磁場(chǎng)部分
第一部分 六年高考薈萃
2014年高考題
1（2014全國(guó)卷1第15題）。如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流 和 ，且 ；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)，且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是
A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)
解析：要合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，必有 和 形成兩個(gè)場(chǎng)等大方向，只有C點(diǎn)有可能，選C
2（2014海南第7題）．自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確的是
A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系
B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系
C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系
D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量得出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
解析：考察科學(xué)史，選ACD
3（2014海南第10題）.空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中的正方形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力。下列說法正確的是
A.入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同
B. 入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同
C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同
D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大
解析：在磁場(chǎng)中半徑 運(yùn)動(dòng)時(shí)間： （θ為轉(zhuǎn)過圓心角），故BD正確，當(dāng)粒子從O點(diǎn)所在的邊上射出的粒子時(shí)：軌跡可以不同，但圓心角相同為1800，因而AC錯(cuò)
4（2014新課標(biāo)理綜第14題）.為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是 （B）
解析：主要考查安培定則和地磁場(chǎng)分布。根據(jù)地磁場(chǎng)分布和安培定則判斷可知正確答案是B。
5．（2014新課標(biāo)理綜第18題）.電磁軌道炮工作原理如圖所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出�，F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是（BD）
A.只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍
B.只將電流I增加至原來的2倍
C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半
D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵?br>來的2倍，其它量不變
解析：主要考查動(dòng)能定理。利用動(dòng)能定理有 ,B=kI解得 。所以正確答案是BD。
6（2014浙江第20題）.利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d 的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng)。一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是
A. 粒子帶正電
B. 射出粒子的最大速度為
C. 保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速
度之差增大
D. 保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速
度之差增大
答案：BC
解析：由左手定則可判斷粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由題意知：粒子的最大半徑 、粒子的最小半徑 ，根據(jù) ，可得 、 ，則 ，故可知B、C正確，D錯(cuò)誤。
7(2014上海第18題)．
如圖，質(zhì)量為 、長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于 ，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿 正方向的電流 ，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為 。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為
(A) 正向，
(B) 正向，
(C) 負(fù)向，
(D)沿懸線向上，
答案：BC
8（2014安徽第23）．（16分）
如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出。
（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
（2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng) 時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小。
（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入，且速度為原來的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
解析：（1）設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。可判斷出粒子受到的洛倫磁力沿x軸負(fù)方向，于是可知電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向
且有 qE=qvB ①
又 R=vt0 ②
則 ③
（2）僅有電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng)
在y方向位移 ④
由②④式得 ⑤
設(shè)在水平方向位移為x，因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是
又有 ⑥
得 ⑦
（3）僅有磁場(chǎng)時(shí)，入射速度 ，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為r，由牛頓第二定律有
⑧
又 qE=ma ⑨
由⑦⑧⑨式得 ⑩
由幾何關(guān)系 ○11
即 ○12
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期
則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
所以 ○13
9（2014全國(guó)卷1第25）.（19分）
如圖，與水平面成45°角的平面MN將空間分成I和II兩個(gè)區(qū)域。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速度 從平面MN上的 點(diǎn)水平右射入I區(qū)。粒子在I區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到大小不變、方向豎直向下的電場(chǎng)作用，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；在II區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里。求粒子首次從II區(qū)離開時(shí)到出發(fā)點(diǎn) 的距離。粒子的重力可以忽略。
解析：設(shè)粒子第一次過MN時(shí)速度方向與水平方向成α1角，位移與水平方向成α2角且α2=450，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，
則有： 得出：
在電場(chǎng)中運(yùn)行的位移:
在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，且弦切角為α=α1-α2，
得出：
在磁場(chǎng)中運(yùn)行的位移為：
所以首次從II區(qū)離開時(shí)到出發(fā)點(diǎn) 的距離為：
10（2014新課標(biāo)理綜第25題）.（19分）
如圖，在區(qū)域I（0≤x≤d）和區(qū)域II（d≤x≤2d）內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m、帶電荷量q（q＞0）的粒子a于某時(shí)刻從y軸上的P點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。已知a在離開區(qū)域I時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為30°；因此，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從p點(diǎn)沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I，其速度大小是a的1/3。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求
（1）粒子a射入?yún)^(qū)域I時(shí)速度的大�。�


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