2019年高考物理 真題同步分類解析 專題06 磁場(含解析)

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1、專題06 磁場 1. (2019全國1卷17)如圖,等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應強度方向垂直,線框頂點M、N與直流電源兩端相接,已如導體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為( ) A.2F B.1.5F C.0.5F D.0 【答案】B 【解析】設導體棒MN的電流為I,則MLN的電流為,根據(jù),所以ML和LN受安培力為,根據(jù)力的合成,線框LMN受到的安培力的大小為F+ 2. (2019全國1卷24)(12分)如圖,在直角三角形OPN區(qū)域內存在勻強磁場,磁感應強度大小

2、為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場;一段時間后,該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點,N點在y軸上,OP與x軸的夾角為30°,粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力。求 (1)帶電粒子的比荷; (2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。 【答案】 (1)設帶電粒子的質量為m,電荷量為q,加速后的速度大小為v。由動能定理有① 設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r,由洛倫茲力公式和牛領第二定律有② 由幾何關系知d=r③ 聯(lián)立①②③式得 ④ (2)由幾何關系知,帶

3、電粒子射入磁場后運動到x軸所經(jīng)過的路程為 ⑤ 帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間為 ⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得 ⑦ 【解析】另外解法(2)設粒子在磁場中運動時間為t1,則 (將比荷代入) 設粒子在磁場外運動時間為t2,則 帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間為,代入t1和t2得. 3. (全國2卷17)如圖,邊長為l的正方形abcd內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面(abcd所在平面)向外。ab邊中點有一電子源O,可向磁場內沿垂直于ab邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從a、d兩點射出的電子的速度大小分別為( ) A., B., C., D.

4、, 【答案】B 【解析】 左圖:從a點射出的電子運動軌跡,半徑,代入公式得; 右圖:從d點射出的電子運動軌跡,OD=,,半徑,代入公式得 所以答案為D。 4. (全國3卷18)如圖,在坐標系的第一和第二象限內存在磁感應強度大小分別為和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q(q>0)的粒子垂直于x軸射入第二象限,隨后垂直于y軸進入第一象限,最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】如下圖所示,粒子在第二象限運動的時間,在第一象限運動的時間, 由, ,,代入解得t=.

5、 5. (北京卷16)如圖所示,正方形區(qū)域內存在垂直紙面的勻強磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點射入,從b點射出。下列說法正確的是( ) A.粒子帶正電 B.粒子在b點速率大于在a點速率 C.若僅減小磁感應強度,則粒子可能從b點右側射出 D.若僅減小入射速率,則粒子在磁場中運動時間變短 【答案】C 【解析】 根據(jù)左手定則,粒子帶負電,A錯誤;勻速圓周運動,速率不變,B錯誤;若僅減小磁感應強度,根據(jù)半徑公式,則粒子做圓周運動的半徑增大,所以粒子可能從b點右側射出,C正確;若僅減小入射速率,根據(jù)半徑公式,則粒子做圓周運動的半徑減小,如下圖所示,則粒子在磁場中圓周

6、運動的圓心角變大,根據(jù),因為不變,圓心角變大,則運動時間變長,所以D錯誤。, 6. (天津卷4)筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件,電腦正常工作:當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示,一塊寬為、長為的矩形半導體霍爾元件,元件內的導電粒子是電荷量為的自由電子,通入方向向右的電流時,電子的定向移動速度為。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓,以此控制屏幕的熄滅。則元件的( ) A.前表面的電勢比后表面的低 B

7、.前、后表面間的電壓與無關 C.前、后表面間的電壓與成正比 D.自由電子受到的洛倫茲力大小為 【答案】4.D 【解析】電子定向移動方向向左,根據(jù)左手定則,電子向后表面偏轉,所以前表面的電勢比后表面的高,A錯誤; 根據(jù)洛倫茲力等于電場力,得前、后表面間的電壓=Bav,所以B、C錯誤; 自由電子受到的洛倫茲力大小為,D正確。 7.(江蘇卷7)如圖所示,在光滑的水平桌面上,a和b是兩條固定的平行長直導線,通過的電流強度相等. 矩形線框位于兩條導線的正中間,通有順時針方向的電流,在a、b產(chǎn)生的磁場作用下靜止.則a、b的電流方向可能是( )

8、(A)均向左 (B)均向右 (C)a的向左,b的向右 (D)a的向右,b的向左 【答案】CD 【解析】驗證法:a的向左,b的向右如下圖安培力方向相反,線框靜止。同理D正確,A、B錯誤。 8. (江蘇卷16)(16分)如圖所示,勻強磁場的磁感應強度大小為B.磁場中的水平絕緣薄板與磁場的左、右邊界分別垂直相交于M、N,MN=L,粒子打到板上時會被反彈(碰撞時間極短),反彈前后水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反.質量為m、電荷量為-q的粒子速度一定,可以從左邊界的不同位置水平射入磁場,在

9、磁場中做圓周運動的半徑為d,且d

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