高中物理——磁场专题讲解+经典例题

磁场专题7．【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图所示，MN 是一荧光屏，当带电粒子打到荧光屏上时，荧光屏能够发光。

MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。

P 为屏上的一小孔，PQ 与MN 垂直。

一群质量为m 、带电荷量q 的粒子（不计重力），以相同的速率v ，从P 处沿垂直于磁场方向射入磁场区域，且分布在与PQ 夹角为θ的范围内，不计粒子间的相互作用。

则以下说法正确的是（ ）A ．在荧光屏上将出现一个圆形亮斑，其半径为mv qB B ．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为()21cos mv qBθ- C ．在荧光屏上将出现一个半圆形亮斑，其半径为mv qBD ．在荧光屏上将出现一个条形亮线，其长度为()21sin mv qB θ- 10．【东北师大附中2011届高三第三次模底】如图，电源电动势为E ，内阻为r ，滑动变阻器电阻为R ，开关闭合。

两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正好以速度v 匀速穿过两板。

以下说法正确的是（忽略带电粒子的重力）（ ）A ．保持开关闭合，将滑片P 向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出B ．保持开关闭合，将滑片P 向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出C ．保持开关闭合，将a 极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出D ．如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出4．【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次联合考试】如图所示，一粒子源位于一边长为a 的正三角形ABC 的中点O 处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v 、质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，整个三角形位于垂直于△ABC 的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为 （ ）A ．mv qaB ．2mv qa QC ．23mv qaD ．43mv qa [答案] D[解析] 如图所示带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是r ＝12·a 2tan30°＝312a ，由qvB ＝m v 2r 得，最小的磁感应强度是B ＝43mv qa．6．【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次联合考试】如图所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，并以速率v 1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v 2，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 分别为 （ ）A ．v 1v 2g ，2πv 2gB ．v 1v 2g ，2πv 1gC ．v 1g ，2πv 1gD ．v 1g ，2πv 2g10．【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次联合考试】如图所示，质量为m ，带电荷量为＋q 的P 环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B ．现给环一向右的初速度v 0⎝⎛⎭⎫v 0>mg qB ，则（ ）A ．环将向右减速，最后匀速B ．环将向右减速，最后停止运动C ．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12mv 20D ．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12mv 20－12m ⎝⎛⎭⎫mg qB 2 10．[答案] AD[解析] 环在向右运动过程中受重力mg ，洛伦兹力F ，杆对环的支持力、摩擦力作用，由于v 0>mg qB，∴qv 0B >mg ，在竖直方向有qvB ＝mg ＋F N ，在水平方向存在向左的摩擦力作用，所以环的速度越来越小，当F N ＝0时，F f ＝0，环将作速度v 1＝mg qB的匀速直线运动，A 对B 错，从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能为动能的减少，即12mv 20－12m ⎝⎛⎭⎫mg qB 2，故D 对C 错，正确答案为A D ．10．【2011届山东省寿光市高三第一学期抽测】带电粒子以速度v 沿四方向射入一横截面为正方形的区域．BC 均为该正方形两边的中点，如图所示，不计粒子的重力．当区域内有竖直方向的匀强电场E 时，粒子从A 点飞出，所用时间为t1：当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场时，粒子也从B 点飞出，所用时间为t2，下列说法正确的是AD12．【合肥一中及其联谊学校2011届高三第三次全省大联考】如图所示，在厚铅板P 表面中心放置一很小的放射源么，能从A 点向各个方向放出相同速度的粒子。

厚铅板P 的左侧有垂直纸面纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，范围足够大，在A 处上方L 处有一涂荧光材料的金属条Q ，并与P 垂直。

若金属条Q 受到粒子的冲击而出现荧光的部分集中在CD 间，且CD= 3 L ，粒子质量为m 、电荷量为q ，则( )A ．粒子在磁场中作圆周运动的半径为R= 3 LB ．运动到C 点的粒子进入磁场时速度方向与PQ 边界相垂直C ．粒子在磁场中运动的最长时间为t max =2πm/qBD ．粒子在磁场中运动的最短时间为 t min =2πm/qB19．【皖南八校2011届高三第二次联考】带电小球以一定的初速度v 0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h l ；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v o ，小球上升的最大高度为h 2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v 。

，小球上升的的最大高度为h 3，如图所示．不计空气阻力，则A ．h 1=h 2=h 3B ．h 1>h 2>h 3C ．h 1=h 2>h 3D ．h 1=h 3>h 2答案：D 由竖直上抛运动的最大高度公式得：1h =g V 220。

当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，由能量守恒得：mgh 2+E k =21mV 02= mgh 1，所以1h ＞2h 。

