2018高考物理試題分類(lèi)解析：磁場(chǎng)

...wd......wd......wd...2018年高考物理試題分類(lèi)解析：磁場(chǎng)全國(guó)1卷25.〔20分〕如圖，在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氕核11H和一個(gè)氘核21H先后從y軸上y=h點(diǎn)以一樣的動(dòng)能射出，速度方向沿x軸正方向。11H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為60°，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng)。11H的質(zhì)量為m，電荷量為q不計(jì)重力。求〔1〕11H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離〔2〕磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小〔3〕12H第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離【答案】25．〔1〕在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如以下列圖。設(shè)在電場(chǎng)中的加速度大小為a1，初速度大小為v1，它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離為s1。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有①②由題給條件，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角。進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度y分量的大小為③聯(lián)立以上各式得④〔2〕在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有⑤設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為，由速度合成法那么有⑥設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑為R1，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有⑦由幾何關(guān)系得⑧聯(lián)立以上各式得⑨〔3〕設(shè)在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為v2，在電場(chǎng)中的加速度大小為a2，由題給條件得⑩由牛頓第二定律有?設(shè)第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為，速度的方向與x軸正方向夾角為，入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為s2，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有????聯(lián)立以上各式得?設(shè)在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2，由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式得?所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)到第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)的距離為，由幾何關(guān)系有?聯(lián)立④⑧???式得，第一次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)得位置到原點(diǎn)O的距離為?全國(guó)2卷20．如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外。a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和，方向也垂直于紙面向外。那么A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C．流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為【解析】設(shè)流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，流經(jīng)L2電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理，考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，有同理，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，有因?yàn)椤惨蚓嚯x相等〕，，解得,【答案】20．AC全國(guó)2卷25.〔20分〕一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其在平面內(nèi)的截面如以下列圖：中間是磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于平面；磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)域，寬度均為，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條形區(qū)域邊界上的兩點(diǎn)，它們的連線(xiàn)與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出。不計(jì)重力。〔1〕定性畫(huà)出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡；〔2〕求該粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大?。弧?〕假設(shè)該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間?！窘獯稹?5．〔20分〕解：〔1〕粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖〔a〕所示?！擦Ｗ釉陔妶?chǎng)中的軌跡為拋物線(xiàn)，在磁場(chǎng)中為圓弧，上下對(duì)稱(chēng)〕〔2〕粒子從電場(chǎng)下邊界入射后在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大小為v0，在下側(cè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度的大小為a；粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v，方向與電場(chǎng)方向的夾角為〔見(jiàn)圖〔b〕〕，速度沿電場(chǎng)方向的分量為v1，根據(jù)牛頓第二定律有qE=ma①式中q和m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=at②③④粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得⑤由幾何關(guān)系得⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得⑦〔3〕由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和題給數(shù)據(jù)得⑧聯(lián)立①②③⑦⑧式得⑨設(shè)粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)所用的時(shí)間為，那么⑩式中T是粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，?由③⑦⑨⑩?式得?全國(guó)3卷24．(12分)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直。甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1，并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出；乙種離子在MN的中點(diǎn)射出；MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求：〔1〕磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；〔2〕甲、乙兩種離子的比荷之比?！