江浙省高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 磁場(chǎng)專題檢測(cè)卷8-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題檢測(cè)卷八磁場(chǎng)一、選擇題(共16題,每題3分,共48分)1.(2018浙江杭州預(yù)測(cè))下列選項(xiàng)中用比值法來(lái)定義物理量的是()A.a=Fm B.E=Ud C.I=U2.(2018浙江溫州期末)如圖所示,無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線,均通以恒定電流I,直線部分和坐標(biāo)軸接近重合,彎曲部分是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的相同半徑的一段圓弧,已知直線部分在原點(diǎn)O處不形成磁場(chǎng),在第一象限圓弧電流在原點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,現(xiàn)在原點(diǎn)O處放一小段與x軸重合的長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線P(可以視為電流元),導(dǎo)線P的電流大小為I,電流方向沿x軸正方向,則通電導(dǎo)線P受到的安培力的大小和方向是()A.2BIL,方向與y軸正方向相同B.2BIL,方向與y軸負(fù)方向相同C.4BIL,方向與y軸正方向相同D.4BIL,方向與y軸負(fù)方向相同3.中國(guó)科技館“探索與發(fā)現(xiàn)”展廳有一個(gè)展品名為“伸縮的線圈”,如圖所示,該展品是將軟導(dǎo)線繞制成“軟螺線管”套在鐵棒上,通電時(shí),“軟螺線管”的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化?，F(xiàn)僅改變電流的方向,比較兩次通電時(shí)線圈的狀態(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.線圈由伸長(zhǎng)狀態(tài)變?yōu)閴嚎s狀態(tài)B.線圈由壓縮狀態(tài)變?yōu)樯扉L(zhǎng)狀態(tài)C.線圈仍是伸長(zhǎng)狀態(tài)D.線圈仍是壓縮狀態(tài)4.(2018浙江寧波重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示為電流天平,可以用來(lái)測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著矩形線圈,匝數(shù)為n,線圈的水平邊長(zhǎng)為l,處于虛線方框內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向與線圈平面垂直,當(dāng)線圈中通有如圖所示電流I時(shí),調(diào)節(jié)砝碼使天平達(dá)到平衡。然后使電流反向,大小不變,這時(shí)需要在左盤中拿走質(zhì)量為m的砝碼,才能使天平再達(dá)到新的平衡,由此可知()A.磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向內(nèi),大小為B=mgB.磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向內(nèi),大小為B=mgC.磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向外,大小為B=mgD.磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向外,大小為B=mg5.(2018浙江臺(tái)州中學(xué)統(tǒng)練)為了降低潛艇噪音可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。如圖為直線通道推進(jìn)器示意圖。推進(jìn)器前后表面導(dǎo)電,上下表面絕緣,規(guī)格為:a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m?？臻g內(nèi)存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10.0T、方向豎直向下,若在推進(jìn)器前后方向通以電流I=1.0×103A,方向如圖。則下列判斷正確的是(A.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力,大小為4.0×103NB.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力,大小為4.0×103NC.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力,大小為3.0×103ND.推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力,大小為3.0×103N6.教師在課堂上做了兩個(gè)小實(shí)驗(yàn),讓小明同學(xué)印象深刻。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“旋轉(zhuǎn)的液體”,在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極,沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極,把它們分別與電池的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,例如鹽水,如果把玻璃皿放在磁場(chǎng)中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái),如圖甲所示。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)叫作“振動(dòng)的彈簧”,把一根柔軟的彈簧懸掛起來(lái),使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸,通電后,發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動(dòng),如圖乙所示。下列關(guān)于這兩個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是 ()A.圖甲中,如果改變磁場(chǎng)的方向,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變B.圖甲中,如果改變電源的正負(fù)極,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變C.