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文檔簡介
2021屆高考人教版一輪物理:磁場訓(xùn)練題含答案
專題:磁場
一、選擇題
1、(多選)如圖所示,在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極P,緊貼邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極Q,
并把它們與電源的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體?,F(xiàn)在把玻璃皿放在圖示磁場中,
下列判斷正確的是()
A.若P接電源的正極,Q接電池的負極,俯視時液體逆時針轉(zhuǎn)動
B.若P接電源的正極,Q接電池的負極,俯視時液體順時針轉(zhuǎn)動
C.若兩電極之間接50Hz正弦交流電,液體不轉(zhuǎn)動
D.若兩電極之間接50Hz正弦交流電,液體不斷往返轉(zhuǎn)動
2、如圖所示,一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上,在其左端放置一可繞中點O自由轉(zhuǎn)動且
可在水平方向自由移動的豎直金屬棒,中點O與金屬環(huán)在同一水平面內(nèi),當在金屬環(huán)與金屬棒
中通有圖中所示方向的電流時,則()
A.金屬棒始終靜止不動
B.金屬棒的上半部分向紙面外轉(zhuǎn),下半部分向紙面里轉(zhuǎn),同時靠近金屬環(huán)
C.金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn),下半部分向紙面外轉(zhuǎn),同時靠近金屬環(huán)
D.金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn),下半部分向紙面外轉(zhuǎn),同時遠離金屬環(huán)
3、如圖所示,用三條細線懸掛的水平圓形線圈共有n匝,線圈由粗細均勻、單位長度質(zhì)量為2.5
g的導(dǎo)線繞制而成,三條細線呈對稱分布,穩(wěn)定時線圈平面水平,在線圈正下方放有一個圓柱
形條形磁鐵,磁鐵的中軸線00,垂直于線圈平面且通過其圓心O,測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感
應(yīng)強度大小為0.5T,方向與豎直線成30°角,要使三條細線上的張力為零,線圈中通過的電
流至少為(g取10mH")
\3
'一匚二I
A.0.1AB.0.2AC.0.05AD.0.01A
4、如圖所示,在OWxW3a的區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。
在t=0時刻,從原點O發(fā)射一束等速率的相同的帶電粒子,速度方向與y軸正方向的夾角分布
在0。?90。范圍內(nèi)。其中,沿y軸正方向發(fā)射的粒子在1=1。時刻剛好從磁場右邊界上P(3a,小
a)點離開磁場,不計粒子重力,下列說法正確的是()
UIj
A.粒子在磁場中做圓周運動的半徑為3a
B.粒子的發(fā)射速度大小為警
to
C.帶電粒子的比荷為4爵7r
3Bto
D.帶電粒子在磁場中運動的最長時間為2to
5、(多選)如圖所示,兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從O點沿垂直磁場方向進入勻強
磁場,最后打到屏P上,不計重力,下列說法正確的有()
A.a、b均帶正電
B.a在磁場中飛行的時間比b的短
C.a在磁場中飛行的路程比b的短
D.a在P上的落點與O點的距離比b的近
nii
nii
6、如圖,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未畫出).一帶
電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出,從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點。.已
知粒子穿越鋁板時,其動能損失一半,速度方向和電荷量不變.不計重力.鋁板上方和下方的
磁感應(yīng)強度大小之比為()
A.2B.y[2C.1D.半
7、如圖所示,粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球,整個裝置處在由水平勻強電場
和垂直紙面向外的勻強磁場組成的足夠大的復(fù)合場中,小球由靜止開始下滑,在整個運動過程
中小球的v-t圖象如下圖所示,其中正確的是()
8、筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元
件,電腦正常工作;當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進入休眠狀態(tài)。如圖
所示,一塊寬為a、長為c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e的自由電
子,通入方向向右的電流時,電子的定向移動速度為V。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表
面、方向向下的勻強磁場中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則
元件的()
A.前表面的電勢比后表面的低
B.前、后表面間的電壓U與v無關(guān)
C.前、后表面間的電壓U與c成正比
D.自由電子受到的洛倫茲力大小為詈
a.
