高三物理复习专题--有关地磁场类问题集锦

高三物理总复习磁场专题1. 如图所示，在匀强磁场Ｂ的区域内有一光滑倾斜金属导轨，倾角为θ，导轨间距为Ｌ，在其上垂直导轨放置一根质量为m 的导线，接以如图所示的电源，电流强度为Ｉ，通电导线恰好静止，则匀强磁场的磁感强度必须满足一定条件,下述所给条件正确的是. Ａ.Ｂ＝mgsin θ／ＩＬ，方向垂直斜面向上 Ｂ.Ｂ＝mgcos θ／ＩＬ，方向垂直斜面向下Ｃ.Ｂ＝mg/ＩＬ，方向沿斜面水平向左Ｄ.Ｂ＝mgtg θ／ＩＬ，方向竖直向上2. 如图所示，虚线区域内存在着电场强度为E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子穿过这一区域时未发生偏转，设重力忽略不计，则这区域内的E 和B 的方向可能是下列叙述中的①E 和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相同 ②.E 和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相反 ③．E 竖直向上，B 垂直纸面向外 ④．E 竖直向上，B 垂直纸面向里A 、①④B 、②④C 、①②③D 、①②④ 3. 如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B ，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC 且垂直于磁场方向．一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P 孔以初速度V 0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ＝600，粒子恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场，最后打在Q 点，已知OQ ＝ 2 OC ，不计粒子的重力，求：✧ ( l )粒子从P 运动到Q 所用的时间 t 。

✧ ( 2 )电场强度 E 的大小✧( 3 )粒子到达Q 点时的动能E kQ4. 在图所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F 方向的是θ θPOQCEB θv 0B F IA BFB B FI B FI C5. 关于磁感应强度，下列说法中正确的是 A ．由F B IL=可知，B 与F 成正比，与IL 成反比B ．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C ．通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即B ＝0D ．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关6. 如图7所示是电磁流量计的示意图。

与地球磁场有关的物理大综合考题近些年的高考大综合考试中，不断出现物理与生产、生活、现代科学技术应用和相联系的试题，其中与地球磁场有关的问题出现的频率较高。

现作如下归类。

一、地磁场的分布地表面的地磁场分布情况应为如右图所示。

总体上应当把握好三个特征：第一、地球磁场分布比较简单而规则，它相当于将一个条形磁铁放置在地心所产生的磁场。

地球磁场的南极在地理北极附近，地球磁场的北极地理南极附近。

第二、地磁场的强度并不太大，并随着高度的增加地磁场强度急剧减弱。

第三、南北半球的上空的磁场有向下的分量，接近两极地表处的地磁场方向几乎与地表垂直。

利用上面的结论，我们可以解决下面一系列与地球磁场有关的问题：题1、地球磁场磁感线在北半球上空有竖向下的分量。

飞机在我国上空匀速巡航。

机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，使得金属机翼两端有电势差。

设飞行员左方机翼末端处的电势为1ϕ，右方机翼末端处的电势为2ϕ。

A 、若飞机从西往东飞，1ϕ比2ϕ高B 、若飞机从东往西飞，2ϕ比1ϕ高C 、若飞机从南往北飞，1ϕ比2ϕ高D 、若飞机从北往南飞，2ϕ比1ϕ高分析：本题是考查感应电动势方向的判定，并涉及到地磁场分布的空间想象力。

题目中已说明了地球磁场磁感线在北半球上空有竖向下的分量，从而降低了此题的难度。

飞机水平飞行时机翼两端相连的金属体做切割磁感线运动，根据右手定则，可以确定机翼两端间电流方向，而机翼两端之间的导体相当于电源，在内电路中电流是从低电势点流向高电势点的，因而可以确定选项A 、C 正确。

二、地球磁场的产生题2、19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已认识到:温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出了如下假设:地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )(A)由西向东垂直于磁子午线。

(B)由东向西垂直于磁子午线。

(C)由南向北沿磁子午线方向。

(D)由赤道向南极沿磁子午线方向。

2012-10教学实践地球是一个巨大的磁体，地磁场对人类的生产、生活都有重大的意义。

随着高考命题指导思想逐渐贯彻新课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的课改理念，近几年的高考物理试题中，不断地推出联系生产、生活、现代科学技术应用和近代物理知识，虽说试题的难度下降了，但灵活性却更强了。

