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文檔簡介

對應(yīng)學(xué)生

選擇題專練(五)磁場/書嬴

1.(2022?廣東陽江市一模)如圖所示,三根長為L平行的直線電流在空間b

8

*、、

構(gòu)成以?為頂點的等腰直角三角形,其中a、b電流的方向垂直紙面向里,c

電流方向垂直紙面向外,其中從C電流大小為/,在〃處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度

的大小均為B,導(dǎo)線“通過的電流大小為g/,則導(dǎo)線。受到的安培力為()

Θc

A.2BIL,方向豎直向上

B.BlL,方向水平向右

C.√2BIL,方向豎直向上

D.ABIL,方向水平向左

A[b,C電流在。處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小均為B,根據(jù)矢量的疊加,結(jié)合幾何關(guān)

系可得,氏C電流在“處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為瓦=啦B,方向水平向左,再由左手定則可

知,導(dǎo)線”所受安培力方向豎直向上,大小為F=@B?巾IL=2BIL,故A正確。]

2.(2022?廣東東莞市模擬)如圖,在等臂電流天平的右端托盤下固定一矩形線圈,線圈

匝數(shù)為〃,底邊〃長為3調(diào)平衡后放在磁感應(yīng)強度大小為8、方向垂直紙面向里的勻強磁

場中,線圈平面與磁場垂直;當(dāng)線圈中通入圖示方向的電流/時,在天平左、右兩邊加上質(zhì)

量分別為,小、,〃2的祛碼使天平再次平衡,重力加速度為g,則以下關(guān)系式正確的是()

Ql~~b

I

,X××!

:C1-----Id;

L×J?-×-..×.!

A.nBIL=(m↑-ιn2)gB.nBIL=(m2-m↑)g

C.BlL=(tn2~tn?)gD.BJrL=Gnl+m2)g

B[根據(jù)左手定則可知線圈所受安培力方向為豎直向上,根據(jù)平衡條件有“2g—〃8〃=

,)

mlg,解得〃8/乙=(瓶2—"1g,故B正確。]

3.(2022?廣東廣州高三一模)如圖,虛線內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場,acb是半圓,圓心

是。,半徑為r,NbOC=60。,現(xiàn)有一質(zhì)量為加、電荷量為+q的離子,以速度。沿半徑

OC射入磁場,從"邊垂直邊界離開磁場,貝∣J()

a廠7O'b:i

A.離子做圓周運動的半徑為2r

B.離子離開磁場時距匕點為3r

C.虛線內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為賽

D.離子在磁場中的運動時間為空產(chǎn)

D[由題意,作出離子在磁場中運動軌跡示意圖如圖所示。

則根據(jù)幾何關(guān)系可知,離子在磁場中做圓周運動的半徑為R=√5r,離子離開磁場時距

v2

b點、為(√5+l)r,故A、B錯誤;離子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,有qvB=n年,

nwmv

可得B=,故錯誤;由幾何關(guān)系知,離子在磁場中運動軌跡對應(yīng)的圓心角為

qRyβqrC

θΘ2∏r5λ∕3nr

150°,則運動時間為,=大-7=-?=—,故D正確。]

4.如圖,在以。為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場。一對一「‘;'、

,.........、

正、負(fù)電子從A點以相同的速度比沿與OA成37°角先、后進(jìn)入該磁場,其;?:安、:::'

中正電子從B點離開磁場,負(fù)電子從C點離開磁場(圖中未畫出)。不計粒子

4''^-B

ΔΓ

受到的重力及粒子間的相互作用,已知NAoB=53°,則若為(取cos53°

/?ZJ

=0.6)()

A嫗B2C2D巡

C[根據(jù)幾何關(guān)系得出兩粒子的運動軌跡如圖所示。在磁場中,根據(jù)

qVnB-nrγ^,解得r=詈?,由幾何關(guān)系得AB=2sin醫(yī)一?r,AC=2sin

∣27°AC

―2~*r,則麗=2,故C正確,A、B,D錯誤。]

5.如圖所示,正六邊形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場。b....一一?c

Jrxxxx、、

一帶正電粒子以速度S從。點沿4d方向射入磁場,從C點離開磁場;∕χXXXX×?

aXXXX?,d

若該粒子以速度。2從。點沿四方向射入磁場,則從d點離開磁場。<X2×XXX×/

?XXXX/

\/z

f---------------e

不計粒子重力,Zi的值為()

V2

A?、G3RD.逅2C?亞2LD*?也§

C[帶正電粒子以速度S從α點沿4d方向射入磁場,從C點離開磁場,設(shè)六邊形的邊

長為3則由幾何關(guān)系得n=√5L,若該粒子以速度辦從“點沿4e方向射入磁場,則從d

濟ItlV

點離開磁場,則由幾何關(guān)系得9=2"由洛倫茲力提供向心力得如8=0,則r=而,

故速度之比等于半徑之比,即段=£=坐,故選C。]

