天津磁场模拟[1]

天津市宝坻区2013年高三综合模拟试卷

5．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I ，C 、D 两侧面会形成电势差UCD ，下列说法中正确的是 A ．电势差U CD 仅与材料有关 B ．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U CD >0

C ．仅增大磁感应强度时，电势差U C

D 变大

D ．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 12．（20分）如图所示，一质量为m 、电荷量为q 、重力不计的微粒，从倾斜放置的平行电容器I 的A 板处由静止释放，A 、B 间电压为U1。微粒经加速后，从D 板左边缘进入一水平放置的平

行板电容器II ，由C 板右边缘且平行于极板方向射出，已知电容器II 的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面MN 与PQ 之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场（图中未画出），MN 与PQ 之间的距离为L ，磁感应强度大小为B ，在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板（垂直纸面方向的宽度很小），斜放在MN 与PQ 之间，α=45°。求： （1）微粒从电容器I 加速后的速度大小；

（2）电容器IICD 间的电压；

（3）假设粒子与塑料板碰撞后，电量和速度大小不变、

方向变化遵循光的反射定律，碰撞时间极短忽略不计，

微粒在MN 与PQ 之间运动的时间和路程。

天津市和平区2013届高三第二次质量调查

11．（18分）如图所示，在—个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径24A A 为边界的两个半圆形区域I 、II 中，24A A 与13A A 的夹角为60。—质量为m 、带电量为+q 的粒子以某—速度从I 区的边缘点1A 处沿与13A A 成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于24A A 的方向经过圆心O 进入II 区，最后再从4A 处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t ，（忽略粒子重力）。

求：(1)画出粒子在磁场I 和II 中的运动轨迹；．

(2)粒子在磁场I 和II 中的轨道半径1r 和2r 比值； (3)I 区和II 区中磁感应强度的大小

天津市和平区2013届高三物理第一次质量调查

3．如图所示，一个边长L 、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A 点流入，从C 点流出)，电流强度I ，则金属框受到的磁场力为

A ．0

B ．ILB

C ．

4

3

ILB D ．2ILB 12．(20分)如图所示，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界，是一个半径为r 的圆，圆心O 1在x 轴上，OO 1距离等于圆的半径。虚线MN 平行于x 轴且与

圆相切于P 点，在MN 的上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的大小为E ，方向沿x 轴的负方向，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外。有—群相同的正粒子，以相同的速率，在纸面内沿不同方向从原点O 射入第I 象限，粒子的速度方向在与x 轴成o

=30

θ角的范围内，其中沿x 轴正方向进入磁场的粒子经过P 点射入MN 后，恰好在正交的电磁场中做直线运动。粒子的质量为m ．电荷量为q(不计粒子的重力)。求： (1)粒子的初速率；

(2)圆形有界磁场的磁感应强度：

(3)若只撤去虚线MN 上面的磁场B ，这些粒子经过y 轴的坐标范围。

河北区2012－2013学年度高三年级总复习质量检测（二）

11．（18分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy ，以第Ⅲ象限内的直线OM （与负x 轴成45°角）和正y 轴为界，在x < 0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E = 2 V/m ；以直线OM 和正x 轴为界、在y ＜ 0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B = 0.1 T ．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O 沿y 轴负方向以

30102?=υ的初速度射入磁场。已知粒子的比荷为q /m = 5×104 C/kg ，求：

（l ）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？ （2）粒子在磁场区域运动的总时间？

（3）粒子最终将从电场区域D 点离开电场，则D 点离O 点的距离是多少？

河西区2012-2013学年度第二学期高三年级总复习质量检测（一）

1 1．（1 8分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xoy ，以第Ⅲ象限内的直线OM （与负x 轴成角45）和正y 轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=0.32V/m ：以直线OM 和正x 轴为界，在y>0的区域建立垂直纸面向里的匀强强磁场，磁感应强度B=0.lT.一不计重力的带负电粒子，从坐标原点O 沿y 轴负方向以=2×3

10m ／s ’

的初速度射入磁场。己知粒子的比荷为q/m=5×6

10C/kg ，求： (1)粒子第一次经过磁场边界时的位置坐标： (2)粒子在磁场区域运动的总时间：

(3)粒子最终离开电磁场区域时的位置坐标。

红桥一模

11．(18分)如图所示，相距为d 的L 1和L 2两条平行虚线是上下两个匀强磁场

的边界，L 1上方和L 2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，M 、N 两点都在L 2上，M 点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m ，它释放出一个质量为m 1，带电量为-q 的粒子后，产生的新原子核质量为m 2，释

