2016高考物理總復(fù)習(xí)高考熱點探究9磁場預(yù)測演練含解析

PAGE1PAGE6【全優(yōu)課堂】2016高考物理總復(fù)習(xí)高考熱點探究9磁場預(yù)測演練一、雙項選擇題1．(2013·深圳二模)如圖6所示，一重力不計的帶電粒子以一定的速率從a點對準(zhǔn)圓心射入一圓形勻強(qiáng)磁場，恰好從b點射出．增大粒子射入磁場的速率，下列判斷正確的是()圖6A．該粒子帶正電B．從bc間射出C．從ab間射出D．在磁場中運動的時間變短【答案】BD【解析】粒子若帶正電，由左手定則，該粒子剛進(jìn)入磁場時受力向左，與事實不符，故A錯．由qvB＝eq\f(mv2,r)，增大粒子射入磁場的速率，其半徑會增大，故會從bc間射出，B對、C錯．增大粒子射入磁場的速率，其在磁場中的軌跡對圓心角會變小，在磁場中運動的時間變短，D對．2．醫(yī)生在做手術(shù)時，需從血庫里取血，為避免感染，都是利用電磁泵從血庫里向外抽．如圖7為一個電磁泵的結(jié)構(gòu)圖，長方形導(dǎo)管的前后表面絕緣，上下表面為導(dǎo)體，管長為L，厚為b，寬為a，內(nèi)壁光滑．將導(dǎo)管放在垂直前后表面向里的勻強(qiáng)磁場中，由于充滿導(dǎo)管的血漿中帶有正負(fù)離子，將上下表面和電源接通，干路中的電流強(qiáng)度為I，導(dǎo)管的左右兩側(cè)便會產(chǎn)生壓強(qiáng)差，從而將血漿抽出．若血漿的電阻率為ρ，所加電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則()圖7A．此裝置中血漿的等效電阻為R＝eq\f(ρb,aL)B．此裝置中血漿受的安培力大小為F＝BILC．此裝置中血漿受的安培力大小為F＝BIbD．左右兩側(cè)的壓強(qiáng)差為p＝eq\f(BI,b)【答案】AC【解析】電流從上到下流過血漿時，長為b的血漿等效電阻為R＝eq\f(ρb,aL)，A對；裝置中的血漿等效為長為b的導(dǎo)體，所受安培力為F＝BIb，B錯，C對；由壓強(qiáng)公式得p＝eq\f(F,ab)＝eq\f(BI,a)，D錯．二、非選擇題3．(2012·廣州調(diào)研)如圖8所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，第Ⅰ象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第Ⅱ象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，初速度為零、帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x軸上的A點垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域，在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點．已知OA＝OC＝d.求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(粒子的重力不計)．圖8【答案】E＝eq\f(4U,d)B＝eq\f(1,d)eq\r(\f(2Um,q))【解析】設(shè)帶電粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后速度為v，qU＝eq\f(1,2)mv2①帶電粒子進(jìn)入磁場后，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qBv＝eq\f(mv2,r)②依題意可知：r＝d③聯(lián)立①②③可解得：B＝eq\f(1,d)eq\r(\f(2Um,q))④帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動，設(shè)經(jīng)時間t從P點到達(dá)C點，由d＝vt⑤d＝eq\f(1,2)×eq\f(qE,m)t2⑥聯(lián)立①⑤⑥可解得：E＝eq\f(4U,d).4．如圖9所示，MN是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1m的光滑的1/4圓弧軌道，軌道上存在水平向右的勻強(qiáng)電場．軌道的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝0.1T．現(xiàn)有一帶電荷量為1C、質(zhì)量為100g的帶正電小球從M點由靜止開始自由下滑，恰能沿NP方向做直線運動，并進(jìn)入右側(cè)的復(fù)合場(NP沿復(fù)合場的中心線)．已知AB板間的電壓為UBA＝2V，板間距離d＝2m，板的長度L＝3m，若小球恰能從板的邊沿飛出，g取10m/s2.求：圖9(1)小球運動到N點時的速度v；(2)水平向右的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；(3)復(fù)合場中的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.【答案】(1)10m/s(2)4N/C(3)0.2T【解析】(1)小球沿NP做直線運動，由平衡條件可得mg＝qvB1解得v＝10m/s.(2)小球從M點到N點的過程中，由動能定理得：mgR＋qER＝eq\f(1,2)mv2代入數(shù)據(jù)解得：E＝4N/C.(3)在板間復(fù)合場小球受電場力eq\f(qUBA,d)＝1eq\f(N,C)與重力平衡，故小球做勻速圓周運動設(shè)運動半徑為R′，由幾何知識得：R′2＝L2＋(R′－eq\f(d,2))2解得：R′＝5m由qvB2＝eq\f(mv2,R′)，解得：B2＝0.2T.5.(2013·深圳一模)如圖10所示，水平地面上方有一底部帶有小孔的絕緣彈性豎直擋板，擋板高h(yuǎn)＝9m，與擋板等高處有一水平放置的籃筐，筐口的中心離擋板s＝3m．擋板的左側(cè)以及擋板上端與筐口的連線上方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T；質(zhì)量m＝1×10－3C、直徑略小于小孔寬度的帶電小球的電荷量不變，小球最后都能從筐口的中心處落入筐中，g＝10m/s2圖10(1)電場強(qiáng)度的大小與方向；(2)小球運動的周期及最大半徑；(3)小球運動的最小速率．【答案】見解析【解析】(1)因小球能做勻速圓周運動，所以有：Eq＝mgE＝eq\f(mg,q)＝10N/C方向豎直向下．(2)洛倫茲力提供向心力有：qvB＝meq\f(v2,R)，且T＝eq\f(2πR,v)得：T＝2π≈6.28s小球不與擋板相碰直接飛入框中，其運動半徑最大，如右圖所示，由幾何知識可得：(h－Rm)2＋s2＝Req\o\al(2,m)解得：Rm＝5mvm＝eq\f(BqRm,m)＝5m/s.(3)因為速度方向與半徑方向垂直，圓心必在擋板的豎直線上R≥s＝3m設(shè)小球與擋板碰撞n次，其最小半徑為eq\f(h,2n)，要擊中目標(biāo)必有：eq\f(h,2n)≥3，eq\f(9,2n)≥3，n≤1.5n只能取0,1當(dāng)n＝0，即與第(2)問中的解相同當(dāng)n＝1時可得：(h－3R)2＋s2＝R2解得：R1＝3m，R2＝3.75m.R1＝3m時半徑最小，其運動軌跡如右圖中的軌跡①所示，其最小速度：qvmB＝meq\f(v\o\al(2,m),R1)，vm＝eq\f(BqR1,m)＝3m/s.6．(2014·云浮質(zhì)檢)如圖11所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L，兩板間距離為eq\f(L,2)，PQ板帶正電，MN板帶負(fù)電，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進(jìn)磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場(不計粒子重力)求：圖11(1)兩金屬板間所加電場的場強(qiáng)大?。?2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。敬鸢浮?1)eq\f(mv\o\al(2,0),qL)(2)eq\f(2mv0,qL)【解析】(1)粒子的運動軌跡如圖所示，設(shè)粒子在平行金屬板勻強(qiáng)電場中運動的時間為t，由類平拋運動可知：L＝v0t，eq\f(L,2)＝eq\f(1,2)at2，a＝eq\f(Eq,m)聯(lián)立上式解得：E＝eq