专题17 磁场与电场复合模型-2023年高考物理磁场常用模型最新模拟题精练（原卷版）

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2023年高考物理《磁场》常用模型最新模拟题精练专题17.  磁场与电场复合模型一．选择题1. （2023湖北五校联盟高二期中）如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电 液滴在竖直面内做半径为 R 的匀速圆周运动，已知电场强度为 E，磁感应强 度为 B，重力加速度为 g，则液滴环绕速度大小及方向分别为（ ） A． E /B ，顺时针       B． E/ B ，逆时针 C． BgR/ E ，逆时针    D． BgR/ E ，顺时针2. （2022山东聊城重点高中质检） 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量大小为q的小球，以初速度v0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。经过时间t，小球到达C点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。已知重力加速度为g，则（　　）
A. 小球一定带负电B. 时间t内小球做匀速直线运动C. 匀强磁场的磁感应强度为D. 电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀加速直线运动3. （2022河南南阳一中质检）如图所示，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为，（如图甲）；若只加上水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若只加上水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为；若只加上竖直向上的匀强电场（如图丁），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　）A.  B. C.  D. 4.  （2022河南洛阳一模）如图所示，两竖直平行边界PQ、MN间，有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里。一带负电小球从O点以某一速度垂直边界PQ进入该场区，恰好能沿水平方向做直线运动。若只减小小球从O点进入场区时的速度，则小球在场区内运动过程中，下列判断正确的是（　　）A. 小球的动能减小 B. 小球的电势能减小C. 小球的重力势能减小 D. 小球的机械能减小5. (2021高考二轮评估验收模拟15)如图所示是氢原子中电子绕核做圆周运动的示意图．电子绕核运动，可等效为环形电流，此环形电流的大小为I1.现在沿垂直于圆轨道平面的方向加一磁感应强度为B的外磁场，设电子的轨道半径不变，而它的速度大小发生变化，若用I2表示此时环形电流的大小，则当B的方向(　　)A．垂直于纸面向里时，I2>I1B．垂直于纸面向外时，I2<I1C．垂直于纸面向里时，I2<I1D．垂直于纸面向外时，I2>I1
6．(2020·北京通州期末)如图所示，在两平行板间有电场强度为E的匀强电场，方向向上，一带电荷量为q的负粒子(重力不计)，垂直电场方向以速度v从缝S1飞入两板间，沿直线飞出缝S2，下列说法中正确的是(　　)A．平行板间有垂直纸面向里的磁场B．所加磁场的磁感应强度大小为C．若该粒子从缝S2飞入也一定从S1飞出D．若该粒子的电荷量变为2q，从缝S1飞入也一定从S2飞出7.（2020东北三省四市二模）如图所示，真空中O点固定一个带正电的点电荷，同一平面内距离点电荷r处有一个带负电的粒子P （不计重力），该粒子在纸面内沿垂直于它们连线的方向入射，已知空间同时存在垂直纸面向里的匀强磁场，则关于粒子在电、磁场中的运动轨迹，不可能的是A．在纸面内以O点为圆心，r为半径的圆B．初始阶段为在纸面内向右偏的曲线C．初始阶段为在纸面内向左偏的曲线D．沿初速度方向的直线8.（2020湖北黄冈模拟3）如图所示，一水平放置的平行板电容器充电以后与电源断开，并在其间加上垂直纸面向里的匀强磁场；某带电质点以某一速度从水平平行板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，刚好做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）A. 该质点一定带正电 B. 该质点可能带负电C. 若仅磁场的水平方向均匀增大，质点将向上偏转，速率越来越小 D. 若将下极板缓慢向下移动，质点将向下偏转，速率越来越大9.(2020·浙江省温州联考选考科目)如图所示，在平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行金属板方向以相同动能射入两板间，其中氘核沿直线运动未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则下列说法错误的是(　　)A．偏向正极板的是质子B．偏向正极板的是氚核C．射出时动能最小的是质子D．射出时动能最大的是氚核 10.如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开此区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)(　　)A．t1＝t2＝t3   B．t2<t1<t3C．t1＝t2<t3   D．t1＝t3>t211. 如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴上固定一带负电的点电荷A，一带正电的点电荷B绕A在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在O点，P1、P2、P3、P4为椭圆轨道与坐标轴的交点。为使B绕A做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于xOy平面的匀强磁场，
不计B受到的重力。下列说法中可能正确的是（　　）A. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场
B. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场
C. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向里的匀强磁场
D. 当B运动到点时，加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场 12．（6分）如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个α粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射，它在金属板间运动轨迹如图中曲线所示，则在α粒子飞跃金属板间区域过程中（　　）A．α粒子的动能增大 B．α粒子的电势能增大 C．电场力对α粒子做负功 D．磁场力对α粒子做负功13.(多选)如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量q＝6×10－7 C，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零。当小球以2 m/s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零。在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势φ随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2。则下列判断正确的是(　　)A.匀强电场的场强大小为3.2×106 V/mB.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4 JC.小球做顺时针方向的匀速圆周运动D.小球所受的洛伦兹力的大小为3 N14. (2017·全国理综I卷·16)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在直面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是A. ma>mb>mc       B. mb>ma>mc  C. mc> ma>mb     D. mc> mb>ma  二、计算题1（2022江苏第二次百校大联考）.(16分)如图所示,一带电量为-q的粒子(不计重力),以固定的带电量为+Q的电荷为圆心在匀强磁场中做顺时针方向的圆周运动,圆周半径为r1,粒子运动速率为v,此时粒子所受的电场力是洛伦兹力的3倍。取无穷远处电势能为0,两电荷间的电势能公式为Ep=-k。(1)若使上述带电粒子以相同速率v绕正电荷做逆时针方向的圆周运动,其半径为r2.求r2与r1的比值;(2)若突然撤去磁场,带负电的粒子是否仍绕正电荷做圆周运动?给出结论并说明原因。(3)题(2)中,若带负电的粒子仍做圆周运动,则粒子运动的周期是多大?若不是,粒子的轨迹是椭圆还是抛物线?通过计算,简要说明理由。(不考虑因撤去磁场而引起的电场)2．如图所示，长为L、水平放置的平行金属板M、N间有正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，下板的右边缘刚好在垂直于纸面向里的圆形有界磁场的边界上，且下板与圆形有界磁场的圆心在同一水平线上，圆形有界磁场的磁感应强度与M、N板间匀强磁场的磁感应强度相等，一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以大小为的速度从两板左侧P点沿平行板的方向射入两板间，结果粒子恰好能沿直线通过；若撤去电场，该粒子仍然从P点以水平速度射入，粒子恰好能从上板的右端边缘飞出，若撤去磁场，该粒子仍然从P点以水平速度射入，粒子恰好能从下板右端边缘飞出，P点离上板的距离为，不计粒子的重力，求：（1）匀强电场的电场强度大小和匀强磁场的磁感应强度大小；（2）两金属板间的距离；（3）撤去磁场，粒子从下板的边缘飞出后进入圆形有界磁场，粒子从磁场边界上的Q点（图中未画出）离开磁场，从Q点作粒子进磁场时速度所在直线的垂线，该垂线过圆形有界磁场的圆心，则圆形有界磁场的半径多大？
3. （2022江西南昌八一中学三模） 如图，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场．从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30°～150°，且在xOy平面内．结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区．已知带电粒子电量为q，质量为m，重力不计．求：（1）垂直y轴方向射入磁场粒子运动的速度大小v1；（2）粒子在第Ⅰ象限的磁场中运动的最长时间以及对应的射入方向；（3）从x轴上点射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上的点，求该粒子经过点的速度大小．