放出的粒子以初速度v 与L 2成30o

角斜向上射入，经过一段时间恰好斜向上通过N 点(不计重力)，求：

(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能；

(2)说明粒子过N 点时的速度大小和方向，并求从M 到N 的时间及路程。

2013年南开区高考模拟理科综合测试（二）

9．（18分）(1)如图为“电流天平”，可用于测定磁感应强度。在天平的右端挂有一矩形线圈，设其匝数n=5匝，底边cd 长L=20cm ，放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直。当线圈中通入如图方向的电流I=100mA 时：调节砝码使天平平衡。若保持电流大小不变，使电流方向反向，则要在天平右盘加质量m=8.2g 的砝码，才能使天平再次平衡。则cd 边所受的安培力大小为______N ，磁场的磁感应强度B 的大小为__________T 。2

(10/)g m s

2013年天津市十二区县重点学校高三毕业班联考（二）

11．（1 8分）如图所示．相距为d 、板间电压为0U 的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为0B 的匀强磁场；op 和x 轴的夹角45α=，在poy 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，pox 区域内有沿x 轴正方向的匀强电场，场强大小为E ：一质量为m 、电量为q 的正离子沿平行于金属板、垂直磁场的方向射入板问并做匀速直线运动，从坐标为（0,L ）的a 点垂直y 轴进入磁场区域，从op 上某点沿y 轴负方向离开磁场进入电场，不计离子的重力。

(1)离子在平行金属板间的运动速度0v ： (2)poy 区域内匀强磁场的磁感应强度B ； (3)离子打在x 轴上对应点的坐标。

天津市十二区县重点学校2013届高三毕业班联考（一）

12．（20分）静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A 、B 为水平放置的间距 1.6m d =的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B 指向A 的匀强电场,场强为0.1v/m E =。在A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P ，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为06m/s v =的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为5

1.010kg m -=?、电荷量均为3

1.010C q -=-?，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度2

10m/s g =。求： （1）油漆微粒落在B 板上所形成的图形面积；

（2）若让A 、B 两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度0.06T B =，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B 板被油漆微粒打中的区域的长度； （3） 在满足（2）的情况下，打中B 板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。

A

B

甲

乙

天津市五区县2013年高三质量调查试卷（一）

12（20分）如图所示，真空中直角坐标系XOY，在第一象限内有垂直纸面向外

的匀强磁场，在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为

B，在第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，第三象限内有一对平行金属板M、N，

两板间距为d。所加电压为U，两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁

场。一个正离子沿平行于金属板的轴线射入两板间并做直线运动，从A点（﹣L，

0）垂直于x轴进入第二象限，从P（0，2L）进入第一象限，然后离子垂直于x

轴离开第一象限，不计离子的重力，求：（1）离子在金属板间运动速度V0的大小

（2）离子的比荷q/m

（3）从离子进入第一象限开始计时，离子穿越x轴的时刻

天津新华中学2013届下学期高三年级模拟统练

11. （18分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为＋q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y的方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小

为v0，方向与x轴正方向相同。求：

（1）粒子从O点射入磁场时的速度v；

（2）匀强电场的场强E0和匀强磁场的磁感应强度B0；

（3）粒子从O点运动到P点所用的时间。

天津市宝坻区2013年高三综合模拟试卷

【答案】C

【解析】若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则可知，电子向C 侧面偏转，C 表面带负电，D 表面带正电，所以D 表面的电势高，则UCD ＜0，选项B 错误。CD 间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处