圖乙中,如果改變電源的正負(fù)極,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)D.圖乙中,如果將水銀換成酒精,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)7.(2018浙江臺(tái)州期末)如圖所示,三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線的橫截面在空間構(gòu)成等邊三角形,電流的方向垂直紙面向里。電流大小均為I,其中A、B電流在C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0,導(dǎo)線C位于水平面處于靜止?fàn)顟B(tài),則導(dǎo)線C受到的靜摩擦力是()A.3B0IL,水平向左 B.32B0C.32B0IL,水平向左 D.3B08.如圖所示,老師取來(lái)一節(jié)5號(hào)電池,將兩塊圓柱形且表面鍍有金屬涂層的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵固定在電池兩端,并分別與電池正負(fù)兩極良好接觸,再將這一裝置輕輕插入用粗銅絲繞制的一段螺線管(螺線管內(nèi)徑略大于圓柱形磁鐵的直徑,相鄰線圈間有空隙)的一端,只見固定有磁鐵的5號(hào)電池快速運(yùn)動(dòng)到螺線管的另一端。課后,周同學(xué)取來(lái)完全相同的器材,仿照老師的方法將它們重新組裝,重復(fù)這一實(shí)驗(yàn),但沒(méi)有成功。分析可能的原因是()A.老師有特異功能B.兩個(gè)磁鐵的磁性太弱C.放置兩個(gè)磁鐵時(shí)磁極的方向錯(cuò)誤D.螺線管兩端沒(méi)有連接為閉合回路9.如圖所示,在半徑為R圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),邊界上的A點(diǎn),有一粒子源能在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)沿不同方向向磁場(chǎng)中發(fā)射速率相同的同種帶電粒子,在磁場(chǎng)邊界的圓周上可觀測(cè)到有粒子飛出,則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為()A.R B.R2 C.R310.(2018浙江杭州期末)在如圖所示的平行板器件中,勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B互相垂直。一束初速度為v的帶電粒子從左側(cè)垂直電場(chǎng)射入后沿圖中直線②從右側(cè)射出。粒子重力不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A.若粒子沿軌跡①出射,則粒子的初速度一定大于vB.若粒子沿軌跡①出射,則粒子的動(dòng)能一定増大C.若粒子沿軌跡③出射,則粒子可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.若粒子沿軌跡③出射,則粒子的電勢(shì)能可能增大11.在兩個(gè)傾角均為α的光滑斜面上各放有一個(gè)相同的金屬棒,金屬棒中分別通有電流I1和I2,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相同,方向如圖甲、乙所示,兩根金屬棒均處于平衡狀態(tài),則兩種情況下的電流的比值I1∶I2為 ()A.sinα B.1sinα C.cosα12.(2018浙江臺(tái)州蓬街私立中學(xué)月考)一個(gè)質(zhì)子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.可能存在電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相同B.此空間可能有磁場(chǎng),方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向平行C.此空間可能只有磁場(chǎng),方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向垂直D.此空間可能有正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向均與質(zhì)子速度的方向垂直13.如圖所示,在豎直放置間距為d的平行板電容器中,存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的點(diǎn)電荷從兩極板正中間處?kù)o止釋放。重力加速度為g。則點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板的過(guò)程中()A.加速度大小為a=qEm+gB.所需的時(shí)間為t=C.下降的高度為y= D.電場(chǎng)力所做的功為W=Eqd14.如圖所示,已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后,水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)為E)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)的復(fù)合場(chǎng)中,小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()A.小球可能帶正電B.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=2C.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=2D.若電壓U增大,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期增加15.利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B。用絕緣輕質(zhì)細(xì)線把底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源,電源內(nèi)阻不計(jì),電壓可調(diào),導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)。當(dāng)外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí),力敏傳感器會(huì)顯示拉力的大小F。當(dāng)線框接入恒定電壓為E1的電源時(shí),力敏傳感器顯示拉力的大小為F1;當(dāng)線框接入恒定電壓為E2的電源時(shí),力敏傳感器顯示拉力的大小為F2。下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)線框接入恒定電壓為E1的電源時(shí)所受安培力大小為F1B.當(dāng)線框接入恒定電壓為E2的電源時(shí)力敏傳感器顯示拉力的大小為線框所受安培力與重力之差C.