《物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試：專題強(qiáng)化練九 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng) Word版含解析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理高考二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試：專題強(qiáng)化練九 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng) Word版含解析（14頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題強(qiáng)化練(九)考點(diǎn)1磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用力1.如圖所示，電流從A點(diǎn)分兩路，通過對(duì)稱的環(huán)形分路匯合于B點(diǎn)，在環(huán)形分路的中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A垂直環(huán)形分路所在平面，且指向紙內(nèi)B垂直環(huán)形分路所在平面，且指向紙外C在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向BD零解析：利用“微元法”把圓周上的電流看成是無數(shù)段直導(dǎo)線電流的集合，如圖，由安培定則可知在一條直徑上的兩個(gè)微元所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，由矢量疊加原理可知，中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D正確答案：D2(2019濮陽模擬)把一根絕緣導(dǎo)線PQ彎成兩個(gè)半圓形狀，每個(gè)半圓的半徑都為R，放置在粗糙的水平桌面上，在桌面上加有豎直向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，如圖所示(俯

2、視圖)現(xiàn)給導(dǎo)線通入由P到Q的電流，并逐漸增大電流強(qiáng)度，導(dǎo)線PQ始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是()A增大電流強(qiáng)度的過程中，導(dǎo)線PQ對(duì)桌面的摩擦力增大B增大電流強(qiáng)度的過程中，導(dǎo)線PQ對(duì)桌面的壓力增大C當(dāng)電流強(qiáng)度為I時(shí)，導(dǎo)線PQ受到的安培力為2BIRD當(dāng)電流強(qiáng)度為I時(shí)，導(dǎo)線PQ受到的安培力為BIR解析：在桌面方向上，導(dǎo)線受到安培力和靜摩擦力而平衡，增大電流強(qiáng)度的過程中，安培力增大，故靜摩擦力也增大，A正確；在豎直方向上導(dǎo)線受到重力和支持力而平衡，與電流強(qiáng)度無關(guān)，故增大電流強(qiáng)度的過程中，導(dǎo)線PQ對(duì)桌面的壓力不變，B錯(cuò)誤；導(dǎo)線PQ在磁場中的有效長度為L4R，故當(dāng)電流為I時(shí)，導(dǎo)線PQ受到的安培力為F

3、BIL4BIR，C、D錯(cuò)誤答案：A3(多選)(2019濰坊模擬)光滑平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連，右端與半徑為L20 cm的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接，一根質(zhì)量m60 g、電阻R1 、長為L的導(dǎo)體棒ab，用長也為L的絕緣細(xì)線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺到最大高度時(shí)，細(xì)線與豎直方向成53角，擺動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，sin 530.8，g取10 m/s2，則()A磁場方向一定豎直向下B電源電動(dòng)勢(shì)E3.0 VC導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F3 N

4、D導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中電源提供的電能為0.048 J解析：導(dǎo)體棒向右沿圓弧擺動(dòng)，說明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場方向一定豎直向下，A正確；導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中只有安培力和重力做功，由動(dòng)能定理知BILLsin mgL(1cos )0，代入數(shù)值得導(dǎo)體棒中的電流I3 A，由EIR得電源電動(dòng)勢(shì)E3.0 V，B正確；由FBIL得導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F0.3 N，C錯(cuò)誤；由能量守恒定律知電源提供的電能W等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q和導(dǎo)體棒重力勢(shì)能的增加量E的和，即WQE，而EmgL(1cos )0.048 J，D錯(cuò)誤答案：AB4(多選)(2019鄭州模擬)如圖所示，一條無限長的水平直導(dǎo)線中通有向右的

5、恒定電流I，導(dǎo)線正下方固定一正方形線框線框中通有順時(shí)針方向的恒定電流I，線框邊長為L，線框上邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離也為L，已知在長直導(dǎo)線的磁場中距離長直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線框質(zhì)量為m，則釋放線框的一瞬間，線框的加速度可能為()A0B.gC.g Dg解析：線框上邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，由安培定則可判斷出磁場方向垂直紙面向里，所受安培力的大小為F1B1ILkI2，由左手定則可判斷出安培力方向向上；線框下邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2k，所受安培力的大小為F2B2ILkI2，由左手定則可判斷出安培力方向向下；若F1F2mg，則加速度為0，選項(xiàng)A正確；若F1(F2mg)，

