2022屆新高考物理一輪復(fù)習(xí) 夯基考點(diǎn)檢測(cè) 磁場(chǎng)

專(zhuān)題十一磁場(chǎng)

夯基礎(chǔ)考點(diǎn)練透

考點(diǎn)1磁場(chǎng)的描述及安培力的應(yīng)用

1.下列關(guān)于磁場(chǎng)的相關(guān)判斷和描述正確的是（）

圖甲圖乙圖丙

A.圖甲中導(dǎo)線(xiàn)所通電流與受力后導(dǎo)線(xiàn)彎曲的圖示符合物理事實(shí)

B.圖乙中表示條形磁鐵的磁感線(xiàn)從N極出發(fā),到S極終止

C.圖丙中導(dǎo)線(xiàn)通電后,其正下方小磁針的旋轉(zhuǎn)方向符合物理事實(shí)

D.圖丁中環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)通電后,其軸心位置小磁針的旋轉(zhuǎn)方向符合物理事實(shí)

，為

2.如圖所示,在一通有恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的右側(cè),有一帶正電的粒子以初速度后沿平行于導(dǎo)線(xiàn)的方向射出.若粒子

所受重力及空氣阻力均可忽略不計(jì),現(xiàn)用虛線(xiàn)表示粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,虛線(xiàn)上某點(diǎn)所畫(huà)有向線(xiàn)段的長(zhǎng)度和方向表示粒

子經(jīng)過(guò)該點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向，下列選項(xiàng)可能正確的是

12

A12

3.[2021安徽合肥高三調(diào)研]如圖所示,兩平行通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通入同向電流.若將電流在導(dǎo)線(xiàn)2處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)

度記為尻電流A在導(dǎo)線(xiàn)1處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度記為項(xiàng)電流71對(duì)電流心的安培力記為凡電流入對(duì)電流Zi的安培力

記為則下列說(shuō)法正確的是（）

A.若增大通電導(dǎo)線(xiàn)間距離,則E和K均增大

B.若/則F《Fz

C.無(wú)論￡、為如何變化，總有

D.無(wú)論71、A如何變化，總有BFF

4.[2021四川成都畢業(yè)班摸底]如圖所示，金屬導(dǎo)體的長(zhǎng)度、寬度、厚度分別為a、b、d導(dǎo)體處在方向垂直前后側(cè)面

向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為夕的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)給導(dǎo)體通以圖示方向的恒定電流,穩(wěn)定后，用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面間

的電壓大小為〃下列說(shuō)法正確的是（

A.上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)

B.導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)越多，電壓表的示數(shù)越大

C.導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度大小為尸13

D.導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度大小為尸15

5.[2021江西南昌高三摸底測(cè)試]如圖所示,質(zhì)量為以長(zhǎng)度為上的金屬棒的V兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)水平懸掛在0、

點(diǎn),處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,棒中通以某一方向的電流,靜止時(shí)兩細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角

均為以重力加速度為g,則（）

A.金屬棒就所受安培力的方向垂直于刎W'平面向上

B.金屬棒中的電流方向由"指向M

C.每條細(xì)線(xiàn)所受拉力大小為三

D.金屬棒中的電流大小為F-

6.如圖所示,兩帶電小球用長(zhǎng)為1的絕緣細(xì)線(xiàn)相連,置于光滑水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直水平面

向外,A小球固定,6小球可沿逆時(shí)針?lè)较蚶@A做圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩小球質(zhì)量均為以帶電荷量均為p,若6小球的運(yùn)動(dòng)

速率從零開(kāi)始逐漸增大，則細(xì)線(xiàn)拉力的最小值為（）

C.b

7.[8分]如圖所示,兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在同一絕緣水平面內(nèi).兩根導(dǎo)軌的間距為兩導(dǎo)軌的左端連接一未

充電的電容器和一個(gè)電源，電容器的電容為C電源的電動(dòng)勢(shì)為￡、內(nèi)阻不計(jì).一質(zhì)量為力的金屬棒a仇放在兩導(dǎo)軌的

最右端,且和兩導(dǎo)軌垂直,金屬棒ab的長(zhǎng)度剛好和兩導(dǎo)軌的間距相同,金屬棒ab的兩端分別用長(zhǎng)度均為h的輕繩豎

直懸掛在水平固定橫梁上的4、Q點(diǎn),開(kāi)始時(shí)，輕繩剛好拉直、且金屬棒劭和兩導(dǎo)軌接觸良好.兩導(dǎo)軌所在的平面處

于磁感應(yīng)強(qiáng)度為6、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合在位置1,當(dāng)電容器充電穩(wěn)定后,再將單刀雙

擲開(kāi)關(guān)S合在位置2,金屬棒ab突然水平向右開(kāi)始擺動(dòng)，當(dāng)連接金屬棒ab的輕繩呈水平狀態(tài)時(shí),金屬棒ab的速度為

0.重力加速度大小為g.試求：

(1)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)s合在位置2的瞬間,通過(guò)金屬棒橫截面的電荷量；

(2)將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合在位置2的瞬間,金屬棒離開(kāi)兩導(dǎo)軌，電容器穩(wěn)定后，電容器兩端的電壓.

考點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.如圖所示,三角形/8C內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊長(zhǎng)為ZA=30°,/后90°,〃是邊的中點(diǎn).