高考物理磁场类问题还出现了新趋势，常常以地磁场为背景考查磁场相关知识。

历年来，以地磁场为背景考查磁场相关知识从未间断过，题型难度不大，但比较新颖，学生一般有畏惧心理，但若掌握地磁场的特点并能结合相关知识，得到适当的训练并总结出相应的方法，就能让学生对该题型做到得心应手。

一、地磁场的主要特点地磁场是一个大磁体，在地球周围空间存在着磁场，实验证明，地磁极和地理的南北极并不完全相合，而且地磁场磁感线的两个汇集点并不是在地面上，而是在地面下。

它们间的距离比地球的直径短，而且两个磁极的连线不经过地心。

在高中阶段，学生需要掌握地磁场以下几个方面的特点：地磁南极地理北极NS 地磁北极地理南极图11.地磁场的N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近，磁感线分布如图1所示2.地磁场B 的水平分量B x ，是从地球南极指向北极；竖直分量B y ：在南半球垂直地面向上，在北半球垂直于地面向下3.在赤道平面上，方向平行于赤道向北，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等4.地磁场对宇宙射线起到一定的阻挡作用，对生物的生存环境有保护作用5.地球上的某些生物常利用地磁场来确定方向二、高考相关试题解析1.地磁场中的电流问题例1.（2011·新课标全国物理）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的环形电流I 引起的。

在下列四幅图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）西东I西东I西东I 西东IA BC D图2解析：本题主要考查地磁场及安培定则。

地磁的N 极在地理南极附近，地磁的S 极在地理北极附近。

地球自转形成的环形电流在垂直于地轴的平面，此电流形成的地磁N 极在地理南极附近，因此用右手握住环形电流时，拇指应指向地理南极。

高考物理聊城电磁学知识点之磁场难题汇编附答案一、选择题1．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是()A．m a>m b>m c B．m b>m a>m cC．m c>m a>m b D．m c>m b>m a2．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，下列表述正确的是（）A．M带正电，N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦磁力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间3．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。

一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60︒角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶14．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。

如图为直线通道推进器示意图。

推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。

空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A，方向如图。

则下列判断正确的是（）A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103NB．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103NC．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能5．如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，则质子射入磁场的运动速率越大，A．其轨迹对应的圆心角越大B．其在磁场区域运动的路程越大C．其射出磁场区域时速度的偏向角越大D．其在磁场中的运动时间越长6．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t7．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。

18.图为地磁场磁感线的示意图．在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2，则( )A．若飞机从西往东飞，U1比U2高B．若飞机从东往西飞，U2比U1高C．若飞机从南往北飞，U1比U2高D．若飞机从北往南飞，U2比U1高（1999年全国试题）分析与解答：本题的解答需要有较强的空间想像能力，为了便于分析，我们可以画出如图17-1-8所示的从上向下的俯视图可帮助分析（方位按上北、下南、左西、右东的规则）．由图17-1-8所示的情景，根据右手定则不难判断出，不论是飞机向哪个方向飞行，相对于飞行员来讲，总是其左侧的电势较高，即总是U1比U2高，所以选项A、C正确．误点点拨：本题的解答过程要解决好如下三个问题（这也是当年考生的“前车之鉴”）：1．由于本题是一个涉及到地理知识的实际问题，因此需要考生能将这个实际的问题根据题目给出的具体条件（在北半球地磁场的竖直分量向下）进行简化处理，飞机水平飞行也就是“一根导体棒”沿水平方向切割磁感线．2．本题中涉及到较为复杂的空间关系，包括地球磁场的方向、飞机飞行的方向以及飞行员的左右方机翼等．要解决好这样的复杂关系，就要求有良好的分析、思考习惯，将题目给出的四个选项所涉及到的空间关系用图形的方式分析表示出来，再用右手定则进行判断．3．飞机的切割磁感线产生感应电动势时，飞机的机翼相当于电源内部（在电源内部电流从低电势流向高电势处），所以用右手定则判断时，四指所指示的方向电势较高．14.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流B.如果卫星的运动轨道经过北京和昆明的上空，则它的表面不会产生感应电流C.如果卫星在地球同步轨道上运动，它的表面不会产生感应电流D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减少，轨道半径减小，运行速度也减小答案：AC 在选项A和B中，穿过卫星的磁通量都会发生变化，卫星的表面将产生感应电流。

高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。

关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，Ａ对；ｂ、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，B错；由右手定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，C错；b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，D对。

【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断，A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，I2在线圈位置产生的磁场方向向外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以判断B中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量可能为零，A、B正确；C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里，D中I1，I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外，C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零．【考点】通电直导线周围磁场的方向。

