2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 磁場(chǎng)練習(xí).doc
《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 磁場(chǎng)練習(xí).doc》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 磁場(chǎng)練習(xí).doc(14頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
磁場(chǎng) 一、多選題 1.(2018?卷Ⅱ)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)L1、L2 , L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點(diǎn),它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面向外,已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 和 ,方向也垂直于紙面向外,則( ) A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 【答案】A,C 【考點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度 【解析】【解答】L1在ab兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小相等設(shè)為B1 , 方向都垂直于紙面向里,而L2在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)為B2 , 方向向里,在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也為B2 , 方向向外,規(guī)定向外為正,根據(jù)矢量疊加原理可知 故答案為:AC 【分析】先明確L1在ab兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。再明確L2在ab兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。還要注意ab兩點(diǎn)還處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,再結(jié)合題意根據(jù)矢量疊加原理即可解題。 2.某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示.矩形線(xiàn)圈由一根漆包線(xiàn)繞制而成,漆包線(xiàn)的兩端分別從線(xiàn)圈的一組對(duì)邊的中間位置引出,并作為線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)軸.將線(xiàn)圈架在兩個(gè)金屬支架之間,線(xiàn)圈平面位于豎直面內(nèi),永磁鐵置于線(xiàn)圈下方.為了使電池與兩金屬支架連接后線(xiàn)圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),該同學(xué)應(yīng)將( ?。? A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉 B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 【答案】A,D 【考點(diǎn)】安培力,高考真題 【解析】【解答】AD、當(dāng)左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉或左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉,通電后根據(jù)左手定則可知下邊受到的安培力方向向左,線(xiàn)圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),在前半軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,線(xiàn)圈中有電流,安培力做正功,后半周電路中沒(méi)有電流,安培力不做功,由于慣性線(xiàn)圈能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),故A、D正確; B、線(xiàn)圈中電流始終存在,安培力先做正功后做負(fù)功,但同時(shí)重力做負(fù)功,因此在轉(zhuǎn)過(guò)一半前線(xiàn)圈的速度即減為0,線(xiàn)圈只能擺動(dòng),故B錯(cuò)誤; C、左右轉(zhuǎn)軸不能同時(shí)接通電源,始終無(wú)法形成閉合回路,電路中無(wú)電流,不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故C錯(cuò)誤. 故選:AD. 【分析】線(xiàn)圈中有通電電流時(shí),安培力做功,根據(jù)左手定則判斷安培力做功情況,由此確定能否連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng). 3.如圖,三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流I,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反.下列說(shuō)法正確的是( ?。? A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直 B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直 C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1:1: D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為 : :1 【答案】B,C 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn),安培力,左手定則,高考真題 【解析】【解答】A、根據(jù)右手螺旋定則,結(jié)合矢量的合成法則,則L2、L3通電導(dǎo)線(xiàn)在L1處的磁場(chǎng)方向如下圖所示, 再根據(jù)左手定則,那么L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面平行,故A錯(cuò)誤; B、同理,根據(jù)右手螺旋定則,結(jié)合矢量的合成法則,則L2、L1通電導(dǎo)線(xiàn)在L3處的磁場(chǎng)方向如下圖所示, 再根據(jù)左手定則,那么L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L1所在平面垂直,故B正確; CD、由A選項(xiàng)分析,可知,L1、L3通電導(dǎo)線(xiàn)在L2處的合磁場(chǎng)大小與L2、L3通電導(dǎo)線(xiàn)在L1處的合磁場(chǎng)相等, 設(shè)各自通電導(dǎo)線(xiàn)在其他兩點(diǎn)的磁場(chǎng)大小為B,那么L1、L2和L3三處磁場(chǎng)之比為1:1: ,故C正確,D錯(cuò)誤; 【分析】根據(jù)右手螺旋定則判出磁場(chǎng)方向,利用矢量合成法則得出合磁場(chǎng)方向,再用左手定則判力的方向,計(jì)算力的大小。 4.如圖,兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定電流,a、b、c是導(dǎo)線(xiàn)所在平面內(nèi)的三點(diǎn),左側(cè)導(dǎo)線(xiàn)與它們的距離分別為 、l和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列判斷正確的是( ) A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大B.b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 【答案】A,D 【考點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度 【解析】【解答】解:A、B、C、根據(jù)安培定則判斷知:左側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里,在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向外,右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里,在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里,根據(jù)磁感線(xiàn)的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,可知離直導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱,可知:a處磁感線(xiàn)比c處密,則a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大.由磁場(chǎng)的疊加可知:a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反.