現(xiàn)在如段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于6c的同種粒子(不考慮粒子間的相互作用和粒子重力)，若從D

點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直/C邊射出磁場(chǎng)，則/C邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為()

11G4G4

21丁丁

ALB.LC.2LD.3L

2.[2021湖北武漢高三質(zhì)量檢測(cè)，多選]如圖所示,在矩形區(qū)域的W中有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),從〃點(diǎn)沿

W方向發(fā)射兩個(gè)a粒子,兩粒子分別從P、0射出.已知M后PBQE,則兩粒子

Nr............--fM

!xxxxxx：

：B：

;XXXXXX：

：XXXXXX：

*----------------------?----------------------!r

PQE

A.速率之比為5:2

B.速率之比為5:3

C.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為53:90

D.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為37:90

3.［多選］如圖，空間有一垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.3kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板

靜止在光滑水平面上，在木板右端無(wú)初速度放上一質(zhì)量為0.4kg、電荷量疔+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的

動(dòng)摩擦因數(shù)為0.45,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.仁0時(shí)對(duì)滑塊施加方向水平向左，大小為2.1N

的恒力.g取10m/s1則()

A.木板和滑塊一直做加速度為3m/s?的勻加速運(yùn)動(dòng)

B.木板先做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng),再做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C.當(dāng)木塊的速度等于10m/s時(shí)與木板恰好分離

D.t=ls時(shí)滑塊和木板開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)

4.［2019全國(guó)I,24,12分］如圖,在直角三角形3W區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為6、方向垂直于紙面向外.

一帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓〃加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場(chǎng);一段時(shí)間后,該粒子在如邊上某點(diǎn)以垂

直于x軸的方向射出.已知。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),“點(diǎn)在y軸上，OP與x軸的夾角為30。，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與離開(kāi)磁

場(chǎng)的出射點(diǎn)之間的距離為d,不計(jì)重力.求：

⑴帶電粒子的比荷；

(2)帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間.

5.［2021吉林長(zhǎng)春高三質(zhì)量監(jiān)測(cè)，12分］如圖所示，在正六邊形/版跖的內(nèi)切圓范圍內(nèi)存在著方向垂直紙面向外的勻

強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié),正六邊形的邊長(zhǎng)為1,。為正六邊形的中心點(diǎn),M、"分別為內(nèi)切圓與正六邊形AB

邊和回邊的切點(diǎn).在〃點(diǎn)安裝一個(gè)粒子源,可向磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿著垂直磁場(chǎng)的各個(gè)方向發(fā)射比荷為二、速率為■的粒子,

不計(jì)粒子重力.

(1)若沿切方向射入磁場(chǎng)的粒子恰能從y點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度氏的大小.

(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小調(diào)節(jié)為求粒子源發(fā)射的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間.

ED

MB

6.[2021安徽合肥高三調(diào)研,12分]如圖所示,直角坐標(biāo)系x在所在空間的第一、二象限內(nèi)分布著方向垂直坐標(biāo)平面

向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出).一帶正電粒子從原點(diǎn)。以初速度的沿x軸負(fù)方向射出，恰能通過(guò)第一象限內(nèi)的尸點(diǎn),

己知戶(hù)點(diǎn)坐標(biāo)為(a,Ha),帶電粒子的比荷為k,不計(jì)重力.

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(2)若僅將第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)換為平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),粒子也恰能經(jīng)過(guò)P點(diǎn),求該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度￡的大小及粒

子從。到戶(hù)所經(jīng)歷的時(shí)間t.

考點(diǎn)3帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示.把平行金屬板A8和電阻斤連接,從方之間有很強(qiáng)的磁場(chǎng),將一束等離子體(即

高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)以速度■噴入磁場(chǎng),/、6兩板間便產(chǎn)生電壓,成為電源的兩個(gè)電極.下

列推斷正確的是()

等離子體

A./板為電源的正極

B.電阻斤兩端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)

C.若減小兩極板的距離,則電源的電動(dòng)勢(shì)會(huì)減小

D.若增加兩極板的正對(duì)面積,則電源的電動(dòng)勢(shì)會(huì)增加

2.[2020全國(guó)II,17,6分]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⑹中K”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)記為尸點(diǎn).則()

圖(a)圖(b)

A.〃處的電勢(shì)高于“處的電勢(shì)

B.增大從”之間的加速電壓可使戶(hù)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)度的大小可使戶(hù)點(diǎn)左移

3.［生產(chǎn)生活實(shí)踐問(wèn)題情境一一微波爐磁控管］［8分］如圖所示是一微波爐磁控管的橫截面示意圖,管內(nèi)有平行于管

軸線(xiàn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B假設(shè)一群電子在垂直于管的某截面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這群電子時(shí)而接近電

極1,時(shí)而接近電極2,從而使電極附近的電勢(shì)差發(fā)生周期性變化，電極1、2到圓心的距離相等.這群電子散布的范圍

很小,可以看作集中在一點(diǎn)上,共有"個(gè)電子,每個(gè)電子的電荷量均為e、質(zhì)量均為m,設(shè)這群電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

軌跡直徑為D,電子群離電極1和電極2的最短距離均為n,已知點(diǎn)電荷。在距其為r的空間任一點(diǎn)處產(chǎn)生的電勢(shì)為

0=，孑為靜電力常量.

(1)若將這群電子的運(yùn)動(dòng)等效為一環(huán)形電流，求電流的大小;

(2)求電極間電壓的最大值.