6、則加速度方向向上，由F1(F2mg)ma，解得ag，選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；若F10，y0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸正方向成30角的方向射入磁場不計(jì)重力的影響，則下列有關(guān)說法中正確的是()A只要粒子的速率合適，粒子就可能通過坐標(biāo)原點(diǎn)B粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間一定為C粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為D粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為解析：帶正電的粒子從P點(diǎn)沿與x軸正方向成30角的方向射入磁場中，則圓心在過P點(diǎn)與速度方向垂直的直線上，如圖所示，粒子在磁場中要想到達(dá)O點(diǎn)，轉(zhuǎn)過的圓心角

7、肯定大于180，因磁場有邊界，故粒子不可能通過坐標(biāo)原點(diǎn)故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于P點(diǎn)的位置不確定，所以粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角也不同，最大的圓心角是圓弧與y軸相切時(shí)即300，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，而最小的圓心角為P點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)即120，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，而T，故粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間最長為，最短為，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤答案：C7(多選)(2019福州質(zhì)檢)在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直圓面的勻強(qiáng)磁場圓邊界上的P處有一粒子源，沿垂直于磁場的各個(gè)方向，向磁場區(qū)發(fā)射速率均為v0的同種粒子，如圖所示現(xiàn)測(cè)得：當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時(shí)，粒子均從由P點(diǎn)開始弧長為R的圓周范圍內(nèi)射出磁場；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí)，

8、粒子則從由P點(diǎn)開始弧長為R的圓周范圍內(nèi)射出磁場不計(jì)粒子的重力，則()A前后兩次粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比為r1r2B前后兩次粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比為r1r223C前后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1B2D前后兩次磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比為B1B2解析：假設(shè)粒子帶正電，如圖1，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時(shí)，弧長L1R對(duì)應(yīng)的弦長為粒子圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，則r12Rsin Rsin .如圖2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí)，弧長L2R對(duì)應(yīng)的弦長為粒子圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，則r22Rsin Rsin ，因此r1r2sin sin ，故A正確，B錯(cuò)誤；qv0Bm，則B，可以得出B1B2r2r1，故C錯(cuò)誤，D正確答案：AD8(2018焦作模擬)如

9、圖所示，兩個(gè)橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場，圓的直徑和正方形的邊長相等，兩個(gè)電子分別以相同的速度飛入兩個(gè)磁場區(qū)域，速度方向均與磁場方向垂直，進(jìn)入圓形磁場的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心；進(jìn)入正方形磁場的電子初速度方向垂直于邊界，從中點(diǎn)進(jìn)入則下面判斷錯(cuò)誤的是()A兩電子在兩磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其半徑一定相同B兩電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有可能相同C進(jìn)入圓形磁場區(qū)域的電子可能先飛離磁場D進(jìn)入圓形磁場區(qū)域的電子可能后飛離磁場解析：電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力qvBm，整理得R，兩過程電子速度v相同，所以半徑相同，選項(xiàng)A正確；電子在磁場中的可能運(yùn)動(dòng)情況如圖所示，軌跡1和3分

10、別顯示電子先出圓形磁場，再出正方形磁場，軌跡2顯示電子同時(shí)從圓形與正方形邊界出磁場，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，所以選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：D9(2019濰坊質(zhì)檢)如圖所示，在足夠大的屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，P為屏上一小孔，PC與MN垂直，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)以相同的速率v從P處射入磁場區(qū)域，粒子入射方向在與磁場垂直的平面里，且分散在與PC夾角為的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度為()A. B.C. D.解析：如圖所示，S、T之間的距離為在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度由qvBm得R，則PS2Rcos ，PT2R，所以ST.答案：D1

