高三物理 專題8《磁場》知識(shí)整合 演練高考復(fù)習(xí)測試

1、知識(shí)整合 演練高考題型1 安培力的應(yīng)用【例1】（2007海南15）據(jù)報(bào)道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示.炮彈（可視為長方形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁密接.開始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會(huì)被磁力加速,最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出.設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d=0.10 m,導(dǎo)軌長L=5.0 m,炮彈質(zhì)量m=0.30 kg.導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示.可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v=2.0103 m/s,求通過導(dǎo)軌的電流I.（忽略摩擦力與重力的影響）答案 6.

2、0105 A題型2 帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)【例2】（2008重慶25）如圖為一種質(zhì)譜儀工作原理示意圖.在以O(shè)為圓心,OH為對(duì)稱軸,夾角為2的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場.對(duì)稱于OH軸的C和D分別是離子發(fā)射點(diǎn)和收集點(diǎn).CM垂直磁場左邊界于M,且OM=d,現(xiàn)有一正離子束以小發(fā)射角（紙面內(nèi)）從C射出,這些離子在CM方向上的分速度均為v0,若該離子束中荷質(zhì)比為的離子都能匯聚到D,試求:（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（提示:可考慮沿CM方向運(yùn)動(dòng)的離子為研究對(duì)象）.（2）離子沿與CM成角的直線CN進(jìn)入磁場,求其軌道半徑和在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.（3）線段CM的長度.答案 （1） 磁場方向垂直紙面向外（

3、2）（3）dcot題型3 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)【例3】（2008寧夏24）如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場,電場的方向平行于y軸向下;在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于紙面向外.有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時(shí),速度方向與x軸的夾角為,A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d.接著,質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場,并垂直于OC飛離磁場,不計(jì)重力影響.若OC與x軸的夾角也為,求:（1）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)速度的大小.（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小.答案 （1）1.（2008寧夏14）在等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)a、b、c處,各有一條長直導(dǎo)線

4、垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示.過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向 （ ）A.與ab邊平行,豎直向上B.與ab邊平行,豎直向下C.與ab邊垂直,指向左邊D.與ab邊垂直,指向右邊答案 C2.（2008廣東9）帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離,從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡,圖是在有勻強(qiáng)磁場的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點(diǎn),勻強(qiáng)磁場B垂直紙面向里.該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí),其質(zhì)量和電量不變,而動(dòng)能逐漸減少.下列說法正確的是（ ）A.粒子先經(jīng)過a點(diǎn),再經(jīng)過b點(diǎn)B.粒子先經(jīng)過b點(diǎn),再經(jīng)過a點(diǎn)C.粒子帶負(fù)電D.粒子帶正電答案 AC3.（2008廣東4）1930年勞倫斯制成了世界上第一

5、臺(tái)回旋加速器,其原理如圖所示.這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是（ ）A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C.離子從磁場中獲得能量D.離子從電場中獲得能量答案 AD4.（2008天津23）在平面直角坐標(biāo)xOy中,第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成=60角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,如圖所示.不計(jì)粒子重力,求（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢差

6、UMN.（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r.（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.答案 5.（2008山東25）兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的電場和磁場,變化規(guī)律分別如圖（1）、（2）所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向）.在t=0時(shí)刻由負(fù)極板釋放一個(gè)初速度為零的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）.若電場強(qiáng)度E0、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0、粒子的荷質(zhì)比均已知,且t0=,兩板間距h=.（1）求粒子在0t0時(shí)間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值.（2）求粒子在極板間做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑（用h表示）.（3）若板間電場強(qiáng)度E隨時(shí)間的變化仍如圖（1）所示,磁場的變化改為如

7、圖（3）所示,試畫出粒子在板間運(yùn)動(dòng)的軌跡圖（不必寫計(jì)算過程）.答案 （1）（2）（3）見右圖6.（2008全國25）如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,過原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角=120,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場,在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里.一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點(diǎn)射入磁場區(qū)域,并從O點(diǎn)射出,粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角30,大小為v,粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍.粒子進(jìn)入電場后,在電場力的作用下又

8、由O點(diǎn)返回磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場.已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期,忽略重力的影響.求:（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離.（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向.（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時(shí)所用的時(shí)間.答案 （1）垂直于磁場左邊界 （2） 方向與x軸正向夾角為150（3）7.（2008四川24）如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上,整個(gè)空間存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下.一電荷量為q（q0）,質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O.球心O到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為（0/2）.為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動(dòng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的最小值及小球P相應(yīng)的速率.（重力加速度為g）答案 Bmin=8.（2008海南16）如圖所示,空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向?yàn)閥軸正方向,磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0,y=h）點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射.這時(shí)若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運(yùn)動(dòng);若同時(shí)存在電場和磁場,粒子恰好做直