待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為(D.待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為(16.如圖所示,三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3垂直紙面如圖放置,與坐標(biāo)原點(diǎn)分別位于邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)點(diǎn)上,L1與L2中的電流均為I,方向均垂直于紙面向外,L3中的電流為2I,方向垂直紙面向里(已知電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kIr(其中k為常數(shù))。某時(shí)刻有一質(zhì)子(電荷量為e)正好沿與x軸正方向成45°斜向上經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,速度大小為v,則質(zhì)子此時(shí)所受磁場(chǎng)力為(A.方向垂直紙面向里,大小為2B.方向垂直紙面向外,大小為3C.方向垂直紙面向里,大小為3D.方向垂直紙面向外,大小為2二、計(jì)算題(共7題,共52分)17.(7分)(2018浙江杭州高考命題預(yù)測(cè))一束電子束射入如圖所示的組合磁場(chǎng)中,其中磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向里,磁場(chǎng)橫向?qū)挾葹閐,縱向延伸至無(wú)窮;磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向向外,磁場(chǎng)橫向?qū)挾葹?d,縱向延伸至無(wú)窮。以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)點(diǎn)處為原點(diǎn),射入方向?yàn)閤軸正方向,建立平面直角坐標(biāo)系。同時(shí)為了探測(cè)電子的位置,在磁場(chǎng)Ⅰ的左側(cè)邊界鋪設(shè)了熒光屏。已知電子的比荷為K。忽略電子間的相互作用與重力作用。求:(1)粒子能夠進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ的最小速度v1與此時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ的坐標(biāo)。(2)當(dāng)v1滿足(1)小題所給值時(shí),當(dāng)粒子速度為v2=v1時(shí)離開磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的坐標(biāo)。(3)當(dāng)v1滿足(1)小題所給值時(shí),若運(yùn)動(dòng)的帶電粒子能使熒光屏發(fā)光,已知放射源放出的粒子速度為3v1>v>0.5v1,那么熒光屏發(fā)光的坐標(biāo)范圍是多少?18.(7分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m=5.0×10-8kg、電荷量為q=1.0×10-6C的帶電粒子。從靜止開始經(jīng)U0=10V的電壓加速后,從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng),已知OP=(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大小;(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T,粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場(chǎng),求OQ的距離;(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B'滿足的條件。19.(7分)一臺(tái)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U0的加速電場(chǎng),其初速度幾乎為零。這些離子經(jīng)加速后通過(guò)狹縫O沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(cè)量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)區(qū)域MQ損壞,檢測(cè)不到離子,但右側(cè)區(qū)域QN仍能正常檢測(cè)到離子。在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后,原本打在MQ的離子即可在QN檢測(cè)到。(1)求原本打在MN中點(diǎn)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;(3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測(cè)完整,求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。(取lg2=0.301,lg3=0.477,lg5=0.699)20.(7分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的原點(diǎn)O處有一放射源S,S在xOy平面內(nèi)均勻地發(fā)射速度大小為v的帶正電荷粒子,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q。y軸的右側(cè)垂直于x軸放置長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣彈性薄板MN,MN與x軸交于O'點(diǎn),粒子與其碰撞并反彈,反彈前后平行于板的分速度大小、方向均不變,垂直于板的分速度大小不變,方向相反,碰撞時(shí)粒子的電量不變。已知三角形MNO為正三角形,不計(jì)粒子的重力。(1)若只在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),要使y軸右側(cè)射出的所有粒子都能打到彈性板MN上,試求電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值Emin及此條件下打到彈性板M點(diǎn)的粒子的動(dòng)能;(2)若在xOy平面內(nèi)只加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要有粒子直接擊中彈性板MN的反面O'點(diǎn),試求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值Bmax;(3)若磁場(chǎng)方向及大小與(2)中所求Bmax相同,請(qǐng)判斷直接擊中MN板反面O'的粒子反彈后能否擊中MN正面O'點(diǎn)。若能擊中,請(qǐng)計(jì)算經(jīng)MN反面O'點(diǎn)反彈后第一次擊中正面O'點(diǎn)這一過(guò)程的時(shí)間;若不能擊中,請(qǐng)說(shuō)明理由。21.(8分)如圖,在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氕核