9、(雙選)如圖所示,一個絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細圓管固定于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比
細圓管的內(nèi)徑大得多).在圓管的最低點有一個直徑略小于細圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止狀
態(tài),小球的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,重力加速度為g.空間存在一磁感應(yīng)強度大小未知(不為
零),方向垂直于環(huán)形細圓管所在平面向里的勻強磁場.某時刻,給小球一方向水平向右、大小
為vo=d須的初速度,則以下判斷正確的是()
A.無論磁感應(yīng)強度大小如何,獲得初速度后的瞬間,小球在最低點一定受到管壁的彈力作用
B.無論磁感應(yīng)強度大小如何,小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點,且小球在最高點一定受
到管壁的彈力作用
C.無論磁感應(yīng)強度大小如何,小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點,且小球到達最高點時的
速度大小都相同
D.小球從環(huán)形細圓管的最低點運動到所能到達的最高點的過程中,水平方向分速度的大小一
直減小
10、(多選)如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)
線,當導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時()
A.磁鐵對桌面的壓力增大
B.磁鐵對桌面的壓力減小
C.磁鐵受到向右的摩擦力作用
D.磁鐵受到向左的摩擦力作用
11>如圖所示,在同一平面內(nèi)互相絕緣的三根無限長直導(dǎo)線ab、cd、ef圍成一個等邊三角形,
三根導(dǎo)線通過的電流大小相等,方向如圖所示,O為等邊三角形的中心,M、N分別為O關(guān)于
導(dǎo)線ab、cd的對稱點.已知三根導(dǎo)線中的電流形成的合磁場在0點的磁感應(yīng)強度大小為Bi,
在M點的磁感應(yīng)強度大小為B2,若撤去導(dǎo)線ef,而ab、cd中電流不變,則此時N點的磁感應(yīng)
強度大小為()
A.BI+B2B.B1一B2
B1+B2Bi—B2
C.——D.2
12、(多選)如圖所示,有一垂直于紙面向外的有界勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,其邊界
為一邊長為L的正三角形(邊界上有磁場),A、B、C為三角形的三個頂點。今有一質(zhì)量為m、
電荷量為+q的粒子(不計重力),以速度v=^^從AB邊上的某點P既垂直于AB邊又垂直
于磁場的方向射入磁場,然后從BC邊上某點Q射出。若從P點射入的該粒子能從Q點射出,
則()
/口=
'm1
1+2+小
A.PB<4LB.PB</L
C.QBW拳LD.QB叁L
13、如圖所示,一個理想邊界為PQ、MN的勻強磁場區(qū)域,磁場寬度為d,方向垂直紙面向里。
一電子從0點沿紙面垂直PQ以速度vo進入磁場。若電子在磁場中運動的軌跡半徑為2d。0,
在MN上,且00,與MN垂直。下列判斷正確的是()
p......0.....Q
左XXX忡XX1右
M......0'...'N
A.電子將向右偏轉(zhuǎn)
B.電子打在MN上的點與0,點的距離為d
C.電子打在MN上的點與0,點的距離為小d
Trd
D-電子在磁場中運動的時間為樂
二、非選擇題
1、一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示,電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為Uo的加速電
場,其初速度幾乎為零.這些離子經(jīng)加速后通過狹縫。沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度
為B的勻強磁場,最后打在底片上.已知放置底片的區(qū)域MN=L,且OM=L.某次測量發(fā)現(xiàn)
21
MN中左側(cè),區(qū)域MQ損壞,檢測不到離子,但右側(cè);區(qū)域QN仍能正常檢測到離子.在適當調(diào)
節(jié)加速電壓后,原本打在MQ的離子即可在QN檢測到.
(1)求原本打在MN中點P的離子質(zhì)量m;
(2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域,求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍;
⑶為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測完整,求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù).(取
1g2=0.301,1g3=0.477,lg5=0.699)
2、如圖所示,在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里和向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度分別為B=0.1T、
B2=0.05T,分界線0M與x軸正方向的夾角為a。在第二、三象限內(nèi)存在著沿x軸正方向的勻
強電場,電場強度E=1X1O"V/m?,F(xiàn)有一帶電粒子由x軸上A點靜止釋放,從0點進入勻強磁
場區(qū)域。已知A點橫坐標XA=-5X10'm,帶電粒子的質(zhì)量m=L6X10"kg,電荷量q=+l.6X10
Co
y:M
Eg?/'xxxx
?2/XXXX
XX/?,XX
/xXXX
A’XXXX
Ox
⑴要使帶電粒子能始終在第一象限內(nèi)運動,求a的取值范圍(用反三角函數(shù)表示)?