故A正確,BC錯(cuò)誤; D、由于左右側(cè)導(dǎo)線(xiàn)在b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反,大小相等,所以b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,故D正確. 故選:AD. 【分析】根據(jù)安培定則判斷兩根直導(dǎo)線(xiàn)在三個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,由磁場(chǎng)的疊加原理分析即可. 5.三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)組成一等邊三角形,在導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流均為I,方向如圖所示.a(chǎn)、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的平分線(xiàn)上,且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等.將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3 , 下列說(shuō)法正確的是( ) A.B1=B2<B3 B.B1=B2=B3 C.a和b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 D.a處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,b和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 【答案】A,C 【考點(diǎn)】磁感應(yīng)強(qiáng)度 【解析】【解答】解:A、B、由題意可知,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于三條通電導(dǎo)線(xiàn)在此處疊加而成,即垂直紙面向外,而b點(diǎn)與a點(diǎn)有相同的情況,有兩根相互抵消,則由第三根產(chǎn)生磁場(chǎng),即為垂直紙面向外,而c點(diǎn)三根導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向相同,所以疊加而成的磁場(chǎng)最強(qiáng),故A正確,B錯(cuò)誤; C、D、由圖可知,根據(jù)右手螺旋定則可得,a和b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,故C正確,B錯(cuò)誤. 故選:AC. 【分析】通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng),且離導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)越弱.磁場(chǎng)不但有大小而且有方向,方向相同則相加,方向相反則相減.并根據(jù)矢量疊加原理來(lái)求解. 6. 圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用.電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌,L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿.當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈兩端a、b,導(dǎo)軌兩端e、f,分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí),L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng).下列說(shuō)法正確的是( ) A.若a接正極,b接負(fù)極,e接正極,f接負(fù)極,則L向右滑動(dòng) B.若a接正極,b接負(fù)極,e接負(fù)極,f接正極,則L向右滑動(dòng) C.若a接負(fù)極,b接正極,e接正極,f接負(fù)極,則L向左滑動(dòng) D.若a接負(fù)極,b接正極,e接負(fù)極,f接正極,則L向左滑動(dòng) 【答案】B,D 【考點(diǎn)】安培力 【解析】【解答】解:A、由安培定則與左手定則可知,若a接正極,b接負(fù)極,e接正極,f接負(fù)極,L所受安培力向左,L向左滑動(dòng),故A錯(cuò)誤; B、由安培定則與左手定則可知,若a接正極,b接負(fù)極,e接負(fù)極,f接正極,L受到的安培力向右,L向右滑動(dòng),故B正確; C、由安培定則與左手定則可知,若a接負(fù)極,b接正極,e接正極,f接負(fù)極,L所受安培力向右,L向右滑動(dòng),故C錯(cuò)誤; D、由安培定則與左手定則可知,若a接負(fù)極,b接正極,e接負(fù)極,f接正極,L所受安培力向左,則L向左滑動(dòng),故D正確; 故選BD. 【分析】由安培定則判斷出電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,然后由左手定則判斷出導(dǎo)體棒受到的安培力方向,從而判斷出導(dǎo)軌L的移動(dòng)方向. 7.如圖(a)所示,揚(yáng)聲器中有一線(xiàn)圈處于磁場(chǎng)中,當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng),發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈(線(xiàn)圈平面即紙面)磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示,在圖(b)中( ) A.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 B.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 【答案】B,C 【考點(diǎn)】安培力 【解析】【解答】將環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)分割成無(wú)限個(gè)小段,每一小段看成直導(dǎo)線(xiàn),則根據(jù)左手定則,當(dāng)電流瞬時(shí)針時(shí),導(dǎo)線(xiàn)的安培力垂直紙面向外,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;當(dāng)電流逆時(shí)針時(shí),根據(jù)左手定則可以知道安培力垂直紙面向里,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【分析】應(yīng)用化曲為直法,把線(xiàn)圈看成一小段一小段的直導(dǎo)線(xiàn)連接而成,再根據(jù)左手定則判斷所受安培力的方向即可. 8. ?指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針,下列說(shuō)明正確的是() A.指南針可以?xún)H具有一個(gè)磁極 B.指南針能夠指向南北,說(shuō)明地球具有磁場(chǎng) C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾 D.在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn) 【答案】B,C 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn),安培力 【解析】【解答】指南針不僅可以?xún)H具有一個(gè)磁極,故A錯(cuò)誤;指南針能夠指向南北,說(shuō)明地球具有磁場(chǎng),故B正確;當(dāng)附近的鐵塊磁化時(shí),指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾,故C正確;根據(jù)安培定則,在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),指南針會(huì)偏轉(zhuǎn)與導(dǎo)線(xiàn)垂直,故D錯(cuò)誤。 【分析】本題主要是安培定則,以及地磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí),屬于容易題。 二、單選題 9.處于磁場(chǎng)B中的矩形金屬線(xiàn)框可繞軸OO’ 轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)框中通以電流Ⅰ時(shí),如圖所示,此時(shí)線(xiàn)框左右兩邊受安培力F的方向正確的是( ) A.B.C.D. 【答案】D 【考點(diǎn)】安培力,左手定則 【解析】【解答】通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的受力可以借助左手定則,掌心讓磁感線(xiàn)穿過(guò),四指指向電流方向,左手大拇指就是代表了安培力方向。此題正解為D?!痉治觥客妼?dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中的安培力要用左手定則判斷,當(dāng)然電流不能和磁場(chǎng)方向平行,判斷出電流方向和磁場(chǎng)方向,運(yùn)用左手定則即可以知道安培力方向。 10.在城市建設(shè)施工中,經(jīng)常需要確定地下金屬管線(xiàn)的位置,如圖所示。