解析版-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí)對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)-磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、絕密啟用前2020年高考物理二輪復(fù)習(xí)對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)-磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、單選題1如圖所示，a和b帶電荷量相同，以相同動(dòng)能從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑ra= 2rb，則可知（重力不計(jì)）（）A.兩粒子都帶正電，質(zhì)量比mamb= 4B.兩粒子都帶負(fù)電，質(zhì)量比mamb= 4C.兩粒子都帶正電，質(zhì)量比mamb= 1/4D.兩粒子都帶負(fù)電，質(zhì)量比mamb= 1/4【解析】由于qa= qb、Eka= Ekb，動(dòng)能Ek=M mv2和粒子偏轉(zhuǎn)半徑r=，可得m =r-qB-,可見m【答案】B與半徑r的平方成正比，故 ma : mb = 4 : 1 ,再根據(jù)左手定則判知兩粒子都帶負(fù)電，故選B.2

2、如圖，兩根絕緣細(xì)線吊著一根銅棒，空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通有向右的電流時(shí)兩線上拉力大小均為F1,若棒中電流大小不變方向相反，兩線上的拉力大小均為巨，且F2 Fi,則銅棒所受磁場(chǎng)力大小為（）A.F1 + F2B.F2- F1C.2F1+ 2F2D.2F1- F2【答案】B【解析】令銅棒的重力為 G,安培力的大小為 F,則由平衡條件得: 2F = G- F當(dāng)電流反向時(shí)，磁場(chǎng)力變?yōu)樨Q直向下，此時(shí)同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有:2F2= G+ F由和可得：G= F+ F2F= F2- Fi則B正確.3. 如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界線SPll MN，速率不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時(shí)射入磁場(chǎng)其中穿

3、過a點(diǎn)的粒子速度 Vi與MN垂直；穿過b點(diǎn)的粒子速度 V2與MN成60。角，設(shè)粒子從 S到A, B所需時(shí)間分別為ti和t2,貝y ti : t2為（重力不計(jì)）（）XXXK KAf-dIDl砧A.1 :3B.4 :3C.1 :1D.3 :2【答案】D【解析】如圖所示，可求出從 a點(diǎn)射出的粒子對(duì)應(yīng)的圓心角為 90.從 b點(diǎn)射出的粒子對(duì)應(yīng)的圓心角為 60。.由t=盒T,可得：ti : t2= 3 : 2, 故選D.4. 如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面當(dāng)線圈內(nèi)通以圖示方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是（）A. 線圈向左運(yùn)動(dòng)B. 線圈向右運(yùn)動(dòng)C.

4、從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D .從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】A【解析】解法一電流元法首先將線圈分成很多小段，每一小段可看作一直線電流元，取其中上、下兩小段分析，其截面圖 和受到的安培力情況如圖所示.根據(jù)對(duì)稱性可知，線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)只有選項(xiàng)A正確.解法二等效法將環(huán)形電流等效成小磁針，如圖所示，根據(jù)異名磁極相吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選A.也可將左側(cè)條形磁鐵等效成環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論同向電流相吸引，異向電流相排斥”也可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)，選A.5把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，導(dǎo)線受到安培力的作用，關(guān)于安培力的方向，下列說法中正確的是（）A .安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同

5、B .安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，但不一定跟電流方向垂直C.安培力的方向一定跟電流方向垂直，但不一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直D .安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，又跟電流方向垂直【答案】D【解析】安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于電流方向，即垂直于磁場(chǎng)與電流所決定的平面，但電流方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直.6.MN板兩側(cè)都是磁感強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，帶電粒子從a位置以垂直磁場(chǎng)方向的速度開始運(yùn)動(dòng)，依次通過小孔B, C, D,已知ab= bc= cd,粒子從a運(yùn)動(dòng)到d的時(shí)間為t,則粒子的比荷為（）EMi m可 iM Vb = VCB.Va= Vb= VCC.VaVbVCD

6、Va= VbVC【答案】A【解析】小球a下落時(shí)，重力和電場(chǎng)力都對(duì)a做正功；小球 b下落時(shí)，只有重力做功；小球 C下a所做的功最多，即落時(shí)只有重力做功重力做功的大小都相同根據(jù)動(dòng)能定理可知外力對(duì)小球 小球a落地時(shí)的動(dòng)能最大，小球 b、C落地時(shí)的動(dòng)能相等.二、多選題11. （多選）如圖所示，加速電場(chǎng)電壓為Ui，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓為 U2, B為右側(cè)足夠大的有左邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束由：、e組成的粒子流在 Oi處靜止開始經(jīng)Ui加速，再經(jīng)U2偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且均能從左邊界離開磁場(chǎng).不計(jì)粒子間相互作用，則下列說法正確的是（A.三種粒子在電場(chǎng)中會(huì)分為兩束B.三種粒子在磁場(chǎng)中會(huì)分為兩束C.三種粒子進(jìn)磁場(chǎng)位置和出

