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2013年高考物理试题分类汇编:09磁场

2013年高考物理试题:磁场

1、(2013年新课标Ⅰ卷) 如图,半径为R的圆死一圆柱形匀强磁场区

域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向

外,一电荷量为q(q>0)。质量为m的例子沿平行于之境ab的

方向摄入磁场区域,摄入点与ab

的磁场与摄入磁场时运动方向间的夹角为60°,则例子的速率为

(不计重力)

A B C D

2、(2013年新课标Ⅱ卷) 空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场

方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率

v沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方

向60°。不计重力,该磁场的磁感应强度大小为

A B C D

3、(2013年广东理综)如图9,两个初速度大小相同的同种离子a和b,

从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有

A.a、b均带正电

B.a在磁场中飞行的时间比b的短

C.a在磁场中飞行的路程比b的短

D.a在P上的落点与O点的距离比b的近

4、(2013年浙江理综) 在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为

U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过=30°后

从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+

A.在内场中的加速度之比为1:1

B.在磁场中运动的半径之比为根号3:1

C.在磁场中转过的角度之比为1:2

D.离开电场区域时的动能之比为1:3

5、(2013年安徽卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长

6、(2013年上海物理)如图,通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共

面,位置靠近ab 且相互绝缘。当MN 中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向 (A)向左(B)向右

(C)垂直纸面向外(D)垂直纸面向里

7、(2013年海南物理)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组

成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I ,方向如图所示。a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶

点的距离相等。将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3,下列说法正确的是 A .B 1=B 2

C .a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外,c 处磁场方向垂直于纸面向里

D .a 处磁场方向垂直于纸面向外,b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里

8、(2013年北京理综) 如图所示,两平行金属板 间距为d ,电势差为U ,板间电场可视为匀

强电场;金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场。带电量为+q 、质量为m 的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响,求:

(1) 匀强电场场强E 的大小;

(2) 粒子从电场射出时速度ν的大小;

(3) 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R 。

a

9、(2013年山东理综)(18分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀

强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度

的粒子自

大小为E. 一质量为m、带电量为q

y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴

上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后

仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。

(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。

(2)若磁感应强度的大小为一定值B0,粒子将

以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0;

(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过

一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度

与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两

次经过Q点所用的时间。

10、(2013年大纲卷)如图,虚线OL与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有垂直于xOy平

面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场,入射点为M。粒子在磁场中运动的轨道半径为R。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于p点(图中未画出)且op—=R。不计重力。求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间。

11、(2013年高考福建理综) (20分)如图甲,空间存在—范围足够大的垂直于xoy平面向外的

匀强磁场,磁感应强度大小为B。让

质量为m,电量为q(q<0)的粒子从

坐标原点O沿加xoy平面以不同的初

速度大小和方向入射到该磁场中。不

计重力和粒子间的影响。

(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入

射,恰好能经过x 轴上的A(a,0)点,求v1的大小:

(2)已知一粒子的初建度大小为v(v>v1).为使该粒子能经过A(a,0)点,其入射角θ(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sinθ值:

(3)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿x轴正向发射。研究表明:粒子在xoy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量v x与其所在位置的y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关。求该粒子运动过程中的最大速度值v m。

12、(2013年天津理综) 一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀

强磁场,磁感应强度为B。圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中M板带正电荷,N板带等量负电荷。质量为m、电荷量为q的带正电粒

子自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度

v沿半径SO方向射入磁场中,粒子与圆筒发生两次碰撞后

仍从S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且

电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求:

(1)M、N间电场强度E的大小;

(2)圆筒的半径R;

(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M

粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至

从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n。

13、(2013年四川理综)如图所示,竖

直平面(纸面)内有平面直角坐标系

xOy,x轴沿水平方向。在x≤0的区

域内存在方向垂直纸面向里,磁感应

强度大小为B1的匀强磁场。在第二

象限紧贴y轴固定放置长为l、表面

粗糙的不带电绝缘平板,平板平行x

轴且与x轴相距h。在第一象限内的

某区域存在方向互相垂直的匀强磁

场(磁感应强度大小为B2,方向垂

直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)。一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A 点沿x正向抛出;另一质量也为m、带电量为q的小球P从A x轴正向运

动,变为匀速运动后从y轴上的D

磁场区域,沿y轴负方向运动,然后从x轴上的K点进入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限内的某一点,且竖直方向速度相同。设运动过程中小球P的电量不变,小球P和Q 始终在纸面内运动且均看作质点,重力加速度为g。求:

(1)匀强电场的场强大小,并判断P球所带电荷的正负;

(2)小球Q的抛出速度v0取值范围;

(3)B1是B2的多少倍?

