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2010届高三物理必威体育精装版月考汇编：磁 场 一、选择题 1．山东省兖州市2010届高三上学期模块检测一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示．粒子的轨迹半径为，粒子的轨迹半径为，且，、分别是它们的带电量，则 （ C ） A．带负电、带正电，荷质比之比为 B．带负电、带正电，荷质比之比为 C．带正电、带负电，荷质比之比为 D．带正电、带负电，荷质比之比为 2．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是 （ D ） A．沿竖直方向向下 B．沿竖直方向向上 C．沿水平方向向左 D．沿水平方向向右 二、非选择题 3．四川省宜宾市2010届高三摸底测试如图所示，竖直平面内有两根相距为L电阻不计的光滑平行金属杆轨道，轨道与水平放置的平行金属板相连，极板距离为d，轨道间有垂直轨道平面向里磁感应强度为B的匀强磁场，一电阻为R与轨道接触良好的金属杆在轨道上匀速滑动时，极板间一电量为q质量为m的带正电粒子恰好静止，则杆的运动方向为 ，速度大小为 。 答案：向左 mgd/qBL 4．广东省蓝田中学2010届高三摸底考试如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小． 解：金属杆先加速后匀速运动，设匀速运动的速度为v，此时有最大功率，金属杆的电动势为：E=BLv） 回路电流 I = 安培力 F = BIL 金属杆受力平衡，则有：mgsinθ= F + μmgcosθ 重力的最大功率P = mgvsinθ (1分) 解得：B = 5．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试如图所示，在x0且y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面向里.磁感应强度大小为B，在x0且y0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场. 一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的M点沿y轴负方向垂直射入磁场，结果带电粒子从y轴的N点射出磁场而进入匀强电场，经电场偏转后打到x轴上的P点，已知===l。不计带电粒子所受重力，求： （1）带电粒子进入匀强磁场时速度的大小； （2）带电粒子从射入匀强磁场到射出匀强电场所用的时间； （3）匀强电场的场强大小. 解：（1）设带电粒子射入磁场时的速度大小为v，由带电粒子射入匀强磁场的方向和几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动，圆心位于坐标原点，半径为l。 （2）设带电粒子在磁场中运动时间为t1，在电场中运动的时间为t2，总时间为t。 t1 t2 t （3）带电粒子在电场中做类平抛运动 所以 6. 江苏省淮阴中学2010届高三摸底考试如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界线是半径为R的半圆，两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出，最终打到Q点，不计微粒的重力。求： （1）微粒在磁场中运动的周期； （2）从P点到Q点，微粒的运动速度大小及运动时间； （3）若向里磁场是有界的，分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域，上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出，且微粒仍能到达Q点，求其速度的最大值。 解：（1）由 （2分） （2分） 得 （1分） （2）粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分（n=2，3，4……） 由几何知识可得： ； ； （1分） 又 （1分） 得 （n=2，3，4……） （1分） 当n为偶数时，由对称性可得 （n=2，4，6……） （1分） 当n为奇数时，t为周期的整数倍加上第一段的运动时间，即 （n=3，5，7……） （1分） （3）由几何知识得 ； (1分) 且不超出边界须有： （1分） 得 （1分） 当n=2时 不成立，如图 （1分） 比较当n=3、n=4时的运动半径， 知 当n=3时，运动半径最大，粒子的速度最大． （2分） 得：