【狀元之路】2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章　磁　場(chǎng)（有解析） 新人教版

1、第八章磁場(chǎng)一、選擇題(每小題4分，共40分)1磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線，如圖81所示，則()A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等， BaBb Ba、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由題圖知b處的磁感線疏密程度較a處大，所以BaBb，A錯(cuò)，B對(duì)；導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中的受力與導(dǎo)線放置的方向有關(guān)，而不僅與B或I的大小有關(guān)，C、D錯(cuò)答案：B2(·文登模擬)如圖82所示，磁場(chǎng)方向豎直向下，通電直導(dǎo)線ab由圖示位置1繞a點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置2，這個(gè)過(guò)程中通電直導(dǎo)線

2、所受的安培力()圖82A.數(shù)值變大，方向不變B數(shù)值變小，方向改變C數(shù)值不變，方向改變D數(shù)值、方向均改變解析：通電直導(dǎo)線ab從位置1轉(zhuǎn)到位置2，即從導(dǎo)線與磁場(chǎng)成一定角度到導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，根據(jù)安培力FBILcos，安培力數(shù)值增大，根據(jù)左手定則判斷，安培力的方向仍垂直于紙面，即安培力的方向不變答案：A3如圖83為一種利用電磁原理制作的充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理類(lèi)似打點(diǎn)計(jì)時(shí)器當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱a流入，吸引小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下選項(xiàng)中正確的是()A.電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為N極B電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為S極C電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極D電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的

3、下端為N極解析：當(dāng)電流從a端流入電磁鐵時(shí)，據(jù)安培定則可判斷出電磁鐵的上端為S極，此時(shí)能吸引小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明小磁鐵的下端為N極，答案為D.答案：D4.如圖84所示的OX和MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中兩條平行的邊界線，速率不同的同種帶電粒子從O點(diǎn)沿OX方向同時(shí)射向磁場(chǎng)，其中穿過(guò)a點(diǎn)的粒子速度v1方向與MN垂直，穿過(guò)b點(diǎn)的粒子速度v2方向與MN成60°角設(shè)兩粒子從O點(diǎn)到MN所需時(shí)間分別為t1和t2，則t1t2為()A32B43C11 D13解析：作出兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可知t1，t2，且由T知T1T2.所以，選項(xiàng)A正確答案：A5(·泰安模擬)如圖85所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電

4、壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)，不考慮電子本身的重力設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域中通過(guò)，只采取下列措施，其中可行的是()圖85A.適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度EB適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC適當(dāng)增大加速電場(chǎng)的寬度D適當(dāng)增大加速電壓U解析：要想使電子沿直線通過(guò)，則必須有qvBqE，而電子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速時(shí)，qUmv2，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)電子向上極板偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電場(chǎng)力大于洛倫茲力，因此需減小電場(chǎng)力或增大洛倫茲力，A、D選項(xiàng)正確答案：AD6如圖86所示，空間的某一區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以某一初速度由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域

5、沿直線運(yùn)動(dòng)，從C點(diǎn)離開(kāi)區(qū)域；如果這個(gè)區(qū)域只有電場(chǎng)則粒子從B點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)；如果這個(gè)區(qū)域只有磁場(chǎng)，則粒子從D點(diǎn)離開(kāi)場(chǎng)區(qū)；設(shè)粒子在上述3種情況下，從A到B點(diǎn)、A到C點(diǎn)和A到D點(diǎn)所用的時(shí)間分別是t1、t2和t3，比較t1、t2和t3的大小，則有(粒子重力忽略不計(jì))()圖86A.t1t2t3 Bt2t1t3Ct1t2t3 Dt1t3t2解析：只有電場(chǎng)時(shí)，粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故t1t2；只有磁場(chǎng)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變，但沿AC方向的分速度越來(lái)越小，故t3t2.綜上所述可知，選項(xiàng)C對(duì)答案：C7(·鎮(zhèn)江模擬)如圖87所示，某一真空室內(nèi)充滿(mǎn)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在豎直平面內(nèi)