6.如圖所示,有一個環(huán)形磁場,處在半徑分別為R和2R的內(nèi)、

外兩個同心圓之間,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向外。有一個粒

子源可以在紙面內(nèi)各個方向發(fā)射質(zhì)量為m,帶電量為q的正電粒子,

粒子源處于P點,P是內(nèi)圓半徑OA的中點。不計粒子間的相互作用

力和重力,下列說法正確的是()

A.若沒有粒子射出磁場,粒子的速率不大于嘻

B.若沒有粒子射出磁場,粒子的速率不大于要

C.若粒子的速率大于甯,所有粒子都會射出磁場

D.若粒子的速率大于喈,將有部分粒子射出磁場

A[如圖所示,當(dāng)粒子在磁場中的運動軌跡與磁場外邊界相切

時,被磁場約束的粒子的半徑最大,速度為最大值,設(shè)粒子運動半

徑為小在AoC0'中,由幾何知識得OC2+C<72=oo%0C=坐

13

R,CO'=r÷2R,00'=2R-r,解得r=§R,由運動半徑r

__mv3C∣BR

—~qβ,解何B"max—5,"'故選Ao]

7.(2022?江蘇無錫高三期末)如圖所示,M、N為兩塊帶等量異M--

種電荷的平行金屬板,兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各

種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電荷量為+q,質(zhì)量為皿不計重力),從*p

點產(chǎn)經(jīng)電場加速后,從小孔Q進(jìn)入N板右側(cè)的勻強磁場區(qū)域,磁感

應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外,8為磁場邊界上的一絕緣

板,它與N板的夾角為。=30°,孔Q到板的下端C的距離為L當(dāng)M、N兩板間電壓取

最大值時,粒子恰垂直打在CO板上,貝∣J()

A.兩板間電壓的最大值Um=瞭2

B.能打到N板上的粒子的最大動能為噂舁

2克m

C.粒子在磁場中運動的最長時間

D.CC板上可能被粒子打中區(qū)域的長度S=^2L

A[如圖,由幾何關(guān)系得∕?=L,根據(jù)動能定理qUm=fMn?,

O2f7θ2∕21

又qVmB=nr那,解得Um=>茄-,A正確;最大動能為Ekm=I

Z2R2∕2

2Z

∕≡m,解得Ekm=/廿,B錯誤;粒子在磁場中運動的最長時間

為小=:7,7=2等,解得M=矍,C錯誤;如圖,設(shè)軌跡和CO相切時的半徑為r2,

ZC{DQn

j

Δ=r2+-?-,解得r2=?,被粒子打中區(qū)域的長度為s=rm--^~,解得S=

sin303tan30

金二警,D錯誤。]

8.如圖甲所示的電磁流速/流量儀是一種為多種行業(yè)測量流速/流量的便攜式測量儀表,

其簡化模型如圖乙所示,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為。

的不導(dǎo)磁管道,當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速。流動時,導(dǎo)電液體切割磁感線產(chǎn)生電動勢,在

管道截面上垂直于磁場方向的直徑兩端安裝一對電極,該電動勢被信號電極采集,通過測量

電壓的儀表放大轉(zhuǎn)換實現(xiàn)流速的測量,也可以實現(xiàn)流量(單位時間內(nèi)流經(jīng)某一段管道的流體

體積)的測量。則關(guān)于電磁流速/流量儀的說法正確的是()

A.測量電壓儀表α端的電勢高于匕端的電勢

B.穩(wěn)定時信號電極采集到的電勢差與流速。大小成反比

C.儀表盤如果是刻度盤,流速/流量刻度都是均勻的

D.流量的測量值與電磁流速/流量儀管道的長度成正比

C[根據(jù)左手定則可知測量電壓的儀表。端的電勢低于〃端的電勢,A錯誤;當(dāng)導(dǎo)電液

體在管道中以流速。流動時,正、負(fù)離子在磁場的作用下偏轉(zhuǎn),電極兩端形成了電勢差,當(dāng)

√5=發(fā)B,即U=BvD,電勢差恒定,保持穩(wěn)定輸出,所以信號電極采集到的電勢差與流

VπD2V

速大小成正比,B錯誤;流量為Q=:=一了一,流量的測量值與流速。成正比,與電磁

流速/流量儀管道的長度無關(guān),在儀表內(nèi)部參數(shù)確定后,測量流速和流量的儀表盤刻度都是

均勻的,C正確,D錯誤。]

9.(多選)(2022?湖南長沙二模)如圖所示,邊長為0.64m的正方形內(nèi)有

磁感應(yīng)強度B=O.3T的勻強磁場,方向垂直于紙面向外。在正方形中央處

有一個點狀的放射源P,它在紙面內(nèi)同時向各個方向均勻連續(xù)發(fā)射大量同

7

種粒子,該種粒子速度大小為o=3.0X106m∕s,比荷、=5.0×IOC∕kgo

不考慮粒子重力及粒子間相互作用,sin37°=0.6,下列說法中正確的是()