4.［2021江蘇南京高三調(diào)研，12分］如圖甲所示，真空中有一個(gè)半徑尸0.5m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，與x軸相切于。點(diǎn)，磁

場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后2X10-1T,方向垂直于紙面向外,在x=lm處的豎直線(xiàn)的右側(cè)有一水平放置的正對(duì)平行金屬板

M、N,板間距離戶(hù)0.5m,板長(zhǎng)L=0.6m,平行板中線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)恰好過(guò)磁場(chǎng)圓的圓心若在。點(diǎn)處有一粒子源,能

向磁場(chǎng)中不同方向源源不斷地均勻發(fā)射出速率相同、比荷-1X108C/kg且?guī)д姷牧Ｗ?粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在紙面內(nèi)，

一個(gè)速度方向沿了軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子,恰能從a點(diǎn)沿直線(xiàn)aa方向射入平行板間.不計(jì)粒子的重力、阻力以及

粒子間的相互作用力.

(1)求沿y軸正方向射入的粒子進(jìn)入平行板間時(shí)的速度均和粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間to；

(2)求從以從板左端射入平行板間的粒子數(shù)與從。點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子數(shù)之比；

（3）若在平行板的左端裝上一擋板（圖中未畫(huà)出,擋板正中間a處有一小孔，恰能讓單個(gè)粒子通過(guò)），并且在兩板間加

上如圖乙所示的電壓（周期4=6X10's）,"板比〃板電勢(shì)高時(shí)電壓值為正，在靠近從“板右側(cè)豎直安裝一塊足夠大

的熒光屏（圖中未畫(huà)出），求熒光屏上亮線(xiàn)的長(zhǎng)度1.

0.225

0

-0.225

圖乙

練綜合專(zhuān)題檢測(cè)

一、選擇題（共9小題,54分）

1.如圖所示,完全相同的甲、乙兩個(gè)環(huán)形電流同軸平行放置，甲的圓心為a,乙的圓心為a,在兩環(huán)圓心的連線(xiàn)上有a、

b、C三點(diǎn),其中aa=at^ba=ac,此時(shí)a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為尻6點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為當(dāng)把環(huán)形電流乙撤去

后，C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為)

八

0,o2

V

甲乙

T

A.區(qū)了B.民了C.B^-BiD.

2.如圖所示為回旋加速器示意圖,利用同一臺(tái)回旋加速器分別加速,和2He兩種粒子,不計(jì)粒子在兩盒間縫隙的運(yùn)

動(dòng)時(shí)間，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩種粒子被加速的最大動(dòng)能相等

B.兩種粒子被加速次數(shù)不同

C.兩種粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

D.兩種粒子所用交變電流的頻率不同

3.［2021貴州貴陽(yáng)高三摸底］兩個(gè)回路中的電流大小均為I,方向如圖所示.已知圓弧導(dǎo)線(xiàn)中的電流在其圓心處產(chǎn)生的

磁感應(yīng)強(qiáng)度與其半徑成反比，直導(dǎo)線(xiàn)中的電流在其延長(zhǎng)線(xiàn)上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.則關(guān)于圖中a、6兩點(diǎn)的磁感應(yīng)

強(qiáng)度反、氏的大小關(guān)系和方向的判斷正確的是（）

A.Ba>Bb,a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里

B.B<Bb,a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外

C.反倔"點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里

D.BIB*b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外

4.［2020江西七校第一次聯(lián)考］如圖所示，為圓柱筒的軸線(xiàn),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)平行于軸線(xiàn)

方向向左,在圓筒壁上布滿(mǎn)許多小孔,對(duì)于任意一小孔，總能找到另一小孔與其關(guān)于軸線(xiàn)。。'對(duì)稱(chēng).有許多比荷為2的

帶正電粒子，以不同的速度、不同的入射角（與豎直方向的夾角）射入各小孔，且均從關(guān)于軸線(xiàn)與該孔對(duì)稱(chēng)的小孔

中射出，已知入射角為30°的粒子的速度大小為103m/s,則入射角為45°的粒子的速度大小為（）

A.1X103m/sB.1.5X103m/sC.2X103m/sD.4X103m/s

5.［2020吉林長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè)］如圖所示,在光滑絕緣的水平面上有三根相互平行且等長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)1、2、3,導(dǎo)線(xiàn)1、3

固定，導(dǎo)線(xiàn)2可以自由移動(dòng)，水平面內(nèi)的虛線(xiàn)到導(dǎo)線(xiàn)1、3的距離相等.若三根導(dǎo)線(xiàn)中通入圖示方向大小相等的恒

定電流，導(dǎo)線(xiàn)2從圖示位置由靜止釋放，下列說(shuō)法正確的是（）

///，⑷/〃

3/〃

A.導(dǎo)線(xiàn)2可能碰到導(dǎo)線(xiàn)3

B.導(dǎo)線(xiàn)2有可能離開(kāi)水平面

C.導(dǎo)線(xiàn)2對(duì)水平面的壓力不斷變化

D.導(dǎo)線(xiàn)2通過(guò)時(shí)加速度最小,速度最大

6.［多選］實(shí)驗(yàn)室常用的電流表是磁電式儀表,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示,蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻地輻向分布,

如圖乙所示.當(dāng)線(xiàn)圈通以如圖乙所示的電流時(shí)（a端電流方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓铝姓f(shuō)法不正確（）

圖甲圖乙

A.根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小,可以知道被測(cè)電流的大小

B.線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,它的磁通量在發(fā)生變化

C.線(xiàn)圈中電流增大時(shí),螺旋彈簧被扭緊,阻礙線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)

D.當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置時(shí),安培力的作用使線(xiàn)圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)

7.［2021廣東惠州高三第一次調(diào)研,多選］如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金屬棒

與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間

均勻減小,始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是()

A.ab中的感應(yīng)電流方向由a至!J6

B.中的感應(yīng)電流逐漸減小

C.所受的安培力保持不變

D.a6所受的靜摩擦力逐漸減小

8.［多選］如圖所示,半徑為7?的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,S為磁場(chǎng)邊界上

的一點(diǎn).大量相同的帶電粒子以相同的速率-經(jīng)過(guò)S點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場(chǎng).出射點(diǎn)分布在四分之一圓

周步上.不計(jì)粒子重力及粒子之間的相互作用.則()

A.粒子帶正電

B.粒子的比荷為?