11H和一個(gè)氘核

12H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出,速度方向沿x軸正方向,已知(1)1(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(3)122.(8分)如圖,平面直角坐標(biāo)系xOy中,在y>0及y<-L區(qū)域存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向相反(均平行于y軸)的勻強(qiáng)電場(chǎng),在-L<y<0區(qū)域存在方向垂直于xOy平面(紙面)向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為EB=4v03,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,經(jīng)過(guò)y軸上的點(diǎn)P(1)粒子到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向;(2)粒子第一次從磁場(chǎng)下邊界穿出位置的橫坐標(biāo);(3)粒子從P1點(diǎn)出發(fā)后做周期性運(yùn)動(dòng)的周期。23.(8分)(2018浙江十校聯(lián)盟選考)理論研究表明正、反物質(zhì)湮滅會(huì)產(chǎn)生大量能量,同種正、反粒子具有相同的質(zhì)量和電荷量大小,但帶電性質(zhì)相反。例如,電子的反物質(zhì)是正電子,正電子的質(zhì)量和電子相同,帶電荷量為+e。所以在宇宙空間探測(cè)反粒子是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)的一種方法。如右圖為研究小組為暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星設(shè)計(jì)的探測(cè)器截面圖;開口間距為d的長(zhǎng)平行金屬板AB,內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B,兩金屬板間加有可調(diào)節(jié)的電壓U,使部分粒子能沿著平行于金屬板的方向進(jìn)入下方的磁場(chǎng)區(qū)。MN下方區(qū)域Ⅰ、Ⅱ?yàn)閮上噜彽姆较蛳喾吹膭驈?qiáng)磁場(chǎng)區(qū),寬度都為2d,磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B,ef是兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)的分界線,PQ是粒子收集板,可以記錄粒子打到收集板上的數(shù)量和位置。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間,探測(cè)器能接收到平行金屬板射入的各種速率的宇宙射線(各種帶電粒子),通過(guò)調(diào)節(jié)U,可使部分帶電粒子被收集板吸收。已知正電子的比荷s,不考慮相對(duì)論效應(yīng)、電荷間的相互作用以及電磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。(1)調(diào)節(jié)電壓,使正電子恰好越過(guò)分界線ef,則正電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的總時(shí)間t為多大?(2)要使正、負(fù)電子被收集板收集時(shí)不重疊,求金屬板AB間所加電壓U的范圍;(3)在題(1)電壓條件下,被收集板PQ收集的各種帶正電的粒子落在距離為kd(k>1)的范圍內(nèi),則落在其中最左側(cè)的帶正電粒子的比荷為多大?

專題檢測(cè)卷八磁場(chǎng)1.D2.A3.D4.D5.A6.C7.D8.C9.B10.D11.D導(dǎo)體棒受力如圖,根據(jù)共點(diǎn)力平衡得F1=mgtanα,F2=mgsinα,所以導(dǎo)體棒所受的安培力之比F1F212.C可能存在電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相同,此時(shí)質(zhì)子不受洛倫茲力,電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向相同或相反,質(zhì)子不會(huì)偏轉(zhuǎn),故A正確。若空間存在磁場(chǎng),質(zhì)子的速度方向與磁場(chǎng)平行時(shí),不受洛倫茲力,質(zhì)子不發(fā)生偏轉(zhuǎn),故B正確。若此空間只有磁場(chǎng),方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)速度的方向垂直,質(zhì)子一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故C錯(cuò)誤。此空間可能有正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向均與質(zhì)子速度的方向垂直,洛倫茲力和電場(chǎng)力大小相等方向相反,不會(huì)偏轉(zhuǎn),故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的,故選C。13.B點(diǎn)電荷受到重力、電場(chǎng)力,合力F=(Eq)2+(mg)2,根據(jù)牛頓第二定律有a=(Eq)2+(mg)2m14.C小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則小球受的電場(chǎng)力和重力大小相等,方向相反,則小球帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;由牛頓第二定律和動(dòng)能定理可得:Bqv=mv2r,Uq=mv2,聯(lián)立mg=qE可得:小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=1B215.D由圖可知,安培力豎直向下;當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E1的電源時(shí)力敏傳感器顯示拉力的大小為F1,所受安培力為F1-mg,故A錯(cuò)誤;當(dāng)線框接電動(dòng)勢(shì)為E2的電源時(shí)力敏傳感器顯示的拉力大小為線框所受安培力大小與重力之和,故B錯(cuò)誤;根據(jù)題意有:F1-mg=BE1RL,F2-mg=BE216.B根據(jù)安培定則,作出三根