2019屆高考物理真題同步分類解析專題06磁場(chǎng)

1、專題06磁場(chǎng)1. （2019全國(guó)1卷17）如圖，等邊三角形線框 LM曲三根相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M N直流電源兩端相接，已如導(dǎo)體棒M度到的安培力大小為 F,則線框LM隈到的安培力的大小為（）A. 2FB . 1.5 F C . 0.5F D . 0【答案】B【解析】設(shè)導(dǎo)體棒 MN勺電流為I ,則MLN勺電流為,，根據(jù)F =BIL,所以MlSLNI安培力為,根據(jù)力的22p合成，線框LM度到的安培力的大小為F+ :1 - .一,二2. （2019全國(guó)1卷24） （ 12分）如圖，在直角三角形 OPNC域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為R方向垂

2、直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓助口速后，7&平行于x軸的方向射入磁場(chǎng)；一段時(shí)間后，該粒子在O船上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出。已知 O我為坐標(biāo)原點(diǎn)，N氏在y軸上，O內(nèi)x軸的夾角為30 ,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)之間的距離為d,不計(jì)重力。求（1）帶電粒子的比荷；（2）帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間?！敬鸢浮?2（1）設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為 m電荷量為q,加速后的速度大小為 v。由動(dòng)能定理有qU=-mv222設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由洛倫茲力公式和牛領(lǐng)第二定律有qvB = mv-r由幾何關(guān)系知d=J2 聯(lián)立式得q 4U一=22 m B2d2（2）由幾何關(guān)

3、系知，帶電粒子射入磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)到 x軸所經(jīng)過(guò)的路程為爐 s=_+r而30 2帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至 x軸的時(shí)間為聯(lián)立式得Bd2 凈Z = -十2【解析】另外解法（2）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1 L仍 W二（將比荷代入）4 qB 8Lr11 bFAil設(shè)粒子在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t 2 ,則九二2二 一.v屈宛11 萬(wàn)帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至 X軸的時(shí)間為t=t1 +t2，代入tl和t2得，=（+?二）.2 33.（全國(guó)2卷17）如圖，邊長(zhǎng)為l的正方形abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面（abcd所在平面）向外。ab邊中點(diǎn)有一電子源 O,可向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直于 ab邊的方向發(fā)射

4、電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為（A. IkBl竺 kBi44B -kBl 5 kBl,4， 4C. 1kBl, 更 kBlD. -kBl , 5kBl2424【答案】B【解析】左圖：從a點(diǎn)射出的電子運(yùn)動(dòng)軌跡，半徑Ra =，代入公式R = mv得va=K!B;4qB4OP二 5!，代入公式 . _ _cosZJOO, 4右圖：從5d點(diǎn)射出的電子運(yùn)動(dòng)軌跡， OD=15l2,cosDOO=-，半徑 .舊 段mvqB得vd =5klB4所以答案為D。4.（全國(guó)3卷18）如圖，在坐標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為1 和B方向均垂直于B2紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

5、。一質(zhì)量為m電荷量為q （q0）的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于 y軸進(jìn)入第一象限，最后經(jīng)過(guò)x軸離開(kāi)第一象限。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（*v5 jm A6qB7 Tim6qB八117mC .6qB13 jmD .6qB【解析】如下圖所示，粒子在第二象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ti工一 一、 ,-,在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間0 =芋二子4一： j由Ti =qB27an 4加二Q=豆2,7 jm代入解得仁而a點(diǎn)射入,5.（北京卷16）如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從從b點(diǎn)射出。下列說(shuō)法正確的是（）A.粒子帶正電B.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率C.若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子

6、可能從b點(diǎn)右側(cè)射出D.若僅減小入射速率，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短根據(jù)左手定則，粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率不變， B錯(cuò)誤；若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)半徑mv公式r =，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大，所以粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出，C正確；若僅減小入射速率,qB，一，, mv根據(jù)半徑公式r =，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小，如下圖所不，則粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角變 qB,T2二m 、一 a ,3 r大，根據(jù)t =一 因?yàn)門 =不變，圓心角變大，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，所以D錯(cuò)誤。,2二qB6 .（天津卷4）筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常

7、工作：當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U ,以此控制屏幕的熄滅。則元件的（A.前表面的電勢(shì)比后表面的低B.前、后表面間的電壓 U與U無(wú)關(guān)C.前、后表面間的電壓 U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eU【答案】4.D【解析】電子定向移動(dòng)方向向左，根據(jù)左手定則，電子向后表面偏轉(zhuǎn)，所以前表面的電勢(shì)比后表面的高，A錯(cuò)誤；根據(jù)洛倫茲力等于電場(chǎng)力 Bev

8、=Ue,得前、后表面間的電壓 U =Bav,所以B C錯(cuò)誤； aeU自由電子受到的洛倫茲力大小為Ee = eU , D正確。a7 .（江蘇卷7）如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，通過(guò)的電流強(qiáng)度相等.矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，通有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎赼、b產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下靜止.則 a、b的電流方向可能是（）(A)均向左(C) a的向左，b的向右(B)均向右(D) a的向右，b的向左【答案】CD【解析】驗(yàn)證法：a的向左，b的向右如下圖安培力方向相反，線框靜止。同理D正確，A、B錯(cuò)誤。8 .(江蘇卷16) ( 16分)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.磁場(chǎng)中的水

9、平絕緣薄板與磁場(chǎng)的左、右邊界分別垂直相交于 Ml N, MN=L,粒子打到板上時(shí)會(huì)被反彈(碰撞時(shí)間極短)，反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反.質(zhì)量為mi電荷量為-q的粒子速度一定，可以從左邊界的不同位置水平射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d,且dL,粒子重力不計(jì)，電荷量保持不變。(1)求粒子運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(2)欲使粒子從磁場(chǎng)右邊界射出，求入射點(diǎn)到M勺最大距離dm；PM=d,dQ附2 ,求粒子從 國(guó)iJQ勺運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.(3)! X從P點(diǎn)射入的粒子最終從 Q點(diǎn)射出磁場(chǎng),【答案】(1)粒子的運(yùn)動(dòng)半徑d =mv解得v =遐qBm(2)如圖4所示，粒子碰撞后的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與磁場(chǎng)左邊界相切t =-12由幾何關(guān)系得dm=d (1+sin60 )解得/(3)粒子的運(yùn)動(dòng)周期T=2吧 qB設(shè)粒子最后一次碰撞到射出磁場(chǎng)的時(shí)間為t,則f = J + =)4(a)當(dāng)d時(shí)，粒子斜向上射出磁場(chǎng)t T 斛倚，=()121 C(b)當(dāng) id-Q-y d時(shí)，粒子斜向下射出磁場(chǎng)fL 3括-4 T 解得 ，=(：一a【解析】(3)(a)當(dāng)=四4-(1-固)d時(shí)，粒子斜向上射出磁場(chǎng)，如下圖所示。設(shè)最后一段弧所用時(shí)間為t,則f=甘山 L-(l-fd T,T =qB粒子從