全國(guó)各地高考物理試題分類(lèi)匯編磁場(chǎng).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 全國(guó)各地高考招生物理試題匯編-磁場(chǎng)5(2013重慶卷)如題5圖所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為A，負(fù) B，正 C，負(fù) D，正答案:C21【2013廣東高考】如圖9，兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)人勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的有Aa、b均帶正電Ba在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短Ca在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短Da在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近答案：AD13【2013上海高考】如圖，足夠長(zhǎng)的直線ab靠近通電螺線管，與螺線管平行。用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖像是答案：C15【2013江蘇高考】. (16 分)在科學(xué)研究中,可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制. 如題15-1 圖所示的xOy 平面處于勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 作周期性變化的圖象如題15-2 圖所示. x 軸正方向?yàn)镋 的正方向,垂直紙面向里為B的正方向. 在坐標(biāo)原點(diǎn)O 有一粒子P,其質(zhì)量和電荷量分別為m 和+q. 不計(jì)重力. 在t = 時(shí)刻釋放P,它恰能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng).(1)求 P在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小 v0;(2)求B0 應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系;(3)在t0(0t0 0)，質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射人磁場(chǎng)區(qū)域，射入點(diǎn)與ab的距離為R/2。已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為600。，則粒子的速率為(不計(jì)重力 ) A qBR/2m BqBR/m C 3qBR/2m D 2qBR/m 答案：B解析：帶電粒子沿平行于直徑ab的方向射人磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為r，圓心為O，連接OC、OO，OO垂直平分弦長(zhǎng)CD。已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為600，所以C OD=600， 又CE= R/2，所以C OE=300，則C O O=C OO= 300，C O=CO，即r=R。再根據(jù)洛侖茲力提供向心力有， 解得，所以B選項(xiàng)正確。15(2013安徽高考)圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面積位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相等的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是A向上 B向下 C向左 D向右【答案】B23(2013安徽高考)（16分）xabcByOPEv0如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy，在第象限內(nèi)有平行于軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y正方向；在第象限的正三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向垂直于xoy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且邊與y軸平行。一質(zhì)量為、電荷量為q的粒子，從y軸上的點(diǎn)，以大小為的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限，且速度與y軸負(fù)方向成45角，不計(jì)粒子所受的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。唬?）粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；（3）區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值?！敬鸢浮浚?）（2）方向指向第IV象限與x軸正方向成450角r450xabcByOPEv0（3）【解析】（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有 聯(lián)立以上各式可得 （2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為 所以 方向指向第IV象限與x軸正方向成450角 （3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有 所以（2）（2013山東理綜）霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展。如圖丙所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，UH稱(chēng)為霍爾電壓，且滿(mǎn)足，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場(chǎng)方向如圖丙所示，該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí)，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與_(填“M”或“N”)端通過(guò)導(dǎo)線相連。已知薄片厚度d=0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)（見(jiàn)答題卡）畫(huà)出UHI圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為_(kāi)（保留2位有效數(shù)字）。該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測(cè)量，取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測(cè)量電路，S1、S2均為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片（未畫(huà)出）。為使電流從Q端流入，P端流出，應(yīng)將S1擲向_（填“a”或“b”）, S2擲向_（填“c”或“d”）。 為了保證測(cè)量安全，該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)量電路，將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中。在保持其它連接不變的情況下，該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件_和_(填器件代號(hào))之間。21答案（2）M如右圖所示，1.5（1.4或1.6）b，c；S1，E（或S2，E）23（2013山東理綜）.（18分）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E. 一質(zhì)量為、帶電量為的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場(chǎng)，以后僅保留磁場(chǎng)。已知OP=d,OQ=2d,不計(jì)粒子重力。（1）求粒子過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)，且速度與第一次過(guò)Q點(diǎn)時(shí)相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間。23.解：（1）設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，加速度的大小為a，粒子的初速度為，過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，沿y軸方向分速度的大小為，速度與x軸正方向間的夾角為，由牛頓第二定律得 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 聯(lián)立式得 （2）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，粒子在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，為圓心，由幾何關(guān)系可知O1OQ為等腰直角三角形，得 由牛頓第二定律得 聯(lián)立式得 （3）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，由幾何分析（粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，、是粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，Q、F、G、H是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，連接、，由幾何關(guān)系知，和均為矩形，進(jìn)而知FQ、GH均為直徑，QFGH也是矩形，又FHGQ，可知QFGH是正方形，QOG為等腰直角三角形）可知，粒子在第一、第三象限的軌跡均為半圓，得 粒子在第二、第四象限的軌跡為長(zhǎng)度相等的線段，得 設(shè)粒子相鄰兩次經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則有 聯(lián)立得 22(2013北京高考)（16分）如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響，求：勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大?。