53π

A.粒子在磁場中運動的最短時間為樂×IO^7S

B.粒子在磁場中運動的最長時間為竽XKT,$

C.正方形邊界上有粒子射出的區(qū)域總長為1.6m

D.在射出磁場的粒子當(dāng)中存在有粒子剛好垂直邊界出磁場

7)~nw

ABC[粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)WB=行,解得r=請,代入數(shù)據(jù)解得

r=0.2m,假設(shè)粒子逆時針轉(zhuǎn)動,則粒子射出范圍如圖所示。

當(dāng)軌跡對應(yīng)弦最短時(圖中未畫出),對應(yīng)圓心角最小,此時在磁場

中運動時間最短,由題意知,當(dāng)弦恰好垂直于磁場邊界時弦最短,由幾

1Γ?fL°

何關(guān)系知,此時對應(yīng)圓心角為O=IO6°,所以最短時間為tmin=證h

?Ol)

×?=畏×10-7s,同理可知,最長弦恰好為直徑,所以最長時

CjD1JJ

間為,max=JX?:二.=M"×10~7s,故A、B正確;由幾何關(guān)系知r+rsina=0.32m,

cos£=0*m,解得α=37°,£=37°,則AO=2rsinβ÷rcosa=0.4m,所以邊界

上有粒子射出的總長度為0.4義4m=1.6m,且射出磁場的粒子當(dāng)中不存在有粒子剛好垂直

邊界出磁場,故C正確,D錯誤。]

10.(多選)如圖所示,等腰直角三角形區(qū)域分布有垂直紙面,,

向里的勻強磁場,腰長A8=2m,。為BC的中點,磁感應(yīng)強度/'x義

/XX×?

8=0.25T,一群質(zhì)量m=IXICT7kg、電荷量q=-2X10-3c的∕χX×x?

B,'XXXX×?c

0

帶電粒子以速度o=5X103m∕s垂直于80,從BO之間射入磁場j^^∣^fj^j^^f'""

區(qū)域,帶電粒子不計重力和粒子間的相互作用,則()

A.在AC邊界上有粒子射出的長度為(啦-?)m

B.C點有粒子射出

C.在48邊界上有粒子射出的長度為Im

D.磁場中運動時間最長的粒子從底邊距B點(陋一l)m處入射

ACD[粒子在磁場中偏轉(zhuǎn),根據(jù)洛倫茲力提供向心力,則有

7;2t∏7)

qvB=my,粒子在磁場中運動的軌道半徑為r=第=

1n-7×5×103/

2X103X025m=lm,作出粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示以1

由圖可知,從AC邊有粒子射出的長度為"53=√2r-r=(√2-l)m,故A正確;粒

子不可能到達(dá)C點,故B錯誤;由圖可知,在AB邊界上有粒子射出的長度為8F=r=lm,

故C正確;磁場中運動時間最長的粒子運動半個圓周,軌跡與A3、AC相切,由圖可知從

底邊距B點(√5-l)m處入射,故D正確。]

11.(多選)如圖甲所示的平面直角坐標(biāo)系中,X軸上方有磁感應(yīng)強度大小為8、垂直紙

面向外的勻強磁場,在。點處有一粒子源,沿紙面不斷地放出同種粒子,粒子的速率均為

粒子射入磁場的速度方向與X軸正方向的夾角范圍為60。?120。。粒子的重力及粒子間的相

互作用均不計。圖乙中的陰影部分表示粒子能經(jīng)過的區(qū)域,其內(nèi)邊界與X軸的交點為E,外

邊界與X軸的交點為F,與y軸的交點為。(4,0)o下列判斷正確的是()

A.粒子所帶電荷為正

B.。尸的長度為坐a

7)

C.粒子源放出的粒子的比荷為官

D.從點E離開磁場的粒子在磁場中運動的時間可能為冬

CD[由左手定則可知,粒子所帶電荷為負(fù),選項A錯誤;

畫出粒子的運動軌跡如圖所示,OD=a=r,則OF=2r=2a,選

項B錯誤;根據(jù)cfoB=inV—-解得2a=瓦V=瓦V,選項C正確;

從點E離開磁場的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度可能為120°,也可能是240。,則在磁場中運

動的時間可能為f=(=轉(zhuǎn)F,也可能是/'=苧=號F,選項D正確。]

12.(多選)(2022?廣東汕頭市模擬)如圖所示,豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b,

相距為d,a、b間的電場強度為E,今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度如豎直向上

射入電場,當(dāng)它飛到b板時,速度大小不變,而方向變成水平方向,且剛好從高度也為d

的狹縫穿過b板而進(jìn)入兒區(qū)域,歷寬度也為止所加電場大小為E,方向豎直向上,磁感

應(yīng)強度方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強度大小等于京,重力加速度為g,則下列說法中正

確的是()

A.微粒在浦區(qū)域中做勻變速運動,運動時間為T

O

B.微粒在be區(qū)域中做勻速圓周運動圓周半徑r="

πd

C.微粒在be區(qū)域中做勻速圓周運動,運動時間為肅

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