⑵如果a=30°,則粒子能經(jīng)過0M分界面上的哪些點?
(3)如果a=30°,讓粒子在0A之間的某點釋放,要求粒子仍能經(jīng)過(2)問中的那些點,則粒子
釋放的位置應(yīng)滿足什么條件?
2021屆高考人教版一輪物理:磁場訓(xùn)練題含答案
專題:磁場
一、選擇題
1、(多選)如圖所示,在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極P,緊貼邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極Q,
并把它們與電源的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體。現(xiàn)在把玻璃皿放在圖示磁場中,
下列判斷正確的是()
A.若P接電源的正極,Q接電池的負極,俯視時液體逆時針轉(zhuǎn)動
B.若P接電源的正極,Q接電池的負極,俯視時液體順時針轉(zhuǎn)動
C.若兩電極之間接50Hz正弦交流電,液體不轉(zhuǎn)動
D.若兩電極之間接50Hz正弦交流電,液體不斷往返轉(zhuǎn)動
【解析】選B、Co若P接電源正極,Q接電源負極,在電源外部電流由正極流向負極,因此電
流由中心流向邊緣;玻璃皿所在處的磁場豎直向上,由左手定則可知,導(dǎo)電液體受到的磁場力
沿順時針方向,因此液體順時針方向旋轉(zhuǎn),故A錯誤,B正確;P、Q與50Hz的交流電源相接,
電流方向變化過快,液體不會旋轉(zhuǎn),故C正確,D錯誤。
2、如圖所示,一通電金屬環(huán)固定在絕緣的水平面上,在其左端放置一可繞中點。自由轉(zhuǎn)動且
可在水平方向自由移動的豎直金屬棒,中點0與金屬環(huán)在同一水平面內(nèi),當在金屬環(huán)與金屬棒
中通有圖中所示方向的電流時,則()
A.金屬棒始終靜止不動
B.金屬棒的上半部分向紙面外轉(zhuǎn),下半部分向紙面里轉(zhuǎn),同時靠近金屬環(huán)
C.金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn),下半部分向紙面外轉(zhuǎn),同時靠近金屬環(huán)
D.金屬棒的上半部分向紙面里轉(zhuǎn),下半部分向紙面外轉(zhuǎn),同時遠離金屬環(huán)
B[由通電金屬環(huán)產(chǎn)生的磁場特點可知,其在金屬棒的上半部分產(chǎn)生有水平向左的磁場分量,
由左手定則可判斷金屬棒上半部分受到方向垂直紙面向外的安培力,故向紙面外轉(zhuǎn);同理可判
斷金屬棒的下半部分向紙面里轉(zhuǎn)。當金屬棒轉(zhuǎn)動到平行水平面時,由同向電流相吸,反向電流
相斥可知,金屬棒在靠近金屬環(huán),B正確。]
3、如圖所示,用三條細線懸掛的水平圓形線圈共有n匝,線圈由粗細均勻、單位長度質(zhì)量為2.5
g的導(dǎo)線繞制而成,三條細線呈對稱分布,穩(wěn)定時線圈平面水平,在線圈正下方放有一個圓柱
形條形磁鐵,磁鐵的中軸線00,垂直于線圈平面且通過其圓心0,測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感
應(yīng)強度大小為0.5T,方向與豎直線成30°角,要使三條細線上的張力為零,線圈中通過的電
流至少為(g取10m/s2)()
-0:
B.
.
7
A.0.1AB.0.2AC.0.05AD.0.01A
解析:選A.
/.
設(shè)線圈半徑為R,通電線圈受到的安培力為每小段導(dǎo)線所受的安培力的合力F=nBI-27iRsin30°,
所受重力為G=n-2nRpg,平衡時有:F=G,nBI-27rRsin30°=n-27tRpg,得1=昔,代入數(shù)
據(jù)得1=0.1A,故A正確.
