全國各地高考物理試題分類匯編磁場

.PAGE.全國各地高考招生物理試題匯編--磁場5<2013XX卷>．如題5圖所示,一段長方體形導電材料,左右兩端面的邊長都為a和b,內有帶電量為q的某種自由運動電荷。導電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強磁場中,內部磁感應強度大小為B。當通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時,測得導電材料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢比下表面的低。由此可得該導電材料單位體積內自由運動電荷數及自由運動電荷的正負分別為A．,負B．,正C．,負D．,正答案:C21[2013XX高考]．如圖9,兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從O點沿垂直磁場方向進人勻強磁場,最后打到屏P上。不計重力。下列說法正確的有A．a、b均帶正電B．a在磁場中飛行的時間比b的短C．a在磁場中飛行的路程比b的短D．a在P上的落點與O點的距離比b的近答案：AD13[2013上海高考]．如圖,足夠長的直線ab靠近通電螺線管,與螺線管平行。用磁傳感器測量ab上各點的磁感應強度B,在計算機屏幕上顯示的大致圖像是答案：C15[2013XX高考].<16分>在科學研究中,可以通過施加適當的電場和磁場來實現對帶電粒子運動的控制.如題15-1圖所示的xOy平面處于勻強電場和勻強磁場中,電場強度E和磁感應強度B隨時間t作周期性變化的圖象如題15-2圖所示.x軸正方向為E的正方向,垂直紙面向里為B的正方向.在坐標原點O有一粒子P,其質量和電荷量分別為m和+q.不計重力.在t=時刻釋放P,它恰能沿一定軌道做往復運動.<1>求P在磁場中運動時速度的大小v0;<2>求B0應滿足的關系;<3>在t0<0<t0<>時刻釋放P,求P速度為零時的坐標.答案：26[2013上海高考]．<3分>演示地磁場存在的實驗裝置<由環(huán)形線圈,微電流傳感器,DIS等組成>如圖所示。首先將線圈豎直放置,以豎直方向為軸轉動,屏幕上的電流指針＿＿＿＿<填："有"或"無">偏轉；然后仍將線圈豎直放置,使其平面與東西向平行,并從東向西移動,電流指針＿＿＿＿<填："有"或"無">偏轉；最后將線圈水平放置,使其從東向西移動,電流指針＿＿＿＿<填："有"或"無">偏轉。26答案．有 無 無18〔2013全國新課標I、如圖,半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面<紙面>,磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外。一電荷量為q<q>0>,質量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射人磁場區(qū)域,射入點與ab的距離為R/2。已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為600。,則粒子的速率為<不計重力>AqBR/2mB．qBR/mC．3qBR/2mD2qBR/m答案：B解析：帶電粒子沿平行于直徑ab的方向射人磁場區(qū)域做勻速圓周運動,運動軌跡如圖。設運動半徑為r,圓心為Oˊ,連接OC、OOˊ,OOˊ垂直平分弦長CD。已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為600,所以∠COˊD=600,又CE=R/2,所以∠COE=300,則∠COOˊ=∠COˊO=300,COˊ=CO,即r=R。再根據洛侖茲力提供向心力有,解得,所以B選項正確。15<2013XX高考>．圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線,其橫截面積位于正方形的四個頂點上,導線中通有大小相等的電流,方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動,它所受洛倫茲力的方向是A．向上B．向下C．向左D．向右[答案]B23．<2013XX高考>〔16分xabcByOPEv0如圖所示的平面直角坐標系xoy,在第Ⅰ象限內有平行于軸的勻強電場,方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形區(qū)域內有勻強電場,方向垂直于xoy平面向里,正三角形邊長為L,且邊與y軸平行。一質量為、電荷量為q的粒子,從y軸上的點,以大小為的速度沿x軸正方向射入電場,通過電場后從x軸上的點進入第Ⅳ象限,又經過磁場從y軸上的某點進入第Ⅲ象限,且速度與yxabcByOPEv0〔1電場強度E的大?。弧?粒子到達點時速度的大小和方向；〔3區(qū)域內磁場的磁感應強度的最小值。[答案]〔1〔2方向指向第=4\*ROMANIV象限與x軸正方向成450角r450r450xabcByOPEv0[解析]〔1設粒子在電場中運動的時間為t,則有聯立以上各式可得〔2粒子到達a點時沿負y方向的分速度為所以方向指向第=4\*ROMANIV象限與x軸正方向成450角〔3粒子在磁場中運動時,有當粒子從b點射出時,磁場的磁感應強度為最小值,此時有所以〔2〔2013XX理綜霍爾效應是電磁基本現象之一,近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破性進展。