《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練十 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 考前基礎(chǔ)回扣練十 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(含解析)(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、十磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1(教科版選修31 P92第1題改編)(多選)一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中,當(dāng)通過(guò)它的電流為I時(shí),所受安培力為F。以下關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的說(shuō)法正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定等于B磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能大于或等于C磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線受力大的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大D在磁場(chǎng)中通電直導(dǎo)線也可以不受力答案BD解析只有當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí),才有B,不垂直時(shí)B,故A錯(cuò)誤,B正確;在磁場(chǎng)中同一位置,導(dǎo)線的放置方向不同,通電直導(dǎo)線受力也不一樣,但磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,C錯(cuò)誤;當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí),導(dǎo)線不受力,D正確。2. 如圖所示,a、b兩根垂直紙面的直導(dǎo)線通有等大的電流,
2、兩導(dǎo)線旁有一點(diǎn)P,P點(diǎn)到a、b距離相等,關(guān)于P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,以下判斷正確的是()Aa中電流方向向紙外,b中電流方向向紙里,則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右Ba中電流方向向紙外,b中電流方向向紙里,則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左Ca中電流方向向紙里,b中電流方向向紙外,則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右Da中電流方向向紙外,b中電流方向向紙外,則P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左答案A解析若a中電流方向向紙外,b中電流方向向紙里,根據(jù)安培定則判斷可知:a在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)Ba方向垂直于aP連線斜向上,b在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)Bb方向垂直于bP連線斜向下,如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成,P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右,故A正確,B錯(cuò)誤;同理,若a中電流
3、方向向紙里,b中電流方向向紙外,則可得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左,若a、b中電流方向均向紙外,P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上,故C、D錯(cuò)誤。3. 如圖所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛在O、O點(diǎn),處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,棒中通以某一方向的電流,平衡時(shí)兩細(xì)線與豎直方向夾角均為,重力加速度為g。則()A金屬棒中的電流方向由N指向MB金屬棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO平面向上C金屬棒中的電流大小為tanD每條細(xì)線所受拉力大小為mgcos答案C解析平衡時(shí)兩細(xì)線與豎直方向夾角均為,故金屬棒受到垂直于MN和磁場(chǎng)方向向右的安培力,根據(jù)左手定則,可判斷
4、金屬棒中的電流方向由M指向N,故A、B錯(cuò)誤;設(shè)每條細(xì)線所受拉力大小為FT,由受力分析可知,2FTsinBIL,2FTcosmg,得Itan,F(xiàn)T,故C正確,D錯(cuò)誤。4(源于人教版選修31 P97“思考與討論”)(2019江蘇南京、鹽城一模)如圖所示,電視顯像管中有一個(gè)電子槍,工作時(shí)它能發(fā)射電子,熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光。在偏轉(zhuǎn)區(qū)有垂直于紙面的磁場(chǎng)B1和平行于紙面上下方向的磁場(chǎng)B2,就是靠這樣的磁場(chǎng)來(lái)使電子束偏轉(zhuǎn),使整個(gè)熒光屏發(fā)光。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有一處故障:磁場(chǎng)B1不存在,則熒光屏上()A不亮 B僅有一個(gè)中心亮點(diǎn)C僅有一條水平亮線 D僅有一條豎直亮線答案C解析由左手定則可以判定,電子束在平行紙面上