有一種探測(cè)方法是,首先給金屬長(zhǎng)直管線(xiàn)通上電流,再用可以測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作:①用測(cè)量?jī)x在金屬管線(xiàn)附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn),記為a;②在a點(diǎn)附近的地面上,找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn),將這些點(diǎn)連成直線(xiàn)EF;③在地面上過(guò)a點(diǎn)垂直于EF的直線(xiàn)上,找到磁場(chǎng)方向與地面夾角為450的b、c兩點(diǎn),測(cè)得b、c兩點(diǎn)距離為L(zhǎng)。由此可確定金屬管線(xiàn)( ) A.平行于EF,深度為 B.平行于EF,深度為L(zhǎng) C.垂直于EF,深度為 D.垂直于EF,深度為L(zhǎng) 【答案】A 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn) 【解析】【解答】根據(jù)通電直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)特點(diǎn):距離電流越近,產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度越大,則a點(diǎn)距離管線(xiàn)最近,EF上的點(diǎn)均是距離管線(xiàn)最近的點(diǎn),管線(xiàn)在EF的正下方,與EF平行; 根據(jù)安培定則做出管線(xiàn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的橫截面圖示: 則由幾何關(guān)系可以確定a到管線(xiàn)的距離為, 故A正確,BCD錯(cuò)誤; 故答案為:A。 【分析】根據(jù)左手定則判斷電流方向,然后畫(huà)出直線(xiàn)電流的磁感線(xiàn)方向,結(jié)合幾何關(guān)系確定金屬管線(xiàn)深度。 11. 如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)P和Q垂直于紙面固定放置,兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線(xiàn)中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線(xiàn)距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.如果讓P中的電流反向、其他條件不變,則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為( ?。? A.0B.B0C.B0D.2B0 【答案】C 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn),磁感應(yīng)強(qiáng)度,高考真題 【解析】【解答】在兩導(dǎo)線(xiàn)中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí),紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線(xiàn)距離為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,如下圖所示: 由此可知,外加的磁場(chǎng)方向與PQ平行,且由Q指向P, 即B1=B0; 依據(jù)幾何關(guān)系和三角函數(shù)知識(shí),則有:BPcos30= B0; 解得:P或Q通電導(dǎo)線(xiàn)在a處的磁場(chǎng)大小均為BP= ; 當(dāng)P中的電流反向,其他條件不變,(如圖) 再依據(jù)幾何關(guān)系和三角函數(shù)知識(shí),則有:B2= ; 因外加的磁場(chǎng)方向與PQ平行,且由Q指向P,磁場(chǎng)大小為B0; 最后由矢量的合成法則,那么a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B= = ,故C正確,ABD錯(cuò)誤; 故選:C. 【分析】依據(jù)右手螺旋定則判出電流周?chē)艌?chǎng)方向,運(yùn)用矢量的合成法則,及三角函數(shù)知識(shí),即可求解. 12.如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?,F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小,ab始終保持靜止,下列說(shuō)法正確的是 A.ab中的感應(yīng)電流方向由b到aB.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小 C.ab所受的安培力保持不變D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小 【答案】D 【考點(diǎn)】靜摩擦力,安培力,楞次定律,法拉第電磁感應(yīng)定律 【解析】【解答】導(dǎo)體棒ab、電阻R、導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,則閉合回路中的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,可知回路中產(chǎn)生與原磁場(chǎng)方向相同的感應(yīng)磁場(chǎng),由安培定則判得順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,ab中的電流方向由a到b , 故A項(xiàng) 錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,, 回路面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小,得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值,根據(jù)歐姆定律,所以ab中的電流大小不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;安培力, 電流大小不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,則安培力減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài),所受合力為零,對(duì)其受力分析,水平方向靜摩擦力f與安培力F等大反向,安培力減小,則靜摩擦力減小,故D項(xiàng)正確。 【分析】根據(jù)楞次定律的增反減同可以判出電流方向,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,所以電流大小不變。導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài),得出靜摩擦力等于安培力,由安培力 判出安培力減小,所以靜摩擦力減小。 13. 如圖,虛線(xiàn)所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn),大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng),若粒子射入的速率為v1 , 這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為v2 , 相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上,不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用,則v2:v1為( ) A.:2B.:1C.:1D.3: 【答案】C 【考點(diǎn)】圓形磁場(chǎng),高考真題 【解析】【解答】設(shè)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的半徑為r,當(dāng)速度大小為v1時(shí),從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為M(圖甲)時(shí),由題意知∠POM=60,由幾何關(guān)系得軌跡圓半徑為R1= ; 從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為N(圖乙);由題意知∠PON=120,由幾何關(guān)系得軌跡圓的半徑為R2= r; 根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力可知: Bqv=m 解得:v= 故速度與半徑成正比,因此v2:v1=R2:R1= :1 故C正確,ABD錯(cuò)誤. 故選:C. 【分析】根據(jù)題意畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,找出臨界條件角度關(guān)系,由洛侖茲力充當(dāng)向心力,分別表示出圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,即可求得速度之比. 14. 如圖,a是豎直平面P上的一點(diǎn),P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn).P后一電子在偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn),在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間,條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向( ) A.