形式即可） 由①②得 考點：帶電粒子在電場及磁場中的運動 【名師點睛】本題關鍵是明確粒子的受力情況和運動規(guī)律，然后分階段根據(jù)動能定理、平衡條件，平行四邊形定則等列式分析，有一定的難度. 5.【2017河南省開封市高三上學期定位考試】(15分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的空間中,有沿水平方向、垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,在磁場中建立豎直的平面直角坐標系xOy,在x<0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸負向的勻強電場,電場強度大小為E,在x>0的區(qū)域內(nèi)也存在勻強電場(圖中未畫出)。一個帶正電的小球(可視為質(zhì)點)從x軸上的N點豎直向下做勻速圓周運動至P點后進入x<0的區(qū)域,沿著與水平方向成α=30角斜向上做直線運動,通過x軸上的M點,求:(重力加速度為g,不計空氣阻力) (1)小球運動速度的大小。 (2)在x>0的區(qū)域內(nèi)所加的電場強度的大小。 (3)小球從N點運動到M點所用的時間。 【答案】（1）（2）E?。?） 【解析】(1) 帶電小球做直線運動時的受力情況如圖所示 由受力圖得qE=mgtan 30　 mg=qvBcos 30　 聯(lián)立得 所以小球做圓周運動從N到P所用的時間 則帶電小球從N點到M 點所用的時間t=t1+t2=。 考點：帶電體在復合場中運動 【名師點睛】本題是帶電體在復合場中運動的類型，分析受力情況和運動情況是基礎，小球做勻速圓周運動時，畫出軌跡，由幾何知識確定圓心角是求解運動時間的關鍵．. 6.【2017浙江省名校協(xié)作體高三上學期聯(lián)考】【加試題】（8分）如圖所示，LMN是豎直平面內(nèi)固定的光滑絕緣軌道，MN水平且足夠長，LM下端與MN相切。在OP與QR之間的區(qū)域內(nèi)有一豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。C、D是質(zhì)量為m和4m的絕緣小物塊（可視為質(zhì)點），其中D帶有電荷量q，C不帶電。現(xiàn)將物塊D靜止放置在水平軌道的MO段，將物塊C從離水平軌道MN距離h高的L處由靜止釋放，物塊C沿軌道下滑進入水平軌道，然后與D相碰，碰后物體C被反彈滑至斜面處，物體D進入虛線OP右側(cè)的復合場中繼續(xù)運動，最后從RQ側(cè)飛出復合場區(qū)域。求： （1）物塊D進入磁場時的瞬時速度vD； （2）若物塊D進入磁場后恰好做勻速圓周運動，求所加勻強電場的電場強度E的值及物塊D的電性； （3）若物塊D飛離復合場區(qū)域時速度方向與水平夾角為60，求物塊D飛出QR邊界時與水平軌道的距離d。 【答案】（1）（2） 帶正電（3） 【解析】（1）對物塊C，根據(jù)動能定理有 反彈后 得： 碰撞時由動量守恒定律： 代入得： 考點：動量守恒定律；動能定理；圓周運動 7.【2017河北省定州中學高三（高補班）上學期第二次月考】粗細均勻的直導線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如圖所示)．已知ab的質(zhì)量為m＝10 g，長度L＝60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應強度B＝0.4T. （1）要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，ab中應沿什么方向、通過多大的電流？ （2）當導線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過時，兩根彈簧均被拉長了Δx＝1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)． 【答案】（1）由a到b，（2） 【解析】（1）只有當ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等于ab的重力時，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應由a到b，電流的大小由 求得. （2）當導線中通過由a到b的電流時，受到豎直向上的磁場力作用，被拉長的兩根彈簧對ab有豎直向上的拉力，同時ab受豎直向下的重力，平衡時平衡方程為 可得彈簧的勁度系數(shù) 考點：考查安培力、彈力與重力間處于平衡狀態(tài)的問題 【名師點睛】根據(jù)安培力等于重力，即可求解電流大小，由左手定則判斷電流方向；由受力分析，借助于平衡條件，即可求解； 8.【2017湖南省長沙市長郡中學高三摸底測試】如圖所示，ABCD為邊長為的正方形，O為正方形中心，正方形區(qū)域左、右兩對稱部分中分別存在方向垂直ABCD平面向里和向外的勻強磁場。一個質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電粒子從B點處以速度v垂直磁場方向射入左側(cè)磁場區(qū)域，速度方向與BC邊夾角為，粒子恰好經(jīng)過O點，已知，粒子重力不計。 （1）求左側(cè)磁場的磁感應強度大小； （2）若粒子從CD邊射出，求右側(cè)磁場的磁感應強度大小的取值范圍。 【答案】（1）；（2） 考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動 【名師點睛】本題考查了帶電粒子在勻強磁場中的運動，粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，分析清楚粒子運動過程，應用牛頓第二定律與幾何知識即可正確解題，該題正確畫出右邊部分向右移動后，粒子運動的軌跡是解題的關鍵。