内容正文:
专题05 磁场
6年真题1年模拟
考点分类
福建考情
命题规律
考点1 磁场及其对电流的作用
2026福建(1题)、2025福建(1题)、2024福建(1题)、2023福建(1题)、2022福建(1题)、2021福建(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:环形电流和通电螺线管周围的磁场、直线电流周围的磁场。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点2 带电粒子(带电体)在磁场中的运动
2023福建(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:带电粒子在直边界磁场中运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 带电粒子在组合场中的运动
2026福建(1题)、2024福建(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:带电粒子在组合场中的立体空间问题、带电粒子在直边界磁场中运动、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点4 带电粒子在叠加场中的运动
2025福建(1题)、2021福建(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:带电物体(计重力)在匀强电场中的一般运动、带电粒子在叠加场中做直线运动。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点1 磁场及其对电流的作用
1.(2026·福建·高考真题)我国航空母舰“福建舰”的电磁弹射系统装配有直线电机。如图,电机水平轨道两侧对称平行固定有多组相同线圈,通过控制线圈电流可产生特定磁场。P点为过轨道中轴线的竖直面和线圈组中轴线的交点,在相邻线圈组和中通有图示方向、大小分别为2I和I的电流时,两组线圈在P点产生的磁场的方向为( )
A. ①方向
B. ②方向
C. ③方向
D. ④方向
【答案】B
【详解】由通电螺线管周围磁场分布特点、线圈放置的对称性以及矢量叠加原理可知,线圈组,在P点产生的磁场方向为② 方向,而线圈组在P点产生的磁感应强度方向为④ 方向。由于中电流仅为中电流的一半,且其与P点的距离更远,由场的叠加原理可知,P点磁感应强度由产生的磁场主导,故两组线圈在P点产生的磁场的方向为② 方向。故选B。
2.(2025·福建·高考真题)如图,两根长直细导线L1、L2平行放置,其所在平面上有M、O、N三点,为线段MN的中点,L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当、通有大小相等、方向相反的电流时,、点的磁感应强度大小分别为、。现保持L1的电流不变,撤去L2的电流,此时N点的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】根据安培定则,两导线在O点处产生的磁感应强度方向相同大小相等,则单个导线在O点处产生的磁感应强度大小为根据对称性,两导线在N处的磁感应强度大小应该与M点一样,为B1根据对称性,L2在N点处产生的磁感应强度为由于L2在N点处产生的磁感应强度大于L1在N点处产生的磁感应强度,且方向相反,将L2撤去,N点的磁感应强度为。故选A。
3.(2024·福建·高考真题)(多选)如图,用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流,细绳处于绷直状态,则( )
A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大
B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小
C. 铜环所受安培力大小为
D. 铜环所受安培力大小为
【答案】AC
【详解】方法一:微元法AB.如图,取通电半圆形铜环的一小段,可将其视为直导线,根据左手定则可知,改小段导线受到的安培力方向如图所示,其大小根据对称性可得,如图所示对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等,方向相反,相互抵消,则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下,根据受力分析可知,通电后两绳拉力变大,故A正确,B错误; CD.对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和,可得故C正确,D错误。故选AC。方法二:等效法通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径,电流方向,根据左手定则可知半圆形铜环受到的安培力方向竖直向下,大小根据受力分析可得,通电后,绳子拉力两根细绳拉力均比未通电流时的大。故选AC。
4.(2023·福建·高考真题)(多选)地球本身是一个大磁体,其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论,下列判断正确的是( )
A. 地表电荷为负电荷
B. 环形电流方向与地球自转方向相同
C. 若地表电荷的电量增加,则地磁场强度增大
D. 若地球自转角速度减小,则地磁场强度增大
【答案】AC
【详解】A.根据右手螺旋定则可知,地表电荷为负电荷,故A正确;B.由于地表电荷为负电荷,则环形电流方向与地球自转方向相反,故B错误;C.若地表电荷的电量增加,则等效电流越大,地磁场强度增大,故C正确;D.若地球自转角速度减小,则等效电流越小,地磁场强度减小,故D错误。故选AC。
5.(2022·福建·高考真题)(多选)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方,导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法,继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有( )
A. 减小白金丝直径,小磁针仍能偏转
B. 用铜导线替换白金丝,小磁针仍能偏转
C. 减小电源电动势,小磁针一定不能偏转
D. 小磁针的偏转情况与其放置位置无关
【答案】AB
【详解】A.减小导线直径,仍存在电流,其产生的磁场仍能使小磁针偏转,选项A正确;B.白金导线换成铜导线,仍存在电流,产生的磁场仍能使小磁针偏转,选项B正确;C.减小伏打电池电动势,只要导线中有电流,小磁针还是会发生偏转,选项C错误;D.通电导线产生的磁场与地磁场叠加后,其空间磁场方向与位置有关,当小磁针在不同位置时其偏转情况不同,选项D错误。故选AB。
6.(2021·福建·高考真题)(多选)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则( )
A. O点的磁感应强度为0
B. O点的磁感应强度方向由O指向c
C. e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D. e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
【答案】BD
【详解】AB.由题知,四条导线中的电流大小相等,且到O点的距离相等,故四条导线在O点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在O点产生的磁感应强度方向,如图所示 由图可知,与相互抵消,与合成,根据平行四边形定则,可知O点的磁感应强度方向由O指向c,其大小不为零,故A错误,B正确;CD.由题知,四条导线中的电流大小相等,a、b到e点的距离相等,故a、b在e点的磁感应强度大小相等,c、d到e点的距离相等,故c、d在e点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在O点产生的磁感应强度方向,如图所示 由图可知与大小相等,方向相反,互相抵消;而与大小相等,方向如图所示,根据平行四边形定则,可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向,故C错误,D正确。故选BD。
考点2 带电粒子(带电体)在磁场中的运动
1.(2023·福建·高考真题)阿斯顿(F.Aston)借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺贝尔奖,质谱仪分析同位素简化的工作原理如图所示。在上方存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两个氖离子在O处以相同速度v垂直磁场边界入射,在磁场中发生偏转,分别落在M和N处。已知某次实验中,,落在M处氖离子比荷(电荷量和质量之比)为;P、O、M、N、P'在同一直线上;离子重力不计。
(1)求OM的长度;
(2)若ON的长度是OM的1.1倍,求落在N处氖离子的比荷。
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)粒子进入磁场,洛伦兹力提供圆周运动的向心力则有整理得OM的长度为(2)若ON的长度是OM的1.1倍,则ON运动轨迹半径为OM运动轨迹半径1.1倍,根据洛伦兹力提供向心力得整理得
考点3 带电粒子在组合场中的运动
1.(2026·福建·高考真题)如图(a),两块足够大的平行金属板水平放置,板间加有大小随时间t变化的匀强电场和匀强磁场,变化规律分别如图(b)和(c)所示,电场强度幅值为,方向竖直向下,磁感应强度幅值为,方向平行板面且垂直纸面向里。时,一带正电的粒子以速率从M点沿两金属板中轴线MN向右射入;时,粒子速度方向与MN夹角为60°。运动过程中粒子始终不与板相碰,重力不计,忽略电场、磁场突变瞬间对粒子速度的影响。
(1)求粒子比荷;
(2)求内粒子的速度大小和运动轨道半径;
(3)现调节内磁感应强度幅值,使粒子在时运动到中轴线,此时速度大小为,方向水平向右,且在内粒子速度方向的偏转角小于360°,则幅值应调为多少?