11、0(2019江淮十校聯(lián)考)如圖所示，靜置的內(nèi)壁光滑的絕緣漏斗處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，漏斗內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量分別為QA、QB的帶正電小球，在水平面內(nèi)沿圖示方向在不同高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若漏斗內(nèi)壁與豎直方向的夾角為，小球的線速度均為v，則在小球做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中()A若QAQB，則A球在B球的下方運(yùn)動(dòng)B無論QA、QB關(guān)系如何，A、B均能在同一軌道上運(yùn)動(dòng)C若QAQB，則漏斗對(duì)A球的彈力大于對(duì)B球的彈力D無論QA、QB關(guān)系如何，均有漏斗對(duì)A球的彈力等于漏斗對(duì)B球的彈力解析：根據(jù)左手定則，小球所受洛倫茲力方向沿半徑方向向外，受力分析如圖：FNsin mg；FNcos qvBm，則R，則R隨

12、q的變大而增大，則A、B錯(cuò)誤；由豎直方向的受力可知：FN，則壓力不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確答案：D考點(diǎn)3帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的多解問題11(2018三明模擬)如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MM和NN是它的兩條邊界現(xiàn)有質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場射入要使粒子不能從邊界NN射出，則粒子入射速率v的最大值可能是多少？解析：題目中只給出粒子“電荷量為q”，未說明是帶哪種電荷若q為正電荷，軌跡是如圖所示的上方與NN相切的圓弧，軌道半徑：R又dRRcos 45解得v；若q為負(fù)電荷，軌跡如圖所示的下方與NN相切的圓弧，則有：R，dRRcos 45，解得v.答案：(2)(

13、q為正電荷)或(2)(q為負(fù)電荷)12.(多選)如圖所示，兩方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場被邊長為L的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場垂直紙面向里，三角形頂點(diǎn)A處有一質(zhì)子源，能沿BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計(jì))，所有質(zhì)子均能通過C點(diǎn)，質(zhì)子比荷k，則質(zhì)子的速度可能為()A2BkL B.C. D.解析：因質(zhì)子帶正電，且經(jīng)過C點(diǎn)，其可能的軌跡如圖所示，所有圓弧所對(duì)圓心角均為60，所以質(zhì)子運(yùn)行半徑r(n1，2，3，)，由洛倫茲力提供向心力得Bqvm，即vBk(n1，2，3，)，選項(xiàng)B、D正確答案：BD13(多選)(2018遼寧遼南聯(lián)考)如圖所示，寬2 cm的有界勻強(qiáng)磁

14、場的縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一群帶正電粒子從O點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場若粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑均為5 cm，則()A右邊界：4 cmy4 cm和y8 cm有粒子射出D左邊界：0y8 cm有粒子射出解析：粒子恰射出磁場的臨界條件如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得：臨界點(diǎn)距x軸的間距y cm4 cm，可知A正確，B錯(cuò)誤；左邊界x軸上方帶電粒子可達(dá)到y(tǒng)8 cm處，x軸下方無粒子到達(dá)，C錯(cuò)誤，D正確答案：AD14.半徑為R的絕緣圓筒中有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正粒子(不計(jì)重力)以速度v從筒壁的A孔沿半徑方向

15、進(jìn)入筒內(nèi)，設(shè)粒子和筒壁的碰撞無電荷量和能量的損失，那么要使粒子與筒壁連續(xù)碰撞，繞筒壁一周后恰好又從A孔射出，問：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小必須滿足什么條件？(2)粒子在筒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？解析：(1)粒子射入圓筒后受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，設(shè)第一次與B點(diǎn)碰撞，碰后速度方向又指向O點(diǎn)，假設(shè)粒子與筒壁碰撞n1次，運(yùn)動(dòng)軌跡是n段相等的圓弧，再從A孔射出設(shè)第一段圓弧的圓心為O，半徑為r(如圖所示)，則，由幾何關(guān)系有：rRtan，又由r，聯(lián)立兩式可以解得B(n3，4，5)；(2)每段圓弧的圓心角為22，粒子由A到B所用時(shí)間tTtan tan(n3，4，5)，故粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間tnttan(n3，4，5)答案：(1)B(n3，4，5)(2)ttan(n3，4，5)