3.如图所示，两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中，O为P、Q连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流I．下列说法正确的是A．O点的磁感应强度为零B．a、b两点磁感应强度的大小Ba >BbC．a、b两点的磁感应强度相同D．n中电流所受安培力方向由P指向Q【答案】A【解析】根据安培右手定则，m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里，n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，磁场矢量和等于0，选项A对。

高考综合复习——磁场专题复习一磁场、磁场对电流及运动电荷的作用总体感知知识网络第一部分　磁场磁感应强度知识要点梳理知识点一——磁场 ▲知识梳理1．磁场的存在 磁场是一种特殊的物质，存在于磁极和电流周围。

2．磁场的特点 磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体之间、磁体与电流（或运动电荷）之间、电流（或运动电荷）与电流（或运动电荷）之间的相互作用都是通过磁场发生的。

3．磁场的方向 规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向（小磁针N极受力方向）。

▲疑难导析()()的比值。

　定义式，通电导线与B垂直 特别提醒：磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向，但绝对不是通电导线在磁场中受力的方向。

通电导线受力的方向与磁感应强度方向垂直，它们的关系由左手定则确定。

知识点三——磁感线 ▲知识梳理一、磁感线 1．磁感线的特点 磁感线的特点：磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线，是一种理想化的模型。

它有以下特点： （1）磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。

（2）磁感线是闭合的，磁体的外部是从N极到S极，内部是从S极到N极。

（3）任意两条磁感线永不相交。

（4）条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点，记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。

2．几种常见的磁感线 （1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场 在磁体的外部，磁感线从N极射出进入S极，在内部也有相应条数的磁感线（图中未画出）与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。

（2）直线电流的磁场 直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆（如图)，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征，从不同角度观察，如图。

（3）环形电流的磁场 如图中甲、乙、丙从不同角度观察，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。

物理磁场大题知识点总结磁场是物理学中一个非常重要的概念，磁场的研究对于理解电磁现象、磁性材料和电子设备至关重要。

在这篇文章中，我们将对磁场的相关知识进行详细的总结，包括磁场的产生、性质、力度、磁场的应用等内容。

希望通过这篇文章的学习，能够对磁场有一个更加深入的理解。

一、磁场的产生1. 磁场的产生方式磁场可以由电流产生，这是安培法则的基本原理。

当电荷在空间中运动时，会产生磁场。

磁场也可以由磁体产生，这种磁场被称为静磁场。

通常来说，铁磁性材料在外部磁场的作用下会成为一个永久磁体，在磁场中产生磁场。

2. 磁场的特性磁场有方向性和大小性，方向性是指磁场的方向，大小性是指磁场的强度。

磁场的方向可以用磁力线来表示，磁力线是指磁感线的路径，它们是在磁场中，表明磁场的方向和强度的一种线条。

磁力线的特点包括：不相交，自北极走向南极，密度表示磁场的强度。

3. 磁场的单位国际制定的磁感应强度单位是特斯拉（T），1T等于1牛/安的分之一。

而国际的有关单位设置的磁通量单位是韦伯（Wb），1Wb等于1特斯拉和1平方米的乘积。

这是上述磁场中的关键参数。

二、磁场的性质1. 磁场的环绕性磁场是由磁力线构成的，磁力线是闭合的曲线，形成环绕的形状。

磁场的环绕性是磁场的一个重要特性，这种环绕性规定了磁场的特殊性。

磁力线的闭合性包括用永久磁铁等产生磁场的物体存在闭合性。

2. 磁场的相互作用当两个磁场相互作用时，会发生磁场的相互作用。

这种相互作用可以通过磁感应强度、磁力等参数进行描述。

当两个磁体相互作用时，会产生相互作用的力。

这种相互作用的力有吸引力和排斥力两种。

三、磁场的力度1. 磁感应强度在磁场中，物体所经历的磁力被称为磁感应强度。

磁感应强度是磁场的强度，用符号B表示，单位是特斯拉（T）。

在电磁学中，磁感应强度是描述磁场的重要物理量。

2. 磁场中的力在磁场中，物体受到的磁力被称为洛伦兹力。

洛伦兹力是由磁场和电场共同作用导致的物体的受力状态。

高考物理专题电磁学知识点之磁场易错题汇编及解析一、选择题1．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A．B． C．D．2．2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。

