解析匯編物理-11磁場(chǎng)（教師版）

專(zhuān)題11磁場(chǎng)1．（2020·天津高考真題）如圖所示，在Oxy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子從y軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與y軸正方向的夾角。粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在N點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）垂直穿過(guò)x軸。已知，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)。則（）

A．粒子帶負(fù)電荷 B．粒子速度大小為C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為a D．N與O點(diǎn)相距【答案】AD【解析】A．粒子向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力，可知粒子帶負(fù)電，A正確；BC．粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖由于速度方向與y軸正方向的夾角，根據(jù)幾何關(guān)系可知，則粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為洛倫茲力提供向心力解得BC錯(cuò)誤；D．與點(diǎn)的距離為D正確。故選AD。2．（2020·浙江省高考真題）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別通有方向相同的電流和，。a、b、c三點(diǎn)連線(xiàn)與兩根導(dǎo)線(xiàn)等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線(xiàn)間的中點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則（）A．b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B．d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0C．a(chǎn)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下D．c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下【答案】C【解析】A．通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)方向由安培定判斷，如圖所示在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，因?yàn)榧磩t在b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)誤；BCD．如圖所示，d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．（2020·全國(guó)高考課標(biāo)3卷）真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別為a和3a的同軸圓柱面，磁場(chǎng)的方向與圓柱軸線(xiàn)平行，其橫截面如圖所示。一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略重力。為使該電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線(xiàn)圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力則磁感應(yīng)強(qiáng)度與圓周運(yùn)動(dòng)軌跡關(guān)系為即運(yùn)動(dòng)軌跡半徑越大，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小。令電子運(yùn)動(dòng)軌跡最大的半徑為，為了使電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線(xiàn)圓圍成的區(qū)域內(nèi)，其最大半徑的運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)線(xiàn)圓相切，如圖所示A點(diǎn)為電子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，電子從圓心沿半徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)，由左手定則可得，，為直角三角形，則由幾何關(guān)系可得解得解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值故選C。4．（2020·全國(guó)高考課標(biāo)2卷）CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線(xiàn)斷層掃描技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，CT掃描機(jī)可用于對(duì)多種病情的探測(cè)。圖（a）是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線(xiàn)產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng)，虛線(xiàn)框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開(kāi)始沿帶箭頭的實(shí)線(xiàn)所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線(xiàn)（如圖中帶箭頭的虛線(xiàn)所示）；將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn)。則（）A．M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)B．增大M、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移C．偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外D．增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移【答案】D【解析】A．由于電子帶負(fù)電，要在MN間加速則MN間電場(chǎng)方向由N指向M，根據(jù)沿著電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)逐漸降低可知M的電勢(shì)低于N的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．增大加速電壓則根據(jù)可知會(huì)增大到達(dá)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度；又根據(jù)在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力有可得可知會(huì)增大在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑，由于磁場(chǎng)寬度相同，故根據(jù)幾何關(guān)系可知會(huì)減小偏轉(zhuǎn)的角度，故P點(diǎn)會(huì)右移，故B錯(cuò)誤；C．電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故C錯(cuò)誤；D．由B選項(xiàng)的分析可知，當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)減小半徑，從而增大偏轉(zhuǎn)角度，使P點(diǎn)左移，故D正確。故選D。5．（2020·全國(guó)高考課標(biāo)1卷）一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線(xiàn)所示，為半圓，ac、bd與直徑ab共線(xiàn)，ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子，在紙面內(nèi)從c點(diǎn)垂直于ac射入磁場(chǎng)，這些粒子具有各種速率。