高考物理 最新考点分类解析 考点9 磁场Word文档格式.docx
- 文档编号:15393142
- 上传时间:2022-10-30
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:285.21KB
高考物理 最新考点分类解析 考点9 磁场Word文档格式.docx
《高考物理 最新考点分类解析 考点9 磁场Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理 最新考点分类解析 考点9 磁场Word文档格式.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
2.C 【解析】磁感应强度是矢量,某处磁感应强度大小和方向由M、N两点处的电流产生的磁感应强度的矢量之和决定.直线电流的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆,某点磁感应强度的方向就是该点磁感线的切线方向.在o点,同方向的磁场相叠加,磁感应强度不是零,A错误.a、b处的磁感应强度等于M、N分别在a、b处产生的磁感应强度相叠加,因此,a、b处的磁感应强度大小相等,方向都是向下,所以B错误;
同理,可得C正确.对M、N分别在c处产生的磁感应强度矢量叠加求和,可知方向向下,与a处的磁感应强度方向相同,D错误.
3.【2012·
课标全国卷,19题,6分】如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;
磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )
A. B.C.D.
3.C 【解析】当导线框在磁场中转动时,产生的感应电动势为E=B0R2ω,当导线框在磁场中不转动而磁场变化时,产生的感应电动势为E=·
πR2,故=,C正确.
4.【2012·
江苏卷,9题,4分】如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界.一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场.若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点.下列说法正确的有( )
A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0
B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0
C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-
D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+
4.BC 【解析】带电粒子沿垂直边界的方向射入磁场时,落在边界上的点离出发点最远,当入射方向不是垂直边界的方向时,落在边界上的点与出发点的距离将小于这个距离,即速度大于或等于v0,但入射方向不是90°
时,粒子有可能落在A点的左侧,A项错误;
但粒子要落在A点的右侧,其速度一定要大于临界速度v0,B项正确;
设OA之间距离为L,若粒子落在A点两侧d范围内,则以最小速度v入射的粒子做圆周运动的直径应为L-d,由洛伦兹力提供向心力,qvB=,qv0B=,解得v=v0-,C项正确;
由于题中没有强调粒子的入射方向,因此无法确定速度的最大值,D项错误.
5.【2012·
广东卷,15题,4分】质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对MN做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
5.A 【解析】由左手定则判断知,A正确;
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力qvB=m,半径为:
r=,在质量与电量相同的情况下,半径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,B错;
洛伦兹力不做功,C错;
粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一半,而周期为T=,M的运行时间等于N的运行时间,故D错.
6.【2012·
北京卷,16题,6分】处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比
B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比
D.与磁感应强度成正比
6.D 【解析】由电流的定义I=可知,设粒子的电荷量为q,质量为m,在磁场中运动的周期为T=,则I==,对于一个粒子来说,电荷量和质量是一定的,所以产生的环形电流与磁感应强度成正比,D项正确,A、B、C项错误.
7.【2012·
安徽卷,19题,6分】如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°
角.现将带电粒子的速度变为,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为( )
A.Δt B.2Δt C.Δt D.3Δt
7.B 【解析】此带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,且出射方向的反向延长线必过圆心O.设圆形磁场区域半径为R,粒子以速度v在磁场中运动的轨迹圆的半径为r1,通过作图可知轨迹对应的圆心角为60°
,再作其角平分线,则tan30°
=,Δt=×
=;
粒子以速度v在磁场中运动的轨迹圆的半径为r2,设对应的圆心角为θ=2α,又由r2==r1,则tanα===3tan30°
=,可得α=60°
,故θ=120°
,粒子在磁场中的运动时间Δt′=×
==2Δt,B正确.
8.【2012·
福建卷,22题,20分】如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心O在区域中心.一质量为m、带电荷量为q(q0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动.已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中T0=.设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略.
(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0;
(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等.试求t=T0到t=1.5T0这段时间内:
①细管内涡旋电场的场强大小E;
②电场力对小球做的功W.
8.【答案】
(1)
(2)①②
【解析】
(1)小球运动时不受细管侧壁的作用力,因而小球所受洛伦兹力提供向心力
qv0B0=m①
由①式解得v0=②
(2)①在T0到1.5T0这段时间内,细管内一周的感应电动势
E感=πr2③
由图乙可知=④
由于同一条电场线上各点的场强大小相等,所以
E=⑤
由③④⑤式及T0=得E=⑥
②在T0到1.5T0时间内,小球沿切线方向的加速度大小恒为
a=⑦
小球运动的末速度大小
v=v0+aΔt⑧
由图乙Δt=0.5T0,并由②⑥⑦⑧式得v=v0=⑨
由动能定理,电场力做功为
W=mv2-mv02⑩
由②⑨⑩式解得
W=mv02=
9.【2012·
江苏卷,15题,16分】如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场.图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反.质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域.不考虑粒子受到的重力.
(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1;
(2)当加速电压变为4U0时,欲使粒子仍从A点射入待测区域,求此时的偏转电压U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域,刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.保持加速电压为U0不变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示.
射入方向
y
-y
z
-z
受力大小
F
请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.
9.【答案】
(1)
(2)U=4U1(3)见解析
【解析】
(1)设粒子射出加速器的速度为v0,由动能定理得
qU0=mv02
由题意得v1=v0,即v1=
(2)在第一个偏转电场中,设粒子的运动时间为t.
加速度的大小a=
在离开时,竖直分速度vy=at
竖直位移y1=at2
水平位移l=v1t
粒子在两偏转电场间做匀速直线运动,经历时间也为t
竖直位移y2=vyt
由题意知,粒子竖直总位移y=2y1+y2
解得y=
则当加速电压为4U0时,U=4U1
(3)(a)由沿x轴方向射入时的受力情况可知:
B平行于x轴,且E=.
(b)由沿±
y轴方向射入时的受力情况可知:
E与Oxy平面平行.
F2+f2=(F)2,则f=2F且f=qv1B
解得B=
(c)设电场方向与x轴方向夹角为α.
若B沿x轴方向,由沿z轴方向射入时的受力情况得
(f+Fsinα)2+(Fcosα)2=(F)2
解得α=30°
或α=150°
即E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为30°
或150°
.
同理,若B沿-x轴方向,E与Oxy平面平行且与x轴方向的夹角为-30°
或-150°
10.【2012·
课标全国卷,25题,18分】如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.
10.【答案】
【解析】粒子在磁场中做圆周运动.设圆周的半径为r,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得
qvB=m①
式中v为粒子在a点的速度.
过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c和d点.由几何关系知,线段a、b和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形.因此
a=b=r②
设=x,由几何关系得
=R+x③
=R+④
联立②③④式得r=R⑤
再考虑粒子在电场中的运动.设电场强度的大小为E,粒子在电场中做类平抛运动.设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得
qE=ma⑥
粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,由运动学公式得
r=at2⑦
r=vt⑧
式中t是粒子在电场中运动的时间.联立①⑤⑥⑦⑧式得
E=⑨
11.【2012·
山东卷,23题,18分】如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>
0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考物理 最新考点分类解析 考点9 磁场 高考 物理 最新 考点 分类 解析