【答案】(1) (2), (3)或
【讲解】(1) 时间内粒子在电场力作用下运动。设带电粒子的电荷量为、质量为,加速度大小为,时,粒子速度在竖直方向的分量大小为。由牛顿运动定律和匀变速直线运动规律有,依题意,由速度的矢量分解关系得联立得
(2) 时间内粒子在磁场中做匀速圆周运动,设粒子速度大小为,运动轨道半径为,磁感应强度幅值为,由速度的矢量分解关系得由牛顿运动定律有代入题给数据,得
(3) 设调整后磁感应强度幅值为,粒子在磁场中运动周期为,根据粒子在磁场中运动周期公式有经分析,下列两种情况均符合题意:情况一:在和 时间内,粒子速度方向在磁场中均偏转,由比例关系有联立得情况二:在和时间内,粒子速度方向在磁场中均偏转,由比例关系有联立得
2.(2024·福建·高考真题)如图,直角坐标系中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器、,其中垂直轴放置,极板与轴相交处存在小孔、;垂直轴放置,上、下极板右端分别紧贴轴上的、点。一带电粒子从静止释放,经电场直线加速后从射出,紧贴下极板进入,而后从进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直轴离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为、带电量为,、间距离为,、的板间电压大小均为,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)粒子经过时的速度大小;
(2)粒子经过时速度方向与轴正向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 粒子从M到N的运动过程中,根据动能定理有解得(2) 粒子在中,根据牛顿运动定律有根据匀变速直线运动规律有、又解得(3) 粒子在P处时的速度大小为在磁场中运动时根据牛顿第二定律有由几何关系可知解得
考点4 带电粒子在叠加场中的运动
1.(2025·福建·高考真题)(多选) 如图,真空中存在一水平向右的匀强电场,同时存在一水平且垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q(q>0)的带电微粒从M点以初速度v入射,沿着MN做匀速直线运动。微粒到N点时撤去磁场,一段时间后微粒运动到P点。已知M、N、 P三点处于同一竖直平面内,MN与水平方向呈45°,N点与P等高,重力加速度为,则( )
A. 电场强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. N、P两点的电势差为
D. 从N点运动到P的过程中,微粒到直线NP的最大距离为
【答案】BC
【详解】AB、带电体在复合场中能沿着做匀速直线运动,可知粒子受力情况如图所示。 由受力平衡可知解得电场强度,磁感应强度,故A错误,B正确。C、在点撤去磁场后,粒子受力方向与运动方向垂直,做类平抛运动,如图所示。 且加速度粒子到达点时,位移偏转角为,故在点,速度角的正切值所以粒子在点的速度到过程,由动能定理,有解得两点间的电势差,C正确;D、将粒子在点的速度沿水平方向和竖直方向进行分解,可知粒子在竖直方向做竖直上抛运动,且故粒子能向上运动的最大距离D错误;故选BC。
2.(2021·福建·高考真题)一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。一质子()以速度自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是( )(所有粒子均不考虑重力的影响)
A. 以速度的射入的正电子
B. 以速度射入的电子
C. 以速度射入的核
D. 以速度射入的a粒子
【答案】B
【详解】质子()以速度自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动,将受到向上的洛伦兹力和电场力,满足解得即质子的速度满足速度选择器的条件;A.以速度的射入的正电子,所受的洛伦兹力小于电场力,正电子将向下偏转,故A错误;B.以速度射入的电子,依然满足电场力等于洛伦兹力,而做匀速直线运动,即速度选择题不选择电性而只选择速度,故B正确;C.以速度射入的核,以速度射入的a粒子,其速度都不满足速度选器的条件,故都不能做匀速直线运动,故CD错误;故选B。
模拟题精选
1.(2026·福州第一中学·学情自测)利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。如图甲,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为面。某同学在测量地磁场时,以轴为转轴,水平匀速转动手机,坐标系随手机同步转动,测量结果如图乙所示,其中方向的磁感应强度分别为和,则从上往下看( )
A. 手机顺时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
B. 手机顺时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
C. 手机逆时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
D. 手机逆时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
【答案】B
【详解】由图乙可知,垂直手机平面的磁感应强度大小为手机平面内的磁感应强度大小为,则测量处的磁感应强度大小约为由图乙可知,开始计时时,手机平面的磁场强度方向沿轴正方向,转过后磁场沿轴负方向,所以手机顺时针旋转。故选B。
2.(2026·福建三明·二模)如图,矩形弹性线圈abcd位于竖直放置的长直导线MN附近,其四个端点a、b、c、d固定,线圈与长直导线在同一竖直面内,线圈两边ab、cd与MN平行。当通入如图所示的电流(长直导线中的电流远大于矩形线圈中的电流)时,则稳定后矩形线圈的大致形状可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由安培定则可知通电直导线在右侧产生的磁场垂直纸面向里,由左手定则可知ab边受到的安培力向左,dc边受到的安培力向右,ad边受到的安培力向上,cb边受到的安培力向下,则ab边向左凸,dc边向右凸,ad边向上凸,cb边向下凸;故选C。
3.(2026·福建莆田·适应性练习)(多选)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭,则霍尔元件的( )
A. 前表面的电势比后表面的高
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 前、后表面间的电压U与v无关
D. 前、后表面间的电压U与a成反比
【答案】AB
【详解】A.由左手定则可知,自由电子往后表面偏转,故前表面的电势比后表面的高,故A正确;B.稳定时,自由电子不再偏转,满足解得故B正确;CD.稳定时,自由电子不再偏转,满足解得故前、后表面间的电压U与v成正比,前、后表面间的电压U与a成正比,故CD错误。故选AB。
4.(2026·福建厦门·二模)(多选)如图甲所示的无绳跳绳利用霍尔元件实现智能计数,其内部结构示意图如图乙所示。霍尔元件固定在手柄外壳内,通有从外向里的恒定电流I,且电流I由电子的定向移动产生。跳绳时,小球带动转轴旋转,转轴通过连接杆带动磁铁绕转轴做圆周运动,当磁铁靠近霍尔元件时,霍尔元件所处位置的磁感应强度增大,霍尔电压升高,当霍尔电压超过设定阈值时控制器记录一次跳绳次数,则( )
A. 磁铁转动到图乙位置时,霍尔元件左侧面电势高于右侧面
B. 磁铁转动到图乙位置时,霍尔元件左侧面电势低于右侧面
C. 若提高跳绳频率,霍尔电压的最大值不变
D. 若提高跳绳频率,霍尔电压的最大值增大
【答案】BC
【详解】AB.磁铁N极向下,正对霍尔元件,因此霍尔元件处磁场方向竖直向下,电流方向为从外向里,电流方向与电子定向移动方向相反,因此电子运动方向为从里向外,根据左手定则(电子带负电,四指指向电流方向),可判断电子受到的洛伦兹力向左,电子向左侧面积累,左侧面带负电,右侧面带正电,因此霍尔元件左侧面电势低于右侧面,A错误,B正确;CD.霍尔效应平衡时,洛伦兹力等于电场力,则结合电流微观式推导得霍尔电压公式 式中恒定,都是霍尔元件的固有参数,霍尔电压最大值仅由最大磁感应强度决定,是磁铁靠近霍尔元件时的磁感应强度,与跳绳频率无关,因此提高跳绳频率,霍尔电压的最大值不变,C正确,D错误。故选BC。
5.(2026·福建福州·二模)如图,直角三角形abc的∠a=37°、∠b=53°,a、b两点之间的距离为5L。两无限长通电直导线分别放置在a点和b点,电流方向垂直三角形abc所在平面,分别向外、向里;a处导线电流为4I,b处导线电流为3I。已知通有电流i的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小(其中k为常量),sin37°=0.6,cos37°=0.8。则c点的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】根据右手螺旋定则可知a处的通电导线在c点产生的磁场的方向由b指向c,大小为b处的通电导线在c点产生的磁场的方向由a指向c,大小为由于Ba、Bb二者大小相等,且相互垂直,所以c点的磁感应强度大小为故选D。
6.(2026·福建·学情自测)(多选)如图所示,粗细均匀的光滑玻璃管固定在正交的匀强电场和匀强磁场中,匀强电场的电场强度大小为,方向水平向右,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直电场水平向里,玻璃管在垂直于磁场的竖直面内,与电场方向的夹角为角。一个带电量为、直径比管径略小的小球在管内下端由静止释放,小球沿管向上做匀加速运动,中途将管在竖直面内转动,当管与电场方向夹角为时,管内球恰好做匀速直线运动,球出管后仍然做直线运动,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B.