C.從尸點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為下

D.若入射粒子的速率為2匕出射點(diǎn)將分布在“S下方的二分之一圓周上

9.［多選］如圖,有一截面為矩形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域ABCD,AB=3L,叱2/在邊界46的中點(diǎn)上有一個(gè)粒子源,沿邊界AB

并指向4點(diǎn)方向發(fā)射各種不同速率的同種正粒子,不計(jì)粒子重力，當(dāng)粒子速率為歷時(shí),粒子軌跡恰好與邊界相切,

則（）

力「---------------包

I????I

II

A.速率小于外的粒子全部從切邊界射出

生！

B.當(dāng)粒子速度滿(mǎn)足丁時(shí)，從切邊界射出

C.在"邊界上只有上半部分有粒子通過(guò)

D.當(dāng)粒子速度小于丁時(shí),粒子從宛邊界射出

二、非選擇題（共4小題,56分）

10.［8分］在高能物理實(shí)驗(yàn)研究中,經(jīng)常要通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)粒子進(jìn)行控制，使其能夠按照要求運(yùn)動(dòng).如圖所示,在垂直紙面

向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度后2.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)度/=4.0m的細(xì)桿，其一端固定在。點(diǎn)且可繞該點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，另一端有

一粒子源S能連續(xù)不斷地相對(duì)于粒子源沿桿方向向外發(fā)射速度為的=500m/s的帶正電粒子.已知帶電粒子的電荷量

戶(hù)2.5X10^C,質(zhì)量;ZF3X1（）Ykg,不計(jì)粒子間的相互作用及粒子的重力，打在桿上的粒子均被吸收.

⑴若細(xì)桿不動(dòng),試求粒子離。點(diǎn)的最近距離.

⑵若細(xì)桿繞。點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),要求發(fā)射出的粒子均能打中。點(diǎn),試求細(xì)桿角速度口的大小.

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

X..XX.XXX

xV（XS><xxOxxx

XXXXXXXX

XXXXXXXX

11.［材料信息題］［10分］通過(guò)測(cè)量質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和打到探測(cè)板上的計(jì)數(shù)率（即打到探測(cè)板上質(zhì)子數(shù)與衰

變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)”的比值），可研究中子dn）的B衰變.中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,同時(shí)放出質(zhì)量可視為零的反中

微子力.如圖所示，位于尸點(diǎn)的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個(gè)質(zhì)子源,該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射"個(gè)質(zhì)子.在P

點(diǎn)下方放置有長(zhǎng)度Z=l.2m以。為中點(diǎn)的探測(cè)板，戶(hù)點(diǎn)離探測(cè)板的垂直距離0P為a.在探測(cè)板的上方存在方向垂直紙

面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知電子質(zhì)量建=9.1義10'kg=O.51MeV/c；中子質(zhì)量編=939.57MeV/c2,

-8

質(zhì)子質(zhì)量恁=938.27MeV/c"c為光速，不考慮粒子之間的相互作用）.若質(zhì)子的動(dòng)量片4.8X10⑻kg.m.s^SXlO

MeV,s,m貝|

⑴寫(xiě)出中子衰變的核反應(yīng)式,求電子和反中微子的總動(dòng)能（以MeV為能量單位）;

(2)當(dāng)a=0.15m,廬0.1T時(shí)，求計(jì)數(shù)率；

(3)若a取不同的值,可通過(guò)調(diào)節(jié)8的大小獲得與(2)問(wèn)中同樣的計(jì)數(shù)率，求8與a的關(guān)系并給出6的取值范圍.

XXXXXX

XXXj,XXX

XXX；XXX

探測(cè)板°

12.[18分]如圖所示，在X勿平面的第一、第四象限有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng);在第二象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，

電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿y軸負(fù)方向.原點(diǎn)。處有一粒子源,可在平面內(nèi)向y軸右側(cè)各個(gè)方向連續(xù)發(fā)射大量速度大小在

0■之間,質(zhì)量為m,電荷量為+1?的同種粒子.在y軸正半軸垂直于x"平面放置著一塊足夠長(zhǎng)的薄板,薄板上有粒子

轟擊的區(qū)域的長(zhǎng)度為Zo.已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為后加,不考慮粒子間的相互作用，不計(jì)粒子的重力.

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B-

?