7、磁場(chǎng)位置間的距離比為1：-：-D.三種粒子進(jìn)磁場(chǎng)位置和出磁場(chǎng)位置間的距離都與U2無關(guān)【答案】BCD【解析】A、同種帶電粒子在同一地點(diǎn)經(jīng)相同電場(chǎng)加速，又進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡是相同的，故A錯(cuò)誤；B、 三種粒子從電場(chǎng)中同一點(diǎn)C以相同的速度方向 O進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，從O到C點(diǎn)，由動(dòng)能定理，則有：（U什U02C）q=t荷聲圓周運(yùn)動(dòng)半徑 一=一 :，即半徑r與W成正比，三種粒子的半徑之比為1：於卍：一，故B正確；C、 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)位置和出磁場(chǎng)位置間的距離y=2rsin %r,所以它們的距離之比為1：-:-,故C正確;D、粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，速度為vo,則由qUkmv2, y=2rsin =,

8、可見與 U2無關(guān)，故 D正確；12. （多選）兩個(gè)粒子，帶電荷量相等，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（）A .若速度相等，則半徑必相等B .若質(zhì)量相等，則周期必相等C.若質(zhì)量和速度乘積大小相等，則半徑必相等D .若動(dòng)能相等，則周期必相等【答案】BC【解析】帶電粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r =,周期T=M ,題中條件q、B為定值，則mv大小相等時(shí)半徑必相等，質(zhì)量相等時(shí)周期必相等.13. （多選）質(zhì)量為 m、電荷量為q的帶正電小球，從傾角為 的粗糙絕緣斜面（Ftan 上由靜止下滑，斜面足夠長(zhǎng)，整個(gè)斜面置于方向水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感強(qiáng)度為B,如圖所示。帶電小球運(yùn)動(dòng)過程中，下

9、面說法中正確的是（）A .小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線動(dòng)B .小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)C.小球最終在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)D .小球在斜面上下滑過程中，當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫偤脼榱銜r(shí)的速率為誤而選項(xiàng)B正確；當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫椤敬鸢浮緽D加速度為：d = gsitl*空 ,小球做加速運(yùn)動(dòng)，則加速度也增加，故選項(xiàng)AC錯(cuò)m【解析】據(jù)題意，小球運(yùn)動(dòng)過程中受到重力，支持力、摩擦力和垂直斜面向上的洛倫茲力，小球0時(shí)，有囪gg招-q:B = Q ,速度為:V =故選項(xiàng)D正確。14. （多選）如圖，一條形磁鐵放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，若給導(dǎo)線通以垂

10、直于紙面向里的電流，則()磁鐵對(duì)桌面的壓力增大磁鐵對(duì)桌面的壓力減少C.桌面對(duì)磁鐵沒有摩擦力磁鐵所受的合力不變【答案】ACD【解析】磁鐵的磁感線在它的外部是從N極到S極，因?yàn)殚L(zhǎng)直導(dǎo)線在磁鐵的正中央上方，所以此處的磁感線是水平的，電流的方向垂直于紙面向里，根據(jù)左手定則，導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上，如下圖所示:長(zhǎng)直導(dǎo)線是固定不動(dòng)的，根據(jù)物體間力的作用是相互的，導(dǎo)線給磁鐵的反作用力方向就是豎直向 下的；因此磁鐵對(duì)水平桌面的壓力除了重力之外還有通電導(dǎo)線的作用力，壓力是增大的；因?yàn)檫@ 兩個(gè)力的方向都是豎直向下的，所以磁鐵沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，也就不會(huì)產(chǎn)生摩擦力磁鐵始終 處于平衡狀態(tài)，合力始終為零.二、計(jì)算題

11、15. 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為一q、不計(jì)重力的帶電粒子從 X軸上的P(a,0)點(diǎn)以速度v, 沿與X軸正方向成60的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限，求:(1) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;(2) 穿過第一象限的時(shí)間.【解析】RCoS 30【答案】(1(2)(1)作出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡，由圖中幾何關(guān)系知: 淨(jìng)= a,得：R=BqV= m 得：B= 丁 =.(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t = X.J=送二.16.澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把 2.2 g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到10 km/s的電磁炮(常規(guī) 炮彈的速度約為2 km/s).如圖所示，若軌道寬

12、為 2 m,長(zhǎng)為100 m,通過的電流為10 A ,試求軌 道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(軌道摩擦不計(jì)).【解析】由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度a,由牛頓第二定律和安培力公式聯(lián)立求出B.根據(jù)2ax = V - V得炮彈的加速度大小為a=尋=小滑塊帶何種電荷？ 小滑塊離開斜面時(shí)的瞬時(shí)速度多大？ms2 = 5IO圖所示，若要使小滑塊離開斜面，則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶ms2根據(jù)牛頓第二定律F= ma得炮彈所受的安培力 F= ma= 2.2 0-35 05N = 1.1 0該斜面長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)？【答案】(1)負(fù)電荷(2)3.5 m/s (3)1.2 m 【解析】(1)小滑塊在沿斜面下滑的過程中，受重力mg、斜面支持力 FN和洛倫茲力F作用，如N ,而 F= BIL,所以 B=Hl=七二T = 55 T.17.一個(gè)質(zhì)量為 m = 0.1 g的小滑塊，帶有 q = 510-4C的電荷量，放置在傾角= 30 勺光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B= 0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開斜面(g取10 m/s2).求：負(fù)電荷.(2) 小滑塊沿斜面下滑的過程中，由平衡條件得F+ FN= mgcos,當(dāng)支持力FN= 0時(shí)，小滑塊脫