C. 小球的质量等于
D. 小球在管中匀速运动的速度大小为
【答案】BD
【详解】A.若小球带负电,则小球在管中由静止释放后将向下运动,故A错误;BC.当管的倾角为时,因小球沿管向上做匀加速运动,故电场力沿管向上的分力大于球的重力沿管向下的分力,即在垂直管方向,根据平衡条件可得因此得到,,故B正确,C错误;D.小球在管中匀速运动时的速度与出管后匀速运动的速度相同,则有解得,故D正确。故选BD。
7.(2026·福建·适应性练习)图,过点竖直固定一光滑绝缘细杆,杆上、两点关于点对称,两根通有相同电流的长直导线垂直纸面水平固定放置,与纸面的交点、关于O点对称且等高。一带电圆环套在杆上,从点以一定的初速度向下运动,运动过程中电荷量保持不变,则圆环在、两点对细杆的弹力( )
A. 大小相等、方向相同
B. 大小不等、方向相同
C. 大小相等、方向相反
D. 大小不等、方向相反
【答案】D
【详解】根据安培定则(右手螺旋定则),两根电流垂直纸面向里的长直导线,在细杆(两导线连线的中垂线)上的合磁场满足点上方的点,两导线磁场的竖直分量抵消,水平分量叠加,合磁场水平向右;点下方对称的点,两导线磁场的竖直分量抵消,水平分量叠加,合磁场水平向左; 、对称,因此磁感应强度大小相等,方向相反。圆环沿杆向下运动,速度方向始终竖直向下,由洛伦兹力公式因方向相反、方向相同,故、处洛伦兹力方向相反;从到重力做正功,动能增加,,而大小相等,故洛伦兹力大小不等。圆环垂直杆方向合力为零,杆对圆环的弹力与洛伦兹力平衡,根据牛顿第三定律,圆环对杆的弹力满足,大小不等、方向相反。故选D。
8.(2026·福建三明·二模)如图,上表面粗糙且足够长的绝缘板P静止在光滑水平面上,板的左端放置一带正电的小滑块Q,空间加一垂直纸面向外的匀强磁场。t=0时,对Q施加一水平向右的恒力F,设Q受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则滑块Q的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】小滑块Q运动起来后受到重力、竖直向下的洛伦兹力qvB,向右的拉力F和向左的摩擦力。若一开始两者间的静摩擦力足够大,Q和P一起向右加速,则加速度为保持不变,所以v-t图线应为过原点的倾斜直线;若一开始Q和P相对滑动,对Q,根据牛顿第二定律,有解得随着速度不断增大,加速度逐渐减小,对P有可得随着速度不断增大,加速度逐渐增大,当两者加速度相等时,保持相对静止,一起做匀加速运动。故选D。
9.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)超高压变电站的核心设备中,气体绝缘金属封闭开关设备是关键技术之一。该技术将三相高压导体封装在同一金属外壳内,充入六氟化硫()绝缘气体,具有体积小、绝缘性能好、运维成本低的优势。某三相共箱式输电线路有如图所示三根导线,规定垂直纸面向外为电流的正方向,中的电流分别为、、,仅考虑三根导线间的相互作用,则时( )
A. 受到的安培力水平向右
B. 受到的安培力方向水平向右
C. 圆心处磁感应强度方向指向三角形中心
D. 圆心处磁感应强度方向水平向右
【答案】C
【详解】A.时,,a中电流为0;,b中电流垂直纸面向外;,c中电流垂直纸面向里。a中电流为0,对c无安培力;b中和c中电流方向相反,相互排斥,c受到的安培力沿bc连线向右下,不是水平向右,故A错误;B.a中电流为0,根据安培力公式,可得受到的安培力为零,故B错误;C.a圆心处的磁感应强度由b、c共同产生:b电流向外,根据安培定则可知,在a处产生的磁场垂直于ab连线右下,与ac连线夹角为,c电流垂直纸面向里,根据安培定则可知,在a处产生的磁场垂直于ac连线竖直向上,与b电流在a处产生的磁场夹角为,由于b、c中电流等大,所以b、c电流在a处产生的磁感应强度等大,根据对称关系及合成法则可知b、c电流在a处产生的合磁场方向指向的中心,故C正确;D.a电流为0,那么在b圆心处仅c产生磁场,根据安培定则可知,c电流在b处产生的磁场方向垂直于bc连线右上,故D错误。故选C 。
10.(2026·福建福州·二模)(多选)如图,圆心为、半径为的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。从圆周上的点在纸面内沿不同方向射入各种速率的同种粒子(不计重力),粒子的质量为、电荷量为。其中沿PO方向射入速率为的粒子,经时间后从点离开磁场,,则( )
A. 所有速率为的入射粒子,离开磁场时的速度方向都是平行的
B. 不同速率的粒子在磁场中运动的时间都为
C. 速率为的粒子在磁场中的运动最长时间为
D. 速率为的粒子不可能从点射出
【答案】AD
【详解】由几何关系,粒子轨迹半径粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周,A.速率为时,轨迹半径。粒子从圆周上P点射入,轨迹半径等于磁场半径R,根据几何关系,所有这类粒子离开磁场时的速度方向都平行于OA 方向,即互相平行,A正确;B.粒子在磁场中的运动时间,其中 θ 为轨迹圆心角。速率不同,轨迹半径不同,圆心角θ也不同,因此运动时间不一定相同,B错误;C.速率为时,轨迹半径。弦长最大为由几何关系可得因,所以最长运动时间,C错误;D.速率为时,轨迹半径。若粒子从A 点射出,弦长,而弦长最大为。因为,所以不可能从 A 点射出,D正确。故选AD。
11.(2026·福建厦门·适应性练习)如图所示,空间中存在沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,点处有一粒子源,不断地沿与轴正方向成角的各个方向发射质量为、电荷量为、速度大小为的粒子。一垂直于轴的足够大荧光屏从点缓慢沿轴正方向移动,荧光屏受到粒子撞击后会产生荧光。不计粒子重力和粒子间的相互作用,则当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,屏到点的距离为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.粒子在磁场中运动,将速度分解为平行于磁场方向的分速度和垂直于磁场方向的分速度。粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力解得轨道半径运动周期当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,沿着y轴方向从上向下看,对其中一个粒子的运动 根据几何关系可知转过的圆心角为90°,所以所用时间为屏到点的距离为故选A。
12.(2026·福建·适应性练习)(多选)如图甲,为粗糙绝缘水平面上的一点,以为原点、水平向右为正方向建立轴。在的区域内存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里。一带负电的物块以初速度从点开始向右运动,若初速度,则物块运动的速度随变化的关系如图乙所示,其中段为直线。已知物块电荷量与质量的比值为,取重力加速度大小,物块可视为质点且运动过程中电荷量保持不变,下列说法正确的是( )
A. 物块在区域内做匀减速直线运动
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为2T
C. 要使物块能通过处,应大于
D. 若,则物块最终停止在处
【答案】BC
【详解】A.对物块,竖直方向受力平衡得支持力,水平方向摩擦力,物块做减速运动;加速度大小, 不断减小,因此加速度不断减小,物块做加速度减小的减速运动,故A错误;B.由题意,内 为直线,斜率 恒定,整理得等式对任意成立,因此常数项,得 ,因此对应系数相等得 无场,加速度,由图乙知, 滑行停下,由联立得,,故B正确;C.内满足线性关系,物块能通过,要求时代入得,故C正确;D.若,则时出场区后匀减速位移总位移,故D错误。故选BC。
13.(2026·福建龙岩·适应性练习)(多选)如图甲所示为洛伦兹力演示仪,学生在探究时发现,电子束在强磁场中的运动轨迹呈螺旋状,如图乙所示。现将这一现象简化成如图丙所示的情景来讨论:在空间存在平行于y轴磁感应强度大小为B的匀强磁场,在xOy平面内,由坐标原点O沿与x轴负方向成θ角的方向,以初速度射入电子束,得到轴线平行于y轴的螺旋状电子运动轨迹,粒子恰好能经过坐标为的P点(图中未标出),电子的质量为m、电荷量为e,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向沿y轴负方向
B. 电子从O到P受洛伦兹力冲量大小为
C.
D.