涣Ｗ訌碾妶?chǎng)射出時(shí)速度v的大??；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。解析：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。篍=Ud （2）根據(jù)動(dòng)能定理有： qU=12mv2，解得：v=2qUm （3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，有： qBv=mv2R，將上述v=2qUm代入解得：R=1B2mUq 24(2013北京高考).（20分）對(duì)于同一物理問(wèn)題，常常可以從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行分析研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為V。求導(dǎo)線中的電流I將該導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，導(dǎo)線所受安培力大小為F安，導(dǎo)線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導(dǎo)F安=F。正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為V，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。（注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明）解析：1 設(shè)t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量為q，由電流定義，有I=qt=neSvtt=neSv2 每個(gè)自由電子所受的洛倫茲力F洛=eBv設(shè)導(dǎo)體中共有N個(gè)自由電子，則N=nSL導(dǎo)體內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和F合=NF洛=nSLeBv 由安培力公式，有F安=BIL，將中的電流式代入有F安=neSvBL可得F安=F合=NF洛vtS（2）如右圖所示，取以器壁上的面積S為底、以vt為高構(gòu)成的柱體，由題設(shè)可知，柱體內(nèi)的粒子在t時(shí)間內(nèi)將有16的粒子與器壁S發(fā)生碰撞，碰撞粒子總數(shù)為N=16nSvt每一個(gè)粒子與器壁碰撞一次給器壁的沖量為I=2mvt時(shí)間內(nèi)粒子給器壁的沖量為I=NI=13nSmv2t面積為S的器壁受到的粒子壓力為F=It器壁單位面積所受粒子壓力f=FS=13nmv2 26(2013全國(guó)卷大綱版)（20分） 如圖，虛線OL與y軸的夾角=60，在此角范圍內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q0）的粒子從左側(cè)平行于x軸射入磁場(chǎng)，入射點(diǎn)為M。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸交于p點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）且=R。不計(jì)重力。求M點(diǎn)到O點(diǎn)的距離和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。26答案IcbccacIcIc9(2013海南卷)三條在同一平面（紙面）內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線組成一等邊三角形，在導(dǎo)線中通過(guò)的電流均為I，方向如圖所示。a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等。將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3，下列說(shuō)法正確的是 AB1=B20)的點(diǎn)電荷a在紙面內(nèi)垂直于EF從F點(diǎn)射出，其軌跡經(jīng)過(guò)G點(diǎn)；再使帶有同樣電荷量的點(diǎn)電荷b在紙面內(nèi)與EF成一定角度從E點(diǎn)射出，其軌跡也經(jīng)過(guò)G點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷從射出到經(jīng)過(guò)G點(diǎn)所用的時(shí)間相同，且經(jīng)過(guò)G點(diǎn)時(shí)的速度方向也相同。已知點(diǎn)電荷a的質(zhì)量為m，軌道半徑為R，不計(jì)重力，求：GEF3001350（1）點(diǎn)電荷a從射出到經(jīng)過(guò)G點(diǎn)所用的時(shí)間；（2）點(diǎn)電荷b的速度大小。答案：t=m/2qB vb=4qBR/3m11(2013四川卷).（19分）如下圖所示，豎直平面（紙面）內(nèi)有直角坐標(biāo)系xOy，x軸沿水平方向。在xO的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在第二象限緊貼y軸固定放置長(zhǎng)為l、表面粗糙的不帶電絕緣平板，平板平行于x軸且與x軸相距h。在第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在方向相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2、方向垂直于紙面向外）和勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）。一質(zhì)量為m、不帶電的小球Q從平板下側(cè)A點(diǎn)沿x軸正向拋出；另一質(zhì)量也為m、帶電量為q的小球P從A點(diǎn)緊貼平板沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)后從y軸上的D點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圓周離開(kāi)電磁場(chǎng)區(qū)域，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，然后從x軸上的K點(diǎn)進(jìn)入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一點(diǎn)，且豎直方向速度相同。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球P電量不變，小球P和Q始終在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)且均看作質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，并判斷P球所帶電荷的正負(fù)；(2)小球Q的拋出速度vo的取值范圍；(3)B1是B2的多少倍？11解：據(jù)題意 受力分析 如圖所示（1）帶電小球P在電磁復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 有 mg=qE 即 E=mgq 由于小球P變?yōu)閯蛩俚膹牡诙笙捱M(jìn)入第一象限由 平衡條件 有 qv1B1=mg 由 左手定則 可知 P球帶正電。 (2)據(jù)題意 Q球與P球恰好在K點(diǎn)相遇 v0有最大值v0m Q球做平拋運(yùn)動(dòng) 有 L+R=v0mt h=12gt2 P球在電磁復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有 qv1B2=mv12R 解得 v0m=L+m2gq2B1B2 g2h 即v0 的取值范圍為 v0L+m2gq2B1B2 g2h (3) 由于PQ相遇時(shí)豎直方向速度相同 即Q球豎直方向下落R時(shí)豎直方向分速度為v1由 vt2-v02=2ax 得 v12=2gR 可解得 B1B2=12 20（2013浙江理綜）注入工藝中，初速度可忽略的離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示，已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)=30后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P+和P3+( )A在內(nèi)場(chǎng)中的加速度之比為1:1B在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為根號(hào)3:1C在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1：2D離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1:3非選擇題部分共12題，共180分。答案：BCD22（2013福建卷理綜. 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