4、如圖所示,在OWxW3a的區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。
在t=0時刻,從原點。發(fā)射一束等速率的相同的帶電粒子,速度方向與y軸正方向的夾角分布
在0。?90。范圍內(nèi)。其中,沿y軸正方向發(fā)射的粒子在1=1。時刻剛好從磁場右邊界上P(3a,小
a)點離開磁場,不計粒子重力,下列說法正確的是()
:尸(3Q,J3Q)
0:3a%
A.粒子在磁場中做圓周運動的半徑為3a
B.粒子的發(fā)射速度大小為4詈71a
to
C.帶電粒子的比荷為4i爵r
D.帶電粒子在磁場中運動的最長時間為2to
D[根據(jù)題意作出沿y軸正方向發(fā)射的帶電粒子在磁場中做圓周運動的運動軌跡如圖甲所示,
圓心為0,,根據(jù)幾何關(guān)系,可知粒子做圓周運動的半徑為r=2a,故A錯誤;沿y軸正方向發(fā)
2無、
2兀TX2a4超
射的粒子在磁場中運動的圓心角為華,運動時間to=1-,解得:vo=答,選項B錯誤;沿
3Vo3to
271
y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的圓心角為石,對應(yīng)運動時間為to,所以粒子運動的周期
2
為T=3to,由Bqvo=m(岸)r,則著=急,故C錯誤;在磁場中運動時間最長的粒子的運動軌
47t
跡如圖乙所示,由幾何知識得該粒子做圓周運動的圓心角為不,在磁場中的運動時間為2to,故
D正確。]
甲乙
5、(多選)如圖所示,兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從O點沿垂直磁場方向進入勻強
磁場,最后打到屏P上,不計重力,下列說法正確的有()
b
B
A.a、b均帶正電
B.a在磁場中飛行的時間比b的短
C.a在磁場中飛行的路程比b的短
D.a在P上的落點與O點的距離比b的近
AD[a、b粒子做圓周運動的半徑都為R=湎,畫出軌跡如圖所示,以O(shè)i、02為圓心的兩圓
弧分別為b、a的軌跡,a在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角大,由1=步=相和軌跡圖可知A、D選項正
確。]
6、如圖,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場(未畫出).一帶
電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出,從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點0.已
知粒子穿越鋁板時,其動能損失一半,速度方向和電荷量不變.不計重力.鋁板上方和下方的
磁感應(yīng)強度大小之比為()
A.2B.72C.1D.\
解析:選D.設(shè)帶電粒子在P點時初速度為vi,從Q點穿過鋁板后速度為V2,則Eki=Tmv3
Ekzjmv%由題意可知Ek尸2Ek2,叫mv?=mv3,則生f粒子做圓周運動的向心力由洛
倫茲力提供,即qvB=E2,得R=*,由題意可知會=*所以空=吟=嘩,故選項D正
Kqt5K2102V2KlZ
確.
7、如圖所示,粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球,整個裝置處在由水平勻強電場
和垂直紙面向外的勻強磁場組成的足夠大的復(fù)合場中,小球由靜止開始下滑,在整個運動過程
中小球的v-t圖象如下圖所示,其中正確的是()
0t0t0t0
ABCD
解析:選C.小球下滑過程中,qE與qvB反向,開始下落時qE〉qvB,所以
隨下落速度v的增大a逐漸增大;當qE<qvB之后,其a=^二唔匕%,隨下落速度v的
增大a逐漸減?。蛔詈骯=0,小球勻速下落,故C正確,A、B、D錯誤.
8、筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元
件,電腦正常工作;當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進入休眠狀態(tài)。如圖
所示,一塊寬為a、長為c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e的自由電
子,通入方向向右的電流時,電子的定向移動速度為V。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表
面、方向向下的勻強磁場中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅。則
元件的()
A.前表面的電勢比后表面的低
B.前、后表面間的電壓U與v無關(guān)
C.前、后表面間的電壓U與c成正比
eU
D.
