专题10磁场第02期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题10磁场2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1.（2019河南郑州二模）.1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”。罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转。下列说法正确的是A.使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场B.使小磁针发生转动的原因是圆盘上产生了涡流C.仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变D.如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变【参考答案】A【命题意图】本题以“罗兰实验”为情景，考查电荷运动产生磁场、安培定则及其相关知识点。【解题思路】带负电荷的橡胶圆盘绕中心轴高速旋转，根据电荷的定向运动形成电流，电流产生磁场可知，在圆盘上方产生了磁场，小磁针在磁场中受到磁场力发生转动，选项A正确B错误；仅改变圆盘的转动方向，在圆盘上方产生的磁场方向变化，小磁针的偏转方向变化，选项C错误；如果使圆盘带上正电荷，圆盘的转动方向不变，在圆盘上方产生的磁场方向变化，小磁针的偏转方向变化，选项D错误。2．（4分）（2019山东济南期末）长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的很长直导线b与a平行放置，导体棒a与力传感器相连，如图所示（俯视图）。a、b中通有大小分别为Ia、Ib的恒定电流，Ia方向如图所示，Ib方向未知。导体棒a静止时，传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力。下列说法正确的是（）2A．Ib与Ia的方向相同，Ib在a处的磁感应强度B大小为B．Ib与Ia的方向相同，Ib在a处的磁感应强度B大小为C．Ib与Ia的方向相反，Ib在a处的磁感应强度B大小为D．Ib与Ia的方向相反，Ib在a处的磁感应强度B大小为【参考答案】B【分析】根据同向电流相吸，异向电流相斥，并根据F＝BIL求出对应在的磁感应强度，从而即可求解。【名师解析】根据同向电流相吸，异向电流相斥，结合传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力；因此直导线a、b间存在相互吸引，则它们的电流方向相同；a受到的安培力为F，电流为I，长度为L，则由磁感应强度的定义可知B0＝，故选项B正确，ACD错误。【名师点评】本题考查安培力的方向，掌握左手定则的内容，理解公式F＝BIL成立的条件。3.（2019辽宁沈阳一模）两个带等量异种电荷的粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示则A.a粒子带正电，b粒子带负电B.两粒子的轨道半径之比Ra：Rb=：1C.两粒子的质量之比ma：mb=1：2D.两粒子的质量之比ma：mb=2：1【参考答案】BD【名师解析】根据粒子偏转方向，由左手定则判断电性，根据粒子做匀速圆周运动，由几何关系求得轨道半径，根据几何关系得到中心角，即可由运动时间相同得到周期之比，从而由洛伦兹力做向心力得到质量；由左手定则可得：a粒子带负电，b粒子带正电，故A错误；由粒子做匀速圆周运动可得：粒子运动轨道圆3心在AB的垂直平分线和过A点的速度垂直方向的交点，故，，所以，，故B正确；由几何关系可得：从A运动到B，a粒子转过的中心角为，b粒子转过的中心角为，根据运动时间相同可得运动周期为：，再根据洛伦兹力做向心力可得：所以，运动周期为：；根据电荷量相等可得，故C错误，D正确。【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题，一般根据几何关系求得轨道半径及中心角，即可由洛伦兹力做向心力求得速度、运动时间等问题。4.（2019年3月兰州模拟）如图所示，矩形abcd内存在匀强磁场，ab=2ad，e为ad的中点。速率不同的同种带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，其中从e点射出的粒子速度为v1；从d点射出的粒子速度为v2，则v1︰v2为(不计粒子重力)A.1︰2B.2︰5C.1︰3D.3v5【参考答案】A【命题意图】本题以带电粒子的有界匀强磁场中运动为情景，考查洛伦兹力、牛顿运动定律及其相关知识点。【解题思路】分别画出从e点、d点射出的带电粒子运动轨迹，由几何条件可得，从e点、d点射出的带电粒子运动轨迹半径之比为r1︰r2=1︰2，带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB=mv2/r，可得v=qBr/m，则v1︰v2=r1︰r2=1︰2，选项A正确。4【方法归纳】带电粒子的有界匀强磁场中运动，可根据题述情景画出带电粒子运动轨迹，由几何条件可得出轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力列方程分析解答。5．（2019河南天一大联考）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，田形区域的半径为a，磁场边界与y轴相切于P点，P点坐标为（0，3a）。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子（重力忽略不计）在P点以某一速度沿x轴正方向射入磁场，粒子恰好能通过坐标原点，则下列说法正确的是A．粒子的速度大小为33qBamE．粒子在磁场中运动的时间为3mqBC．若仅将粒子的速度增大为原来的3倍，则粒子在磁场中运动的时间减半D．若仅将磁场的磁感应强度变为13B，则粒子沿垂直x轴方向射出磁场【参考答案】AC【名师解析】56．（2019广东省广州市下学期一模）如图，夹角为120°的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为B1、B2。在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点。设粒子在两区域中运动的速率分别为v1、v2，运动时间分别为t1、t2；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是A．粒子带负电B．1:2:21vvC．1:2:21BBD．2:1:21tt【参考答案】AC【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关知识点。【解题思路】根据题述在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场B1中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动和左手定则可判断出粒子带负电，选项A正确；根据题述带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半和动能公式可知，12:2:1vv，选项B错误；根据题述粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点，可知粒子在两区域运动的轨迹半径相等，由qvB=m2vr，解得r=mvqB，可得1212::=2:1BBvv，选项C正确；由t=rv可得t1∶t2=2232rv∶243rv=1∶22，选项D错误。【方法归纳】带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB=m2vr，可得轨迹半径r，由t=rv可得运动时间。二．计算题1.（2019湖北八校二模）如图所示的xOy坐标系中，y0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E，在yO的区域存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子从y轴上y=h6的P点以速度v。沿x轴正方向射入电场。已知粒子的质量为m，电量为-q(q0)，不计重力。求：(l)粒子从P射出到第一次经过x轴的时间t；(2)粒子从P点射出后，若第一次经过x轴时与z轴交于D点，然后历经磁场一次后回到P点，求v0的大小和OD间距离d；(3)要使粒子经过M(L，0)点（图中未画出），求初速度v0的所有可能值。【参考答案】【名师解析】72.(20)（2019河南六市联考）如图，在直线坐标系xOy中，从原点处向+y方向同时发射出大量比荷为mq=1.0×104C/kg的带负电粒子，粒子的初速度大小广泛分布于零到v0=1.0×104m/s之间。已知这些粒子此后所经磁场的磁感应强度大小为B=1.0T，方向垂直于纸面，所有粒子都沿+x方向经过b区域都通过点M(3，0)且沿y轴负方向。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。(1)判断磁场方向；(2)求速度为1.0×104m/s的粒子从O点运动到M点所用的时间；(3)通过计算，求出符合要求的磁场范围的最小面积。【名师解析】8