如图所示为回旋加速器原理示意图，现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中，接入高频电源。

分别加速氘核和氦核，下列说法正确的是（）A．它们在磁场中运动的周期相同B．它们的最大速度不相等C．两次所接高频电源的频率不相同D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能3．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。

如图为直线通道推进器示意图。

推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。

空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A，方向如图。

则下列判断正确的是（）A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103NB．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103NC．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能4．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。

已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外。

粒子圆周运动的半径为R，若小球运动到最高点A时沿水平方向分裂成两个粒子1和2，假设粒子质量和电量都恰好均分，粒子1在原运行方向上做匀速圆周运动，半径变为3R，下列说法正确的是（）A．粒子带正电荷B．粒子分裂前运动速度大小为REB gC．粒子2也做匀速圆周运动，且沿逆时针方向D．粒子2做匀速圆周运动的半径也为3R5．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。

4．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高 能带电粒子，若到 达地球，对地球上的生命将带来 危害.图为地磁场的分布图，对于地磁场宇宙射线有 无阻挡作用的下列说法中，正确的（ B ） A．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北 两极最强，赤道附近最弱 B．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道 附近最强，两极地区最弱 C．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用
2.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射 向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围 的空间时，将 （ C ） A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转 C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转
3．（2011· 新课标全国卷· T14）为了解释地球的 磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地 心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正 确表示安培假设中环形电流方向的是（ B ）
3．一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧 处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转180°， 由此可以断定，这根电缆中电流的方向( D ) A．可能是向北 B．可能是竖直向下 C．可能是向南 D．可能是竖直向上 4．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突 然发现小磁针N极向东偏转，由此可知( c ) A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近 小磁针 B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小 磁针 C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过 D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过
与地磁场有关的物理问题
S
一）地磁场的分布 A)赤道： 平行于南半球：指向高空
南半球：指向地球表面
C）竖直分量：
1.在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电 子定向运动的方向是从西向东，则导线受到地磁场 作用力的方向是（ C ） A．向东 B．向北 C．向上 D．向下

四指
大拇指
2.磁场的叠加 (1)磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,遵守平行四边形定则, 可以用正交分解法进行合成与分解。 (2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生 的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的。
例1 (2017课标Ⅲ,18,6分)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长 直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通 有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁 感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强 度的大小为 ( )
取值范围为2.4 Ω≤R≤4 Ω,则选A。
答案 A
二、通电导体在磁场中运动情况的判定 1.五种判定方法
电流元法 特殊位置法 等效法 结论法
转换研究对象法
分割为电流元 体所受合力方向
安培力方向 运动方向
整段导
特殊位置 安培力方向 运动方向
环形电流 条形磁铁
小磁针 通电螺线管
多个环形电流
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,两不平行 的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向 相同的趋势
(1)质子最初进入D形盒的动能多大? (2)质子经回旋加速器后得到的最大动能多大? (3)交变电源的频率是多少?
解题导引
解析 (1)质子在电场中加速,根据动能定理得
1 qU=Ek-0,则Ek= 1 qU=1×104 eV。
2
2
(2)质子在回旋加速器的磁场中,绕行的最大半径为R,则
qvB= mv2 ,解得v= qBR
①t= θ ·T
2π
②t= L
v
常用解三角形法:例:(左
图)R= L 或由R2=L2+

高三一轮复习专题突破磁场一、选择题1.如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,有一等腰直角三角形ACD。

A点有一根垂直于ACD平面的直导线。

当导线中通有图示方向的电流时,D点的磁感应强度为零。

则C点的磁感应强度大小为A.0B.B0C.√2B0D.2B02.两根平行且相距L的长、细导线分别通有大小相等、方向相反的电流，横截面如图所示。

在两导线的,则连线及延长线上有a、b、c三点，b为两直导线连线的中点，a、c与导线的距离均为L2A.b点磁感应强度的方向垂直a、c连线向下B.c点磁感应强度的大小为0C.a点和b点的磁感应强度的方向相同D.a点和c点的磁感应强度相同3.如图，光滑水平面上放一个条形磁铁。

现在磁铁上方a、b、c三个位置分别放有三根通电直导线，电流方向如图所示。

当某根导线通电时，另外两根导线都不通电。

要使磁铁向右滑动，应使下面哪个位置的导线通电A.a位置B.b位置C.c位置D.a、b、c位置均不行4.两完全相同的通电圆线圈1、2平行放置，两圆线圈的圆心O 1、O 2的连线与圆面垂直，O 为O 1、O 2的连线的中点，如图所示。