向上B.向下C.向左D.向右 【答案】A 【考點(diǎn)】左手定則 【解析】【解答】解:P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn)可知條形磁鐵的磁場(chǎng)的方向向外,電子向右運(yùn)動(dòng),由左手定則可知,電子受到的條形磁鐵對(duì)電子的作用力的方向向上. 故選:A 【分析】根據(jù)左手定則判定:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且跟手掌在同一平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線(xiàn)穿過(guò)掌心,四指所指為正電荷運(yùn)動(dòng)方向,拇指所指方向?yàn)殡姾伤苈鍌惼澚Φ姆较颍? 15. 如圖,水平桌面上固定有一半徑為R的金屬細(xì)圓環(huán),環(huán)面水平,圓環(huán)每單位長(zhǎng)度的電阻為r,空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下;一長(zhǎng)度為2R、電阻可忽略的導(dǎo)體棒置于圓環(huán)左側(cè)并與環(huán)相切,切點(diǎn)為棒的中點(diǎn).棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒與圓環(huán)接觸良好.下列說(shuō)法正確的是( ) A.拉力的大小在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變B.棒通過(guò)整個(gè)圓環(huán)所用的時(shí)間為 C.棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)流過(guò)棒的電流為 D.棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)所受安培力的大小為 【答案】D 【考點(diǎn)】安培力 【解析】【解答】解:A、棒在拉力的作用下以恒定加速度a從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),則速度為v=at,因此F=BIL= ,可知在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中棒所受安培力變化,則拉力大小也變化,故A錯(cuò)誤; B、根據(jù)位移公式 ,可得時(shí)間為 ,故B錯(cuò)誤; C、當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)到環(huán)中心時(shí),由于棒將金屬細(xì)圓環(huán)分開(kāi)的兩部分的電阻并聯(lián),則電路總電阻為 ,速度大小為 ,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流大小為 2= ,故C錯(cuò)誤; D、棒經(jīng)過(guò)環(huán)心時(shí)所受安培力的大小為F=BIL= ,故D正確. 故選:D. 【分析】根據(jù)幾何關(guān)系求出此時(shí)導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度,注意外電路為弧acb和弧adb的電阻并聯(lián),求出總電阻,進(jìn)一步求出電流值,即可算出安培力的大小.最后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間. 16. 如圖,在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向下,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.一帶電粒子以某一速度沿水平直線(xiàn)通過(guò)兩極板.若不計(jì)重力,下列四個(gè)物理量中哪一個(gè)改變時(shí),粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變?( ) A.粒子速度的大小B.粒子所帶的電荷量C.電場(chǎng)強(qiáng)度D.磁感應(yīng)強(qiáng)度 【答案】B 【考點(diǎn)】磁場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合 【解析】【解答】解:由題,粒子受到電場(chǎng)力和洛倫茲力,做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則有 qvB=qE,即有vB=E.① A、改變粒子速度的大小,則洛倫茲力隨之改變,洛倫茲力與電場(chǎng)力不再平衡,粒子的軌跡將發(fā)生改變.故A錯(cuò)誤. B、由①知,粒子的電量改變時(shí),洛倫茲力與電場(chǎng)力大小同時(shí)改變,兩個(gè)力仍然再平衡,故粒子的軌跡不發(fā)生改變.故B正確. C、改變電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)力將改變,洛倫茲力與電場(chǎng)力不再平衡,粒子的軌跡將發(fā)生改變.故C錯(cuò)誤. D、改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,洛倫茲力將改變,洛倫茲力與電場(chǎng)力不再平衡,粒子的軌跡將發(fā)生改變.故D錯(cuò)誤. 故選B 【分析】帶電粒子進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中,受到電場(chǎng)力和洛倫茲力而做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件得到電場(chǎng)力與洛倫茲力的關(guān)系,洛倫茲力與速度大小成正比.當(dāng)洛倫茲力與電場(chǎng)力仍平衡時(shí),粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變. 17. 一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與筒的軸平行,筒的橫截面如圖所示.圖中直徑MN的兩端分別開(kāi)有小孔,筒繞其中心軸以角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在該截面內(nèi),一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi),射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30角.當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí),該粒子恰好從小孔N飛出圓筒.不計(jì)重力.若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞,則帶電粒子的比荷為( ) A.B.C.D. 【答案】A 【考點(diǎn)】圓形磁場(chǎng) 【解析】【解答】解:粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡圓弧所對(duì)的圓心角為30粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)90所用時(shí)間 粒子勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間相等t=t′ 解得: ,A正確,BCD錯(cuò)誤 故選:A 【分析】由題,粒子不經(jīng)碰撞而直接從N孔射出,即可根據(jù)幾何知識(shí)畫(huà)出軌跡,由幾何關(guān)系求出軌跡的圓心角,根據(jù)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間和粒子勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等即可.本題考查了帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程、應(yīng)用牛頓第二定律、數(shù)學(xué)知識(shí)即可正確解題;根據(jù)題意作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是正確解題的關(guān)鍵. 18. 現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng).若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng),需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為( ) A.11B.12C.121D.144 【答案】D 【考點(diǎn)】質(zhì)譜儀和回旋加速器 【解析】【解答】解:根據(jù)動(dòng)能定理得, 得 ① 離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力, 根據(jù)牛頓第二定律,有 得 ②①②兩式聯(lián)立得: 一價(jià)正離子電荷量與質(zhì)子電荷量相等,同一加速電場(chǎng)U相同,同一出口離開(kāi)磁場(chǎng)則R相同,所以m∝ ,磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍,離子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的144倍,D正確,ABC錯(cuò)誤 故選:D 【分析】本題先電場(chǎng)加速后磁偏轉(zhuǎn)問(wèn)題,先根據(jù)動(dòng)能定理得到加速得到的速度表達(dá)式,再結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式求出離子質(zhì)量的表達(dá)式.