【答案】BD
【详解】A.根据左手定则可知匀强磁场的方向沿y轴正方向,故A错误;B.电子沿着轴方向的速度垂直轴方向的速度电子在点,轴方向的速度不变,垂直轴方向的速度与在点时方向相反,大小相等,电子从O到P速度变化量的大小为根据动量定理可知电子从O到P受洛伦兹力冲量大小为,故B正确;C.根据根据几何关系可得联立可得,故C错误;D.又联立可得电子从O到P,在轴方向运动的距离当电子转半圈、一圈半、两圈半....时经过P点,即联立可得则故选BD。
14.(2027·福建福州第三中学·模拟预测)(1)地球本身是一个大磁体,它的 (填写“N”“S”)极位于地理南极附近。蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷,蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。某处地磁场的磁感应强度大小约为,一只蜜蜂在此处花间飞舞。
(2)若将该蜜蜂的一个翅翼视为一个面积约为的平面图形,则地磁场通过该翅翼的磁通量最大值为 Wb。(保留2位有效数字)
(3)一只蜜蜂通常的带电量约为,在实验中发现,当蜜蜂距离带电为的花蕊12 cm时,就不愿再靠近了。蜜蜂与花蕊之间的电场线分布可能为________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)N (2) (3)C
【讲解】(1) 地球本身是一个大磁体,地磁S极在地理北极附近,地磁的N极在地理南极附近。
(2) 地磁场通过该翅翼的磁通量最大值为
(3) 蜜蜂带正电,花蕊带正电,根据同种电荷相互排斥,电场线从正电荷出发,指向无穷远,所以它们之间的电场线分布可能为C图所示。故选C。
15.(2027·福建福州第三中学·模拟预测)当甲、乙、丙中的导线通以如图所示方向的电流,小磁针静止时,N极垂直纸面向外的是 (填“甲”“乙”或“丙”);如图丁所示的通电螺线管,通电后形成图示方向的磁场,则电源正极为 (填“A”或“B”),小磁针静止后的左端为 (填“N”或“S”)极。
【答案】① 乙 ② B ③ N
【详解】[1]如图所示,甲图中的小磁针上有一直导线通以图中所示方向的电流时,据安培定则,直线电流在电流下方磁场垂直纸面向里,小磁针静止时,N极垂直纸面向里;乙图中环形导线接上如图所示的直流电源时,据安培定则,环形电流在其环中心处产生的磁场方向垂直纸面向外,小磁针静止时,N极垂直纸面向外;据安培定则可知,丙图中通电直导线旁的小磁针所在位置处的磁场垂直纸面向里,小磁针静止时N极将垂直纸面向里。故填:乙。[2]由丁图可知,通电螺线管右边为S极,据安培定则可知电流的方向,可知电源的左端B是正极。[3]丁图中通电螺线管旁的小磁针位置的磁场水平向左,则小磁针静止后的左端为N极。
16.(2027·福建漳州·质量检测)质谱仪是分离和检测同位素的科学仪器,其原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器,加速电压为;区域Ⅱ为速度选择器,两板间距为,电压为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;区域Ⅲ为磁分析器,磁感应强度大小也为,方向垂直纸面向里。从点由静止释放一电荷量为的粒子,经加速后进入速度选择器做直线运动,从点垂直进入磁分析器做圆周运动,最终打到照相底片的点,忽略粒子重力。
(1)求粒子经过点时的速度大小;
(2)求粒子的比荷;
(3)另有的同位素从点由静止释放,仅调节加速电压,使以与相同的速度通过速度选择器,射入磁分析器后打到照相底片的点。测得与两点间距离为。求两粒子质量差。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 粒子在速度选择器中做直线运动,根据平衡条件,有又解得粒子经过点时的速度大小
(2) 粒子在加速电场中经加速后速度达到,根据动能定理有解得
(3) 粒子、以相同的速度通过速度选择器后,在磁分析器中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,满足,解得,由几何关系得代入解得
17.(2026·福建福州·二模)如图,固定的两异种点电荷的带电量均为,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直,、、三点位于同一竖直线上,,点电荷到点的距离也为。一带电量为质量为的物块(可视为质点),从点静止释放,沿直线运动到点时速度为。已知物块与竖直平面的动摩擦因数为,静电力常量为,重力加速度为,求:
(1)物块在点时加速度的大小;
(2)物块通过点的速度大小;
(3)若撤去电荷,在空间加上磁感应强度大小为、方向水平向外的匀强磁场,物块仍从点静止释放,到达点时开始做匀速运动,则从点运动到点过程中物块克服摩擦力做的功。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 作出两异种点电荷在点的场强,如图所示 根据电场强度叠加原理,可得点的电场强度的大小为根据牛顿第二定律有又,联立解得
(2) 假设物块从到克服摩擦力做功为。物块从到,根据动能定理有物块从到,根据动能定理有联立解得
(3) 物块做匀速运动时,根据平衡条件有解得当物块下滑到点的过程中,假设克服摩擦力做功为,根据动能定理有解得
18.(2026·福建三明第一中学·模拟预测)如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内,存在竖直向下的匀强电场,在轴与之间的区域存在大小相等、方向相反的匀强磁场,轴上方的磁场垂直纸面向外,轴下方的磁场垂直纸面向里,过点且与轴平行。一质量为,电荷量为的带电粒子以初速度从点沿平行于轴方向射入电场,一段时间后从坐标原点进入第四象限的磁场,假设电场与磁场有理想边界。(不计粒子重力)
(1)求电场强度的大小;
(2)若带电粒子只在第四象限运动一段时间后,垂直GQ边界离开磁场区域,求磁感应强度的大小;
(3)若,求带电粒子从点进入电场到离开磁场经历的时间。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 带正电粒子从沿轴正方向射入电场区域:水平方向做匀速直线运动 则竖直方向做匀加速直线运动在电场运动联立解得
(2) 带电粒子进入磁场的速度大小与水平方向的夹角若带电粒子垂直GQ边界离开磁场区域在磁场中运动时联立解得
(3) 当时,带电粒子进入磁场速度不变,则由解得带电粒子在磁场中的半径当带电粒子穿过磁场时解得则带电粒子在磁场中运动的时间解得时间
19.(2026·福建宁德·质量检测)如图所示,直角三角形的。、、三点分别固定有无限长通电直导线,电流方向均垂直所在平面,分别向外、向外、向里。、两处导线电流大小均为,处导线电流大小为。已知通有电流的长直导线在距其处产生磁场的磁感应强度大小(其中为常量),、间距为。则在连线中点处的磁感应强度大小为 ,其方向与的夹角大小为 。
【答案】① ② 30°
【详解】[1][2]根据题意,由几何关系可知,、、三点到连线中点处的距离均为,则、、三点处通电导线在连线中点处产生磁场的磁感应强度大小分别为、、由安培定则可知,、两点在连线中点处产生磁场的磁感应强度方向均竖直向上,则、两点在连线中点处产生磁场的磁感应强度大小为点在连线中点处产生磁场的磁感应强度方向斜向右下,与的夹角大小为,如图所示 由几何关系可知,、、三点处通电导线在连线中点处的磁感应强度大小为,其方向与的夹角大小为。
20.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一个粒子源于处不断释放质量为,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀径向分布的电场)后,从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上,硅片到PQ的距离为,不计离子重力。求:
(1)离子进入静电分析器时的速度大小;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小;
(3)若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节,要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上,求磁感应强度大小的取值范围。
【答案】(1) (2), (3)
【讲解】(1) 离子在加速电场中运动,由动能定理 解得
(2) ① 静电分析器中,径向电场力提供离子圆周运动的向心力 代入化简得: ② 离子沿直径进入磁场,偏转后速度水平向右垂直打在硅片上,可得偏转角为。对圆形磁场中沿直径入射的离子,由几何关系得离子轨迹半径 。 洛伦兹力提供向心力 代入,化简得