当两圆线圈中通以方向、大小均相同的恒定电流时,O 1点的磁感应强度的大小为B 1;若保持线圈1中的电流以及线圈2中的电流大小不变，仅将线圈2中电流方向反向，O 1点的磁感应强度的大小为B 2。

则线圈1中的电流在O 2点和O 点产生的磁场的磁感应强度大小B 3、B 4一定有A.2,2214213B B B B B B ->+=B.2,2214213B B B B B B -<+= C.2,2214213B B B B B B -<-=D.2,2214213B B B B B B +<-=5.如图所示.由粗细均匀的金属导线围成的一个边长为L 的正方形闭合线框abcd,其四个顶点均位于一个圆形区域的边界上.ac 为圆形区域的一条直径,ac 上方和下方分别存在磁感应强度大小均为B 、方向相反的匀强磁场.现给线框接入从a 点流入d 点流出的大小为I 的恒定电流.则线框受到的安培力的大小为A.0C.12BIL B.√2BILD.√22BIL6.光滑的水平桌面上有两根弯成60°角的金属棒，正好凑成一个等边三角形oab ，边长为L,它们的两端分别在o 点和c 点相互接触，o 点接触但是相互绝缘，c 处不绝缘。

高中物理磁场的常见题型解题技巧高中物理中，磁场是一个重要的概念。

在解题过程中，学生常会遇到各种与磁场有关的题目。

本文将介绍一些常见的磁场题型，并提供解题技巧。

一、磁场基础知识回顾在解答磁场问题之前，首先需要回顾一下磁场的基础知识。

磁场是指磁力的作用范围，是一种物质周围的物理现象。

磁场可以由电流产生，也可以由磁体产生。

通过磁感线的方向和密度，我们可以确定磁场强度和方向。

二、磁场力的计算题磁场力的计算是磁场题目中常见的一种。

在解答这类题目时，首先需要确定物体所受的磁场力的方向和大小。

根据洛伦兹力公式F=qvBsinθ，其中F为磁场力，q为电荷量，v为速度，B为磁感应强度，θ为磁场与速度的夹角。

当θ为90°时，sinθ=1，即磁场力最大。

当θ为0°或180°时，sinθ=0，即磁场力为0。

根据这一规律，可以快速判断出物体所受的磁场力的大小。

三、电流产生的磁场问题另一种常见的磁场题型是关于电流产生的磁场问题。

在这类问题中，需要根据电流的方向和大小，计算出产生的磁场强度和方向。

根据法拉第左手规则，我们可以确定电流方向和磁场方向之间的关系。

将左手伸直，食指指向电流的方向，中指指向磁场的方向，那么拇指的方向就是力的方向。

四、磁感应强度的计算题另一个常见的磁场题型是关于磁感应强度的计算。

磁感应强度B是磁场的物理量，它可以通过洛伦兹力公式中的磁场力计算得到。

在计算磁感应强度时，可以利用麦克斯韦环路定理。

根据该定理，磁感应强度B可以通过沿闭合回路的线积分计算得到。

通过选择合适的回路，可以使计算磁感应强度的过程更加简化。

五、磁场与电场叠加问题有时候，在磁场题目中还会涉及到电场。

这类题目要求学生解答电场和磁场叠加时的问题，比如力的叠加、路径的改变等。

在解答这类题目时，需要根据洛伦兹力公式，分别计算电场力和磁场力，然后将两者叠加得出最终的结果。

同时，还需要注意电场和磁场之间的互相影响，考虑到路径的改变对力的影响。

磁场补充练习题题组一1．如图所示，在平面内，y ≥ 0的区域有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，一质量为m 、带电量大小为q 的粒子从原点O 沿与x 轴正方向成60°角方向以v 0射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。

2．如图所示，是一个正方形的盒子，在边的中点有一小孔e ，盒子中存在着沿方向的匀强电场，场强大小为E ，一粒子源不断地从a 处的小孔沿方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v 0，经电场作用后恰好从e 处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B （图中未画出），粒子仍恰好从e 孔射出。

（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用均可忽略不计） （1）所加的磁场的方向如何？（2）电场强度E 与磁感应强度B 的比值为多大？题组二3．长为L 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为L ，极板不带电。

现有质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v 水平射入，如图所示。

为了使粒子不能飞出磁场，求粒子的速度应满足的条件。

4．如图所示的坐标平面内，在y 轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B 1 = 0.20 T 的匀强磁场，在y 轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d = 0.125 m 的匀强磁场B 2。