5、下方向的磁場(chǎng)B2中所受洛倫茲力方向在水平面內(nèi)垂直紙面指向外或指向內(nèi),故打到熒光屏上會(huì)形成一條水平亮線,C正確。5科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在地球的南極或北極所看到的美麗極光,是由來(lái)自太陽(yáng)的高能帶電粒子受到地磁場(chǎng)的作用后,與大氣分子劇烈碰撞或摩擦所產(chǎn)生的結(jié)果,如圖所示。則下列關(guān)于地磁場(chǎng)的說(shuō)法中,正確的是()A若不考慮磁偏角的因素,則地理南極處的磁場(chǎng)方向豎直向下B若不考慮磁偏角的因素,則地理北極處的磁場(chǎng)方向豎直向上C在地球赤道表面,小磁針靜止時(shí)南極指向北的方向D在地球赤道表面,小磁針靜止時(shí)南極指向南的方向答案D解析在不考慮磁偏角的情況下,地理的南極相當(dāng)于磁體的北極,故該處的磁場(chǎng)方向豎直向上,地理北極相當(dāng)于磁體
6、的南極,該處的磁場(chǎng)方向豎直向下,A、B錯(cuò)誤;赤道處的地磁場(chǎng)方向向北,所以小磁針靜止時(shí)南極指向南的方向,C錯(cuò)誤,D正確。6. 不計(jì)重力的兩個(gè)帶電粒子M和N沿同一方向經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中的徑跡如圖所示,分別用vM與vN、tM與tN、與表示它們的速率、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、荷質(zhì)比,則()A如果,則vMvNB如果,則tMD如果tMtN,則答案A解析由洛倫茲力提供向心力可得qvBm,由它們?cè)诖艌?chǎng)中的軌跡可知,兩個(gè)帶電粒子M和N軌跡的半徑關(guān)系為rMrN,如果,則vMvN,如果vMvN,則0)的粒子(不計(jì)重力)以相同的速率v從P處射入磁場(chǎng)區(qū)域,粒子入射方向在與磁場(chǎng)垂直的平面里,且分散在與PC夾角
7、為的范圍內(nèi),則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度為()A. B.C. D.答案D解析如圖所示,ST之間的距離為在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R,則PS2Rcos,PT2R,所以STPTPS,D正確。9. 如圖所示,豎直線MNPQ,MN與PQ間距離為a,其間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,O是MN上一點(diǎn),O處有一粒子源,某時(shí)刻放出大量速率均為v(方向均垂直磁場(chǎng)方向)、比荷一定的帶負(fù)電粒子(粒子重力及粒子間的相互作用力不計(jì)),已知沿圖中與MN成60角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng),則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為()A. B. C. D.答案C解析當(dāng)60時(shí),粒子的
8、運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示,則aRsin30,即R2a。設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為,則其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tT,即越大,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),最大時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與磁場(chǎng)的右邊界相切,如圖乙所示,因R2a,此時(shí)圓心角m為120,即最長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,而T,所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為,C正確。10如圖所示,一矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)從矩形區(qū)域ad邊中點(diǎn)O射出與Od邊夾角為30、速度大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng),ab邊足夠長(zhǎng),粒子重力忽略不計(jì),求:(1)粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0的大小范圍;
9、(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和在這種情況下粒子從磁場(chǎng)中射出所在邊上位置的范圍。答案(1)v0(2)距O點(diǎn)上方的范圍內(nèi)解析(1)畫出從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的動(dòng)態(tài)圓,能夠從ab邊射出的粒子的臨界軌跡如圖所示,軌跡與dc邊相切時(shí),射到ab邊上的A點(diǎn),此時(shí)軌跡圓心為O1,則r1r1sin30,軌跡半徑r1L,即O1點(diǎn)在ab上。由qv1Bm得最大速度v1。軌跡與ab邊相切時(shí),恰不能從ab邊射出,切點(diǎn)為ab邊上的B點(diǎn),此時(shí)軌跡圓心為O2,則r2r2sin30,軌道半徑r2,由qv2Bm得v2。所以粒子能夠從ab邊射出的速度范圍為:v0。(2)由T可知,所有粒子的運(yùn)動(dòng)周期相同,當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角最大時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)。當(dāng)粒子從ad邊射出時(shí),時(shí)間均相等,且為最長(zhǎng)時(shí)間,因轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為300,所以最長(zhǎng)時(shí)間:tmT。當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡恰與ab邊相切時(shí),恰能從ad邊射出,設(shè)射出點(diǎn)為C,則射出的范圍為OCr2。- 8 -