(3) 设离子在磁场中轨迹半径为,由可知越大,越小。 硅片与等高,因此只有离子打在硅片上(为交点纵坐标)才符合要求,推导得与满足离子全部打在硅片上。将代入不等式 解得
21.(2026·福建·模拟测试)如图所示,在平面中,虚线与x轴夹角为,其左侧存在与平面平行但大小方向均未知的匀强电场,右侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m,带电量为的粒子自点以速度沿y轴负方向进入磁场,一段时间后从点经过虚线,再过后从点经过x轴,不计粒子重力及空气阻力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子在磁场中从P运动到Q所用时间;
(3)匀强电场的电场强度大小和方向。
【答案】(1) (2) (3),方向与虚线垂直向右下方
【讲解】(1) 如图所示,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系得根据解得
(2) 粒子做圆周运动周期为T,粒子圆周运动转过的圆心角为解得
(3) 由圆周运动规律,自Q点进入电场时速度沿x轴负方向。粒子在匀强电场中做匀变速运动,假设粒子在方向上加速度分别为,方向如图所示。 由匀变速运动规律:解得故合加速度,方向与垂直。由牛顿第二定律有故匀强电场场强大小方向与虚线垂直向右下方。
22.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)如图所示是一个粒子检测装置示意图,粒子源释放出初速度忽略不计的碳与碳原子核,经直线加速器加速后由进入通道,与点相距,该通道的上下表面是以点为圆心内直径为、外直径为的半圆环,磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器加速电压为时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,不考虑粒子间的相互作用,粒子重力忽略不计。
(1)推导分析碳-12、碳-14原子核打在底片上的位置哪个更靠近点;
(2)求能使碳-14原子核打在底片上的加速电压范围;
(3)调节加速电压,使碳-12原子核打在内圆环上,求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。
【答案】(1)碳-12更靠近点 (2) (3)
【详解】
(1)直线加速过程:在磁场中圆周运动过程:解得综上可知:越小,越小,所以,碳12更靠近点 。
(2)碳-14原子核全部打到底片上,做圆周运动的最小半径最大半径结合第(1)问结论,结合第(1)问和题目条件有:且联立解得;所以,碳-14原子核打到底片上的电压范围是
(3)碳-12原子核打到内圆环上,轨迹与内圆环交于点,如图 当时(此时与内圆弧相切,角最大),最小,用时最短。由几何关系可知则最短时间周期 对碳-12,时,有;解得
23.(2026·福建上杭县第一中学·质量检测)如图所示,在第Ⅱ象限内存在电场强度为E、沿y轴负方向的匀强电场;磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场。在复合场中放置一线形、长为2R的带电粒子发生器,它沿x轴正方向不断地发射出速度相同的带正电粒子(已知粒子质量均为m、电荷量均为q),这些粒子能在0<y<2R的区间内垂直y轴进入第Ⅰ象限。在第Ⅰ象限内半径为R的圆形区域内存在着一与纸面垂直的匀强磁场,圆形区域与y、x轴分别相切于a、b两点。在第Ⅳ象限整个区域内存在磁感应强度为B2、垂直纸面向里的匀强磁场。已知从a点射入圆形磁场区域的粒子恰好从b点沿y轴负方向进入第Ⅳ象限。不计粒子重力和相互作用力。
可能用到的公式: tan2θ=2tanθ/(1-tan2θ)
(1)求第Ⅰ象限圆形磁场区域内的磁感应强度大小和方向;
(2)求通过圆形磁场区域的带电粒子第二次通过x轴的区域范围;
(3)若调整粒子发生器和复合场,使粒子发射速度增大一倍,且粒子仍能垂直y轴进入第Ⅰ象限。求从a点射入的粒子第二次通过x轴时点的坐标。
【答案】(1) ,由左手定则知方向垂直xOy平面向外;(2)R≤R+;(3)(+,0)
【详解】
(1)根据qE=qvB1知从a点射入的粒子速度根据几何关系得粒子在圆形磁场区域内的轨道半径为R, 由 得 由左手定则知方向垂直xOy平面向外
(2)从任一点P沿x轴正方向进入圆形磁场区域中的粒子做半径为R的匀速圆周运动,其圆心位于P的正下方O″,如图1所示。因此粒子进入圆形磁场区域后的圆心的轨迹为如图1所示的虚线半圆,此半圆的圆心在b点 所以垂直y轴进入的粒子,通过圆形磁场区域后第一次均通过x轴上b点进入第Ⅳ象限,并且沿各个方向的粒子都有,则第二次通过x轴的区域范围为R<x≤R+2R'。因所以区域范围为
(3)粒子速度增大一倍,在圆形磁场区域轨迹半径为2R,由如图2的几何关系得 则所以 F点坐标为( ,0)粒子在第Ⅳ象限的轨道半径 所以Q点坐标为(,0)
24.(2026·福建宁德·质量检测)如图甲所示,沿顺时针方向转动的足够长绝缘水平传送带,传动速度为,传送带的右轮上方固定一绝缘挡板。在竖直分界面右侧空间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。在传送带左端由静止释放一可视为质点的质量为、电荷量为的小物块。小物块向右运动过程的位移与速度关系图像如图乙所示,其中为直线,延长线过原点。小物块撞击右侧挡板后立即以原速率反弹,恰好能到达分界面。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,电量不变,重力加速度为。求:
(1)左侧的传送带长度;
(2)电场强度的大小;
(3)小物块与挡板撞击时速度的大小;
(4)小物块与传送带因摩擦产生的热量。
【答案】(1) (2) (3) (4)
【讲解】(1) 物块滑上传送带后,由牛顿第二定律有 解得由图乙可知滑块到时速度为,设左侧的传送带长度为,由运动学关系可知 解得
(2) 滑块从进入到与挡板碰撞过程中由动量定理有整理得其中为到挡板的距离,因进入电磁场后物块位移与速度关系图像为过原点直线,故解得
(3) 物块与挡板碰撞后反向弹回,由小问(2)的结论可知,竖直方向,物块所受的洛伦兹力为其合外力;由左手定则可知,反向弹回的瞬间,物块受到的洛伦兹力方向竖直向上,物块做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有由题意,物块向左做匀速圆周运动恰好到达,轨道半径等于到挡板距离,即滑块从进入到与挡板碰撞过程中由动量定理有 代入,联立上式解得,
(4) 滑块与传送带在左侧运动时因摩擦产生的热量 其中滑块在左侧运动的时间满足联立解得 滑块在右侧运动时与传送带因摩擦产生的热量为传送带克服摩擦力做的功与物块动能增量的差值,即整理得代入数据解得 故滑块与传送带因摩擦产生的热量解得
25.(2026·福州第一中学·学情自测)某离子分析器的原理示意图如图所示,分析器由分布在轴左侧的偏转区和轴右侧的检测区组成。在直线和轴之间的偏转区内存在着两个等大反向的有界匀强电场,电场强度大小为,其中轴上方的电场沿轴负方向,轴下方的电场沿轴正方向,轴各点认为。在电场左边界上点到点区间内存在一线状离子源,离子源各处都能持续发射电量为、质量为的相同离子,所有离子均以相同速度沿轴正方向射入电场。在轴右侧检测区内分布着垂直于平面向里、范围足够大的磁场,磁感应强度大小随位置坐标均匀变化,且满足(为大于零的常数)。在检测区有一块与轴平行的足够长的检测板,打到检测板的离子会被板吸收,忽略电磁场间的相互影响,不计离子的重力及它们之间的相互作用,已知。求:
(1)从点发出的离子第一次经过轴时的坐标;
(2)从间某些位置发出的离子能沿轴正方向进入磁场,写出这些位置的坐标;
(3)若检测板可沿轴平移,要使检测板能收集到沿轴正方向进入磁场并经磁场偏转后的所有离子,求检测板位置坐标的最大值。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 离子从A点发出到第一次经过x轴的过程。在y轴方向,有根据牛顿第二定律,有x轴方向解得由对称性可知,从A点发出的离子第一次经过y轴时的坐标为
(2) 沿x轴正方向进入磁场时可能的运动轨迹如图所示 离子需满足的条件为设到C点距离为y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向射出,粒子第一次到达x轴用时,水平位移为,则竖直方向解得即满足要求的AC间离子y坐标为
(3) 若要检测板能收集到沿x轴正方向进入磁场的所有离子,离子到达检测板的速度满足vx=0,vy=v0时,x取最大值;如图所示 对离子受力,在y轴方向应用动量定理即所以又B=B0+kx可得解得