(2)在薄板上尸T處開(kāi)一個(gè)小孔,粒子源發(fā)射的部分粒子穿過(guò)小孔進(jìn)入左側(cè)電場(chǎng)區(qū)域,求粒子經(jīng)過(guò)x軸負(fù)半軸的最遠(yuǎn)

點(diǎn)的橫坐標(biāo)；

(3)若僅向第四象限各個(gè)方向發(fā)射粒子：i=0時(shí),粒子初速度為跖.隨著時(shí)間推移,發(fā)射的粒子初速度逐漸減小,變?yōu)閷W(xué)

時(shí),就不再發(fā)射.不考慮粒子之間可能的碰撞,若穿過(guò)薄板上尸交處的小孔進(jìn)入電場(chǎng)的粒子排列成一條與y軸平行的

線(xiàn)段,求力時(shí)刻從粒子源發(fā)射的粒子初速度大小■(》的表達(dá)式.

y

13.[2018全國(guó)H,25,20分]一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其在平面內(nèi)的截面如圖所示：中間

是磁場(chǎng)區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為1,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于x配平面;磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)

域,寬度均為1\電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;K"為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn),它們的連線(xiàn)與y軸平

行.一帶正電的粒子以某一速度從〃點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從〃點(diǎn)入射的速度從"點(diǎn)沿y

軸正方向射出.不計(jì)重力.

(1)定性畫(huà)出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡；

(2)求該粒子從〃點(diǎn)入射時(shí)速度的大??；

(3)若該粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為N,求該粒子的比荷及其從〃點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到“點(diǎn)的時(shí)間.

N

籠案

1=1

專(zhuān)題十一磁場(chǎng)

目多篡礎(chǔ)二者點(diǎn)猛透一

考點(diǎn)1磁場(chǎng)的描述及安培力的應(yīng)用

1.C根據(jù)安培定則，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥,故A錯(cuò)誤;磁感線(xiàn)是閉合曲線(xiàn),在磁體內(nèi)部從S極指向N

極，故B錯(cuò)誤;根據(jù)右手螺旋定則，圖中直導(dǎo)線(xiàn)下方有垂直紙面向里的磁場(chǎng),N極向紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，故C正確;根據(jù)右手螺

旋定則，圖中環(huán)形導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部有垂直紙面向外的磁場(chǎng),N極向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng),故D錯(cuò)誤.

2.B通過(guò)右手螺旋定則可以判斷出導(dǎo)線(xiàn)右側(cè)的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里的,再由左手定則可以判斷出初始時(shí)粒子

受到的洛倫茲力的方向是水平向左的，故粒子會(huì)向左偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤;又因?yàn)槁鍌惼澚Σ荒芨淖兞Ｗ舆\(yùn)動(dòng)的速度

大小，只會(huì)改變粒子運(yùn)動(dòng)的方向，故粒子的運(yùn)動(dòng)速率不變,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤.

3.C若增大通電導(dǎo)線(xiàn)間的距離，則4、均減小，又FFBJL,Fz=BJ\L,故R、A均減小,A錯(cuò)誤.可以把月、K理解為

兩通電直導(dǎo)線(xiàn)之間的一對(duì)作用力與反作用力，則無(wú)論71、4如何變化,總有生選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤.當(dāng)TiM時(shí),反也,

選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

4.C金屬導(dǎo)體中導(dǎo)電粒子為自由電子，由左手定則可知，形成電流的帶電粒子受到向上的洛倫茲力作用，所以上表

面帶負(fù)電，電勢(shì)較低,A項(xiàng)錯(cuò)誤;穩(wěn)定后，自由電子所受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,則有W廣1曲解得片看C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)

誤;而住Bdv,與導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤.

5.C

設(shè)每條細(xì)線(xiàn)所受拉力大小為區(qū)可畫(huà)出金屬棒W的受力分析圖,如圖所示.由左手定則可判斷出金屬棒所受的安培

力方向垂直于磁場(chǎng)方向，與切的。'平面的夾角為90°-金屬棒中的電流方向由〃指向可選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.對(duì)金屬棒

叫

脈由平衡條件可得2nos”勿g,解得田■，選項(xiàng)C正確.設(shè)金屬棒中的電流大小為/,則有tan個(gè)二",解得7=三祟，

選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

6.D8小球在水平面內(nèi)受庫(kù)侖力戶(hù)、洛倫茲力心和細(xì)線(xiàn)的拉力T,它們的合力提供向心力，即RF—FW則六4耳-戶(hù)

洛畀+導(dǎo)-8”,式中小、1、B、q、次均為常數(shù)，所以7為P的二次函數(shù)，當(dāng)尸契時(shí),靠in二星^D正確.

7.(l)1^2⑵1r

解析:單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合在位置1且電容器充電穩(wěn)定時(shí),設(shè)電容器兩端電壓為風(fēng)電容器所充的電荷量為4,有"=￡（1

分）

Q:

由電容器的定義式得信匹（1分）

單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合在位置2的瞬間:設(shè)在該瞬間A力時(shí)間內(nèi)，通過(guò)金屬棒成橫截面的電荷量為△Q,電流為1,金屬棒

劭離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度為V,電容器穩(wěn)定后，電容器兩端的電壓為〃對(duì)金屬棒ab、由動(dòng)量定理得BiLNt=mv（l分）

由電流定義式得7=77（1分）

由電容器的定義式得伊哈（1分）

金屬棒劭離開(kāi)導(dǎo)軌擺動(dòng)過(guò)程中,對(duì)金屬棒ab,由機(jī)械能守恒定律得儂樂(lè)初7d（1分）

以上聯(lián)合求解得

△分）

占E（1分）.

考點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.C從2點(diǎn)射入和瓦點(diǎn)射入的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,設(shè)兩個(gè)粒子在/C邊上的出射點(diǎn)分別為E、F點(diǎn),由于從D

點(diǎn)射出的粒子恰好能垂直/C邊射出磁場(chǎng),所以/點(diǎn)為該粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為息上,則

有AE^L,因?yàn)?。點(diǎn)是相的中點(diǎn),所以〃點(diǎn)是從瓦點(diǎn)射出的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,所以有AFDF,則根據(jù)幾何知識(shí)有

]"313-1

A六2乂山cos30°=—,所以有粒子射出的區(qū)域?yàn)镋我AF-A*r~L,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確.

