2013年全国高考物理试题分类解释：专题十、磁场

2013年全国高考物理试题分类解释：专题十、磁场

专题十、磁场 ‎1．（2013高考上海物理第13题）如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是 答案：C 解析：通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图像是C。‎ ‎2．（2013高考安徽理综第15题）图中a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 ‎【答案】B ‎ ‎【 解析】在O点处，各电流产生的磁场的磁感应强度在O点叠加。d、b电流在O点产生的磁场抵消，a、c电流在O点产生的磁场合矢量方向向左，带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判断出它所受洛伦兹力的方向是向下，B选项正确。‎ ‎3. （2013全国新课标理综II第17题）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力。该磁场的磁感应强度大小为 A． B． C． D．‎ 答案 ‎.A【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，意在考查考生应用力学、电学知识分析解决问题的能力。‎ ‎【解题思路】画出带电粒子运动轨迹示意图，如图所示。设带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的半径为r，根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律，qv0B=m，解得r=mv0/qB。由图中几何关系可得：tan30°=R/r。联立解得：该磁场的磁感应强度B=,选项A正确。‎ ‎【技巧点拨】题述没有给出图，解答带电粒子在匀强磁场中的运动问题一定要画出轨迹图，利用洛伦兹力等于向心力和图中几何关系列出相关方程联立解得。‎ ‎4. （2013全国新课标理综1第18题）如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）。质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R/2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）‎ A． B． C． D． ‎【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动、牛顿第二定律、洛伦兹力等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。‎ 答案：B 解析：画出粒子运动轨迹，由图中几何关系可知，粒子运动的轨迹半径等于R，由qvB=mv2/R可得：v=，选项B正确。‎ ‎5.(2013高考广东理综第21题)如图9，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上，不计重力，下列说法正确的有 ‎ A.a，b均带正电 B.a在磁场中飞行的时间比b的短 C. a在磁场中飞行的路程比b的短 D.a在P上的落点与O点的距离比b的近 ‎5．考点：运动电荷在磁场中的运动，圆周运动，洛伦兹力，‎ 答案：A D 解析：根据题述，由左手定则，带电粒子a，b均带正电，选项A正确。由于a b粒子做圆周运动的半径为：相等，画出轨迹如右图, O1 、O2分别为a ‎ b粒子运动轨迹所对的圆心，显然a粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角大于b， 由和轨迹图可知，a在磁场中飞行的时间比b的长，a在磁场中飞行的路程比b的长，a在P上的落点与O点的距离比b的近，选项D正确BC错误。‎ x y O L M θ B ‎6．（20分）（2013全国高考大纲版理综第26题）如图所示，虚线OL与y轴的夹角为θ＝60°，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从左侧平行于x轴射入磁场，入射点为M。粒子在磁场中运动的轨道半径为R。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点（图中未画出），且＝R。不计重力。求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间。‎ x y O A L P M h D C B α β ‎60°‎ ‎6．（20分）解：根据题意，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设运动轨迹交虚线OL于A点，圆心在y轴上的C点，AC与y轴的夹角为α；粒子从A点射出后，运动轨迹交x轴的P点，设AP与x轴的夹角为β，如图所示。有 （1分） （判断出圆心在y轴上得1分）‎ ‎ ‎ ‎ 周期为 （1分）‎ ‎ 过A点作x、y轴的垂线，垂足分别为B、D。由几何知识得 ‎ ，，‎ ‎，‎ ‎ α=β （2分）‎ ‎ 联立得到 （2分）‎ ‎ 解得α=30°，或α=90° （各2分）‎ ‎ 设M点到O点的距离为h，有 ‎ ‎， ‎ 联立得到 h=R-Rcos(α+30°) （1分）‎ ‎ 解得h=(1-)R （α=30°） （2分）‎ ‎ h=(1+)R （α=90°） （2分）‎ ‎ 当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为 ‎ （2分）‎ ‎ 当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为 ‎ （2分）‎