26.(2026·福建龙岩·适应性练习)如图甲所示,在足够大的光滑水平桌面上,存在一圆心为O,半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直桌面向下,磁感应强度大小为B。磁场左边有间距为L的ab、ef平行边界线,ef与圆形区域相切于N点,边界线内有水平方向且与MN垂直的交变电场(如图乙所示),规定图甲中所示的场强方向为正方向。圆心O与MN共线,在MN的延长线上放置三个小球A、B、C,小球B、C不带电且质量均为m,小球A的质量为2m、带电量为。小球A、B间放置一处于原长的绝缘轻质弹簧,两球与弹簧接触但不粘连。现给小球C一沿MN连线向右的初速度,一段时间后,小球C与B发生碰撞,碰撞后B、C粘连在一起,小球A与弹簧分离后在M点进入电场。求:
(1)弹簧弹性势能的最大值;
(2)小球A离开电场时的速度大小;
(3)若电场强度大小,磁感应强度大小,,则在时间内进入电场的小球A(大小可忽略)在圆形磁场中可能经过的区域的面积。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 小球C与B发生碰撞过程,根据动量守恒定律当小球A、B、C速度相等时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律根据能量守恒定律联立解得弹簧弹性势能的最大值
(2) 小球A与弹簧分离时,弹簧处于原长,根据动量守恒定律根据能量守恒定律解得小球A在点时的速度小球进入电场后,在垂直于电场方向做匀速运动,所以在电场中运动的时间为因为,根据对称性可知,任意时刻进入电场的小球在沿着电场方向的分速度一定为零,所以小球A离开电场时的速度与进入电场时的初速度相同,故小球A离开电场时的速度大小
(3) 小球A在时刻进入电场时沿着电场方向的偏移量最大,由牛顿运动定律沿着电场方向有解得根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知,小球A在时刻进入电场时沿着电场方向的偏移量最小,为如图所示 所以小球在圆弧NP之间进入圆形磁场区域,根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律解得因为,所以根据磁聚焦原理小球从圆弧NP任意一点进入磁场后都会经过Q点,所以小球A在时间内进入电场后在圆形磁场中可能经过的区域面积解得
试卷第1页,共3页
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专题05 磁场
6年真题1年模拟
考点分类
福建考情
命题规律
考点1 磁场及其对电流的作用
2026福建(1题)、2025福建(1题)、2024福建(1题)、2023福建(1题)、2022福建(1题)、2021福建(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:环形电流和通电螺线管周围的磁场、直线电流周围的磁场。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点2 带电粒子(带电体)在磁场中的运动
2023福建(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:带电粒子在直边界磁场中运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 带电粒子在组合场中的运动
2026福建(1题)、2024福建(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:带电粒子在组合场中的立体空间问题、带电粒子在直边界磁场中运动、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点4 带电粒子在叠加场中的运动
2025福建(1题)、2021福建(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:带电物体(计重力)在匀强电场中的一般运动、带电粒子在叠加场中做直线运动。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点1 磁场及其对电流的作用
1.(2026·福建·高考真题)我国航空母舰“福建舰”的电磁弹射系统装配有直线电机。如图,电机水平轨道两侧对称平行固定有多组相同线圈,通过控制线圈电流可产生特定磁场。P点为过轨道中轴线的竖直面和线圈组中轴线的交点,在相邻线圈组和中通有图示方向、大小分别为2I和I的电流时,两组线圈在P点产生的磁场的方向为( )
A. ①方向
B. ②方向
C. ③方向
D. ④方向
2.(2025·福建·高考真题)如图,两根长直细导线L1、L2平行放置,其所在平面上有M、O、N三点,为线段MN的中点,L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当、通有大小相等、方向相反的电流时,、点的磁感应强度大小分别为、。现保持L1的电流不变,撤去L2的电流,此时N点的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2024·福建·高考真题)(多选)如图,用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流,细绳处于绷直状态,则( )
A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大
B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小
C. 铜环所受安培力大小为
D. 铜环所受安培力大小为
4.(2023·福建·高考真题)(多选)地球本身是一个大磁体,其磁场分布示意图如图所示。学术界对于地磁场的形成机制尚无共识。一种理论认为地磁场主要源于地表电荷随地球自转产生的环形电流。基于此理论,下列判断正确的是( )
A. 地表电荷为负电荷
B. 环形电流方向与地球自转方向相同
C. 若地表电荷的电量增加,则地磁场强度增大
D. 若地球自转角速度减小,则地磁场强度增大
5.(2022·福建·高考真题)(多选)奥斯特利用如图所示实验装置研究电流的磁效应。一个可自由转动的小磁针放在白金丝导线正下方,导线两端与一伏打电池相连。接通电源瞬间,小磁针发生了明显偏转。奥斯特采用控制变量法,继续研究了导线直径、导线材料、电池电动势以及小磁针位置等因素对小磁针偏转情况的影响。他能得到的实验结果有( )
A. 减小白金丝直径,小磁针仍能偏转
B. 用铜导线替换白金丝,小磁针仍能偏转
C. 减小电源电动势,小磁针一定不能偏转
D. 小磁针的偏转情况与其放置位置无关
6.(2021·福建·高考真题)(多选)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则( )
A. O点的磁感应强度为0
B. O点的磁感应强度方向由O指向c
C. e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D. e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
考点2 带电粒子(带电体)在磁场中的运动
1.(2023·福建·高考真题)阿斯顿(F.Aston)借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺贝尔奖,质谱仪分析同位素简化的工作原理如图所示。在上方存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两个氖离子在O处以相同速度v垂直磁场边界入射,在磁场中发生偏转,分别落在M和N处。已知某次实验中,,落在M处氖离子比荷(电荷量和质量之比)为;P、O、M、N、P'在同一直线上;离子重力不计。
(1)求OM的长度;
(2)若ON的长度是OM的1.1倍,求落在N处氖离子的比荷。
考点3 带电粒子在组合场中的运动
1.(2026·福建·高考真题)如图(a),两块足够大的平行金属板水平放置,板间加有大小随时间t变化的匀强电场和匀强磁场,变化规律分别如图(b)和(c)所示,电场强度幅值为,方向竖直向下,磁感应强度幅值为,方向平行板面且垂直纸面向里。时,一带正电的粒子以速率从M点沿两金属板中轴线MN向右射入;时,粒子速度方向与MN夹角为60°。运动过程中粒子始终不与板相碰,重力不计,忽略电场、磁场突变瞬间对粒子速度的影响。
(1)求粒子比荷;
(2)求内粒子的速度大小和运动轨道半径;
(3)现调节内磁感应强度幅值,使粒子在时运动到中轴线,此时速度大小为,方向水平向右,且在内粒子速度方向的偏转角小于360°,则幅值应调为多少?