14、(2013年江苏物理) 在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运

动的控制。 如题15-1图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题15-2图所示。 x 轴正方向为E 的正方向,垂直纸面向里为 在坐标原点O 有一粒子P ,其质量和电荷量分别为m 和

+q 。不计重力。在2

t τ

=

时刻释放P ,它恰能沿一定轨道做往复运动。

(1)求P 在磁场中运动时速度的大小0v ; (2)求0B 应满足的关系; (3)在00(0)2

t t τ

<<

时刻释放P ,求P 速度为零时的坐标。

15、(2013年海南物理) 如图,纸面内有E 、F 、G 三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间

有一匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a 在纸面内垂直于EF 从F 点射出,其轨迹经过G 点;再使带有同样电荷量的点电荷b 在纸面内与EF 成一定角度从E 点射出,其轨迹也经过G 点,两点电荷从射出到经过G 点所用的时间相同,且经过G 点时的速度方向也相同。已知点电荷a 的质量为m ,轨道半径为R ,不计重力,求:

(1)点电荷a 从射出到经过G 点所用的时间; (2)点电荷b 的速度大小。

G E

F 300 1350

16(2013重庆理综)(15分)小明在研究性学习中设计了一种可测

量磁感应强度的实验,其装置如题7图所示。在该实验中,磁铁

固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的读数为G 1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计。直铜条AB 的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R 。若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v 在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的示数为G 2,铜条在磁场中的长度为L 。

(1)判断铜条所受安培力的方向,G 1和G 2哪个大? (2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。

17(2013重庆理综)如题5图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为

a 和

b .内有带电量为q 的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂

直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B 。当通以

从左到右的稳恒电流I 时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U 自由运动电荷数及自由运动电荷的正负别为

A .

aU q IB ,负 B .aU q IB ,正 C .bU q IB ,负

D .bU q ,正 18(2013安徽理综)(16分)

如图所示的平面直角坐标系xoy ,在第Ⅰ象限内有平行于y 轴的匀强电场,方向沿y 正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc 区域内有匀强电场,方向垂直于xoy 平面向里,正三角形边长为L ,且ab 边与y 轴平行。一质量为m 、电荷量为q 的粒子,从y 轴上的(,)p o h 点,以大小为0v 的速度沿x 轴正方向射入电场,通过电场后从x 轴上的(2,)a h o 又经过磁场从y 轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y 轴负方向成45重力。求: (1)电场强度E 的大小; (2)粒子到达a 点时速度的大小和方向;

(3)abc 区域内磁场的磁感应强度B 的最小值。

题7图 题5图

19(2013浙江理综)(20分)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为R A和R B的同心金

心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同

的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场

区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为E k0的电子

沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边

N 缘效应。

⑴判断球面A、B的电势高低,并说明理由;

⑵求等势面C所在处电场强度E的大小;

⑶若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电

子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔE k左和ΔE k右分别为多少?

⑷比较|ΔE k左|和|ΔE k右|的大小,并说明理由。

20(2013浙江理综)(22分)为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨。潜艇下方有左、右两组推进器,每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道

推进器构成,其原理示意图如下。在直线通道内充满电阻率ρ=0.2Ω?m的海水,通道中

a×b×c=0.3m×0.4m×0.3m的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度

B=6.4T、方向垂直通道侧面向外。磁场区域上、下方各有a×b=0.3m×0.4m的金属板M、

N,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从N到M,大小恒

为I=1.0×103A的电流,设电流只存在于磁场区域。不计电源内阻及导线电阻,海水密度

ρm=1.0×103kg/m3。

⑴求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判断其方向;

⑵在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何“倒车”?

⑶当潜艇以恒定速度v0=30m/s前进时,海水在出口处相对于推进器的速度v=34m/s,思考

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