如圖丙所示,在一矩形半導體薄片的P、Q間通入電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,在M、N間出現電壓UH,這個現象稱為霍爾效應,UH稱為霍爾電壓,且滿足,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數。某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾系數。①若該半導體材料是空穴〔可視為帶正電粒子導電,電流與磁場方向如圖丙所示,該同學用電壓表測量UH時,應將電壓表的"+"接線柱與_________<填"M"或"N">端通過導線相連。②已知薄片厚度d=0.40mm,該同學保持磁感應強度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測量相應的UH值,記錄數據如下表所示。根據表中數據在給定區(qū)域內〔見答題卡畫出UH—I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數為_______________〔保留2位有效數字。③該同學查閱資料發(fā)現,使半導體薄片中的電流反向再次測量,取兩個方向測量的平均值,可以減小霍爾系數的測量誤差,為此該同學設計了如圖丁所示的測量電路,S1、S2均為單刀雙擲開關,虛線框內為半導體薄片〔未畫出。為使電流從Q端流入,P端流出,應將S1擲向_______〔填"a"或"b",S2擲向_______〔填"c"或"d"。為了保證測量安全,該同學改進了測量電路,將一合適的定值電阻串聯在電路中。在保持其它連接不變的情況下,該定值電阻應串聯在相鄰器件____________和__________<填器件代號>之間。21答案〔2eq\o\ac<○,1>Meq\o\ac<○,2>如右圖所示,1.5〔1.4或1.6eq\o\ac<○,3>b,c；S1,E〔或S2,E23〔2013XX理綜.〔18分如圖所示,在坐標系xoy的第一、第三象限內存在相同的勻強磁場,磁場方向垂直于xoy面向里；第四象限內有沿y軸正方向的勻強電場,電場強度大小為E.一質量為、帶電量為的粒子自y軸的P點沿x軸正方向射入第四象限,經x軸上的Q點進入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場。已知OP=d,OQ=2d,不計粒子重力。〔1求粒子過Q點時速度的大小和方向。〔2若磁感應強度的大小為一定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進入第二象限,求B0；〔3若磁感應強度的大小為另一確定值,經過一段時間后粒子將再次經過Q點,且速度與第一次過Q點時相同,求該Q時間。23.解：〔1設粒子在電場中運動的時間為,加速度的大小為a,粒子的初速度為,過Q點時速度的大小為v,沿y軸方向分速度的大小為,速度與x軸正方向間的夾角為,由牛頓第二定律得eq\o\ac<○,1>由運動學公式得eq\o\ac<○,2>eq\o\ac<○,3>eq\o\ac<○,4>eq\o\ac<○,5>eq\o\ac<○,6>聯立eq\o\ac<○,1>eq\o\ac<○,2>eq\o\ac<○,3>eq\o\ac<○,4>eq\o\ac<○,5>eq\o\ac<○,6>式得eq\o\ac<○,7>eq\o\ac<○,8>〔2設粒子做圓周運動的半徑為,粒子在第一象限的運動軌跡如圖所示,為圓心,由幾何關系可知△O1OQ為等腰直角三角形,得eq\o\ac<○,9>由牛頓第二定律得eq\o\ac<○,10>聯立eq\o\ac<○,7>eq\o\ac<○,9>eq\o\ac<○,10>式得eq\o\ac<○,11>〔3設粒子做圓周運動的半徑為,由幾何分析〔粒子運動的軌跡如圖所示,、是粒子做圓周運動的圓心,Q、F、G、H是軌跡與兩坐標軸的交點,連接、,由幾何關系知,和均為矩形,進而知FQ、GH均為直徑,QFGH也是矩形,又FH⊥GQ,可知QFGH是正方形,△QOG為等腰直角三角形可知,粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓,得eq\o\ac<○,12>粒子在第二、第四象限的軌跡為長度相等的線段,得eq\o\ac<○,13>設粒子相鄰兩次經過Q點所用的時間為t,則有eq\o\ac<○,14>聯立eq\o\ac<○,7>eq\o\ac<○,12>eq\o\ac<○,13>eq\o\ac<○,14>得eq\o\ac<○,15>22<2013北京高考>．〔16分如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢差為U,板間電場可視為勻強電場；金屬板下方有一磁感應強度為B的勻強磁場。帶電量為+q、質量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經電場加速后射出,并進入磁場做勻速圓周運動。忽略重力的影響,求：⑴勻強電場場強E的大小；⑵粒子從電場射出時速度v的大小；⑶粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R。解析：⑴勻強電場的電場強度的大?。篍=〔2根據動能定理有：qU=1〔3粒子在磁場中做勻速圓周運動時,洛倫茲力提供向心力,有：qBv=mv224<2013北京高考>.〔20分 對于同一物理問題,常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行分析研究,找出其內在聯系,從而更加深刻地理解其物理本質。