2.(2024·福建·高考真题)如图,直角坐标系中,第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器、,其中垂直轴放置,极板与轴相交处存在小孔、;垂直轴放置,上、下极板右端分别紧贴轴上的、点。一带电粒子从静止释放,经电场直线加速后从射出,紧贴下极板进入,而后从进入第Ⅰ象限;经磁场偏转后恰好垂直轴离开,运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为、带电量为,、间距离为,、的板间电压大小均为,板间电场视为匀强电场,不计重力,忽略边缘效应。求:
(1)粒子经过时的速度大小;
(2)粒子经过时速度方向与轴正向的夹角;
(3)磁场的磁感应强度大小。
考点4 带电粒子在叠加场中的运动
1.(2025·福建·高考真题)(多选) 如图,真空中存在一水平向右的匀强电场,同时存在一水平且垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q(q>0)的带电微粒从M点以初速度v入射,沿着MN做匀速直线运动。微粒到N点时撤去磁场,一段时间后微粒运动到P点。已知M、N、 P三点处于同一竖直平面内,MN与水平方向呈45°,N点与P等高,重力加速度为,则( )
A. 电场强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. N、P两点的电势差为
D. 从N点运动到P的过程中,微粒到直线NP的最大距离为
2.(2021·福建·高考真题)一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。一质子()以速度自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是( )(所有粒子均不考虑重力的影响)
A. 以速度的射入的正电子
B. 以速度射入的电子
C. 以速度射入的核
D. 以速度射入的a粒子
模拟题精选
1.(2026·福州第一中学·学情自测)利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。如图甲,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为面。某同学在测量地磁场时,以轴为转轴,水平匀速转动手机,坐标系随手机同步转动,测量结果如图乙所示,其中方向的磁感应强度分别为和,则从上往下看( )
A. 手机顺时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
B. 手机顺时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
C. 手机逆时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
D. 手机逆时针旋转,测量处的磁感应强度大小约为
2.(2026·福建三明·二模)如图,矩形弹性线圈abcd位于竖直放置的长直导线MN附近,其四个端点a、b、c、d固定,线圈与长直导线在同一竖直面内,线圈两边ab、cd与MN平行。当通入如图所示的电流(长直导线中的电流远大于矩形线圈中的电流)时,则稳定后矩形线圈的大致形状可能是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·福建莆田·适应性练习)(多选)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭,则霍尔元件的( )
A. 前表面的电势比后表面的高
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 前、后表面间的电压U与v无关
D. 前、后表面间的电压U与a成反比
4.(2026·福建厦门·二模)(多选)如图甲所示的无绳跳绳利用霍尔元件实现智能计数,其内部结构示意图如图乙所示。霍尔元件固定在手柄外壳内,通有从外向里的恒定电流I,且电流I由电子的定向移动产生。跳绳时,小球带动转轴旋转,转轴通过连接杆带动磁铁绕转轴做圆周运动,当磁铁靠近霍尔元件时,霍尔元件所处位置的磁感应强度增大,霍尔电压升高,当霍尔电压超过设定阈值时控制器记录一次跳绳次数,则( )
A. 磁铁转动到图乙位置时,霍尔元件左侧面电势高于右侧面
B. 磁铁转动到图乙位置时,霍尔元件左侧面电势低于右侧面
C. 若提高跳绳频率,霍尔电压的最大值不变
D. 若提高跳绳频率,霍尔电压的最大值增大
5.(2026·福建福州·二模)如图,直角三角形abc的∠a=37°、∠b=53°,a、b两点之间的距离为5L。两无限长通电直导线分别放置在a点和b点,电流方向垂直三角形abc所在平面,分别向外、向里;a处导线电流为4I,b处导线电流为3I。已知通有电流i的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小(其中k为常量),sin37°=0.6,cos37°=0.8。则c点的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2026·福建·学情自测)(多选)如图所示,粗细均匀的光滑玻璃管固定在正交的匀强电场和匀强磁场中,匀强电场的电场强度大小为,方向水平向右,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直电场水平向里,玻璃管在垂直于磁场的竖直面内,与电场方向的夹角为角。一个带电量为、直径比管径略小的小球在管内下端由静止释放,小球沿管向上做匀加速运动,中途将管在竖直面内转动,当管与电场方向夹角为时,管内球恰好做匀速直线运动,球出管后仍然做直线运动,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B.
C. 小球的质量等于
D. 小球在管中匀速运动的速度大小为
7.(2026·福建·适应性练习)图,过点竖直固定一光滑绝缘细杆,杆上、两点关于点对称,两根通有相同电流的长直导线垂直纸面水平固定放置,与纸面的交点、关于O点对称且等高。一带电圆环套在杆上,从点以一定的初速度向下运动,运动过程中电荷量保持不变,则圆环在、两点对细杆的弹力( )
A. 大小相等、方向相同
B. 大小不等、方向相同
C. 大小相等、方向相反
D. 大小不等、方向相反
8.(2026·福建三明·二模)如图,上表面粗糙且足够长的绝缘板P静止在光滑水平面上,板的左端放置一带正电的小滑块Q,空间加一垂直纸面向外的匀强磁场。t=0时,对Q施加一水平向右的恒力F,设Q受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则滑块Q的v—t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)超高压变电站的核心设备中,气体绝缘金属封闭开关设备是关键技术之一。该技术将三相高压导体封装在同一金属外壳内,充入六氟化硫()绝缘气体,具有体积小、绝缘性能好、运维成本低的优势。某三相共箱式输电线路有如图所示三根导线,规定垂直纸面向外为电流的正方向,中的电流分别为、、,仅考虑三根导线间的相互作用,则时( )
A. 受到的安培力水平向右
B. 受到的安培力方向水平向右
C. 圆心处磁感应强度方向指向三角形中心
D. 圆心处磁感应强度方向水平向右
10.(2026·福建福州·二模)(多选)如图,圆心为、半径为的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。从圆周上的点在纸面内沿不同方向射入各种速率的同种粒子(不计重力),粒子的质量为、电荷量为。其中沿PO方向射入速率为的粒子,经时间后从点离开磁场,,则( )
A. 所有速率为的入射粒子,离开磁场时的速度方向都是平行的
B. 不同速率的粒子在磁场中运动的时间都为
C. 速率为的粒子在磁场中的运动最长时间为
D. 速率为的粒子不可能从点射出
11.(2026·福建厦门·适应性练习)如图所示,空间中存在沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,点处有一粒子源,不断地沿与轴正方向成角的各个方向发射质量为、电荷量为、速度大小为的粒子。一垂直于轴的足够大荧光屏从点缓慢沿轴正方向移动,荧光屏受到粒子撞击后会产生荧光。不计粒子重力和粒子间的相互作用,则当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,屏到点的距离为( )
A.
B.
C.
D.
12.(2026·福建·适应性练习)(多选)如图甲,为粗糙绝缘水平面上的一点,以为原点、水平向右为正方向建立轴。在的区域内存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里。一带负电的物块以初速度从点开始向右运动,若初速度,则物块运动的速度随变化的关系如图乙所示,其中段为直线。已知物块电荷量与质量的比值为,取重力加速度大小,物块可视为质点且运动过程中电荷量保持不变,下列说法正确的是( )
A. 物块在区域内做匀减速直线运动
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为2T
C. 要使物块能通过处,应大于
D. 若,则物块最终停止在处
13.(2026·福建龙岩·适应性练习)(多选)如图甲所示为洛伦兹力演示仪,学生在探究时发现,电子束在强磁场中的运动轨迹呈螺旋状,如图乙所示。现将这一现象简化成如图丙所示的情景来讨论:在空间存在平行于y轴磁感应强度大小为B的匀强磁场,在xOy平面内,由坐标原点O沿与x轴负方向成θ角的方向,以初速度射入电子束,得到轴线平行于y轴的螺旋状电子运动轨迹,粒子恰好能经过坐标为的P点(图中未标出),电子的质量为m、电荷量为e,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向沿y轴负方向
B. 电子从O到P受洛伦兹力冲量大小为
C.
D.
14.(2027·福建福州第三中学·模拟预测)(1)地球本身是一个大磁体,它的 (填写“N”“S”)极位于地理南极附近。蜜蜂飞行过程中身上会积累少量正电荷,蜜蜂传播花粉时就利用了这些电荷。某处地磁场的磁感应强度大小约为,一只蜜蜂在此处花间飞舞。
(2)若将该蜜蜂的一个翅翼视为一个面积约为的平面图形,则地磁场通过该翅翼的磁通量最大值为 Wb。(保留2位有效数字)