本題綜合考查了動(dòng)能定理和牛頓第二定律,關(guān)鍵要能通過(guò)洛倫茲力提供向心力求出質(zhì)量的表達(dá)式. 19. 在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略,這是因?yàn)榕c粒子相比,電子( ) A.電量太小B.速度太小C.體積太小D.質(zhì)量太小 【答案】D 【考點(diǎn)】磁場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合,原子的核式結(jié)構(gòu) 【解析】【解答】在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,由于電子的質(zhì)量太小,電子的質(zhì)量只有α粒子的,它對(duì)α粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對(duì)槍彈的影響,完全可以忽略。故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。 【分析】本題考查α粒子散射實(shí)驗(yàn),涉及電子的特征,意在考查考生的識(shí)記能力。盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn),說(shuō)明原子是核式結(jié)構(gòu)的。 20.(2016?新課標(biāo)Ⅲ)平面OM和平面ON之間的夾角為30,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從PM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng),速度與OM成30角。已知粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的射點(diǎn)到兩平面交線(xiàn)O的距離為 () A.B.C.D. 【答案】D 【考點(diǎn)】單邊有界磁場(chǎng) 【解析】【解答】根據(jù)題意,粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),則軌跡與ON相切,設(shè)切點(diǎn)為C點(diǎn),入射點(diǎn)為B點(diǎn),出射點(diǎn)為A點(diǎn),粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圓心為 點(diǎn),根據(jù)幾何知識(shí)可得 ,則三角形 AB為等邊三角形,故∠ AB=60,而∠MON=30,∠OCA=90,故C A為一條直線(xiàn),所以△AOC為直角三角形,故粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到O的距離為 ,而半徑公式 ,故距離為 【分析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出粒子的半徑,然后根據(jù)幾何關(guān)系求出射點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離. 21. 中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針?shù)h,則能指南,然常微偏東,不全南也。”進(jìn)一步研究表明,地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意如圖。結(jié)合上述材料,下列說(shuō)法不正確的是( ) A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合 B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近 C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行 D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用 【答案】C 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn) 【解析】【解答】根據(jù)題意可得,地理南北極與地磁場(chǎng)存在一個(gè)夾角,為磁偏角,故兩者不重合,A正確;地磁南極在地理的北極附近,地磁北極在地理南極附近,B正確;由于地磁場(chǎng)磁場(chǎng)方向沿磁感線(xiàn)切線(xiàn)方向,故只有赤道處才與地面平行,C錯(cuò)誤;在赤道處磁場(chǎng)方向水平,而射線(xiàn)是帶電的粒子,運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向,根據(jù)左手定則可得射向赤道的粒子受到的洛倫茲力作用,D正確; 【分析】根據(jù)課本中有關(guān)地磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)明在確磁場(chǎng)及磁通量的性質(zhì);即可確定此題的答案. 22. 如圖,一束電子沿z軸正向流動(dòng),則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是( ) A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向 【答案】A 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn) 【解析】【解答】據(jù)題意,電子流沿z軸正向流動(dòng),電流方向向z軸負(fù)向,由安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場(chǎng)以z軸為中心沿順時(shí)針?lè)较颍ㄑ貁軸負(fù)方向看),通過(guò)y軸A點(diǎn)時(shí)方向向外,即沿x軸正向,則選項(xiàng)A正確。 【分析】根據(jù)右手螺旋定則,右手握住導(dǎo)線(xiàn),使拇指的方向與電流的方向相同,此時(shí)四指所指的方向就是在該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向. 23.如圖所示,用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列各選項(xiàng)所示的載流線(xiàn)圈匝數(shù)相同,邊長(zhǎng)NM相等,將它們分別掛在天平的右臂下方,線(xiàn)圈中通有大小相同的電流,天平處于平衡狀態(tài),若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化,天平最容易失去平衡的是( ) A.B.C.D. 【答案】A 【考點(diǎn)】安培力 【解析】【解答】由題意知,當(dāng)處于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體,受安培力作用的有效長(zhǎng)度越長(zhǎng),根據(jù)知受安培力越大越容易失去平衡,由圖知選項(xiàng)A中導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度最大,所以A正確。 【分析】本題主要考查是安培力,在通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力時(shí),要注意導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度的計(jì)算。 24.(2015四川)如圖所示,S處有一電子源,可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子,平板MN垂直于紙面,在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L=9.1cm,中點(diǎn)O與S間的距離d=4.55cm,MN與SO直線(xiàn)的夾角為θ,板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.010-4T,電子質(zhì)量m=9.110-31kg,電荷量e=-1.610-19C,不計(jì)電子重力。電子源發(fā)射速度v=1.6106m/s的一個(gè)電子,該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l,則( ) A.θ=90時(shí),l=9.1cmB.θ=60時(shí),l=9.1cm C.θ=45時(shí),l=4.55cmD.θ=30時(shí),l=4.55cm 【答案】A 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn),磁場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合,電磁場(chǎng)與電磁波 【解析】【解答】電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力大小計(jì)算公式和向心力公式有:,解得電子圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為.