2.AC根據(jù)題述情境,可畫(huà)出兩個(gè)a粒子在矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示.設(shè)法a,則r^a,對(duì)從戶(hù)點(diǎn)射

出的粒子，由幾何關(guān)系有「J=（2a）2+（r「a）2,解得n=2.5a.粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力有qv"

可得片二,兩粒子的速率之比為vivi=ri12=2.5：1=5:2,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.從戶(hù)點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

”,九E

軌跡所對(duì)的圓心角的正弦值sin%二良=0.8,即。尸焉在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間力產(chǎn)"二”從0點(diǎn)射出的粒子在磁

「例九E

場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角。2二X在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間方2=二二”.故在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為11:22二”:

T：

厘=53:90,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.

22

3.BC由于動(dòng)摩擦因數(shù)為0.45,在靜摩擦力的作用下,木板的最大加速度為aM=-m—m/s=4.5m/s,所以當(dāng)2.1N

的恒力作用于滑塊時(shí),系統(tǒng)開(kāi)始一起以加速度a運(yùn)動(dòng),&=$=晶m/s2=3m/s2,當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)

生一個(gè)方向向上的洛倫茲力,滑塊對(duì)木板的壓力減小,摩擦力減小,木板的加速度減小,所以木板做的是加速度減小

的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零,此時(shí)有g(shù)*儂?，代入數(shù)據(jù)得片10m/s,此時(shí)摩擦力

消失,木板做勻速運(yùn)動(dòng),而滑塊在水平方向上受到恒力作用，速度增加,洛倫茲力增大,滑塊將離開(kāi)木板向上做曲線(xiàn)運(yùn)

動(dòng)，故A錯(cuò)誤,B、C正確；當(dāng)滑塊和木板開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),木板的加速度恰好還為共同的加速度3m/s2,對(duì)木板有

f=MarO.3X3N=0.9N,再根據(jù)〃（mg-qvS）,解得尸5m/s,根據(jù)尸己力可得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=ls,故D錯(cuò)誤.

4CTaw穴C

4.（1）,（2）ir（2+T）

解析：（1）設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為應(yīng)電荷量為q,加速后的速度大小為K由動(dòng)能定理有qlAmv①（2分）

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有

qvB=nrr②（1分）

由幾何關(guān)系知

戶(hù)日r③（2分）

<4U

聯(lián)立①②③式得屆=打④（2分）.

（2）由幾何關(guān)系知,帶電粒子射入磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)到x軸所經(jīng)過(guò)的路程為

nr

戶(hù)▼+_rtan300⑤（2分）

帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間為

t=1⑥（1分）

聯(lián)立②④⑤⑥式得仁等（二+1）（2分）.

2?r

/、z\?.壯

5.（1）（2）rr

解析：（1）粒子以速率-沿加方向射入磁場(chǎng)，恰能從“點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1中的實(shí)線(xiàn)啟

由幾何條件可知,磁場(chǎng)圓的半徑為廬口41分）

設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為",/MON為。,則tan5=tanZ=7（l分）

解得n=L（i分）

由牛頓第二定律有。嚙）=/（2分）

解得用=不（1分）.

（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化后，大量此類(lèi)粒子從〃點(diǎn)射入磁場(chǎng)，由牛頓第二定律有qvB=mz^分）

解得乃八0/（1分）

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)時(shí),弧長(zhǎng)（劣?。┳铋L(zhǎng),對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)最長(zhǎng)（磁場(chǎng)圓的直徑），其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2中的實(shí)線(xiàn)扇

由幾何關(guān)系得a=弓（1分）

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間力maxW（l分）

又分）

解得*x=啰（1分）.

圖2

2G3=3

6,⑴乏⑵?F~a

解析：⑴粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示，由幾何關(guān)系得（、%-而2+養(yǎng)好（1分）

解得廬￥a（l分）

洛倫茲力提供粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則有

qv0B=n^'（1分）

聯(lián)立解得廬F-二會(huì)（1分）.

（2）若將第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)改為勻強(qiáng)電場(chǎng),則粒子在第一象限內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示,則有

3二及方0（1分）

?3d1q/,、、

Ffa加總（2分）

由牛頓第二定律得止儂加（1分）

-3-2■.

聯(lián)立解得電場(chǎng)強(qiáng)度大小后k=H（i分）

粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間后;金=丁?。?分）

粒子做平拋運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間年三（1分）

2.3n-a

r

則粒子從。到戶(hù)所經(jīng)歷的時(shí)間t=ti+t^a{\分）.

考點(diǎn)3帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.C等離子體進(jìn)入磁場(chǎng),根據(jù)左手定則,正電荷向下偏轉(zhuǎn),所以8板帶正電,為電源的正極,A極為電源的負(fù)極,故A

錯(cuò)誤;分析電路結(jié)構(gòu)可知,46為電源的兩極,〃為外電路電阻,故電阻7?兩端電壓為路端電壓，小于電源的電動(dòng)勢(shì),故

B錯(cuò)誤;粒子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡,有qvB^,解得l^Bdv,減小兩極板的距離d,電源的電動(dòng)勢(shì)減小，

增加兩極板的正對(duì)面積，電動(dòng)勢(shì)不變,故C正確,D錯(cuò)誤.