某时刻一质量m = 2.0×10-8 、电量q = +4.0×10-4 C 的带电微粒（重力可忽略不计），从x 轴上坐标为（-0.25 m ，0）的P 点以速度v = 2.0×103 m 沿y 轴正方向运动。

试求： （1）微粒在y 轴的左侧磁场中运动的轨道半径；（2）微粒第一次经过y 轴时速度方向与y 轴正方向的夹角； （3）要使微粒不能从右侧磁场边界飞出2应满足的条件。

5．图中左边有一对平行金属板，两板相距为d ，电压为U ；两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B 0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。

高考物理电磁学知识点之磁场难题汇编及答案解析(5)一、选择题1．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是()A．m a>m b>m c B．m b>m a>m cC．m c>m a>m b D．m c>m b>m a2．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t3．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。

一边长为L、电阻为R的单匝正方形导体线圈abcd，水平向右运动到图示位置时，速度大小为v，则（）A．ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右B．ab边受到的安培力向右，cd边受到的安培力向左C．线圈受到的安培力的大小为22 2B L vRD．线圈受到的安培力的大小为22 4B L vR4．如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。

当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ1、φ2。

该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。

那么A．12IB enbϕϕ-=B．12IB enbϕϕ-=-C．12IB enaϕϕ-=D．12IB enaϕϕ-=-5．如图，一带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动。

第一节我们周围的磁现象知识点回顾：1、地磁场（1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。

（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。

（3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。

2、磁性材料（1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。

（2）按材料所含化学成分划分可分为和。

（3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。

（4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。

知识点1：磁现象一切与磁有关的现象都可称为磁现象。

磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为：（1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力；（2）利用磁体对通电线圈的作用力；（3）利用磁化现象记录信息。

知识点2：地磁场（重点）地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。

关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。

一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。

科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。

地磁场具有这样的特点：（1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；（2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱；（3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展：地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。

