高三物理寒假能量包-專題練習(xí)1 磁場

專題1磁場一、選擇題（1?5題為單選題，6?10題為多選題）下列說法正確的是（）F根據(jù)B=p,磁場中某點的磁感應(yīng)強度B與F成正比，與II成反比由公式E=kQ可知，在離點電荷Q距離為r的地方，電場強度E的大小與Q成正比由公式U=Ed可知，在勻強電場中,E為恒量，任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與該處電流元受力的方向相同宇宙中“破壞力”最強的天體“磁星”，危險程度不亞于黑洞，其磁感應(yīng)強度相當(dāng)于地球磁場的1000萬億倍,下列有關(guān)磁星的磁場說法正確的是（）“磁星”表面的磁場如此強大，故而磁感線非常密集，導(dǎo)致磁感線可能相交“磁星”表面各點的磁場方向可以用磁感線在該點的切線方向表示磁場只存在于“磁星”外部，而“磁星”內(nèi)部不存在磁場若在“磁星”表面選一閉合區(qū)域，則閉合區(qū)域中的磁通量不可能為零如圖所示，通電直導(dǎo)線通有豎直向上的電流，其右側(cè)一個初速度為％的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向向上射出，不計電子重力，貝％）A?電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變B?電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變*C.電子運動方向不變，速率不變左右D?電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變?nèi)鐖D所示物體帶正電，與斜面的動摩擦因數(shù)為”3<tan0）,最大靜摩擦力可視為等于滑動摩擦力，斜面足夠長且所在空間均有圖示方向的勻強磁場?，F(xiàn)給物體一個沿斜面向上的初速度v0,使物體沿斜面向上運動。下列說法正確的是（）A.物體不可能停在斜面上XXXXXB.物體勻減速向上運動XX紂C.物體向上運動過程中摩擦力大小不變XXXD.物體向上運動時加速度越來越小，最后停在斜面上XX冥XX如圖所示，用細(xì)線吊一個質(zhì)量為m的帶電絕緣小球，小球處于勻強磁場中，空氣阻力不計。小球分別從力點和B點向最低點O運動，當(dāng)小球兩次經(jīng)過O點時（）小球的動量相同細(xì)線所受的拉力相同

小球所受的洛倫茲力相同小球的向心加速度相同TOC\o"1-5"\h\z靜置于桌面上的水平螺線管中通有如圖所示的恒定電流，螺線管正上方固定一通電直'■■■■導(dǎo)線M，M中通有垂直紙面向里的恒定電流，導(dǎo)線恰與螺線管中軸線垂直。紙面內(nèi)，螺.?沁氣:1J線管正上方以直導(dǎo)線M為圓心的圓上有ab、c、d四點，其中ac連線恰為圓的豎直直徑，b、d連線為圓的水平直徑。已知a點的磁感應(yīng)強度方向水平向左，忽略地磁場的；影響，下列說法正確的是（）a點的磁感應(yīng)強度大于c點的磁感應(yīng)強度b、c兩點的磁應(yīng)強度相同導(dǎo)線在圖示位置時，通電螺線管所受的安培力豎直向上若將通電直導(dǎo)線M豎直向下移動到a點的過程中，螺線管所受安培力逐漸增大武漢病毒研究所是我國防護等級最高的P4實驗室，在該實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如下圖所示模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出，流量值0等于單位時間通過橫截面的液體的體積。空間有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是（）帶電粒子所受洛倫茲力方向是水平向左：B.正、負(fù)粒子所受洛倫茲力方向是相反的B.正、負(fù)粒子所受洛倫茲力方向是相反的C.廢液的流量與M、N兩點間電壓成正比污水流量計也可以用于測量不帶電的液體的流速8?如圖所示，兩根間距d=1m的平行金屬導(dǎo)軌間接有E=10V、r=l0的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角a=37°o質(zhì)量m=0.1kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。調(diào)節(jié)滑動變阻器人，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)處于1?5A區(qū)間范圍時，金屬桿ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知，重力加速度g=10m/s2。則下列說法中正確的是（）磁感應(yīng)強度B=0.2T金屬桿ab與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力f=0.3N當(dāng)電流表示數(shù)3A時金屬桿ab與導(dǎo)軌間無摩擦力D?滑動變阻器R=0時，使桿ab保持靜止，需對桿ab施加沿軌道平面向下至少1N的拉力。9.回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的正對的“D”形金屬盒□和□半徑均為R,兩盒間狹縫的間距