6、建立坐標(biāo)系xOy，在y0的空間里有與電場(chǎng)E垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，在y0的空間內(nèi)，將一質(zhì)量m的帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))自由釋放，此液滴沿y軸的負(fù)方向，以加速度a2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，瞬間被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變)，隨后液滴進(jìn)入y0的空間運(yùn)動(dòng)液滴在y0的空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖87A.重力勢(shì)能一定不斷減小B電勢(shì)能一定先減小后增大C動(dòng)能不斷增大D動(dòng)能保持不變解析：帶電液滴在y0的空間內(nèi)以加速度a2g做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知液滴帶正電且所受電場(chǎng)力等于重力，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)變?yōu)樨?fù)電荷，液滴進(jìn)入y0的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于重力

7、，液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能先減小后增大，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增大后減小，動(dòng)能保持不變答案：D8平行金屬板M、N的距離為d，其中勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外(如圖88所示)，等離子群的速度為v，沿圖示方向射入，電容器電容為C，則()圖88A.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電容器的帶電荷量QBvdCB當(dāng)S閉合時(shí)，電容器的帶電荷量QBvdCC當(dāng)S閉合時(shí)，電容器的帶電荷量QBvdCD當(dāng)S閉合時(shí)，電容器的帶電荷量QBvdC解析：當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電容器極板間的電壓等于平行金屬板間的電壓等離子群做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由qvBq，得UBvd，此時(shí)電容器的帶電荷量QBvdC，S閉合時(shí)，

8、平行板上的電荷通過(guò)R放電，電場(chǎng)力小于洛倫茲力，使等離子群不斷向極板偏轉(zhuǎn)，達(dá)到穩(wěn)定電壓，電容器兩板間電壓仍為U，電容器的電荷量仍為BvdC.答案：B9.如圖89所示，質(zhì)量為m、帶正電荷量q的粒子，垂直磁場(chǎng)方向從A射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，途經(jīng)P點(diǎn)，已知AP連線與入射方向成角，則粒子從A到P經(jīng)歷的時(shí)間為()A.B.C.D.解析：正電荷從A射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，立即受到洛倫茲力，其方向與v垂直，充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓軌跡順時(shí)針?lè)较颍鍌惼澚Υ怪庇谒俣确较?，?jù)左手定則，勻強(qiáng)磁場(chǎng)一定是垂直紙面向外，圓心在O處，OAR，連接OP，P點(diǎn)的速率等于A點(diǎn)的速率，且垂直于OP.因AP連線與入射方向

9、成角，據(jù)幾何知識(shí)，圓心角AOP2，又周期T為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周(2)的時(shí)間，則設(shè)轉(zhuǎn)2角度所用時(shí)間為t，有，所以t·T.答案：D10已知一質(zhì)量為m的帶電液滴，經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，液滴在此空間的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖810所示，則()A.液滴在空間可能受4個(gè)力作用B液滴一定帶負(fù)電C液滴做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rD液滴在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)總能量不變解析：液滴受到重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤由于液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力與重力為平衡力，電場(chǎng)力方向向上，可以判定液滴帶負(fù)電，B正確根據(jù)qUmv2，r，Eqmg，解得r，選項(xiàng)C正確整個(gè)過(guò)程能量守恒，選項(xiàng)

10、D正確答案：BCD二、實(shí)驗(yàn)題(共16分)11.(8分)如圖811所示，單匝線框abcd，bc邊長(zhǎng)為l，線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，彈簧的勁度系數(shù)為k，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線框平面垂直，線框中通以電流I，方向如圖811所示開(kāi)始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)令磁場(chǎng)反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框達(dá)到新的平衡在此過(guò)程中線框位移的大小x_，方向_解析：設(shè)線框的質(zhì)量為m，當(dāng)通以圖示電流時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)為x1，線框處于平衡狀態(tài)，故kx1BIlmg當(dāng)磁場(chǎng)反向時(shí)，安培力向下，線框達(dá)到新的平衡，彈簧的伸長(zhǎng)為x2，由平衡條件得kx2mgBIl由兩式得x2x1，即x.電流反向后，彈簧的伸長(zhǎng)量x2x1，位移方向向下答案：向下