这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。

并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性知识点3：磁性材料磁性材料一般指铁磁性物质。

按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。

硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。

高中物理磁场大题一．解答题（共30小题）1．如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小．（2）求t时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．2．如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等．x＞3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场．正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇．已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等．求：（1）正、负粒子的质量之比m1：m2；（2）两粒子相遇的位置P点的坐标；（3）两粒子先后进入电场的时间差．3．如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D 为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t 的最小值．4．如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10‑19C 的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：（1）带电粒子在磁场中运动时间；（2）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．5．如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场．A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强．平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板度为B1．CD为磁场的中心线．挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，B2含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B中，求：2的带电粒子的速度；（1）进入匀强磁场B2（2）能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；（3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．6．在平面直角坐标系xoy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV 象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电荷垂直于y轴射入电场，量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v经x轴上的N点与x轴正方向成45°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求：（1）M、N两点间的电势差U；MN（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．7．如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中感应强度B1线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.02×10﹣19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°～90°之间．则：（1）离子运动的速度为多大？（2）离子的质量应在什么范围内？（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B应满足什么条件？28．如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界AB、CD的宽度为d，在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场．现有质量为m、带电的水平初速度射入电场，随后与量为+q的粒子（不计重力）从P点以大小为v边界AB成45°射入磁场．若粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不碰到正极板．（1）请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小v；（2）求匀强磁场的磁感应强度B；（3）求金属板间的电压U的最小值．9．如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大乙最大值为U小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场．在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上．已知电场变化周期T=，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力．求：（1）t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间；（2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率；（3）有界磁场区域的最小面积．10．“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为，电势为φ2．足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件．试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子．11．如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左．静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为E，方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；=2d、=3d，离子重力不计．（1）求圆弧虚线对应的半径R的大小；（2）若离子恰好能打在NQ的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值；（3）若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QN 上，求磁场磁感应强度B 的取值范围．12．如图甲所示，一对平行金属板M 、N 长为L ，相距为d ，O 1O 为中轴线．当两板间加电压U MN =U 0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场．某种带负电的粒子从O 1点以速度v 0沿O 1O 方向射入电场，粒子恰好打在上极板M 的中点，粒子重力忽略不计．（1）求带电粒子的比荷；（2）若MN 间加如图乙所示的交变电压，其周期，从t=0开始，前内U MN =2U ，后内U MN =﹣U ，大量的上述粒子仍然以速度v 0沿O 1O 方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求U 的值；（3）紧贴板右侧建立xOy 坐标系，在xOy 坐标第I 、IV 象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy 坐标平面，要使在（2）问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会聚于坐标为（2d ，2d ）的P 点，求磁感应强度B 的大小范围．13．如图所示，在第一、二象限存在场强均为E 的匀强电场，其中第一象限的匀强电场的方向沿x 轴正方向，第二象限的电场方向沿x 轴负方向．在第三、四象限矩形区域ABCD 内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB 边与x 轴重合．M点是第一象限中无限靠近y轴的一点，在M点有一质量为m、电荷量为e沿y轴负方向开始运动，恰好从N点进入磁场，若OM=2ON，的质子，以初速度v不计质子的重力，试求：（1）N点横坐标d；（2）若质子经过磁场最后能无限靠近M点，则矩形区域的最小面积是多少；（3）在（2）的前提下，该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间．14．如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直线MN与y轴成30°角，P点的坐标为（，0），在y轴与直线MN之间的区域内，存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场．在直角坐标系xOy的第Ⅳ象限区域内存在沿y轴，正方向、大小为的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，从y轴上0≤y≤2a的区间垂直于y轴与x轴交点为Q，电子束以相同的速度v和磁场方向射入磁场．已知从y=2a点射入的电子在磁场中轨迹恰好经过O点，忽略电子间的相互作用，不计电子的重力．求：（1）电子的比荷；（2）电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范围；（3）从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点的距离最远？最远距离为多少？15．如图（a）所示，水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U，A板正上方有“V”字型足够长的绝缘弹性挡板．在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图（b），垂直纸面向里为磁场正方向，其中B1=B，B2未知．现有一比荷为、不计重力的带正电粒子从C点静止释放，t=0时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板，紧接着在t1+t2时刻粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间．粒子与挡板碰撞前后电量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反，不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响．求：（1）粒子第一次到达O点时的速率；（2）图中B2的大小；（3）金属板A和B间的距离d．16．如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时，刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小．（2）求t时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）带电粒子在磁场中的运动时间．17．电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成，如图甲所示．大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U的电压时，所有电子均从两板间通过，然后进入水平宽度为l，竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．问：（1）电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？（2）要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？（3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少？（已知电子的质量为m、电荷量为e）18．