高中物理磁场经典例题.doc

1．【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

，带电荷量

m

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，

mg

，则

（

）

磁感应强度大小 B ．现给环一向右的初速度 v 0 v 0>

qB

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

1

2

2mv

D ．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是

1

2

－ 1 mg 2

2mv

2

m

qB

1．[ 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，

mg

由于 v 0>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

N

＝0 时， f ＝ 0，环将作速度

v

mg

1

＝的匀速直线运动， A 对 B

F

F

qB

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

1 2 1 mg 2 ，

故 D 对 C 错，正确答案为 A

D ．

2. 【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

2. [答案]B

[解析]

先对左球进行受力分析

, 如图所示

, 取小球运动的任一位置，小球在沿着轨道运动 的过程中始终受到竖直向下的重力 mg 和指向圆心的洛伦磁力

F 作用 , 而 mg 又可分解为指向圆

心方向和切线方向的

F1，F2。可知， F 和 F1 始终垂直小球的运动方向，在小球运动过程中不

改变小球的速度大小，而小球的速度的大小只与 F2 有关，对右球同样进行受力分析，它沿着

切线方向的力的变化与

F2 是相同的，所以两个小球运动到

A 所需的时间相同。在左球运动到

A 的过程中， F 不断增大，如果 F 始终小于 F1，那么两球便会在最低点 A 相遇，如果 F 在某点

大于 F1，那么小球便会被拉离轨道不能与右球在

A 点相遇，故答案是

B 。

3．【武昌区 2010 届高三年级元月调研测试】 如图所示，有一垂直于纸面向外的磁感应强度为

B 的有界匀强磁场（边界上有磁场） ，其边界为一边长为 L 的三角形， A 、 B 、

C 为三角形

的 顶点。 今有一质量为 、电荷量为＋ q 的粒子（不计重 C

力 ），

m

3qBL

以速度 v＝4m从 AB边上某点 P 既垂直于 AB 边又垂直于磁场的方向射入磁场，然后从BC边上某点 Q射出。若从 P点射入的该粒子能从Q点射出，则

A．| PB| ≤2＋ 3 4 L

B．| |≤1＋ 3

PB 4 L

C．| QB|≤3L

4

1

D．| QB|≤2L

3. [ 答案 ]AD

C 【解析】考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动。本题粒子的

半径确定，圆心必定在经过的直线上，可将粒子的半圆画出来，然

AB

后移动三角形，获取AC边的切点以及

从BC边射出的最远点。由半径公Q

3

式可得粒子在磁场中做圆周运动的半径为R＝4 L，如图所示，当圆心A

P1 P2 O1 O22 B

1

AC边切过，并与BC边切过，因此入射点

处于 O 位置时，粒子正好从

1

2＋ 3 2

4

粒子从2 射入，打在边的点，由于此时点距离最远为圆的半径，故最大，即P BC Q Q AB R QB 1

QB≤2L，D对。

4．【 2011 年安徽省名校第一次联考】如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界 OA上有一粒子源 S。某一时刻，从 S 平行于纸面向各个方向发射出大量带正

电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过

一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知AOC 60o ，从边界 OC射出的粒子在磁

场中运动的最短时间等于T

（ T 为粒子在磁场中运动的周期），则从边界 OC射出的粒子在6

磁场中运动的最长时间为（）

A．

T

3

B．

T

2

C．

2T

3

D．

5T

6

4.[答案]B

[ 解析 ]首先要判断出粒子是做逆时针圆周运动。由于所有粒子的速度大小都相同，故