于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a 、b 、c ，有q CD

U b =qvB ，I=nqvS=nqvbc ，则UCD=BI nqc ，故A 错误C 正确．在测

定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，故D 错误．故选C ． 【答案】见解析

【解析】（1）在电容器I 中：

0212

11-=

mv qU （2分）

解得：

m qU v 1

12=

（1分）

（2）设微粒进入电容器II 时的速度方向与水平方向的夹角为θ，板间距d ，运动时间为t ，则沿板方向：

t v d ?=θcos 21 （2分）

垂直板方向：

2

2121sin t

md qU t v d -

?=θ （2分）

0sin 2

1=-

t md qU v θ （1分）

解得：0

45=θ （1分） 1221

U U = （1分）

（3）微粒进入磁场后先做匀速直线运动第一次碰板后做匀速圆周运动，二次碰板后做匀速直线运动。

微粒进入磁场的速度：

m qU v v 1

12sin =

?=θ （2分）

微粒做匀速圆周运动：

R v m

B qv 22

2= （1分）

22v R

T π=

（1分）

解得：

qB mv R 2=

（1分） qB m

T π2=

（1分）

微粒在MN 和PQ 间的运动路程

1

22qmU qB L R L x π

π+

=+= （2分）

运动时间：qB m qU m qU L T v L

t π2112+=+=

（2分）

天津市和平区2013届高三第二次质量调查

【答案】见解析

【解析】

天津市和平区2013届高三物理第一次质量调查

【答案】B

可知选项B正确。【解析】本题考查对基本概念的理解。由通电导线在磁场中所受安培力大小的计算公式F BIL

【答案】见解析

【解析】

河北区2012－2013学年度高三年级总复习质量检测（二）【答案】见解析

【解析】

河西区2012-2013学年度第二学期高三年级总复习质量检测（一）【答案】见解析

【解析】

红桥一模

【答案】见解析

【解析】

2013年南开区高考模拟理科综合测试（二）2013年天津市十二区县重点学校高三毕业班联考

【答案】见解析

【解析】

天津市十二区县重点学校2013届高三毕业班联考（一）

【答案】见解析 【解析】（1）油漆微粒的加速度

Eq mg

a m +=

① 根据运动学

2

12

d at =

② 运动的半径

0x v t = ③

落在B 板上所形成圆形面积

2s x π= ④

由①②③式并代入数据得

218.1m s = ⑤

（2）当电场反向

Eq mg = ⑥

油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力

2

v Bqv m R

= ⑦

水平向右射出的油漆微粒打在B 板的右端，根据几何关系 cos R R d α+= ⑧ ac 的长度

αsin R ac = ⑨

打在B 板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得 bc ac = ⑩ 油漆微粒打在极板上的长度

ab ac bc =+ ○1

1 由⑥⑦⑧⑨⑩○

11式并代入数据得 1.6m ab = ○

12 (3)打在B 板上的微粒中，pc 最短的弦长对应的时间最短 有几何关系

2sin d

R

θ= ○

13 运动的最短时间

min 22t T θ

π

=

○

14 微粒在磁场中运动的周期

2m

T Bq

π=

○

15 由○7○13○14○

15式代入数据解得

min 0.31s t = ○

16 评分标准：①②③④⑤式每式各1分，第一问共5分；⑥⑨○

11○12式每式各1分。⑦⑧⑩式每式各2分，第二问共计10分。明确打在B 板上的微粒中，pc 最短的弦长对应的时间最短1分， ○13○14○

15○16式每式各1分，第三问共计5分。

天津市五区县2013年高三质量调查试卷（一）

【答案】见解析

【解析】 (1)离子在板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡 qE=qv 0B 0 ----------2分

d

U

E =

------------1分 d

B U v 00=------------1分

(2)离子在第二象限内做类平抛运动，离子在P

点时沿y 轴方向的分速度为v 0，设沿x 方向的分速度为v x

2L=v 0t ------------1分 L=1

2v x t ------------2分 v x =v 0 ------------1分

离子在P 点时的速度与y 轴正方向成450

角------------1分

此时v=2v 0 ------------1分

由几何关系可以确定离子在第一象限的轨道半径为 r=22L ------------2分 根据qvB=m v

2

r

------------1分

可得q

m =dL BB U Br v 0

2= ------------2分

(3)离子在第一、第二象限内的轨迹如图所示 离子的周期T=2π

U

dL

B v r 04π= ------------1分 离子第一次在第一象限内运动的时间t ′U

dL B T 2383

0π==

------------2分 离子穿过x 轴的时刻为t=n T

2+t ′=U

dL B n 04832π)(+ n ∈(0,1,2,……) ------------2分

天津新华中学2013届下学期高三年级模拟统练

x

11. （18分）解：（1）若粒子第一次在电场中到达最高点P ，则其运动轨迹如图所示。

粒子在O 点时的速度大小为v ，OQ 段为圆周，QP 段为抛物线。根据对称性可知，粒子在Q 点时的速度大小也为v ，方向与x 轴正方向成45°角，可得：

?=45cos 0v V

2分 解得：02v v =

1分

（2）在粒子从Q 运动到P 的过程中，由动能定理得：2

202

121mv mv qEL -=

- 3分 解得：qL

mv E 22

=

1分

又在匀强电场由Q 到P 的过程中， 水平方向的位移为10t v x = 1分

竖直方向的位移为L t v y ==

10

2

1分

可得L OQ L X QP ==,2

2分

由?=45cos 2R OQ ，故粒子在OQ 段圆周运动的半径：L R 22=

及Bq

mv R = 得qL

mv B 0

02=

2分

（3）在Q 点时，tan 0v v y =45°＝0v

1分

设粒子从Q 到P 所用时间为1t ，在竖直方向上有：0

0122/v L

v L t == 1分

粒子从O 点运动到Q 所用的时间为：0

24v L

t π=

1分

则粒子从O 点运动到P 点所用的时间为：0

00214)8(42v L v L v L t t t ππ+=+=+=总 2分