如图所示xOy平面内，在x轴上从电离室产生的带正电的粒子，以几乎为零的初速度飘入电势差为U=200V的加速电场中，然后经过右侧极板上的小孔沿x 轴进入到另一匀强电场区域，该电场区域范围为﹣l≤x≤0（l=4cm），电场强度大小为E=×104V/m，方向沿y轴正方向．带电粒子经过y轴后，将进入一与y 轴相切的圆形边界匀强磁场区域，磁场区域圆半径为r=2cm，圆心C到x轴的距离为d=4cm，磁场磁感应强度为B=8×10﹣2T，方向垂直xoy平面向外．带电粒子最终垂直打在与y轴平行、到y轴距离为L=6cm的接收屏上．求：（1）带电粒子通过y轴时离x轴的距离；（2）带电粒子的比荷；（3）若另一种带电粒子从电离室产生后，最终打在接收屏上y=cm处，则该粒子的比荷又是多少？19．如图所示，在竖直平面内，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MOP范围内存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E，MOQ上方的某个区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤）垂直于MO从O 点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力．求：（1）速度最大的粒子在磁场中的运动时间；（2）速度最大的粒子打在水平线POQ上的位置离O点的距离；（3）磁场区域的最小面积．20．如图所示为某一仪器的部分原理示意图，虚线OA、OB关于y轴对称，∠AOB=90°，OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场，电场强度大小相等、方向相反．质量为m电荷量为q的带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出，经时间t到达OA上的M点，且此时速度与OA垂直．已知M到原点O的距离OM=L，不计粒子的重力．求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点，M、N点关于y轴对称，可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标；（3）当匀强磁场的磁感应强度取（2）问中的最小值时，且该磁场仅分布在一个圆形区域内．由于某种原因的影响，粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直，成散射状，散射角为θ，但速度大小均相同，如图所示，求所有粒子经过OB时的区域长度．21．在xoy平面直角坐标系的第Ⅰ象限有射线OA，OA与x轴正方向夹角为30°，如图所示，OA与y轴所夹区域存在y轴负方向的匀强电场，其它区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场；有一带正电粒子质量m，电量q，从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为v的初速度射入电场，运动一段时间沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场，经磁场偏转，过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场．已知OP=h，不计粒子的重力．（1）求粒子垂直射线OA经过Q点的速度v；Q（2）求匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值；（3）粒子从M点垂直进入电场后，如果适当改变电场强度，可以使粒子再次垂直OA进入磁场，再适当改变磁场的强弱，可以使粒子再次从y轴正方向上某点垂直进入电场；如此不断改变电场和磁场，会使粒子每次都能从y轴正方向上某点垂直进入电场，再垂直OA方向进入磁场…，求粒子从P点开始经多长时间能够运动到O点？22．如图所示，图面内有竖直线DD′，过DD′且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域．区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B （图中未画出）；区域Ⅱ有固定在水平面上高h=2l、倾角α=的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD′距离s=4l，区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD′上，距地面高H=3l．零时刻，质量为m、带电荷量为q=、方向与水平面夹角θ=的速度，在区域I 的小球P在K点具有大小v内做半径r=的匀速圆周运动，经CD水平进入区域Ⅱ．某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇．小球视为质点，不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响．l已知，g为重力加速度．（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻t；A（3）若小球A、P在时刻t=β（β为常数）相遇于斜面某处，求此情况下区域Ⅱ的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向．23．如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹从y轴上P点沿y轴正方角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．一段时间T（1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；（2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值．24．一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变．一的角速度不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为ω转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒．（1）若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的荷质比和速率分别是多大？（2）若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒，圆筒角速度应为多大？25．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b，小车质量M=3kg，AO部分粗糙且长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v=4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=10m/s2）求：（1）物块a与b碰后的速度大小；（2）当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；（3）当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．26．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以V滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：（1）木板B上表面的动摩擦因素μ；（2）圆弧槽C的半径R；（3）当A滑离C时，C的速度．27．如图所示，一质量M=0.4kg的小物块B在足够长的光滑水平台面上静止不动，其右侧固定有一轻质水平弹簧（处于原长）．台面的右边平滑对接有一等高的水平传送带，传送带始终以υ=1m/s的速率逆时针转动．另一质量m=0.1kg的小物块A以速度υ=4m/s水平滑上传送带的右端．已知物块A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带左右两端的距离l=3.5m，滑块A、B均视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2．（1）求物块A第一次到达传送带左端时速度大小；；（2）求物块A第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Epm（3）物块A会不会第二次压缩弹簧？28．历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔1号彗星的实验．探测器上所携带的重达370kg的彗星“撞击器”将以1.0×104m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.0×10﹣7m/s的改变．已知普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s．（计算结果保留两位有效数字）．求：①撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长；②根据题中相关信息数据估算出彗星的质量．29．如图，ABD为竖直平面内的轨道，其中AB段是水平粗糙的、BD段为半径R=0.4m 的半圆光滑轨道，两段轨道相切于B点．小球甲从C点以速度υ沿水平轨道向右运动，与静止在B点的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m，小球甲与AB段的动摩擦因数为μ=0.5，C、B距离L=1.6m，g取10m/s2．（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点）（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；（2）在满足（1）的条件下，求的甲的速度υ；（3）若甲仍以速度υ向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围．30．动量定理可以表示为△p=F△t，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如图所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化△px 、△py；b．分析说明小球对木板的作用力的方向．参考答案与试题解析一．解答题（共30小题）1．（2017•吉林模拟）如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的时电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t响及返回板间的情况）的大小．（1）求电压U时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（2）求t（3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．【解答】解：（1）t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，t则有 y=l，x=l，电场强度：E=…①，由牛顿第二定律得：Eq=ma…②，2…③偏移量：y=at由①②③解得：U=…④．（2）t0时刻进入两极板的带电粒子，前t时间在电场中偏转，后t时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动．带电粒子沿x轴方向的分速度大小为：vx =v=…⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为：vy =a•t…⑥带电粒子离开电场时的速度大小为：v=…⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得：qvB=m…⑧，由③⑤⑥⑦⑧解得：R=…⑨；（3）在t=2t时刻进入两极板的带电粒子，在电场中做类平抛运动的时间最长，飞出极板时速度方向与磁场边界的夹角最小，而根据轨迹几何知识可知，轨迹的圆心角等于粒子射入磁场时速度方向与边界夹角的2倍，所以在t=2t时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为：vy ′=at…⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，则：tanα=，由③⑤⑩解得：α=，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为：2α=，所求最短时间为：tmin=T，带电粒子在磁场中运动的周期为：T=，联立以上两式解得：tmin=；答：（1）电压U的大小为；。