恰好有,,由于電子源s可向紙面內(nèi)意方n發(fā)射電子,因此電子的運(yùn)動(dòng)軌團(tuán)將是過(guò)5點(diǎn)的一系列半徑為,的等大圓,能夠打到板W上的區(qū)域范圍如下圖所示,實(shí)線(xiàn)5表示電子剛好經(jīng)過(guò)板N端時(shí)的軌跡,實(shí)線(xiàn)54表示電子軌機(jī)剛好與板相切于A點(diǎn)時(shí)的九r,因此電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為 又由題設(shè)選項(xiàng)可知W與直線(xiàn)的夾角不定,但要使電子軌跡與MN板相切,根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知, 此時(shí)電子的軌團(tuán)圓心C落在與MN距離為r,的平行線(xiàn)上,如下圖所示,當(dāng)=4.55cm即時(shí),即A點(diǎn)與板0 點(diǎn)重合,作出電子軌邊如下圖中實(shí)線(xiàn),由圖中幾何關(guān)系可知,出時(shí)與MN的夾角=300 , 故選項(xiàng) C錯(cuò)誤:選項(xiàng)D正確:當(dāng)l=9.1cm即時(shí)即A點(diǎn)與板M端重合作出電子軌團(tuán)如下圖中實(shí)線(xiàn),由圖中幾 何關(guān)系可知出時(shí)與MN的夾角=900:,故選項(xiàng)A正確選項(xiàng)B錯(cuò)誤, 【分析】粒子源中帶電粒子等速率,不定方向發(fā)射時(shí),相當(dāng)于一系列等大圓直徑旋轉(zhuǎn)。 25. 題1圖中曲線(xiàn)a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的經(jīng)跡,氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。以下判斷可能正確的是( ) A.a、b為粒子的經(jīng)跡B.a、b為粒子的經(jīng)跡C.c、d為粒子的經(jīng)跡D.c、d為粒子的經(jīng)跡 【答案】D 【考點(diǎn)】磁場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合,磁場(chǎng)、電場(chǎng)和重力場(chǎng)復(fù)合 【解析】【分析】射線(xiàn)是不帶電的光子線(xiàn),在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。粒子為氦核帶正電,由左手定則知受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;粒子是帶負(fù)電的電子流,應(yīng)向下偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)D正確。故選D。 【點(diǎn)評(píng)】本題主掌握①三種射線(xiàn)的性質(zhì)比較 ②三種射線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較: 26.在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一圓形金屬圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始時(shí)線(xiàn)圈靜止,線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直,所成的銳角為。在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi),線(xiàn)圈平面() A.維持不動(dòng)B.將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng) C.將向使增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.將轉(zhuǎn)動(dòng),因不知磁場(chǎng)方向,不能確定會(huì)增大還是會(huì)減小 【答案】B 【考點(diǎn)】左手定則,楞次定律 【解析】【分析】如圖所示,畫(huà)出其截面圖,當(dāng)B增強(qiáng)時(shí),根據(jù)楞次定律可判定電流方向如圖所示,根據(jù)左手定則可判定其受到的安培力如圖所示。從而判定線(xiàn)圈將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng),故答案B正確,A、C、D錯(cuò)。 【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)左手定則可判定其受到的安培力 三、綜合題 27.(2018?卷Ⅰ)如圖,在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氕核11H和一個(gè)氚核21H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出,速度方向沿x軸正方向。已知11H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度方向與x軸正方向的夾角為60,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng)。11H的質(zhì)量為m,電荷量為q不計(jì)重力。求 (1)11H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離 (2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 (3)21H第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離 【答案】(1)在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè) 在電場(chǎng)中的加速度大小為 ,初速度大小為 ,它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ,第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離為 。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ① ② 由題給條件, 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角 。 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的y分量的大小為 ③ 聯(lián)立以上各式得 ④ (2)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有 ⑤ 設(shè) 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為 ,由速度合成法則有 ⑥ 設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B , 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑為 ,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有 ⑦ 由幾何關(guān)系得 ⑧ 聯(lián)立以上各式得 ⑨ (3)設(shè) 在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為 ,在電場(chǎng)中的加速度大小為 ,由題給條件得 ⑩ 由牛頓第二定律有 ? 設(shè) 第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為 ,速度的方向與x軸正方向夾角為 ,入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為 ,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ? ? ? ? 聯(lián)立以上各式得 , , ? 設(shè) 在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 ,由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式得 ? 所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。設(shè) 進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)到第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)的距離為 ,由幾何關(guān)系有 ? 聯(lián)立④⑧???式得, 第一次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離為 ? 【考點(diǎn)】速度的合成與分解,平拋運(yùn)動(dòng),單邊有界磁場(chǎng),電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【解析】【分析】該題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),以及牛頓第二定律、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用。(1) 11 H在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),利用相關(guān)運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式即可求解。