11、12.(8分)2007年10月我國(guó)發(fā)射的月球“嫦娥一號(hào)”空間探測(cè)衛(wèi)星，運(yùn)用最新科技手段對(duì)月球進(jìn)行近距離勘探，在月球重力分布、磁場(chǎng)分布及元素測(cè)定方面取得最新成果月球上的磁場(chǎng)極其微弱，探測(cè)器通過(guò)測(cè)量運(yùn)動(dòng)電子在月球磁場(chǎng)中軌跡來(lái)推算磁場(chǎng)強(qiáng)弱的分布，如圖812所示是探測(cè)衛(wèi)星通過(guò)月球a、b、c、d位置磁場(chǎng)時(shí)電子的軌跡(a軌跡恰為一個(gè)半圓)設(shè)電子速率相同，且與磁場(chǎng)方向垂直據(jù)此可判斷磁場(chǎng)最弱的是_位置所得照片是邊長(zhǎng)為20 cm的正方形，電子比荷為1.8×1011 C/kg，速率為90 m/s，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)T.解析：由于電子速率相同，其軌道半徑rmv/Bq，與B的強(qiáng)弱有關(guān)系又因?yàn)閞drcrb

12、ra，所以d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小(磁場(chǎng)最弱)對(duì)a的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，必須滿(mǎn)足條件Bqvmv2/r，從而求得Bmv/qr5.0×109 T.答案：d5.0×109三、計(jì)算題(共44分)13(8分)(·鄭州模擬)圖813所示，在同一個(gè)水平面上的兩導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.6 kg、有效長(zhǎng)度為2 m的金屬棒垂直放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5 A時(shí)，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒中的電流增加到8 A時(shí)，金屬棒的加速度為2 m/s2，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度圖813解析：在求解加速度問(wèn)題中首要問(wèn)題是受力分析并求解合力此題中電流的方向?qū)Y(jié)果并不影響，可假設(shè)如圖8

13、14所示為其側(cè)面受力圖：兩種情況受力方向是相同的初態(tài)時(shí)有F合F1mg0，末態(tài)時(shí)有F合F2mgma，且F1BI1L，F(xiàn)2BI2L，聯(lián)立方程解得B1.2 T.答案：1.2 T14(10分)如圖815所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，處于垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中將小球拉至懸線與豎直方向成角，由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)，懸線斷開(kāi)，小球?qū)λ矫娴膲毫η『脼榱阈∏蜓毓饣矫嫦蜃筮\(yùn)動(dòng)進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，且做勻速直線運(yùn)動(dòng)求：圖815(1)小球所帶電荷的電性；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1為多大？(3)電場(chǎng)強(qiáng)度E等于多少？解析：(1)根

14、據(jù)小球在A點(diǎn)對(duì)水平面的壓力恰好為零，此時(shí)洛倫茲力方向向上，所以小球帶負(fù)電(2)小球由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，故有mgl(1cos)mv2在A點(diǎn)：mgqvB1解得B1.(3)小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有mgqEqvB2解式得EB2.答案：(1)負(fù)電(2) (3)B215(12分)(·濰坊模擬)在電腦顯示器的真空示波管內(nèi)，控制電子束掃描的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域是寬度為3.0 cm的矩形，右邊界距熒光屏20.0 cm，高度足夠，某段時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B4.55×103T不變電子初速度不計(jì)，經(jīng)U4 550 V電壓加速后沿中心線射入磁場(chǎng)，

15、偏轉(zhuǎn)后打在屏上產(chǎn)生亮點(diǎn)(若無(wú)磁場(chǎng)，亮點(diǎn)在屏中心)，已知電子質(zhì)量m0.91×1030kg，電荷量e1.6×1019C.圖816(1)在圖816中大致畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡；(2)求亮點(diǎn)偏離熒光屏中心的距離解析：(1)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖817所示(2)電子經(jīng)U加速得到速度v0，由eUmv得v0 m/s4×107 m/s.由ev0Bm得r m0.05 m5 cm.sin，cos，tan.亮點(diǎn)偏離屏中心的距離y(rrcos)20.0tan cm5×(1)cm20.0× cm16 cm.答案：(1)見(jiàn)圖817(2)16 cm16(14分)(·重慶卷

16、)如圖818所示，離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電荷量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板HM上的小孔S離開(kāi)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知HOd，HS2d，MNQ90°.(忽略粒子所受重力)圖818(1)求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及HM與MN的夾角；(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處，質(zhì)量為16m的離子打在S2處求S1和S2之間的距離解析：(1)正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后速度設(shè)為v1，應(yīng)用動(dòng)能定理有eU0mv，正離子垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)受到電場(chǎng)力FqE0，產(chǎn)生的加速度為a，垂直電場(chǎng)方向勻速運(yùn)