高中物理 階段驗(yàn)收評(píng)估（三）磁場 粵教版-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精階段驗(yàn)收評(píng)估（三） 磁 場一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分,第15小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第68小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分.)1如圖1所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上,但能自由移動(dòng)，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)情況是（)圖1a都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng)b以不等的加速度相向運(yùn)動(dòng)c以相等的加速度相向運(yùn)動(dòng)d以相等的加速度相背運(yùn)動(dòng)解析：選c同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等,但根據(jù)牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力大小相等,所以c項(xiàng)正確。2。圖2中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直

2、導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心o點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng),它所受洛倫茲力的方向是()圖2a向上b向下c向左 d向右解析：選b根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的特點(diǎn)和安培定則可知，b、d兩導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等，方向相反，a、c兩導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向均向左，故o點(diǎn)的合磁場方向向左，又帶正電的粒子沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則可判斷出帶電粒子受到的洛倫茲力向下,選項(xiàng)b正確。3。如圖3所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線m和n,通有同向等值電流；沿紙面與直導(dǎo)線m、n等距放置另一根可自由移動(dòng)的通電導(dǎo)線ab

3、，則通電導(dǎo)線ab在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的情況是（）圖3a沿紙面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)b沿紙面順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)ca端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里da端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外解析：選d根據(jù)長直導(dǎo)線周圍磁場的分布規(guī)律和矢量合成法則，可以判斷兩電流m、n連線中垂線上方磁場方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于紙面向里，兩電流m、n連線中垂線下方磁場方向水平向左,ab下半段所受安培力垂直于紙面向外，所以a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外，選項(xiàng)d正確.4一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列能表示運(yùn)動(dòng)周期t與半徑r之間的關(guān)系圖像的是(）解析:選d帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvbmr，

4、由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，t,可見粒子運(yùn)動(dòng)周期與半徑無關(guān)，故d項(xiàng)正確。5。如圖4所示的區(qū)域中存在著勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，二者平行但方向相反.質(zhì)量為m,所帶電荷量為q的粒子（不計(jì)重力)沿電場方向以初速度v0射入場區(qū)，下列關(guān)于該粒子的說法正確的是（）圖4a所受洛倫茲力越來越小 b速度方向保持不變c所受電場力越來越小 d向右的最大位移為解析:選d因v0與b平行，故該粒子不受洛倫茲力,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;因所受電場力與v0方向相反，故經(jīng)一定時(shí)間后，速度方向可能改變，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；因電場是勻強(qiáng)電場，故粒子所受電場力不變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知qelmmv02,得lm，故選項(xiàng)d正確.6如圖5甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置

5、,間距為l,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒.從t0時(shí)刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流i，周期為t，最大值為im，圖甲中i所示方向?yàn)殡娏髡较?。則金屬棒（）圖5a一直向右移動(dòng)b速度隨時(shí)間周期性變化c受到的安培力隨時(shí)間周期性變化d受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功解析:選abc由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電流反向以后,金屬棒開始做勻減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過一個(gè)周期速度變?yōu)?，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)a、b正確；安培力fbil，由圖像可知前半個(gè)周期安培力水平向右,后半個(gè)周期安培力水平向左,不斷重復(fù),選項(xiàng)c正確；一個(gè)周期內(nèi),金屬棒初、末速度相

6、同，由動(dòng)能定理可知安培力在一個(gè)周期內(nèi)不做功，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。7.如圖6所示,兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的m、n兩小孔中，o為m、n連線的中點(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對(duì)稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度bk，式中k是常量、i是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是(）圖6a小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)b小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)c小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大d小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蠼馕觯哼xbd由右手螺旋定則可知,m處的通電導(dǎo)線在mo區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于mo向里，離

7、導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱，所以m處電流的磁場由m到o逐漸減弱；n處的通電導(dǎo)線在on區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于on向外，由o到n逐漸增強(qiáng),帶正電的小球由a點(diǎn)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),受到的洛倫茲力fbqv為變力，則從a到o洛倫茲力的方向向上，隨磁場的減弱而減小，從o到b洛倫茲力的方向向下,隨磁場的增強(qiáng)而增大，所以對(duì)桌面的壓力一直在增大，d正確，c錯(cuò)誤;由于桌面光滑，且洛倫茲力始終沿豎直方向，所以小球在水平方向上不受力,做勻速直線運(yùn)動(dòng)，b正確，a錯(cuò)誤。8。美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),能使帶電粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲

8、得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖7所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器的示意圖,其中盒縫間的加速電場的場強(qiáng)大小恒定,且被限制在a、c板間,帶電粒子從p0處由靜止釋放,并沿電場線方向進(jìn)入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入d形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是(）圖7a帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次bp1p2p2p3c粒子的最大速度與d形盒的尺寸有關(guān)d加速電場的方向需要做周期性的變化解析：選ac由題圖可以看出,帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次，a正確；由r和qumv22mv12可知，帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周，電場力做功都相同,動(dòng)能增量都相同,但速度的增量不相同，故粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半

9、徑增加量不相同,b錯(cuò)誤；由v可知，粒子的最大速度與d形盒的半徑r有關(guān)，c正確;粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的方向始終不變，故d錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共3小題,共52分)9。 （14分)（2015重慶高考)音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)。圖8是某音圈電機(jī)的原理示意圖,它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為l,匝數(shù)為n,磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為b，區(qū)域外的磁場忽略不計(jì)。線圈左邊始終在磁場外,右邊始終在磁場內(nèi)，前后兩邊在磁場內(nèi)的長度始終相等。某時(shí)刻線圈中電流從p流向q，大小為i。圖8(1)求此時(shí)線圈所受安培力的大小和方向。（2)若此時(shí)線圈水平

10、向右運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,求安培力的功率.解析：（1)由安培力表達(dá)式fbil可知，線圈所受的安培力fnbil，由左手定則可判斷安培力方向水平向右。（2)由功率公式pfv可知，安培力的功率pnbilv。答案：(1）安培力的大?。簄bil方向:水平向右（2）安培力的功率:nbilv10. (18分)(2015福建高考）如圖9所示,絕緣粗糙的豎直平面mn左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為e，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從a點(diǎn)由靜止開始沿mn下滑,到達(dá)c點(diǎn)時(shí)離開mn做曲線運(yùn)動(dòng)。a、c兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g

11、。圖9（1）求小滑塊運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)的速度大小vc；(2）求小滑塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功wf；(3)若d點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的p點(diǎn)。已知小滑塊在d點(diǎn)時(shí)的速度大小為vd，從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)速度的大小vp。解析：（1）小滑塊沿mn運(yùn)動(dòng)過程，水平方向受力滿足qvbnqe小滑塊在c點(diǎn)離開mn時(shí)n0解得vc（2)由動(dòng)能定理得mghwfmvc20解得wfmgh（3）如圖，小滑塊速度最大時(shí),速度方向與電場力、重力的合力方向垂直.撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動(dòng)，等

12、效加速度為g，g 且vp2vd2g2t2解得vp 答案:（1)(2）mgh（3） 11(20分)如圖10所示，一平行板電容器長為d，極板間距也為d，極板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場e1，在平行板電容器的右側(cè)（虛線右側(cè))，極板的中間平分線oo上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場b，oo下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場e2，一帶電微粒初速度為v0,質(zhì)量為m，帶電量為q(q0)，從o點(diǎn)沿著oo的方向射入電場，恰好從上極板的右邊緣射入勻強(qiáng)磁場，并從a點(diǎn)垂直oo向下進(jìn)入電場。(不計(jì)微粒重力，e2e1，e1、e2、b均未知)求:圖10（1）平行板電容器內(nèi)電場的電場強(qiáng)度e1的大小；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大小；(3)若在離a點(diǎn)右側(cè)的距離為d的o處，有一塊垂直于oo的擋板pq，從粒子第一次到達(dá)a點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，到擊中擋板pq，需要多長時(shí)間?解析:(1）微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向：dv0t1，在豎直方向上:dat12t12，解得：e1；(2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向：dv0t1，豎直方向：dt1，則vyv0，微粒進(jìn)入磁場時(shí)的速度：vv0,方向與豎直方向夾角為45，微粒在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)