不計(jì)粒子之間的相互作用。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可得粒子在磁場(chǎng)中的周期粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速度無(wú)關(guān)，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。采用放縮圓解決該問(wèn)題，粒子垂直ac射入磁場(chǎng)，則軌跡圓心必在ac直線(xiàn)上，將粒子的軌跡半徑由零逐漸放大。當(dāng)半徑和時(shí)，粒子分別從ac、bd區(qū)域射出，磁場(chǎng)中的軌跡為半圓，運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于半個(gè)周期。當(dāng)0.5R<r<1.5R時(shí)，粒子從半圓邊界射出，逐漸將軌跡半徑從0.5R逐漸放大，粒子射出位置從半圓頂端向下移動(dòng)，軌跡圓心角從逐漸增大，當(dāng)軌跡半徑為R時(shí)，軌跡圓心角最大，然后再增大軌跡半徑，軌跡圓心角減小，因此當(dāng)軌跡半徑等于R時(shí)軌跡圓心角最大，即軌跡對(duì)應(yīng)的最大圓心角粒子運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為,故選C。6．（2020·江西省江西師大附中高三月考）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外。則（）A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0C．流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0D．流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0【答案】AC【解析】外磁場(chǎng)、電流的磁場(chǎng)方向如圖所示在b點(diǎn)B0＝B0－B1＋B2在a點(diǎn)B0＝B0－B1－B2由上述兩式解得B1＝B0，B2＝B0。故AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。7．（2020·四川省棠湖中學(xué)高三二模）如圖所示，在xoy平面內(nèi)的坐標(biāo)原點(diǎn)處，有一個(gè)粒子源，某一時(shí)刻以同一速率v發(fā)射大量帶正電的同種粒子，速度方向均在xoy平面內(nèi)，且對(duì)稱(chēng)分布在x軸兩側(cè)的30°角的范圍內(nèi)。在直線(xiàn)x=a與x=2a之間包括邊界存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xoy平面向外，已知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為2a。不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用力，下列說(shuō)法正確的是（）A．最先進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B．最先進(jìn)入和最后進(jìn)入磁場(chǎng)中的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等C．最后從磁場(chǎng)中射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D．最后從磁場(chǎng)中射出的粒子出場(chǎng)的位置坐標(biāo)為【答案】ACD【解析】沿x軸方向射出的粒子最先進(jìn)入磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角為，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，故A正確；沿與x軸成角的兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)，沿與x軸成角斜向下方進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角為，所以用的時(shí)間為，弦長(zhǎng)為，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的位置離x軸的距離為，所以最后從磁場(chǎng)中射出的粒子出場(chǎng)的位置的縱坐標(biāo)為，所以最后從磁場(chǎng)中射出的粒子出場(chǎng)的位置坐標(biāo)為，故B錯(cuò)誤，CD正確.8．（2020·廣東省廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考）如圖所示，豎直放置的兩平行金屬板，長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，接在電壓為U的直流電源上。在兩板間加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電油滴，從距金屬板上端高為h處由靜止開(kāi)始自由下落，并經(jīng)兩板上端連線(xiàn)中點(diǎn)P進(jìn)入板間。油滴在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力大小恰好相等，且最后恰好從金屬板的下邊緣離開(kāi)電磁場(chǎng)區(qū)域?？諝庾枇Σ挥?jì)，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．油滴剛進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)的加速度為gB．油滴開(kāi)始下落的高度C．油滴從左側(cè)金屬板的下邊緣離開(kāi)D．油滴離開(kāi)電磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為【答案】ABD【解析】A．油滴剛進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)（在P點(diǎn)），受重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力，其中電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力大小恰好相等，故合力等于重力G，根據(jù)牛頓第二定律，加速度為g，故A正確；B．在P點(diǎn)由題意可知qE=qvB自由下落過(guò)程有v2=2gh??????U=Ed?由以上三式解得故B正確；C．根據(jù)左手定則，在P位置時(shí)受洛倫茲力向右，豎直方向在加速，故洛倫茲力在變大，故油滴從右側(cè)金屬板的下邊緣離開(kāi)，故C錯(cuò)誤；

D．由左手定則可知油滴經(jīng)過(guò)P點(diǎn)后向右側(cè)金屬板偏轉(zhuǎn)，則油滴克服電場(chǎng)力做功，整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理有得故D正確；