2.D電子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力的方向和運(yùn)動(dòng)方向相同，而電子所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向相反，所以〃處

的電勢(shì)低于”處的電勢(shì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大K"之間的電壓,根據(jù)動(dòng)能定理可知，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的初速度變大,根據(jù)

尸77知其在磁場(chǎng)中的軌跡半徑增大，偏轉(zhuǎn)程度減小,尸點(diǎn)將右移,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)左手定則可知,磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直

于紙面向里,C項(xiàng)錯(cuò)誤;結(jié)合B項(xiàng)分析,可知增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,軌跡半徑將減小，偏轉(zhuǎn)程度增大,〃點(diǎn)將左移,D項(xiàng)

正確.

3.（1）3（2）-

解析：（1）電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期六注（1分）

一個(gè)周期內(nèi)的電荷量為的（1分）

又有"ItQ分）

可得斤要（1分）.

（2）當(dāng)所有電子最接近電極1或電極2時(shí),兩極間的電勢(shì)差的絕對(duì)值最大,此時(shí)兩極間的電壓也最大,當(dāng)所有電子在最

接近電極1時(shí),兩極處的電勢(shì)分別為。尸工（1分）

血=薜（1分）

四<.v?

電壓的最大值為如工=血-02=1}5（2分）.

4.（I）I.OXIO4m/s7.85X1045s（2）1（3）0.072m

解析：（1）由題意可知,沿y軸正方向射入的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示.

粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑廬尸之（1分）

解得樂(lè)華=1.0X104m/s（l分）

又7尸（1分）

丁xiu

解得to=J=^3=7.85X10卡s（1分）.

（2）沿任一方向射入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡都是半徑為r的圓的一部分,圓心位置在以4點(diǎn)為圓心、r為半

徑的半圓上,如圖2所示.

四邊形。。尸”為菱形，故9和y軸平行,所以從尸點(diǎn)射出的粒子速度方向與x軸平行向右，即所有粒子平行于x軸向

右射出磁場(chǎng).（1分）

故恰能從N板左端射入平行板間的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3中的甌所示，恰能從〃板左端射入平行板間的粒子的運(yùn)動(dòng)

軌跡如圖3中的函所示.（1分）

因?yàn)閺摹鞍彘g距癰0.5m與r相等，由幾何關(guān)系知

從邊界從射出的粒子,從。點(diǎn)射入磁場(chǎng)的方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°

同理,從邊界幽射出的粒子，從。點(diǎn)射入磁場(chǎng)的方向與x軸正方向的夾角為60。.在y軸正方向的夾角左、右都為30°

的范圍內(nèi)的粒子都能射入平行板間.

故從M、"板左端射入平行板間的粒子數(shù)與從。點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子數(shù)之比為窩=；（2分）.

（3）根據(jù)U-t圖像可知,粒子進(jìn)入板間后沿y軸方向的加速度大小為

a=S=lX108X0.225Xinm/s=4.5X107m/s2

從平行板右端射出的粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

I（UH

s=6X10七s（1分）

即粒子在平行板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于電場(chǎng)變化的周期幾則當(dāng)粒子由仁刀左（〃取正整數(shù)）時(shí)刻進(jìn)入平行板間時(shí)，向下側(cè)

移量最大,其Vy-t圖像如圖4所示,則有

廳:二十a(chǎn)（三）（匚）二（匚）M）.063m（l分）

當(dāng)粒子由仁〃6+號(hào)（〃取正整數(shù)）時(shí)刻進(jìn)入平行板間時(shí)，向上側(cè)移量最大,其vy-t圖像如圖5所示,則

￥=」（#）%（，）（＜）+；茍尸=~0.009m（l分）

因?yàn)椤觥ⅰ龆夹∮凇?0.25m,故所有射入平行板間的粒子都能從平行板間射出打到熒光屏上,又所有粒子從平行板間

射出時(shí)速度方向都相同,故熒光屏上亮線(xiàn)的長(zhǎng)度

，=j52=O072m（l分）.

目「庭舍檢IT

1.A對(duì)于圖中單個(gè)環(huán)形電流,根據(jù)安培定則,其在中軸線(xiàn)上的磁場(chǎng)方向均是向左,故c點(diǎn)的磁場(chǎng)方向也是向左的.設(shè)

aO^OitrbO^Oicrr,設(shè)單個(gè)環(huán)形電流在距離中點(diǎn)r位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bir,在距離中點(diǎn)3r位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為4,

故a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為方=尻+%;b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為旦=幾+瓦=2瓦當(dāng)撤去環(huán)形電流乙后，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B而MB",故選A.

2.C粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的半徑為溫當(dāng)粒子軌跡半徑等于D形盒半徑衣時(shí),粒子的速度最大,有於今，得

%一坐,粒子的最大動(dòng)能反-里?泊和:He兩種粒子的比荷相等,則最大速度相等，但最大動(dòng)能不等,A錯(cuò)誤;設(shè)D形

盒縫隙間的加速電壓為U,加速次數(shù)為n,則有nql^W,解得爐卷,兩種粒子被加速的次數(shù)相同,B錯(cuò)誤;粒子在磁

—

場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期小,則兩粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同,又被加速次數(shù)相同，則運(yùn)動(dòng)總時(shí)間相同，粒子運(yùn)動(dòng)

周期與交變電流周期相同,兩種粒子的運(yùn)動(dòng)周期相同,則交變電流的頻率相同,C正確,D錯(cuò)誤.

