2024年高考試題+模擬新題分類匯編專題-磁場

K單元磁場K1磁場安培力2．K1 [2024·天津卷]如以下列圖，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變以下某一個條件，θ角的相應(yīng)變化情況是()A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長變短，θ角變小C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強度變大，θ角變小K2磁場對運動電荷的作用17．K2[2024·全國卷]質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動．兩粒子的動量大小相等．以下說法正確的選項是()A．假設(shè)q1＝q2，那么它們做圓周運動的半徑一定相等B．假設(shè)m1＝m2，那么它們做圓周運動的半徑一定相等C．假設(shè)q2≠q2，那么它們做圓周運動的周期一定不相等D．假設(shè)m1≠m2，那么它們做圓周運動的周期一定不相等9．K2[2024·江蘇卷]如以下列圖，MN是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場的邊界.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點射入磁場．假設(shè)粒子速度為v0，最遠能落在邊界上的A點．以下說法正確的有()A．假設(shè)粒子落在A點的左側(cè)，其速度一定小于v0B．假設(shè)粒子落在A點的右側(cè)，其速度一定大于v0C．假設(shè)粒子落在A點左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小于v0－eq\f(qBd,2m)D．假設(shè)粒子落在A點左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v0＋eq\f(qBd,2m)15．K2[2024·廣東卷]質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖2中虛線所示．以下表述正確的選項是()圖2A．M帶負電，N帶正電B．M的速率小于N的速率C．洛倫茲力對M、N做正功D．M的運行時間大于N的運行時間16．K2 [2024·北京卷]處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動．將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A．與粒子電荷量成正比B．與粒子速率成正比C．與粒子質(zhì)量成正比D．與磁感應(yīng)強度成正比K3帶電粒子在組合場及復(fù)合場中運動24．K3[2024·重慶卷]有人設(shè)計了一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如以下列圖，兩帶電金屬板間有勻強電場，方向豎直向上，其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強磁場．一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為eq\f(1,k)的帶正電顆粒，以不同的速率沿著磁場區(qū)域的水平中心線為O′O進入兩金屬板之間，其中速率為v0的顆粒剛好從Q點處離開磁場，然后做勻速直線運動到達收集板．重力加速度為g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板與NQ的距離為l，不計顆粒間相互作用．求：(1)電場強度E的大??；(2)磁感應(yīng)強度B的大小；(3)速率為λv0(λ＞1)的顆粒打在收集板上的位置到O點的距離．12．K3 [2024·天津卷]對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義．如以下列圖，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，沉著器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，做半徑為R的勻速圓周運動．離子行進半個圓周后離開磁場并被收集，離開磁場時離子束的等效電流為I.不考慮離子重力及離子間的相互作用．(1)求加速電場的電壓U；(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M；(3)實際上加速電壓的大小會在U±ΔU范圍內(nèi)微小變化．假設(shè)容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場加速后進入磁場中會發(fā)生別離，為使這兩種離子在磁場中運動的軌跡不發(fā)生交疊，eq\f(ΔU,U)應(yīng)小于多少？(結(jié)果用百分數(shù)表示，保存兩位有效數(shù)字)圖1025．K3[2024·課標全國卷]如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)．在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直．圓心O到直線的距離為eq\f(3,5)R.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域．假設(shè)磁感應(yīng)強度大小為B，不計重力，求電場強度的大小．15．K3[2024·江蘇卷]如以下列圖，待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場，根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場．圖中裝置由加速器和平移器組成，平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成，極板長度為l、間距為d，兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子經(jīng)加速電壓U0加速后，水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的平移器，最終從A點水平射入待測區(qū)域．不考慮粒子受到的重力．(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1；(2)當加速電壓變?yōu)?U0時，欲使粒子仍從A點射入待測區(qū)域，求此時的偏轉(zhuǎn)電壓U；(3)粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域，剛進入時的受力大小均為F.現(xiàn)取水平向右為x軸正方向，建立如以下列圖的直角坐標系Oxyz.保持加速電壓為U0不變，移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區(qū)域，粒子剛射入時的受力大小如下表所示.射入方向y－yz－z受力大小eq\r(5)Feq\r(5)Feq\r(7)Feq\r(3)F請推測該區(qū)域中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小及可能的方向．圖1823．K4[2024·山東卷]如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為U0，周期為T0.在t＝0時刻將一個質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在t＝eq\f(T0,2)時刻通過S2垂直于邊界進入右側(cè)磁場區(qū)．(不計粒子重力，不考慮極板外的電場)甲圖乙(1)求粒子到達S2時的速度大小v和極板間距d.(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強度的大小應(yīng)滿足的條件．(3)假設(shè)已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t＝3T0時刻再次到達S2，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運動的時間和磁感應(yīng)強度的大?。畧D118．K4[2024·全國卷]如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流．a(chǎn)、o、b在M、N的連線上，o為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到o點的距離均相等．關(guān)于以上幾點處的磁場，以下說法正確的選項是()A．o點處的磁感應(yīng)強度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反C．c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同24．K4[2024·浙江卷]如以下列圖，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上．兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場．將噴墨打印機的噴口靠近上板下外表，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴．調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動；進入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點．(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置．為了使墨滴仍能到達下板M點，應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至B′，那么B′的大小為多少？模擬新題型1．2024·臨汾月考關(guān)于導(dǎo)體在磁場中受力，以下說法正確的選項是()A．通電導(dǎo)體在磁場中一定受到力的作用B．通電導(dǎo)體在磁場中有時不會受到力的作用C．通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場方向不平行也不垂直時，不會受到力的作用D．只要導(dǎo)體放入磁場中，無論是否通電都會受到力的作用2．2024·江西調(diào)考如以下列圖，一個半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應(yīng)強度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)．假設(shè)導(dǎo)線環(huán)上載有如以下列圖的恒定電流I，那么以下說法正確的選項是()A．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向下B．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上C．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRD．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ3．2024·陜西調(diào)研如以下列圖，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強磁場，邊界OA上有一粒子源S.某一時刻，從S平行于紙面向各個方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計粒子的重力及粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過一段時間有大量粒子從邊界OC射出磁場．∠AOC＝60°，從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的最長時間等于eq\f(T,2)(T為粒子在磁場中運動的周期)，那么從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的時間不可能為()A.eq\f(T,8)B.eq\f(T,6)C.eq\f(T,4)D.eq\f(T,3)4．2024·忻州聯(lián)考盤旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心局部是分別與高頻交流兩極相連接的兩個D形金屬盒，盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩個D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如以下列圖，要增大帶電粒子射出時的動能，那么以下說法正確的選項是()A．增大電場的加速電壓B．增大D形金屬盒的半徑C．減小狹縫間的距離D．減小磁場的磁感應(yīng)強度5．2024·佛山模擬如以下列圖，將一束等離子體噴射入磁場，在場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓．如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長