⑴一段橫截面積為S、長為L的直導線,單位體積內有n個自由電子,電子電量為e。該導線通有電流時,假設自由電子定向移動的速率均為V。求導線中的電流I⑵將該導線放在勻強磁場中,電流方向垂直于磁感應強度B,導線所受安培力大小為F安,導線內自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F,推導F安=F。⑶正方體密閉容器中有大量運動粒子,每個粒子質量為m,單位體積內粒子數量n為恒量。為簡化問題,我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為V,且與器壁各面碰撞的機會均等；與器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變。利用所學力學知識,導出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關系。〔注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時做必要的說明解析：設Δt時間內通過導體橫截面的電量為Δq,由電流定義,有I每個自由電子所受的洛倫茲力F設導體中共有N個自由電子,則N導體內自由電子所受洛倫茲力大小的總和F由安培力公式,有F安=BIL,將可得FvΔtS〔2如右圖所示,取以器壁上的面積S為底、以vΔt為高構成的柱體,由題設可知,柱體內的粒子在Δt時間內將有1vS每一個粒子與器壁碰撞一次給器壁的沖量為ΔIΔt時間內粒子給器壁的沖量為I面積為S的器壁受到的粒子壓力為F器壁單位面積所受粒子壓力f26<2013全國卷大綱版>．〔20分如圖,虛線OL與y軸的夾角θ=60°,在此角范圍內有垂直于xOy平面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B。一質量為m、電荷量為q〔q>0的粒子從左側平行于x軸射入磁場,入射點為M。粒子在磁場中運動的軌道半徑為R。粒子離開磁場后的運動軌跡與x軸交于p點〔圖中未畫出且=R。不計重力。求M點到O點的距離和粒子在磁場中運動的時間。26答案IcbccacIcIIcbccacIcIcA．B1=B2<B3B．B1=B2=B3C．a和b處磁場方向垂直于紙面向外,c處磁場方向垂直于紙面向里D．a處磁場方向垂直于紙面向外,b和c處磁場方向垂直于紙面向里答案：AC14<2013XX卷>．如圖,紙面內有E、F、G三點,∠GEF=300,∠EFG=1350,空間有一勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外。先使帶有電荷量為q<q>0>的點電荷a在紙面內垂直于EF從F點射出,其軌跡經過G點；再使帶有同樣電荷量的點電荷b在紙面內與EF成一定角度從E點射出,其軌跡也經過G點,兩點電荷從射出到經過G點所用的時間相同,且經過G點時的速度方向也相同。已知點電荷a的質量為m,軌道半徑為R,不計重力,求：GEGEF3001350〔2點電荷b的速度大小。答案：=1\*GB2⑴t=πm/2qB=2\*GB2⑵vb=4qBR/3m11<2013XX卷>.〔19分如下圖所示,豎直平面〔紙面內有直角坐標系xOy,x軸沿水平方向。在x≤O的區(qū)域內存在方向垂直于紙面向里,磁感應強度大小為B1的勻強磁場。在第二象限緊貼y軸固定放置長為l、表面粗糙的不帶電絕緣平板,平板平行于x軸且與x軸相距h。在第一象限內的某區(qū)域存在方向相互垂直的勻強磁場〔磁感應強度大小為B2、方向垂直于紙面向外和勻強電場〔圖中未畫出。一質量為m、不帶電的小球Q從平板下側A點沿x軸正向拋出；另一質量也為m、帶電量為q的小球P從A點緊貼平板沿x軸正向運動,變?yōu)閯蛩龠\動后從y軸上的D點進入電磁場區(qū)域做勻速圓周運動,經圓周離開電磁場區(qū)域,沿y軸負方向運動,然后從x軸上的K點進入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一點,且豎直方向速度相同。設運動過程中小球P電量不變,小球P和Q始終在紙面內運動且均看作質點,重力加速度為g。求：<1>勻強電場的場強大小,并判斷P球所帶電荷的正負；<2>小球Q的拋出速度vo的取值范圍；<3>B1是B2的多少倍？11．解：據題意受力分析如圖所示〔1帶電小球P在電磁復合場中做勻速圓周運動有mg=qE①即E=mg由于小球P變?yōu)閯蛩俚膹牡诙笙捱M入第一象限由平衡條件有qv由左手定則可知P球帶正電。<2>據題意Q球與P球恰好在K點相遇v0有最大值v0mQ球做平拋運動有L+R=vh=P球在電磁復合場中做勻速圓周運動有qv解得v0m即v0的取值范圍為v0<3>由于PQ相遇時豎直方向速度相同即Q球豎直方向下落R時豎直方向分速度為v1由vtv可解得B120〔2013XX理綜．注入工藝中,初速度可忽略的離子P+和P3+,經電壓為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,有一定的寬度的勻強磁場區(qū)域,如圖所示,已知離子P+在磁場中轉過=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．在內場中的加速度之比為1:1B．在磁場中運動的半徑之比為根號3:1C．在磁場中轉過的角度之比為1：2D．離開電場區(qū)域時的動能之比為1:3非選擇題部分共12題,共180分。答案：BCD22〔2013XX卷理綜.<20分>如圖甲,空間存在—范圍足夠大的垂直于xoy平面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為