(3)一只蜜蜂通常的带电量约为,在实验中发现,当蜜蜂距离带电为的花蕊12 cm时,就不愿再靠近了。蜜蜂与花蕊之间的电场线分布可能为________。
A. B.
C. D.
15.(2027·福建福州第三中学·模拟预测)当甲、乙、丙中的导线通以如图所示方向的电流,小磁针静止时,N极垂直纸面向外的是 (填“甲”“乙”或“丙”);如图丁所示的通电螺线管,通电后形成图示方向的磁场,则电源正极为 (填“A”或“B”),小磁针静止后的左端为 (填“N”或“S”)极。
16.(2027·福建漳州·质量检测)质谱仪是分离和检测同位素的科学仪器,其原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器,加速电压为;区域Ⅱ为速度选择器,两板间距为,电压为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;区域Ⅲ为磁分析器,磁感应强度大小也为,方向垂直纸面向里。从点由静止释放一电荷量为的粒子,经加速后进入速度选择器做直线运动,从点垂直进入磁分析器做圆周运动,最终打到照相底片的点,忽略粒子重力。
(1)求粒子经过点时的速度大小;
(2)求粒子的比荷;
(3)另有的同位素从点由静止释放,仅调节加速电压,使以与相同的速度通过速度选择器,射入磁分析器后打到照相底片的点。测得与两点间距离为。求两粒子质量差。
17.(2026·福建福州·二模)如图,固定的两异种点电荷的带电量均为,绝缘竖直平面过两点电荷连线的中点且与连线垂直,、、三点位于同一竖直线上,,点电荷到点的距离也为。一带电量为质量为的物块(可视为质点),从点静止释放,沿直线运动到点时速度为。已知物块与竖直平面的动摩擦因数为,静电力常量为,重力加速度为,求:
(1)物块在点时加速度的大小;
(2)物块通过点的速度大小;
(3)若撤去电荷,在空间加上磁感应强度大小为、方向水平向外的匀强磁场,物块仍从点静止释放,到达点时开始做匀速运动,则从点运动到点过程中物块克服摩擦力做的功。
18.(2026·福建三明第一中学·模拟预测)如图所示,在平面直角坐标系的第二象限内,存在竖直向下的匀强电场,在轴与之间的区域存在大小相等、方向相反的匀强磁场,轴上方的磁场垂直纸面向外,轴下方的磁场垂直纸面向里,过点且与轴平行。一质量为,电荷量为的带电粒子以初速度从点沿平行于轴方向射入电场,一段时间后从坐标原点进入第四象限的磁场,假设电场与磁场有理想边界。(不计粒子重力)
(1)求电场强度的大小;
(2)若带电粒子只在第四象限运动一段时间后,垂直GQ边界离开磁场区域,求磁感应强度的大小;
(3)若,求带电粒子从点进入电场到离开磁场经历的时间。
19.(2026·福建宁德·质量检测)如图所示,直角三角形的。、、三点分别固定有无限长通电直导线,电流方向均垂直所在平面,分别向外、向外、向里。、两处导线电流大小均为,处导线电流大小为。已知通有电流的长直导线在距其处产生磁场的磁感应强度大小(其中为常量),、间距为。则在连线中点处的磁感应强度大小为 ,其方向与的夹角大小为 。
20.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图,一个粒子源于处不断释放质量为,带电量为的离子,其初速度视为零,经电压为的加速电场加速后,沿图中半径为的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀径向分布的电场)后,从点沿直径方向进入半径为的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转,离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上,硅片到PQ的距离为,不计离子重力。求:
(1)离子进入静电分析器时的速度大小;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小和圆形磁场的磁感应强度大小;
(3)若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节,要让从点沿直线方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上,求磁感应强度大小的取值范围。
21.(2026·福建·模拟测试)如图所示,在平面中,虚线与x轴夹角为,其左侧存在与平面平行但大小方向均未知的匀强电场,右侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m,带电量为的粒子自点以速度沿y轴负方向进入磁场,一段时间后从点经过虚线,再过后从点经过x轴,不计粒子重力及空气阻力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子在磁场中从P运动到Q所用时间;
(3)匀强电场的电场强度大小和方向。
22.(2026·厦门外国语学校·适应性考试)如图所示是一个粒子检测装置示意图,粒子源释放出初速度忽略不计的碳与碳原子核,经直线加速器加速后由进入通道,与点相距,该通道的上下表面是以点为圆心内直径为、外直径为的半圆环,磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环,正对着通道出口处放置照相底片,能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器加速电压为时,碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置,不考虑粒子间的相互作用,粒子重力忽略不计。
(1)推导分析碳-12、碳-14原子核打在底片上的位置哪个更靠近点;
(2)求能使碳-14原子核打在底片上的加速电压范围;
(3)调节加速电压,使碳-12原子核打在内圆环上,求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。
23.(2026·福建上杭县第一中学·质量检测)如图所示,在第Ⅱ象限内存在电场强度为E、沿y轴负方向的匀强电场;磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场。在复合场中放置一线形、长为2R的带电粒子发生器,它沿x轴正方向不断地发射出速度相同的带正电粒子(已知粒子质量均为m、电荷量均为q),这些粒子能在0<y<2R的区间内垂直y轴进入第Ⅰ象限。在第Ⅰ象限内半径为R的圆形区域内存在着一与纸面垂直的匀强磁场,圆形区域与y、x轴分别相切于a、b两点。在第Ⅳ象限整个区域内存在磁感应强度为B2、垂直纸面向里的匀强磁场。已知从a点射入圆形磁场区域的粒子恰好从b点沿y轴负方向进入第Ⅳ象限。不计粒子重力和相互作用力。
可能用到的公式: tan2θ=2tanθ/(1-tan2θ)
(1)求第Ⅰ象限圆形磁场区域内的磁感应强度大小和方向;
(2)求通过圆形磁场区域的带电粒子第二次通过x轴的区域范围;
(3)若调整粒子发生器和复合场,使粒子发射速度增大一倍,且粒子仍能垂直y轴进入第Ⅰ象限。求从a点射入的粒子第二次通过x轴时点的坐标。
24.(2026·福建宁德·质量检测)如图甲所示,沿顺时针方向转动的足够长绝缘水平传送带,传动速度为,传送带的右轮上方固定一绝缘挡板。在竖直分界面右侧空间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。在传送带左端由静止释放一可视为质点的质量为、电荷量为的小物块。小物块向右运动过程的位移与速度关系图像如图乙所示,其中为直线,延长线过原点。小物块撞击右侧挡板后立即以原速率反弹,恰好能到达分界面。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,电量不变,重力加速度为。求:
(1)左侧的传送带长度;
(2)电场强度的大小;
(3)小物块与挡板撞击时速度的大小;
(4)小物块与传送带因摩擦产生的热量。
25.(2026·福州第一中学·学情自测)某离子分析器的原理示意图如图所示,分析器由分布在轴左侧的偏转区和轴右侧的检测区组成。在直线和轴之间的偏转区内存在着两个等大反向的有界匀强电场,电场强度大小为,其中轴上方的电场沿轴负方向,轴下方的电场沿轴正方向,轴各点认为。在电场左边界上点到点区间内存在一线状离子源,离子源各处都能持续发射电量为、质量为的相同离子,所有离子均以相同速度沿轴正方向射入电场。在轴右侧检测区内分布着垂直于平面向里、范围足够大的磁场,磁感应强度大小随位置坐标均匀变化,且满足(为大于零的常数)。在检测区有一块与轴平行的足够长的检测板,打到检测板的离子会被板吸收,忽略电磁场间的相互影响,不计离子的重力及它们之间的相互作用,已知。求:
(1)从点发出的离子第一次经过轴时的坐标;
(2)从间某些位置发出的离子能沿轴正方向进入磁场,写出这些位置的坐标;
(3)若检测板可沿轴平移,要使检测板能收集到沿轴正方向进入磁场并经磁场偏转后的所有离子,求检测板位置坐标的最大值。
26.(2026·福建龙岩·适应性练习)如图甲所示,在足够大的光滑水平桌面上,存在一圆心为O,半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直桌面向下,磁感应强度大小为B。磁场左边有间距为L的ab、ef平行边界线,ef与圆形区域相切于N点,边界线内有水平方向且与MN垂直的交变电场(如图乙所示),规定图甲中所示的场强方向为正方向。圆心O与MN共线,在MN的延长线上放置三个小球A、B、C,小球B、C不带电且质量均为m,小球A的质量为2m、带电量为。小球A、B间放置一处于原长的绝缘轻质弹簧,两球与弹簧接触但不粘连。现给小球C一沿MN连线向右的初速度,一段时间后,小球C与B发生碰撞,碰撞后B、C粘连在一起,小球A与弹簧分离后在M点进入电场。求:
(1)弹簧弹性势能的最大值;
(2)小球A离开电场时的速度大小;
(3)若电场强度大小,磁感应强度大小,,则在时间内进入电场的小球A(大小可忽略)在圆形磁场中可能经过的区域的面积。
试卷第1页,共3页
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专题05磁场
考点1磁场及其对电流的作用
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】AC
4.【答案】AC
5.【答案】AB
6.【答案】BD
考点2带电粒子(带电体)在磁场中的运动
1.【答案】(1)0.4m:(2)4.4×10C1kg
考点3带电粒子在组合场中的运动
1.【答案】(1)9=▣
(2)2vo;2Voto
(3)
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2.【答案】(1)回
(2)45☐°
(3)
1只
考点4带电粒子在叠加场中的运动
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1.【答案】BC
2.【答案】B
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1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】AB
4.【答案】BC
5.【答案】D
6.【答案】BD
7.【答案】D
8.【答案】D
9.【答案】c
10.【答案】AD
11.【答案】A
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