当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，V 02=2gh 3 ，所以1h =3h 。

20．【2010-2011学年度安庆联考理科综合】如图所示的速度选择器中，存在相互正交的匀强电场、磁场，磁感应强度为B ，电场强度为 E ，带电粒子（不计重力）射人场区时的速度为 v 0 。

下列判断不正确的是（ ）A ．只有带正电且以速度V 0=E/B ，才能从S1孔射入，才能从S2孔射出B . 若带电粒子从 S2孔射人，则粒子不可能沿直线穿过场区C .如果带负电粒子从 S1孔沿图示方向以速度 v 0 ＜E/B 射人，那么其电势能将逐渐减少D.无论是带正电还是带负电的粒子，若从 S2孔沿虚线射人，其动能都一定增加12. 【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】如图９甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。

带电粒子在磁场中运动的动能E K随时间ｔ的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是A.高频电源的变化周期应该等于ｔｎ－ｔｎ－１B.在E k —t 图中应有t 4-t 3=t 3-t 2=t 2-t 1C.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D.不同粒子获得的最大动能都相同考点：回旋加速器的工作原理：磁场使粒子做圆周运动，对粒子不做功，电场对粒子做功每次做的功相等，高频电源变化的周期与带电粒子在磁场中运动的周期相同。

且与半径无关。

粒子获得的最大速度由qB mv R =知只与加速器的半径有关，则m B R q E km 2222=。

每次获得的动能qU E k =1。

加速的总时间qB m E E t k km π21⨯= 13．【洛阳市2010-2011学年高三年级统一考试】物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。

金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图10所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面M、N的电势分别为φM和φN，则下列判断中正确的是A．如果是P型半导体，有φM>φN B．如果是N型半导体，有φM<φNC．如果是P型半导体，有φM<φD．如果是金属导体，有φM<φ18，【重庆市万州区2011届高三第一次诊断】如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面（纸面为竖直平面）向里。

两个质量为m、带电量均为q的正电荷小球，分别从距圆弧最低点A高度为h处，同时静止释放后沿轨道运动。

下列说法正确的是A：两球可能在轨道最低点A点左侧相遇B：两球可能在轨道最低点A点相遇C：两球可能在轨道最低点A点右侧相遇D：两球一定在轨道最低点A点左侧相遇19．【2011年佛山市普通高中高三教学质量检测一】1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。

若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是：A．该束带电粒子带负电B．速度选择器的P1极板带正电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，荷质比qm越小11．【长宁区2011届第一学期高三年级期末考】在赤道上某处有一支避雷针．当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为A．正东B．正西C．正南D．正北16.【闸北区2011届第一学期高三年级期末考】北半球海洋某处，地磁场水平分量B1=0.8×10－4T，竖直分量B2=0.5×10－4T，海水向北流动。

海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L=20 m，如图所示。

与两极板相连的电压表（可看作理想电压表）示数为U=0.2 mV，则（）A.西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为0.125 m/sB.西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为0.2 m/smVL西东C.西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为0.125 m/sD.西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为0.2 m/s10. 【北京市石景山区2011届高三第一学期期末考】 物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转．某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发现：当通过导线电流为1I 时，小磁针偏转了︒30；当通过导线电流为2I 时，小磁针偏转了︒60，则下列说法中正确的是（ ）Ａ．123I I = Ｂ．122I I = Ｃ．123I I = Ｄ．无法确定13．【杨浦区2011届第一学期高三年级期末考】物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如右图所示的就是著名的电磁旋转实验．它的现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就是最早的电动机．图中a 是可动磁铁，b是固定导线，c 是可动导线，d 是固定磁铁．图中黑色部分表示汞，下部接在电源上，则从上向下看，a 、c 旋转的情况是（A ）a 顺时针，c 逆时针． （B ）a 逆时针，c 顺时针．（C ）a 逆时针，c 逆时针． （D ）a 顺时针，c 顺时针．11．【北京朝阳区2011届第一学期期末统考】如图所示，在正方形区域abcd 内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速率垂直于ad 边且垂直于磁场射入磁场区域，下列判断正确的是 A ．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹越长B ．在磁场中运动时间相同的电子，其运动轨迹一定重合C ．不同运动速率的电子，在磁场中的运动时间一定不相同D ．在磁场中运动时间越长的电子，其运动轨迹所对应的圆心角越大１2. 【北京市房山区2011届高三第一学期期末考】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13．【北京市房山区2011届高三第一学期期末考】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× × × × × × × × × × × × × × × × v B d a b c θθ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、①②④6．【北京市海淀区2011届高三第一学期期末考】在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。