敬鸢浮?4．〔1〕設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，由動(dòng)能定理有①由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有②由幾何關(guān)系知③由①②③式得④〔2〕設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2，射入磁場(chǎng)的速度為v2，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2。同理有⑤⑥由題給條件有⑦由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為⑧北京卷18．某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；假設(shè)僅撤除電場(chǎng)，那么該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是A．磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B．磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C．粒子的電性和電量D．粒子入射時(shí)的速度【解析】勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，約去，無(wú)關(guān)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電量只影響半徑大小，電性只影響轉(zhuǎn)動(dòng)方向，不影響是否做圓周運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮?8．C天津卷11．如以下列圖，在水平線(xiàn)ab下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下，ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)中有一內(nèi)、外半徑分別為R、的半圓環(huán)形區(qū)域，外圓與ab的交點(diǎn)分別為M、N。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放，由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出，不計(jì)粒子重力?！?〕求粒子從P到M所用的時(shí)間t；〔2〕假設(shè)粒子從與P同一水平線(xiàn)上的Q點(diǎn)水平射出，同樣能由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出，粒子從M到N的過(guò)程中，始終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)，且所用的時(shí)間最少，求粒子在Q時(shí)速度的大小。11.【解答】〔1〕設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，所受洛倫茲力提供向心力，有設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受電場(chǎng)力為F，有F=qE②；設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有F=ma③；粒子在電場(chǎng)中做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，有v=at④；聯(lián)立①②③④式得⑤；〔2〕粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期和速度、半徑無(wú)關(guān)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間只由粒子所通過(guò)的圓弧所對(duì)的圓心角的大小決定，故當(dāng)軌跡與內(nèi)圓相切時(shí)，所有的時(shí)間最短，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為，由幾何關(guān)系可知⑥設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與ab的夾角為θ，即圓弧所對(duì)圓心角的一半，由幾何關(guān)系可知⑦；粒子從Q射出后在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)方向上的分運(yùn)動(dòng)和從P釋放后的運(yùn)動(dòng)情況一樣，所以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的速度同樣為v，在垂直于電場(chǎng)方向的分速度始終為，由運(yùn)動(dòng)的合成和分解可知⑧聯(lián)立①⑥⑦⑧式得⑨15．〔16分〕如以下列圖，真空中四個(gè)一樣的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，高為4d，寬為d，中間兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域間隔為2d，中軸線(xiàn)與磁場(chǎng)區(qū)域兩側(cè)相交于O、O′點(diǎn)，各區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．某粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q，從O沿軸線(xiàn)射入磁場(chǎng)．當(dāng)入射速度為v0時(shí)，粒子從O上方處射出磁場(chǎng)．取sin53°=0.8，cos53°=0.6．〔1〕求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；〔2〕入射速度為5v0時(shí)，求粒子從O運(yùn)動(dòng)到O′的時(shí)間t；〔3〕入射速度仍為5v0，通過(guò)沿軸線(xiàn)OO′平移中間兩個(gè)磁場(chǎng)〔磁場(chǎng)不重疊〕，可使粒子從O運(yùn)動(dòng)到O′的時(shí)間增加Δt，求Δt的最大值．【答案】15．〔1〕粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由題意知，解得〔2〕設(shè)粒子在矩形磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角為α，如以下列圖由d=rsinα，得sinα=，即α=53°在一個(gè)矩形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，解得直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，解得那么〔3〕將中間兩磁場(chǎng)分別向中央移動(dòng)距離x，如以下列圖粒子向上的偏移量y=2r〔1–cosα〕+xtanα由y≤2d，解得那么當(dāng)xm=時(shí)，Δt有最大值粒子直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)路程的最大值增加路程的最大值增加時(shí)間的最大值。有的可能以為當(dāng)中間兩磁場(chǎng)分別向中央移動(dòng)到靠近時(shí)，可使粒子從O運(yùn)動(dòng)到O′的時(shí)間增加Δt最大，錯(cuò)誤了，因?yàn)榇饲闆r粒子飛出左磁場(chǎng)后打到第2個(gè)磁場(chǎng)的上邊緣了，要飛出磁場(chǎng)了，不能到達(dá)O’。如以以下列圖所示：。海南物理卷3.如圖，一絕緣光滑固定斜面處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上，通有電流的金屬細(xì)桿水平靜止在斜面上。假設(shè)電流變?yōu)?，磁感?yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B，電流和磁場(chǎng)的方向均不變，那么金屬細(xì)桿將A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑C.沿斜面勻速上滑D.仍靜止在斜面上3.【解析】原來(lái)，，后來(lái)，沿斜面向上，A正確。【答案】A海南物理卷13.〔10分〕如圖，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于