為么磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為加，電荷量為+q,加在狹縫間的方波型電壓如圖所示。粒子在/=0?!時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零，忽略相對論效應(yīng)。下列說法正確的是()A.B.粒子每次在“D”型盒A.B.粒子每次在“D”型盒□中運動時間相同C.粒子射出時的動能與U0成正比D.粒子射出時的動能與U0無關(guān)粒子速度不斷增大，每次在“D”型盒□中運動時間不同9.如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面方向的勻強磁場，圓心為O,P為磁場邊界上的一點。帶電粒子a、b從P點沿PO方向射入勻強磁場，經(jīng)過一段時間，粒子a從邊界上的M點射出磁場，粒子b從邊界上的N點射出磁場。不計重力及帶電粒子間的相互作用，若QPOM=120°,DPON=60°，9.是()若粒子a、b比荷相同，它們的速率之比為3口1若粒子a、b的速率相同，它們的比荷之比為3口1若粒子a、b比荷相同，它們在磁場中的運動時間之比為1口2若粒子a、b的速率相同，它們在磁場中的運動時間之比為2口1二、非選擇題如圖所示，兩平行金屬板水平放置，板間存在垂直紙面的勻強磁場和電場強度為E的勻強電場。金屬板右下方以MN為上邊界，PQ為下邊界，MP為左邊界的區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁場寬度為d，MN與下極板等高，MP與金屬板右端在同一豎直線上。一個電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子以初速度v0在兩板間沿平行于金屬板的虛線射入金屬板間。不計離子重力。已知離子恰好做勻速直線運動，求金屬板間的磁感應(yīng)強度B0；若撤去板間磁場B0,離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場，方向與水平方向成30°角，離子進入磁場后從磁場邊界P點射出，求該磁場的磁感應(yīng)強度B的大小。

如圖所示，在第□象限的空間中存在勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面（紙面）向外，在第□象限的空間中存在勻強電場，場強的方向與xOy平面平行，且與x軸的負(fù)方向成60°的夾角斜向下。一質(zhì)量為加、帶電量為+g的粒子以速度卩。從x軸上的a點沿y軸的正方向射入磁場，然后從y軸上的b點飛出磁場區(qū)域，從c點穿過x軸進入勻強電場區(qū)域，并且通過c點正下方的d點。已知a點的坐標(biāo)為（一h0），b點的坐標(biāo)為（0,半h）,粒子的重力不計，求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度；（2）帶電粒子通過d點時的速度的大小。參考答案一、選擇題（1?5題為單選題，6?10題為多選題）【答案】B【解析】磁場中某點的磁感應(yīng)強度是由磁場本身決定的，與F以及I無關(guān)，A錯誤；由公式E=kQ可知，在離點電荷Q距離為r的地方，電場強度E的大小與Q成正比，B正確；由公式U=Ed可知，在勻強電場中，E為恒量，任意兩點間的電勢差與這兩點間的沿電場線方向的距離成正比，C錯誤；磁感應(yīng)強度B是矢量，方向與該處電流元受力的方向垂直，D錯誤。【答案】B【解析】磁場中某點不能有兩個磁場方向，故而磁感線不能相交，故A錯誤；磁感線某點處的切線方向為該點的磁場方向，故B正確；磁感線為閉合曲線，故而在“磁星”內(nèi)部仍然存在磁場，故C錯誤；若所選擇的區(qū)域平行于磁感線，或磁感線從某側(cè)進入又從同一側(cè)穿出時磁通量依然為零，故D錯誤。【答案】A【解析】根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線右側(cè)磁感應(yīng)強度方向為垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知電子將向右偏轉(zhuǎn)，由于洛倫茲力不做功，所以電子速率不變。【答案】A【解析】當(dāng)物體速度為零時所受洛倫茲力為零，由題意可知mgsine>pmgcos0，所以物體不可能停在斜面上,故A正確；根據(jù)左手定則可知物體沿斜面向上運動時所受洛倫茲力垂直于斜面上向上，物體做減速運動，所受洛倫茲力減小，則物體對斜面壓力逐漸增大，所受滑動摩擦力逐漸增大，所以物體變減速向上運動，故BC錯誤；根據(jù)前面分析可知物體向上做減速運動時的加速度越來越大，當(dāng)物體速度減為零時，將開始向下滑動，故D錯誤?！敬鸢浮緿【解析】帶電小球受到的洛倫茲力與小球的速度方向時刻垂直，洛倫茲力對小球不做功，只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故小球兩次經(jīng)過0點時速度大小相等，但速度方向相反，所以動量大小相等，方向相反，A錯誤；小球分別從A點和B點向最低點O運動，兩次經(jīng)過O點時速度方向相反，由左手定則可v2知兩次經(jīng)過O點時洛倫茲力方向相反，細(xì)線的拉力大小不同，BC錯誤；由a=~r可知向心加速度大小相同，方向都是豎直向上，D正確。【答案】CD【解析】設(shè)螺線管在a、c兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小分別為Ba1和Bc1，通電直導(dǎo)線M在a、c兩點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小分別為Ba2和Bc2,根據(jù)安培定則以及磁感應(yīng)強度的疊加法則可知a、c兩點的合磁感應(yīng)強度大小分別為B=B-B，B=B+B，B=B，所以B<B，故A錯誤；根據(jù)安培定則可知，aa2a1cc2c1a2c2ac