故選ABD。9．（2020·江西省高三一模）如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)。一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力作用下，從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)。現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與od成30°角的方向、大小不同的速率射入正方形內(nèi)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從ad邊射出磁場(chǎng)B．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從cd邊射出磁場(chǎng)C．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從ab邊射出磁場(chǎng)D．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定從bc邊射出磁場(chǎng)【答案】BD【解析】由題，帶電粒子以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則知帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)=2t0A．當(dāng)帶電粒子的軌跡與ad邊相切時(shí)，軌跡的圓心角為60°，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為在所有從ad邊射出的粒子中最長(zhǎng)時(shí)間為，該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是，則它一定不會(huì)從ad邊射出磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；B．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是則粒子軌跡的圓心角為速度的偏向角也為，根據(jù)幾何知識(shí)得知，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的夾角為30°，必定從cd射出磁場(chǎng)，故B正確；C．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是則得到軌跡的圓心角為π，而粒子從ab邊射出磁場(chǎng)時(shí)最大的偏向角等于故不一定從ab邊射出磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是則得到軌跡的圓心角為則它一定從bc邊射出磁場(chǎng)，故D正確。故選：BD。10．（2020·湖南省湖南師大附中高三月考）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中x＞0空間內(nèi)充滿(mǎn)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（其他區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)），在y軸上有到原點(diǎn)O的距離均為L(zhǎng)的C、D兩點(diǎn)．帶電粒子P（不計(jì)重力）從C點(diǎn)以速率v沿x軸正向射入磁場(chǎng)，并恰好從O點(diǎn)射出磁場(chǎng)；與粒子P相同的粒子Q從C點(diǎn)以速率4v沿紙面射入磁場(chǎng)，并恰好從D點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則（）A．粒子P帶正電B．粒子P在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C．粒子Q在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為D．粒子Q在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程可能為【答案】ABD【解析】A．粒子P從C點(diǎn)沿x軸正向進(jìn)入磁場(chǎng)，受洛倫茲力而向上偏轉(zhuǎn)過(guò)O點(diǎn)，由左手定則知帶正電；故A正確.B．據(jù)題意可知P粒子在磁場(chǎng)中做半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，則半徑為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為；故B正確.CD．Q粒子與P粒子相同，而速度為4v，由可知，而CD距離為2L，故Q粒子不可能沿x軸正向進(jìn)入磁場(chǎng)，設(shè)與y軸的夾角為θ，分別有兩種情況從C點(diǎn)進(jìn)過(guò)D出，軌跡如圖：有幾何關(guān)系可知，兩種軌跡的圓心角為60°和300°，則粒子Q的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為或；而圓周的弧長(zhǎng)為或；故C錯(cuò)誤，D正確.11．（2020·四川省棠湖中學(xué)高三月考）如圖所示，等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)（包含邊界）有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，在bc的中點(diǎn)O處有一粒子源，可沿與ba平行的方向發(fā)射大量速率不同的同種粒子，這些粒子帶負(fù)電，質(zhì)量為m，電荷量為q，已知這些粒子都能從ab邊離開(kāi)abc區(qū)域，ab=2l，不考慮粒子的重力及粒子間的相互作用。關(guān)于這些粒子，下列說(shuō)法正確的是A．速度的最大值為B．速度的最小值為C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為D．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為【答案】ACD【解析】粒子從ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：由幾何知識(shí)可知：解得：AB．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得：，故粒子的最大速度為：最小速度：故A正確，B錯(cuò)誤。CD．由粒子從ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的最大圓心角θmax=180°，最小圓心角：θmin=45°，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間：最長(zhǎng)時(shí)間：故C正確，D正確.12．（2020·雞澤縣第一中學(xué)高三零模）如圖甲所示，絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)，另一端連接帶正電的小球，小球電荷量，在圖示坐標(biāo)中，電場(chǎng)方向沿豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為零．當(dāng)小球以2m／s的速率繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力剛好為零．在小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，軌跡上每點(diǎn)的電勢(shì)隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度.則下列判斷正確的是A．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為B．小球重力勢(shì)能增加最多的過(guò)程中，電勢(shì)能減少了2.4JC．小球做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)D．小球所受的洛倫茲力的大小為3N【答案】BD【解析】A、據(jù)題意和乙圖可知，，故A錯(cuò)誤；B、據(jù)題意可知，小球所受的電場(chǎng)力等于重力，洛倫茲力提供向心力，所以小球重力勢(shì)能增加最多，電勢(shì)能減少最多，大小為：2qφ=2×6×10﹣7×2ⅹ106J=2.4J，故B正確；C、以上分析可知，洛倫茲力提供向心力，據(jù)左手定則可知，小球做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、以上可知：mg=Eq，，聯(lián)立以上解得：f=3N，故D正確．故選BD【點(diǎn)睛】本題感覺(jué)較難，但讀懂題意，把小球的受力情況和特點(diǎn)挖掘出來(lái)，此題就會(huì)迎刃而解；還需注意利用乙圖求場(chǎng)強(qiáng)，能量守恒求電勢(shì)能的減?。?3．（2020·河北省高三零模）如圖所示，正方形abcd區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，甲、乙兩帶電粒子從a點(diǎn)沿與ab成30°角的方向垂直射入磁場(chǎng)．甲粒子垂直于bc邊離開(kāi)磁場(chǎng)，乙粒子從ad邊的中點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．