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第十一章 磁场

第一部分 五年高考题荟萃

2009年高考新题

一、选择题

1.（09年全国卷Ⅰ）17.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且

?abc??bcd?1350。流经导线的电流为I，方向如图

中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 （ A ） A. 方向沿纸面向上，大小为(2?1)ILB B. 方向沿纸面向上，大小为(2?1)ILB C. 方向沿纸面向下，大小为(2?1)ILB D. 方向沿纸面向下，大小为(2?1)ILB

解析：本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d之间的直导线长为

(2?1)L来等效代替,根据F?BIl,可知大小为(2?1)BIL,方向根据左手定则.A正

确。

2.（09年北京卷）19．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同 初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b （ C ） A．穿出位置一定在O′点下方 B．穿出位置一定在O′点上方

C．运动时，在电场中的电势能一定减小 D．在电场中运动时，动能一定减小

解析：a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，

故对粒子a有：Bqv=Eq 即只要满足E =Bv无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断从O’点的上方或下方穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确D项错误 3.（09年广东物理）12．图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是 （ ABC ） A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

解析：由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，如图所示，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外B正确；经过速度选择器时满足qE?qvB，可知能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有R?mvqB，可见当v相同时，R?m，所以可以用来区分同q位素，且R越大，比荷就越大，D错误。

4.（09年广东理科基础）1．发现通电导线周围存在磁场的科学家是 （ B ） A．洛伦兹 B．库仑 C．法拉第 D．奥斯特

解析：发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象。 5.（09年广东理科基础）13．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是 （ B ） A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关

D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向

解析：根据洛伦兹力的特点, 洛伦兹力对带电粒子不做功,A错.B对.根据F?qvB,可知大小与

速度有关. 洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小。

6.(09年广东文科基础)61．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是 （ D ） A．与磁场方向相同 B．与运动方向相同 C．与运动方向相反 D．与磁场方向垂直

7.（09年重庆卷）19.在题19图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线

MM'与NN'之间的安培力的大小为

fa 、fb ，判断这两段导线

（ D ）

A.相互吸引，fa >fb B.相互排斥，fa > fb C.相互吸引，fa

8.（09年安徽卷）19. 右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的

金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子 （ A ）

A. 带正电，由下往上运动 B. 带正电，由上往下运动 C. 带负电，由上往下运动 D. 带负电，由下往上运动

解析：粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式r?mv可知，半径变小，粒子运动方向为qB由下向上；又由于洛仑兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电。选A。 9.（09年宁夏卷）16. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两

电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为 （ A ） A. 1.3m/s ，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负 C．1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正

10.（09年海南物理）2．一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直

于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是 （ D ）

二、非选择题

11.（09年全国卷Ⅰ）26（21分）如图，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于x y平面向外。P是y轴上距原点为h的一点，N0为x轴上距原点为a的一点。A是一块平行

于x轴的挡板，与x轴的距离为，A的中点在y轴上，长度略

小于。带点粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。

质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子从P点瞄准N0点入射，最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。

解析：设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为NO,与板碰撞后再次进入磁场的位置为N1.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有R??mv…? qB粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离x1保持不变有x1?NONO?2Rsin?…?

粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离x2始终不变,与NON1相等.由图可以看出

??x2?a……?

设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P点,由对称性,出射点的x坐标应为-a,即?n?1?x1?nx2?2a……?

由??两式得x1?n?2a……? n?1a……? 4若粒子与挡板发生碰撞,有x1?x2?联立???得n<3………? 联立???得

v?qBn?2?a………?

2msin?n?1把sin??ha?h22代入?中得

qBaa2?h2vo?,n?0…………?

mh3qBaa2?h2v1?,n?1…………⑾

4mh2qBaa2?h2v2?,n?2…………⑿

3mh12.（09年全国卷Ⅱ）25.（18分）如图，在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