2022届高三物理最新月考汇编：磁场一、选择题1．山东省兖州市2022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以下图．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，那么（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2022届高三摸底考试如以下图，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，假设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×××××××××BLd3．四川省宜宾市2022届高三摸底测试6/6\n如以下图，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，那么杆的运动方向为，速度大小为。答案：向左mgd/qBL4．广东省蓝田中学2022届高三摸底考试如以下图，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，金属杆由静止开场下滑，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，那么有：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2022届高三摸底考试如以下图，在x<0且y<0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x>0且y<0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；6/6\n（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。t1t2t（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2022届高三摸底考试如以下图，直线MN下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界限是半径为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；6/6\n（3）假设向里磁场是有界的，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。NOMPQBB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）NOMPQO1哦BO21哦BBO1NOMPQO219ANOMPQO1哦BO21哦BO321哦BO4321哦BBB（3）由几何知识得；(1分)且不超出边界须有：（1分）得（1分）O1哦BO21哦BBMPQNO当n=2时不成立，如图（1分）6/6\n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：（1分）BO1NMO21O31OPQNOMPQO1哦BO21哦BO321哦BO4321哦BCC／ⅡⅠB7．河南省武陟一中2022届高三第一次月考如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为＋q、速度相同、重力不计的带电粒子。在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、l0、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小。（2）求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。（3）何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。图甲图乙答案：（1）（2）（3）min2mtqBp=【解析】（1）t=o时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为l/2，那么有①6/6\nEq=ma②l/2=at02/2③联立以上三式，解得两极板间偏转电压为④。（2）t0/2时刻进入两极板的带电粒子，前t0/2时间在电场中偏转，后t0/2时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿x轴方向的分速度大小为v0=l/t0⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为⑥带电粒子离开电场时的速度大小为⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，那么有⑧联立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨。（3）2t0时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，那么，联立③⑤⑩式解得，带电粒子在磁场运动的轨迹图如以下图，圆弧所对的圆心角为，所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为，联立以上两式解得。【考点】带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动6/6
