2017年高考 物理真题汇编专题9 磁场.docVIP

专题9 磁场 1.（2017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． 答案：B 解析：由题意知，mag=qE，mbg=qE+Bqv，mcg+Bqv=qE，所以，故B正确，ACD错误. 2.（2017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，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，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.则为 A． B． C． D． 答案：C 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，由可知，，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同.若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，，，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，因此磁通量之比为1∶1，A项正确. 4.（2017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；x0区域，磁感应强度的大小为λB0（常数λ1）.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. 答案：（1） （2） 解析：（1）在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动.设在x≥0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顿定律得 ① ② 粒子速度方向转过180°时，所用时间t1为③ 粒子再转过180°时，所用时间t2为④ 联立①②③④式得，所求时间为⑤ （2）由几何关系及①②式得，所求距离为⑥ 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、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()到()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． 答案：（1） （2） （3） 解析：(1)设甲种离子在磁场中的运动半径为 电场加速 且 解得根据几何关系 解得 （2）（见图） 最窄处位于过两虚线交点的垂线上 解得 (3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2 r1的最小半径 r2的最大半径 由题意知 即 解得 6.（2017天津卷）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力，问： （1）粒子到达O点时速度的大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小之比. 答案：（1），方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上 （2） 解析：(1)在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到x轴距离为L，到y轴距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，有 　① 　② 设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为 　③ 设粒子到达?O?点时速度方向与?x?轴正方向夹角为α，有　④ 联立①②③④式得α=45°　⑤ 即粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成 45°角斜向上. 设粒子到达O点时速度大小为v，由运动的合成有　⑥ 联立①②③⑥式得　⑦