自由電子受到的洛倫茲力大小為a
D[由左手定則判斷,后表面帶負電,電勢低,A錯。電子受力平衡后,U穩(wěn)定不變,由e==
d
eU
evB得U=Bav,與v成正比,與c無關(guān),B、C錯。洛倫茲力F=evB==,D對。]
9、(雙選)如圖所示,一個絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細圓管固定于豎直平面內(nèi),環(huán)的半徑為R(比
細圓管的內(nèi)徑大得多).在圓管的最低點有一個直徑略小于細圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止狀
態(tài),小球的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,重力加速度為g.空間存在一磁感應(yīng)強度大小未知(不為
零),方向垂直于環(huán)形細圓管所在平面向里的勻強磁場.某時刻,給小球一方向水平向右、大小
為vo=小尿的初速度,則以下判斷正確的是()
A.無論磁感應(yīng)強度大小如何,獲得初速度后的瞬間,小球在最低點一定受到管壁的彈力作用
B.無論磁感應(yīng)強度大小如何,小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點,且小球在最高點一定受
到管壁的彈力作用
C.無論磁感應(yīng)強度大小如何,小球一定能到達環(huán)形細圓管的最高點,且小球到達最高點時的
速度大小都相同
D.小球從環(huán)形細圓管的最低點運動到所能到達的最高點的過程中,水平方向分速度的大小一
直減小
解析:選BC.小球在軌道最低點時受到的洛倫茲力方向豎直向上,若洛倫茲力和重力的合力
恰好提供小球所需要的向心力,則在最低點時小球不會受到管壁彈力的作用,A選項錯誤;小
球運動的過程中,洛倫茲力不做功,小球的機械能守恒,運動至最高點時小球的速度v=返,
由于是雙層軌道約束,小球運動過程中不會脫離軌道,所以小球一定能到達軌道的最高點,C
姬_,,,
選項正確;在最高點時,小球圓周運動的向心力F=mR*=mg,小球受到豎直向下的洛倫茲力
的同時必然受到與洛倫茲力等大反向的軌道對小球的彈力,B選項正確;小球從最低點運動到
最高點的過程中,小球在下半圓內(nèi)上升的過程中,水平分速度向右且減小,到達圓心的等高點
時,水平分速度為零,而運動至上半圓后水平分速度向左且不為零,所以水平分速度一定有增
大的過程,D選項錯誤.
10、(多選)如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)
線,當導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時()
?/
A.磁鐵對桌面的壓力增大
B.磁鐵對桌面的壓力減小
C.磁鐵受到向右的摩擦力作用
D.磁鐵受到向左的摩擦力作用
BC[根據(jù)條形磁體磁感線分布情況得到直線電流所在位置磁場方向(切線方向),再根據(jù)左手定
則判斷安培力方向,如圖所示;根據(jù)牛頓第三定律,電流對磁體的作用力向左上方,如圖所示;
根據(jù)平衡條件,可知通電后支持力變小,靜摩擦力變大,故磁鐵對桌面的壓力變?。欢o摩擦
力向右,故選B、Co]
11>如圖所示,在同一平面內(nèi)互相絕緣的三根無限長直導(dǎo)線ab、cd、ef圍成一個等邊三角形,
三根導(dǎo)線通過的電流大小相等,方向如圖所示,0為等邊三角形的中心,M、N分別為0關(guān)于
導(dǎo)線ab、cd的對稱點.已知三根導(dǎo)線中的電流形成的合磁場在0點的磁感應(yīng)強度大小為B”
在M點的磁感應(yīng)強度大小為B2,若撤去導(dǎo)線ef,而ab、cd中電流不變,則此時N點的磁感應(yīng)
強度大小為()
A.B1+B2B.Bi—Bi
B1+B2Bi—B2
C.-—D.——
解析:選C.設(shè)每根導(dǎo)線中的電流在0點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為Bo,ef、cd中的電流在M
點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小都為Bo',則在0點有Bi=Bo,在M點有B2=2B(),+BO,撤去導(dǎo)線ef
后,在N點有BN=B()+B()',聯(lián)立各式可得BN=―一~,C正確.
