高三物理真题精选分类汇编专题_1
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第 1 页 共 9 页 高三物理真题精选分类汇编专题
专题12、磁场
题型一、通电导线在磁场中的受力以及场强的矢量性叠加 1 题型二、带电粒子在纯磁场中的运动规律选择题类 3 题型三、带电粒子在电、磁复合场中运动选择题类 6 题型四、磁场类中难题 8
题型一、通电导线在磁场中的受力以及场强的矢量性叠加 1.(20__全国1)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为(
)
A.
2F B.
1.5F C.
0.5F D.
0 2.(20__·新课标Ⅲ卷)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(
)
A.0
B.
C.
D.2B0 3.(20__·新课标1卷)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是(
) 第 2 页 共 9 页 A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直 B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直 C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为 4.(20__·新课标全国卷) 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 5.(20__·重庆卷)某电子天平原理如题8图所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C、D与外电路连接,当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量,已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g.问
(1)线圈向下运动过程中,线圈中感应电流是从C端还是从D端流出? (2)供电电流I是从C端还是D端流入?求重物质量与电流的关系. (3)若线圈消耗的最大功率为P,该电子天平能称量的最大质量是多少? 6.(20__ 全国)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为,质量分别为和;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为。已知金属棒匀速下滑。求 (1) 作用在金属棒上的安培力的大小;
(2) 金属棒运动速度的大小。
题型二、带电粒子在纯磁场中的运动规律选择题类 7.(20__北京)如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出。下列说法正确的是(
) 第 3 页 共 9 页 A.粒子带正电 B.粒子在b点速率大于在a点速率 C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出 D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短 8.(20__全国2)如图,边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外。ab边中点有一电子发O,可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子。已知电子的比荷为k。则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为(
)
A.
, B.
, C.
, D.
, 9.(20__全国3)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于_轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过_轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为(
)
A.
B.
C.
D.
10.(20__·新课标2卷)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为(
) A.
B.
C. 第 4 页 共 9 页 D. 11.(20__全国新课标2卷)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔.筒绕其中心轴以角速度顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成角.当筒转过时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(
).
A.
B.
C.
D.
12.(20__四川)如图所示,正六边形区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从点沿 方向射入磁场区域,当速度大小为时,从点离开磁场,在磁场中运动的时间为,当速度大小为时,从点离开磁场,在磁场中运动的时间为,不计粒子重力。则(
)。
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
13.(20__全国卷1) 如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出),一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A.2
B.
C.1
D. 第 5 页 共 9 页 14.(20__·新课标2)图为某磁谱仪部分构件的示意图.图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹.宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是( )
A.电子与正电子的偏转方向一定不同 B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小 15.(20__·安徽卷) “人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞.已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变.由此可判断所需的磁感应强度B正比于( ) A.
B.T C.
D.T2 16.(20__·北京卷)带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径.若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为Ta、Tb.则一定有( ) A.
qa0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于_Oy平面向外的匀强磁场.一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿_轴正方向.已知11H进入磁场时,速度方向与_轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m,电荷量为q不计重力.求
(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离 (2)磁场的磁感应强度大小 (3)12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离 36.(20__全国2)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在_oy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于_oy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为,电场强度的大小均为E,方向均沿_轴正方向;M、N为条形区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力. 第 6 页 共 9 页 (1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;
(2)求该粒子从M点射入时速度的大小;
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与_轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.
37.(20__海南卷)如图,A、C两点分别位于_轴和y轴上,∠OCA=30°,OA的长度为L。在△OCA区域内有垂直于_Oy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时,恰好垂直于OC边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。
(1)求磁场的磁感应强度的大小;
(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从OC边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和;
(3)若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC边相切,且在磁场内运动的时间为,求粒子此次入射速度的大小。
38.(20__·广东卷)如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外.
A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电荷量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2
N/C.小物体P1质量m=2×10-3 kg、电荷量q=+8×10-6 C,受到水平向右的