2019年高考物理专题9磁场.pdf
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1、1 2019 年高考物理专题 专题 9 磁场 1. ( 2017 全国卷)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 abc mmm B bac mmm C acb mmmD cba mmm 答案: B 解析:由题意知,mag=qE,mbg=qE+Bqv,mcg+Bqv=qE,所以 bac mmm,故 B 正确, ACD 错误 . 2.(2017
2、 全国卷) 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 1 v,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 2 v,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 21 :vv为 A3 : 2B2 :1C3 :1D3:2 答案: C 2 解析:本题考查带电粒子在磁场中的运动. 由于是相同的粒子,粒子进入磁场时的速度大小 相同,由 R v mqvB 2 可知, qB mv R,即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同. 若
3、粒子运动 的速度大小为v1,如图所示,通过旋转圆可知,当粒子的磁场出射点A离P点最远时,则 AP=2R1; 同样,若粒子运动的速度大小为v2, 粒子的磁场出射点B离P点最远时, 则BP=2R2, 由几何关系可知, 2 1 R R,RRR 2 3 30cos 2 ,则, C项正确 . 3. ( 2017 江苏卷)如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和 2r圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 (A)1:1 (B)1:2 (C)1:4 (D )4:1 答案: A 解析:本题考查考生对磁通量概念的理解. 由题图可知,穿过a、b两个线圈的磁通量均为 2 rB,
4、因此磁通量之比为1 1,A项正确 . 4.(2017 全国卷) 如图, 空间存在方向垂直于纸面(xOy平面) 向里的磁场 . 在x0 区域, 磁感应强度的大小为B0;x1). 一质量为m、电 荷量为q(q0)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 . 3 答案:( 1) 0 1 (1) m qB (2) 0 0 21 (1) mv qB 解析:( 1)在匀强磁场中,带电粒子做圆周运动. 设在x0 区域,圆周半径为R1;在x0 区域,圆周半径为R2. 由洛伦兹力公式及牛
5、顿定律得 2 0 00 1 mv qB v R 2 0 00 2 mv q B v R 粒子速度方向转过180时,所用时间t1为 1 1 0 R t v 粒子再转过180时,所用时间t2为 2 2 0 R t v 联立式得,所求时间为012 0 1 (1) m ttt qB (2)由几何关系及式得,所求距离为 0 12 0 21 2()(1) mv dRR qB 5. ( 2017 江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图所示大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0 的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方 向进入磁感应强度为B的匀强磁场中, 最后打到照相底片上已知甲
6、、 乙两种离子的电荷量 均为 +q, 质量分别为2m和m, 图中虚线为经过狭缝左、右边界M 、 N的甲种离子的运动轨迹不 考虑离子间的相互作用 (1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x; (2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d; (3)若考虑加速电压有波动,在( 0 UU ) 到( 0UU ) 之间变化,要使甲、乙两种离子 在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件 4 答案:( 1) 0 4mU xL Bq (2) 2 00 2 42 4 mUmUL d BqqB (3)00 2 2 ()2() m LUUUU Bq 解析: (1) 设甲种离
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