12、(多選)如圖所示,有一垂直于紙面向外的有界勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,其邊界
為一邊長為L的正三角形(邊界上有磁場),A、B、C為三角形的三個頂點。今有一質(zhì)量為m、
電荷量為+q的粒子(不計重力),以速度v="醇從AB邊上的某點P既垂直于AB邊又垂直
于磁場的方向射入磁場,然后從BC邊上某點Q射出。若從P點射入的該粒子能從Q點射出,
則()
1+小
A.PB<-
D.QBW5L
BD[粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示。粒子在磁場中的運動軌跡半徑為木
r嘴,因此可得『和,當入射點為P”圓心為Oi,且此刻軌跡正好與
BC相切時,PB取得最大值,若粒子從BC邊射出,根據(jù)幾何關(guān)系有PB<PiB/£\
P,P2Oi%
=%后L,A錯誤,B正確;當運動軌跡為弧P2Q時,即02Q與AB垂直
r11
時,此刻QB取得最大值,根據(jù)幾何關(guān)系有QB=Q^=]L,所以有QBW]L,C錯誤,D正
確。]
13、如圖所示,一個理想邊界為PQ、MN的勻強磁場區(qū)域,磁場寬度為d,方向垂直紙面向里。
一電子從0點沿紙面垂直PQ以速度vo進入磁場。若電子在磁場中運動的軌跡半徑為2d。0,
在MN上,且00,與MN垂直。下列判斷正確的是()
左
MO'N
A.電子將向右偏轉(zhuǎn)
B.電子打在MN上的點與0,點的距離為d
C.電子打在MN上的點與0,點的距離為
D.電子在磁場中運動的時間為黑
3Vo
D[電子帶負電,進入磁場后,根據(jù)左手定則判斷可知,P…?3…翠____了所受的洛倫
茲力方向向左,電子將向左偏轉(zhuǎn),如圖所示,A錯誤;設(shè)“Ed二吟/…7-電子打在
MN上的點與0,點的距離為x,則由幾何知識得:x=r-^/r-d2=2d-^/(2(1)2-<12=(2-V3)d,
故B、C錯誤;設(shè)軌跡對應(yīng)的圓心角為0,由幾何知識得:sin0=^d=O.5,得。7T則電子在
Za。
磁場中運動的時間為t=E=黑,故D正確。]
vo3vo
二、非選擇題
1、一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示,電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為Uo的加速電
場,其初速度幾乎為零.這些離子經(jīng)加速后通過狹縫。沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度
為B的勻強磁場,最后打在底片上.已知放置底片的區(qū)域MN=L,且OM=L.某次測量發(fā)現(xiàn)
2_1
MN中左側(cè)]區(qū)域MQ損壞,檢測不到離子,但右側(cè)]區(qū)域QN仍能正常檢測到離子.在適當調(diào)
節(jié)加速電壓后,原本打在MQ的離子即可在QN檢測到.
L—土
xO-xxxM;x&QkN
7:??
x注:、々…x/x/x
JB/
XX'___XX
XXXXXXX
(1)求原本打在MN中點P的離子質(zhì)量m;
⑵為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域,求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍;
(3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測完整,求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù).(取
1g2=0.301,1g3=0.477,lg5=0.699)
解析:(1)離子在電場中加速,qU()=^mv2
、__V2
在磁場中做勻速圓周運動,qvB=m—
解得附
3
代入ro=1L,
9qB?L2
解傳m-32Uo.
(2)由(1)知,U=蛻;,
離子打在Q點時,r=、L,得
離子打在N點時,r=L,得
則電壓的范圍為曙2WUW陪.
017
(3)由(1)可知,一而
L_VU?
由題意知,第1次調(diào)節(jié)電壓到Ui,使原本打在Q點的離子打在N點
5,一回
6L
此時,原本運動軌跡半徑為“的打在Qi的離子打在Q上,
6迎I郎出⑸2
丁杭解得L
第2次調(diào)節(jié)電壓到U2,原本打在Qi的離子打在N點,原本運動軌跡半徑為n的打在Q2的離
子打在Q上,則
5
『亞’三=回斛倚,2=娼L
同理,第n次調(diào)節(jié)電壓,有rn=(4L
有rnW
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