3.D由題意可知，直導(dǎo)線(xiàn)中的電流在其延長(zhǎng)線(xiàn)上產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則a、b兩點(diǎn)磁場(chǎng)是由兩段圓弧導(dǎo)線(xiàn)中的電

流產(chǎn)生的.由題意可知，圓弧導(dǎo)線(xiàn)中的電流在其圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與其半徑成反比，而兩大圓弧直徑也相等，

兩小圓弧直徑相等，則兩大圓弧與兩小圓弧分別在a、6兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等；由安培定則可知,大圓弧

在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外，小圓弧在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也垂直紙面向外，因此,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是兩段圓弧導(dǎo)線(xiàn)

中的電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之和,且方向垂直紙面向外；同理可知,大圓弧在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙

面向里，小圓弧在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,且小圓弧在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大,故b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)

度是兩段圓弧產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之差,且方向垂直于紙面向外，由以上分析可知,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于力點(diǎn)的

磁感應(yīng)強(qiáng)度，即Ba>Bb,a、6兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向外.綜上所述,選項(xiàng)D正確.

4.A由題意知,粒子均沿垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),則有［年廣,變形可得即則入射粒子的速

度與其軌跡半徑成正比.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的左視圖如圖所示,對(duì)于入射角為30。和45°的兩粒子，由幾何關(guān)系有

「1=七而=2月，R,所以對(duì)于兩粒子有工=X=、4可得V2=lX103m/s,A項(xiàng)正確.

5.D由安培定則和磁場(chǎng)疊加原理可判斷出直導(dǎo)線(xiàn)1、3在虛線(xiàn)與直導(dǎo)線(xiàn)1之間產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向

豎直向下,在虛線(xiàn)與直導(dǎo)線(xiàn)3之間產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上,在虛線(xiàn)。。'處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感

應(yīng)強(qiáng)度為零.由左手定則可知,直導(dǎo)線(xiàn)2所受的安培力沿水平面方向,所以直導(dǎo)線(xiàn)2不可能離開(kāi)水平面,直導(dǎo)線(xiàn)2對(duì)水

平面的壓力一直等于直導(dǎo)線(xiàn)的重力,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.左右兩側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小關(guān)于。"具有對(duì)稱(chēng)性,故導(dǎo)線(xiàn)

2的水平受力以及運(yùn)動(dòng)也關(guān)于具有對(duì)稱(chēng)性,可知導(dǎo)線(xiàn)2不可能碰到導(dǎo)線(xiàn)3,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.分析可知,導(dǎo)線(xiàn)2在00'處

水平方向受力為零,加速度大小為零,速度最大,選項(xiàng)D正確.

6.BD線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中由于受安培力而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大則指針偏角越大,故根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被

測(cè)電流的大小，故A正確；由磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)可知線(xiàn)圈中的磁通量始終不變，故B錯(cuò)誤;通電后,處于磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈受

到安培力作用，使其轉(zhuǎn)動(dòng),螺旋彈簧被扭動(dòng),則受到彈簧的阻力,從而阻礙線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng),最終使指針靜止,故C正確；由左

手定則可知,a端線(xiàn)圈受力向上"端受力向下,故安培力使線(xiàn)圈沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.

7.AD由楞次定律可知，成中感應(yīng)電流的方向由a到6,A項(xiàng)正確;磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,

整個(gè)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變,又回路中的總電阻不變,所以回路中的感應(yīng)電流不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤；由后6〃可知,所

受安培力隨磁感應(yīng)強(qiáng)度8的減小而不斷減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;前棒在安培力和靜摩擦力的作用下平衡,故靜摩擦力隨安培

力的減小而逐漸減小,D項(xiàng)正確.

8.AB出射點(diǎn)分布在四分之一圓周步上,根據(jù)左手定則知,粒子帶正電,選項(xiàng)A正確;根據(jù)題意可知從戶(hù)點(diǎn)射出的粒

子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為半圓,軌跡半徑為尸;凡根據(jù)SnjjA",得選項(xiàng)B正確;從尸點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

nr

的時(shí)間為L(zhǎng)下=，-,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若入射粒子的速率為2匕分析可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為、‘2尺大于磁場(chǎng)圓

半徑,故出射點(diǎn)將分布在整個(gè)圓周上,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

9.BC如圖所示，由幾何知識(shí)可知,與4?邊界相切的軌跡半徑為1.5￡,與切邊界相切的軌跡半徑為人;由半徑公式

層輸知,軌跡與切邊界相切的粒子速度為學(xué),故只有滿(mǎn)足當(dāng)?shù)牧Ｗ硬拍軓那羞吔绲募娱g射出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、

C正確；由上述分析可知，當(dāng)速度小于當(dāng)時(shí),粒子不能射出磁場(chǎng),故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

25C

10.（1）2.0m（2）~rad/s

解析：（1）若細(xì)桿不動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

，._會(huì)X.XXX

x學(xué)-xOxxx

X:'X產(chǎn)XXXX

XXX1,*xXXX

XXXXyyyy

rj

Bqvo二六（1分）

解得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑吊二3.0m

如圖所示，根據(jù)勾股定理得

00^'=5.0m（l分）

粒子離。點(diǎn)的最近距離為兄=2.0m（l分）.

（2）細(xì)桿繞。點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),粒子隨細(xì)桿做圓周運(yùn)動(dòng),垂直細(xì)桿方向的速度為。/,故粒子的合速度

為

片、（1分）

設(shè)