专题08 磁场-【好题汇编】2024年高考物理一模试题分类汇编（山东专用）

专题08 带电粒子在磁场中运动 1、（2024·山东淄博市一模）如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动 B. 闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动 C. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 D. 若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为 2、（2024·山东省实验中学一模）一倾角为的绝缘光滑斜面处在与斜面平行的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m，电荷量为的小球，以初速度从N点沿NM边水平射入磁场。已知斜面的高度为h且足够宽，小球始终未脱离斜面。则下列说法正确的是（ ） A. 小球在斜面上做变加速曲线运动 B. 小球到达底边的时间为 C. 小球到达底边的动能为 D. 匀强磁场磁感强度取值范围 3、（2024·山东菏泽市一模）如图装置是波荡器的简化模型，S是离子源，可水平向右发射初速度为的电子，且离子源S可沿竖直分界线M上下自由移动，M、N之间宽为L，此区间内可加一竖直向上的匀强电场，电场强度可调；N分界线的右侧有n个互不重叠的圆形磁场区域，沿水平直线等间距分布，AF为其中心线，圆形磁场半径均为R，磁感应强度大小可调且所有圆形磁场内的磁感应强度始终保持相等，相邻磁场方向相反且均垂直纸面。若离子源S正对波荡器的中心线，MN间电场强度调为零，则电子从A点沿中心线向右射入波荡器，调节磁感应强度大小为（未知），电子恰好能从点正上方离开第一个磁场，电子的质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应及磁场边界效应，不计电子的重力。 （1）求磁感应强度大小； （2）若离子源S沿分界线M向上移动到某位置，M、N间加上电场后，则电子以从A点射入波荡器，离子源S需沿M边界上移多高；已知的距离，调节磁场区域的圆心间距D和磁感应强度B的大小，可使电子每次穿过中心线时速度方向与中心线的夹角均为30°，电子做扭摆运动，最终通过中心线上的F点，求D的大小和磁感应强度B的大小； （3）在（2）问的情况下，求电子从A点开始做扭摆运动的周期。 4、（2024·山东日照市一模）某科研小组设计了控制带电粒子在电磁场中运动的实验装置，其结构简图如图甲所示，三维坐标系中存在从左到右的三个区域，I区与II区在xOy平面内。I区是半径为R、圆心为O1的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向沿方向；Ⅱ区是宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向沿方向，Ⅱ区左边界与圆形磁场相切于O2点，Ⅱ区右边界紧靠y轴。yOz平面及右侧为Ⅲ区，存在沿x方向的电场和磁场，电场的电场强度E随时间t变化的关系如图乙所示（沿+x方向电场强度为正）；磁场沿-x方向，y>0区域的匀强磁场的磁感应强度大小为2B，y<0区域的匀强磁场的磁感应强度大小为B。在处有一平行于yOz平面的荧光屏。I区圆形磁场边界上有一个M点，M点与O1点沿x方向的距离为。一个质量为m、电荷量为+q的粒子从M点以速度沿-y方向射入I区磁场，再经某点进入II区磁场，然后进入Ⅲ区（此时为t=0时刻）。已知，，，不计粒子重力，不考虑电场变化产生的影响。求: （1）带电粒子进入II区时的位置和速度方向： （2）若带电粒子不能进入Ⅲ区，d的最小值； （3）若，带电粒子进入III区到打到荧光屏上所需要的时间； （4）若，带电粒子进入III区后，打到荧光屏的位置坐标。 5、（2024·山东济宁市一模）如图所示，直线OA与y轴的夹角，在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为的粒子以速度从y轴上P点平行于x轴射入电场，粒子经电场偏转并经过OA上的Q点进入一矩形匀强磁场区域（未画出，方向垂直纸面向外），并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6l，电场强度，不计粒子的重力，求： （1）O点到P点的距离； （2）粒子经过Q点时的速度； （3）匀强磁场的磁感应强度大小； （4）矩形磁场区域的最小面积。 6、（2024·山东省实验中学一模）如图所示，且z>0的区域I内存在一沿x轴负方向的匀强电场，电场强度为E。且z>0的区域Ⅱ内存在一沿y轴负方向的匀强磁场（未画出），磁感应强度为。在的区域Ⅲ内有一平行于面放置的长方形离子收集板MNPQ。收集板MNPQ