導(dǎo)線M在b、c兩點的磁感應(yīng)強度大小相同，但方向不同，b點豎直向上，c點水平向右；螺旋管在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向斜向右上方，c點水平向右，所以由磁場疊加原理可知這兩點的合磁感應(yīng)強度方向一定不同,所以磁感應(yīng)強度一定不相同，故B錯誤；導(dǎo)線在圖示位置時，通電螺線管在M處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度方向為水平向右，根據(jù)左手定則可知M所受安培力豎直向下，根據(jù)牛頓第三定律可知通電螺線管所受安培力豎直向上，故C正確；根據(jù)通電螺線管周圍磁感線分布特點可知，將通電直導(dǎo)線M豎直向下移動到a點的過程中，導(dǎo)線M所在位置磁感應(yīng)強度逐漸增大，則M所受安培力逐漸增大，根據(jù)牛頓第三定律可知螺線管所受安培力也逐漸增大，故D正確。【答案】BC【解析】根據(jù)左手定則可知正粒子所受洛倫茲力方向豎直向下，負(fù)粒子所受洛倫茲力方向豎直向上，故A錯

誤，B正確；當(dāng)M、N兩點間電壓U穩(wěn)定時，根據(jù)平衡條件有qvB二qE，根據(jù)勻強電場中電勢差與場強的關(guān)1ndU系有U=Ed，由題意可知Q=vS=nd2V，解得Q=，可知廢液的流量與M、N兩點間電壓成正比，44B通過流量0的表達式可知，污水流量計不可以用于測量不帶電的液體的流速，故C正確，D錯誤?！敬鸢浮緼CD【解析】由題意知，流經(jīng)金屬桿ab的電流I=1A時，摩擦力如圖1，F(xiàn)+f=mgsina，且F=BLI，電1111流I=5A時，摩擦力如圖2，F(xiàn)=mgsina+f,且F=BLI，解得B=0.2T，f=0.4N，故A正確B2222錯誤；當(dāng)流經(jīng)金屬桿ab的電流I=3A時F=BLI=0.6N，即有F-mgsina=0，金屬桿ab與導(dǎo)軌間3333E無摩擦力，故C正確；滑動變阻器R=0時I=—=10A，F(xiàn)=BLI=2N，桿ab平衡需向下的最小拉力4r44F=F-(mgsina+f)=1N，故D正確。49.【答案】BDTnm【解析】粒子每次在口中運動時間均為半個周期，即即=①=百，與速度無關(guān)，故A錯誤，B正確；粒子運v21-q2B2R2動半徑為R時，有qvB=m，且E=二mv2，解得E=，與u0無關(guān)，故C錯誤，D正確。Rm2m2m09.【答案】AC【解析】設(shè)圓形磁場的半徑為R,粒子運動軌跡如圖所示，從M點射出的粒子的半徑尸］

=母，從N點射出的粒子半徑r2卡R，根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力可知qBv二咱，解得v-qBR，當(dāng)粒子a、b比荷相同，它們的速率之比等于半徑之比為3口1,故A錯誤；當(dāng)粒子a、b的速率相同，它們的比2nm9荷之比等于半徑反比為I故B錯誤；根據(jù)T=苛可知，當(dāng)粒子宀比荷相同，周期相同，則則二九T可知，它們在磁場中偏轉(zhuǎn)角度之比為60?？?20。=1口2,則運動時間之比1口2,故C正確；當(dāng)粒子ab的速率r9相同，根據(jù)t二，它們在磁場中的運動時間之比為3：2,故D錯誤。v二、非選擇題11.【解析】⑴離子做勻速直線運動，受到的電場力和洛倫茲力平衡，有qE=qv0B0E解得B0=-。vo(2)離子在電場中做類平拋運動，水平方向做勻速運動，則剛進入磁場的速度：亠=^ovcos30°=3V2設(shè)離子進入磁場后做勻速圓周運動的半徑為尸，根據(jù)牛頓第二定律，得：qvB=mr由幾何關(guān)系得：|d=rcos30°解得：B*1