已知甲、乙兩a帶電粒子的電荷量之比為1:2，質(zhì)量之比為1:2，不計(jì)粒子重力．以下判斷正確的是A．甲粒子帶負(fù)電，乙粒子帶正電B．甲粒子的動(dòng)能是乙粒子動(dòng)能的16倍C．甲粒子所受洛倫茲力是乙粒子所受洛倫茲力的2倍D．甲粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍【答案】CD【解析】根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)用左手定則可以判斷出粒子的電性；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)題意求出粒子軌道半徑關(guān)系，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子的速度然后分析答題；根據(jù)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式與粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角求出粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．由甲粒子垂直于bc邊離開(kāi)磁場(chǎng)可知，甲粒子向上偏轉(zhuǎn)，所以甲粒子帶正電，由粒子從ad邊的中點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)可知，乙粒子向下偏轉(zhuǎn)，所以乙粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系可知，R甲=2L，乙粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的弦切角為60°，弦長(zhǎng)為，所以：=2R乙sin60°，解得：R乙=L，由牛頓第二定律得：qvB=m，動(dòng)能：EK=mv2=，所以甲粒子的動(dòng)能是乙粒子動(dòng)能的24倍，故B錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，洛倫茲力：f=qvB=，即，故C正確；由幾何關(guān)系可知，甲粒子的圓心角為300，由B分析可得，乙粒子的圓心角為120°，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=T，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：可知，甲粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的1/4倍，故D正確．.【點(diǎn)睛】題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，要掌握住半徑公式、周期公式，畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡后，利用洛倫茲力提供向心力，結(jié)合幾何關(guān)系進(jìn)行求解；運(yùn)用粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角，結(jié)合周期公式，求解粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．14．（2020·寧夏回族自治區(qū)高三其他）電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置，如圖所示．兩相距很近的通電平行線(xiàn)圈Ⅰ和Ⅱ，線(xiàn)圈Ⅰ固定，線(xiàn)圈Ⅱ置于天平托盤(pán)上．當(dāng)兩線(xiàn)圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí)，天平示數(shù)恰好為零．下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線(xiàn)圈電流方向相同B．當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線(xiàn)圈電流方向相同C．線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力大于線(xiàn)圈Ⅱ?qū)€(xiàn)圈Ⅰ的作用力D．線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力與托盤(pán)對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力【答案】A【解析】當(dāng)兩線(xiàn)圈電流相同時(shí)，表現(xiàn)為相互吸引，電流方向相反時(shí)，表現(xiàn)為相互排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩者相互排斥，電流方向相反，當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩者相互吸引，電流方向相同，A正確B錯(cuò)誤；線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力與線(xiàn)圈Ⅱ?qū)€(xiàn)圈Ⅰ的作用力是一對(duì)相互作用力，等大反向，C錯(cuò)誤；靜止時(shí)，線(xiàn)圈II平衡，線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力與托盤(pán)對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力是一對(duì)平衡力，D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】本題的原理是兩通電直導(dǎo)線(xiàn)間的相互作用規(guī)律：兩條平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)之間會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用．①電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引；②電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥．15．（2020·浙江省高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線(xiàn)與豎直方向夾角均為θ．如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線(xiàn)等長(zhǎng)變短，θ角變小C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小【答案】A【解析】導(dǎo)體棒受力如圖所示，導(dǎo)體棒平衡，可得：；A．棒中電流I變大，θ角變大，故A正確；B．兩懸線(xiàn)等長(zhǎng)變短，θ角不變，故B錯(cuò)誤；C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，故C錯(cuò)誤；D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變大，故D錯(cuò)誤．故選A．【點(diǎn)睛】此題考查了安培力及物體的平衡問(wèn)題；解題時(shí)對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析、應(yīng)用平衡條件，根據(jù)安培力公式分析即可正確解題．16．（2020·北京高三學(xué)業(yè)考試）筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作：當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)．如圖所示，一塊寬為、長(zhǎng)為的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為．當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓，以此控制屏幕的熄滅．則元件的（）A．前表面的電勢(shì)比后表面的低B．前、后表面間的電壓與無(wú)關(guān)C．前、后表面間的電壓與成正比D．自由電子受到的洛倫茲力大小為【答案】D【解析】由圖知電流從左向右流動(dòng)，