(2)11 H在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),先求出軌道半徑R,再由牛頓第二定律即可求解。(3) 12H與11 H有相同的動(dòng)能,利用12H在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)、在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)即可求解。 28.(2018?天津)如圖所示,在水平線(xiàn)ab的下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E , 方向豎直向下,ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B , 方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)中有一內(nèi)、外半徑分別為R、 的半圓環(huán)形區(qū)域,外圓與ab的交點(diǎn)分別為M、N。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放,由M進(jìn)入磁場(chǎng),從N射出,不計(jì)粒子重力。 (1)求粒子從P到M所用的時(shí)間t; (2)若粒子從與P同一水平線(xiàn)上的Q點(diǎn)水平射出,同樣能由M進(jìn)入磁場(chǎng),從N射出,粒子從M到N的過(guò)程中,始終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng),且所用的時(shí)間最少,求粒子在Q時(shí)速度 的大小。 【答案】(1)解:設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為v , 所受洛倫茲力提供向心力,有 ① 設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受電場(chǎng)力為F , 有F=qE②; 設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a , 根據(jù)牛頓第二定律有F=ma③; 粒子在電場(chǎng)中做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),有v=at④;聯(lián)立①②③④式得 ⑤ (2)解:粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期與速度、半徑無(wú)關(guān),運(yùn)動(dòng)時(shí)間只由粒子所通過(guò)的圓弧所對(duì)的圓心角的大小決定,故當(dāng)軌跡與內(nèi)圓相切時(shí),所有的時(shí)間最短,設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為 ,由幾何關(guān)系可得 ⑥ 設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與ab的夾角為θ , 即圓弧所對(duì)圓心角的一半,由幾何關(guān)系知 ⑦; 粒子從Q射出后在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)方向上的分運(yùn)動(dòng)和從P釋放后的運(yùn)動(dòng)情況相同,所以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的速度同樣為v , 在垂直于電場(chǎng)方向的分速度等于為 ,由運(yùn)動(dòng)的合成和分解可得 ⑧ 聯(lián)立①⑥⑦⑧式得 ⑨ 【考點(diǎn)】電荷在電場(chǎng)中的加速,電荷在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),磁場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合,高考真題,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) 【解析】【分析】(1)考查了帶電粒子在分別在磁場(chǎng)、電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及牛頓第二定律,相對(duì)基礎(chǔ); 解題思路:根據(jù)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力求出進(jìn)入磁場(chǎng)速度,結(jié)合電場(chǎng)中加速度和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求出在電場(chǎng)中時(shí)間; (2)難點(diǎn)的突破在于找到時(shí)間最小的臨界條件:滿(mǎn)足在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與內(nèi)圓相切,結(jié)合幾何圖形求出半徑,然后根據(jù)公式求出速度. 29.(2018?天津)真空管道超高速列車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置。圖1是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型,圖中粗實(shí)線(xiàn)表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽略不計(jì),ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度均為l , 電阻均為R的金屬棒,通過(guò)絕緣材料固定在列車(chē)底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l , 列車(chē)的總質(zhì)量為m。列車(chē)啟動(dòng)前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,如圖1所示,為使列車(chē)啟動(dòng),需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線(xiàn)電阻忽略不計(jì),列車(chē)啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。 (1)要使列車(chē)向右運(yùn)行,啟動(dòng)時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極,并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由; (2)求剛接通電源時(shí)列車(chē)加速度a的大小; (3)列車(chē)減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于l。若某時(shí)刻列車(chē)的速度為 ,此時(shí)ab、cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,試討論:要使列車(chē)停下來(lái),前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)? 【答案】(1)解:M接電源正極,列車(chē)要向右運(yùn)動(dòng),安培力方向應(yīng)向右,根據(jù)左手定則,接通電源后,金屬棒中電流方向由a到b , 由c到d , 故M接電源正極。 (2)解:由題意,啟動(dòng)時(shí)ab、cd并聯(lián),設(shè)回路總電阻為 ,由電阻的串并聯(lián)知識(shí)得 ①; 設(shè)回路總電流為I , 根據(jù)閉合電路歐姆定律有 ② 設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和為F , 有F=BIl③ 根據(jù)牛頓第二定律有F=ma④,聯(lián)立①②③④式得 ⑤ (3)解:設(shè)列車(chē)減速時(shí),cd進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng) 時(shí)間ab恰好進(jìn)入磁場(chǎng),此過(guò)程中穿過(guò)兩金屬棒與導(dǎo)軌所圍回路的磁通量的變化為 ,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 ,由法拉第電磁感應(yīng)定律有 ⑥,其中 ⑦; 設(shè)回路中平均電流為 ,由閉合電路歐姆定律有 ⑧ 設(shè)cd受到的平均安培力為 ,有 ⑨ 以向右為正方向,設(shè) 時(shí)間內(nèi)cd受安培力沖量為 ,有 ⑩ 同理可知,回路出磁場(chǎng)時(shí)ab受安培力沖量仍為上述值,設(shè)回路進(jìn)出一塊有界磁場(chǎng)區(qū)域安培力沖量為 ,有 ? 設(shè)列車(chē)停下來(lái)受到的總沖量為 ,由動(dòng)量定理有 ? 聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩??式得 ? 討論:若 恰好為整數(shù),設(shè)其為n , 則需設(shè)置n塊有界磁場(chǎng),若 不是整數(shù),設(shè) 的整數(shù)部分為N , 則需設(shè)置N+1塊有界磁場(chǎng)。? 