導(dǎo)線分別在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,如圖:由題意知,L1在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=kIa,L2在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2=kI2a,L3在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B3=2kIa,先將B2正交分解,則沿x軸負(fù)方向的分量為B2x=kI2asin45°=kI2a,同理沿y軸負(fù)方向的分量為B2y=kI2asin45°=kI2a,故x軸方向的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bx=B1+B2x=3kI2a,y軸方向的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B故某時(shí)刻有一質(zhì)子(電荷量為e)正好沿與x軸正方向成45°斜向上經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,由左手定則可知,洛倫茲力的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?大小為f=eBv=3217.答案(1)v1=KBd其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ坐標(biāo)為(d,-d)(2)(d,-d3)(3)(0,-2d)到(0,43解析(1)進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ的最小速度情況如圖所示:由洛倫茲力提供向心力得:qv1B=m得v1=KBd其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ坐標(biāo)為(d,-d)(2)電子以速度v在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)半徑r=vKB當(dāng)v2=53v1時(shí),其軌跡半徑r2=53其運(yùn)動(dòng)情況如圖所示:由幾何關(guān)系可知,粒子偏轉(zhuǎn)角θ=37°所以離開磁場(chǎng)Ⅰ時(shí),粒子水平方向位移x=d,豎直方向的位移y=-d離開磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的坐標(biāo)為(d,-d3(3)當(dāng)0.5v1<v<v1時(shí),臨界情況如圖所示。亮線范圍是(0,-2d)到(0,-d)當(dāng)v1<v<2v1時(shí),臨界情況如圖所示。粒子達(dá)到熒光屏距離原點(diǎn)距離y=43R-4R亮線范圍為(0,-2d)到(0,43R-4R)當(dāng)2v1<v<3v1時(shí),粒子穿出磁場(chǎng)Ⅱ右邊界,不能打到熒光屏上。綜上,亮線坐標(biāo)范圍為(0,-2d)到(0,43R-4R)18.答案(1)20m/s(2)0.90m(3)B'>5.33T(取“≥”同樣給分)解析(1)對(duì)帶電粒子的加速過(guò)程,由動(dòng)能定理得qU0=mv2甲代入數(shù)據(jù)得v=20m/s。(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=m解得r=mv代入數(shù)據(jù)得r=0.50m而OPcos53°故圓心一定在x軸上,軌跡如圖甲所示。由幾何關(guān)系可知OQ=r+rsin53°故OQ=0.90m。(3)帶電粒子不從x軸射出,軌跡如圖乙所示。乙由幾何關(guān)系得,OP>r'+r'cos53°①r'=mvqB'聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得B'>16319.答案(1)9(2)100U081≤U≤解析(1)離子在電場(chǎng)中加速qU0=mv2在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)qvB=mv解得r=1代入r0=34L,解得m=(2)由(1)知,U=16離子打在Q點(diǎn)r=56L,U=離子打在N點(diǎn)r=L,U=16則電壓的范圍100U0(3)由(1)可知,r∝U由題意知,第1次調(diào)節(jié)電壓到U1,使原本Q點(diǎn)的離子打在N點(diǎn)L此時(shí),原本半徑為r1的打在Q1的離子打在Q上5解得r1=(56)第2次調(diào)節(jié)電壓到U2,原本打在Q1的離子打在N點(diǎn),原本半徑為r2的打在Q2的離子打在Q上,則L解得r2=(56)同理,第n次調(diào)節(jié)電壓,有rn=(56)n+檢測(cè)完整,有rn≤L解得n≥lg2lg最少次數(shù)為3次。20.答案(1)Emin=43mv2qLEk=132mv2(2)Bmax解析(1)若沿y軸方向的粒子能擊中彈性板的上、下邊緣,則所有粒子均能擊中彈性板。所加電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為Emin,對(duì)應(yīng)沿著y軸正方向射出的帶電粒子正好打在彈性板的端點(diǎn)M,對(duì)該粒子由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:Lcos30°=at2 ①Lsin30°=vt ②由牛頓第二定律有:qEmin=ma ③由①②③式得:Emin=43m由動(dòng)能定理得:qEminLcos30°=Ek-12mv2 由④⑤式得:Ek=132mv(2)由題意所加磁場(chǎng)的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmax對(duì)應(yīng)來(lái)自S的粒子恰好經(jīng)過(guò)彈性板下端點(diǎn)N后打到O',得最小半徑的軌跡如圖所示:由粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小為R=L2洛倫茲力提供向心力:qvBmax=mv2代入計(jì)算得:Bmax=2(3)能擊中由題意知軌跡如圖所示:則時(shí)間t=T=2πRv代入計(jì)算得:t=π21.答案(1)23h3(2)6mE解析(1)1水平方向:x1=v1t1豎直方向:h=12a1粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)豎直分速度:vy=a1t1=v1tan60°解得:x1=23(2)11H在電場(chǎng)中的加速度:a1

11

1由幾何知識(shí)得:x1=2r1sin60°

1qvB=mv解得:B=6(3)由題意可知:11H和12mv由牛頓第二定律得:qE=2ma2

1水平方向:x2=v2t2豎直方向:h=12a2

12由幾何關(guān)系得:sinθ'=v解得:x2=