新课标全国卷专题分类汇总专题磁场.docx
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整理者:
郑州市第一0一中学霍凌宇欢迎交流
专题10:
磁场
考情分析:
考查频率高,利用磁场考察考生分析问题和解决问题能力的比重是最高的。
这些题目涉及了对安培力的分析,但主要研究的是带电粒子在磁场中的运动。
带电粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动是高考考察永恒的主题,结合平面几何图形分析带电粒子的圆周运动是不变的法则。
建议:
适度关注组合场和复合场中带电粒子的运动问题。
1、(2015年新课标全国卷I)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同,方向平行。
一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱区域后,粒子的
A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小
2、(2015年新课标全国卷II)(多选)有两个运强磁场区域I和II,I中的磁感应强度是II中的k倍,两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。
与I中运动的电子相比,II中的电子
A.运动轨迹的半径是I中的k倍B.加速度的大小是I中的k倍
C.做圆周运动的周期是I中的k倍D.做圆周运动的角速度是I中的相等
3、(2014年新课标全国卷II)(多选)图为某磁谱仪部分构件的示意图。
图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。
宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。
当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是
A.电子与正电子的偏转方向一定不同
B.电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子
D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
4、(2017年新课标全国卷III)如图,在磁感应强度大小为的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时,纸面内与两导线距离为的a点处的磁感应强度为零。
如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为
A. B. C. D.
5、(2014年新课标全国卷I)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。
已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。
不计重力。
铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为
A.2B.2C.1D.22
6、(2016年新课标全国卷I)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为
A.11B.12C.121D.144
7、(2016年新课标全国卷III)平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。
一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0)。
粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30°角。
已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。
不计重力.粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为
A.mv2qBB.3mvqBC.2mvqBD.4mvqB
P
8、(2017年新课标全国卷II)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。
大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同的方向射入磁场。
若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。
不计重力及带电粒子之间的相互作用。
则v2:
v1为
A.3:
2B.2:
1C.3:
1D.3:
2
9、(2016年新课标全国卷II)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。
图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。
在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。
当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。
不计重力。
若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为
A.ω3BB.ω2BC.ωBD.2ωB
10、(2013年新课标全国卷II)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v0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.3mv03qRB.mv0qRC.3mv0qRD.3mv0qR
B
a
b
q
11、(2013年新课标全国卷I)如图,半径为R的圆是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的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为。
已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)
A.B.C.D.
12、(2014年新课标全国卷I)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
13、(2017年新课标全国卷I)(多选)如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:
1:
3
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:
3:
1
14、(2017年新课标全国卷II)(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。
矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。
将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。
为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将
A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉
15、(2015年新课标全国卷II)(多选)指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针,下列说明正确的是
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
16、(2017年新课标全国卷I)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc。
已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是
A.B.C.D.
17、(2015年新课标全国卷I)如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。
金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω。
已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2。
判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。
18、(2016年新课标全国卷I)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。
两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。
已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。
已知金属棒ab匀速下滑。
求
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;
(2)金属棒运动速度的大小。
19、(2017年新课标全国卷III)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。
在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)。
一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)
(1)粒子运动的时间;
(2)粒子与O点间的距离。
20、(2012年新课标全国卷)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35R。
现将磁场换为平等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。
答案:
1、D;2、AC;3、AC;4、C;5、D;6、D;7、D;8、C;9、A;10、A;11、B;12、B;13、BC;14、AD;15、BC;16、B;17、受到的安培力向下,m=0.01kg;18、
(1)F安=mgsinθ-3μmgcosθ,
(2)v=mgRsinθ-3μcosθB2L2;19、
(1),
(2);20、。
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