【考點(diǎn)】動(dòng)量定理,安培力,左手定則,雙邊有界磁場(chǎng),高考真題 【解析】【分析】(1)考查左手定則,較基礎(chǔ);第二問(wèn)考查閉合電路歐姆定律、安培力、牛頓第二定律,較基礎(chǔ); (3)考查難度較高,需要根據(jù)動(dòng)量定理,計(jì)算出列車(chē)經(jīng)過(guò)一塊有界磁場(chǎng)時(shí)的沖量及列車(chē)停下來(lái)時(shí)的總沖量變化 易錯(cuò)點(diǎn):對(duì)磁場(chǎng)塊數(shù)的討論,若比值不是整數(shù),需設(shè)置整數(shù)部分N+1. 30.(2018?卷Ⅲ)如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1 , 并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙種離子在MN的中點(diǎn)射出;MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求: (1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??; (2)甲、乙兩種離子的比荷之比。 【答案】(1)解:設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1 , 在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1 , 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B , 由動(dòng)能定理有 ① 由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有 ② 由幾何關(guān)系知 ③ 由①②③式得 ④ (2)解:設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2 , 射入磁場(chǎng)的速度為v2 , 在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2。同理有 ⑤ ⑥ 由題給條件有 ⑦ 由①②③⑤⑥⑦式得,甲、乙兩種離子的比荷之比為 ⑧ 【考點(diǎn)】對(duì)單物體(質(zhì)點(diǎn))的應(yīng)用,電荷在電場(chǎng)中的加速,單邊有界磁場(chǎng),洛倫茲力 【解析】【分析】根據(jù)題意甲離子經(jīng)加速電壓由動(dòng)能定理可得進(jìn)入磁場(chǎng)的速度,進(jìn)入磁場(chǎng)后由牛頓第二定律結(jié)合幾何關(guān)系可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度。同理可知乙離子的半徑,綜合可知甲乙兩種離子的比荷。 31. 如圖,兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上,相距L,左端與一電阻R相連;整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率ν勻速向右滑動(dòng),滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.求 (1)電阻R消耗的功率; (2)水平外力的大?。? 【答案】(1)解:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:E=BvL…① 則導(dǎo)體棒中的電流大小為: …② 電阻R消耗的功率:P=I2R…③ 聯(lián)立②③可解得:P= …④ (2)解:由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng),故向右的水平外力F等于向左的安培力F安和摩擦力的和,則水平外力: F=μmg+F安 …⑤ 安培力: 拉力:F= 【考點(diǎn)】安培力,法拉第電磁感應(yīng)定律 【解析】【分析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由歐姆定律求出電流的大?。晒絇=I2R求出電阻R的功率.(2)導(dǎo)體棒勻速向右滑動(dòng)時(shí),水平外力與安培力和摩擦力的和是平衡力,根據(jù)平衡條件求解水平外力F的大小. 32在“用DIS研究通電螺線(xiàn)管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗(yàn)中: (1)在對(duì)螺線(xiàn)管通電________(選填“前”或“后”)必須對(duì)磁傳感器進(jìn)行調(diào)零。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí),將磁傳感器探管前端插至通電螺線(xiàn)管軸線(xiàn)中點(diǎn)時(shí),磁傳感器讀數(shù)為5mT。減小通電螺線(xiàn)管的電流后,將探管從螺線(xiàn)管的另一端插入,當(dāng)探管前端再次到達(dá)螺線(xiàn)管軸線(xiàn)中點(diǎn)時(shí),磁傳感器的讀數(shù)可能為( ) A.5mTB.-5mTC.3mTD.-3mT 【答案】(1)前 (2)D 【考點(diǎn)】磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)、磁感線(xiàn) 【解析】【解答】 (1)在對(duì)螺線(xiàn)管通電前必須對(duì)磁傳感器進(jìn)行調(diào)零,否則就會(huì)有測(cè)量誤差。 (2)減小通電螺線(xiàn)管的電流后,螺線(xiàn)管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,由于從另一端插入,磁傳感器的讀數(shù)可能為-3mT。 【分析】要知道:減小通電螺線(xiàn)管的電流后,螺線(xiàn)管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,從不同端插入磁傳感器的讀數(shù)的正負(fù)是不一樣。 33. 如圖所示,圖面內(nèi)有豎直線(xiàn)DD',過(guò)DD'且垂直于圖面的平面將空間分成I、II兩區(qū)域。區(qū)域I有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直圖面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B(圖中未畫(huà)出);區(qū)域II有固定在水平面上高 h=2l 、傾角 的光滑絕緣斜面,斜面頂端與直線(xiàn)DD'距離 s=4l ,區(qū)域II可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出);C點(diǎn)在DD'上,距地面高 H=3l 。零時(shí)刻,質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小 、方向與水平面夾角 的速度,在區(qū)域I內(nèi)做半徑 的勻速圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)C點(diǎn)水平進(jìn)入?yún)^(qū)域II。某時(shí)刻,不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放,在某處與剛運(yùn)動(dòng)到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力及小球P所帶電量對(duì)空間電磁場(chǎng)的影響。l已知,g為重力加速度。 (1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (2)若小球A、P在斜面底端相遇,求釋放小球A的時(shí)刻tA; (3)若小球A、P在時(shí)刻 (β為常數(shù))相遇于斜面某處,求此情況下區(qū)域II的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E,并討論場(chǎng)強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。 【答案】(1)解:由題知,小球P在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有 ① 代入數(shù)據(jù)解得 ② 答:勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 。 (2)解:小球P在區(qū)域Ⅰ做勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為θ,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)刻為tC , 到達(dá)斜面低端時(shí)刻為t1 , 有 ③ ④ 小球A釋放后沿斜面運(yùn)動(dòng)加速度為aA , 與小球P在時(shí)刻t1相遇于斜面底端,有 ⑤ ⑥ 聯(lián)立以上方程可得 ⑦ 答:釋放小球A的時(shí)刻tA為 。 (3)解:設(shè)所求電場(chǎng)方向向下,在tA時(shí)刻釋放小球A,小球P在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動(dòng)加速度為aP , 有 ⑧ ⑨ ⑩ 聯(lián)立相關(guān)方程解得 對(duì)小球P的所有運(yùn)動(dòng)情形討論可得 由此可得場(chǎng)強(qiáng)極小值為- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 磁場(chǎng)練習(xí) 2019 年高 物理 一輪 復(fù)習(xí) 磁場(chǎng) 練習(xí)
鏈接地址:http://weibangfood.com.cn/p-5481758.html