2023年物理大二輪復習5 選擇題練習(五)磁場

對應學生

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)生的磁感應強度

的大小均為B,導線“通過的電流大小為g/,則導線。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)生的磁感應強度的大小均為B,根據(jù)矢量的疊加，結合幾何關

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

知，導線”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調平衡后放在磁感應強度大小為8、方向垂直紙面向里的勻強磁

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

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；由幾何關系知，離子在磁場中運動軌跡對應的圓心角為

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、負電子從A點以相同的速度比沿與OA成37°角先、后進入該磁場，其；?:安、：：：'

中正電子從B點離開磁場，負電子從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，設六邊形的邊

長為3則由幾何關系得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,質量為皿不計重力），從*p

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

應強度大小為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。

的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速。流動時，導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；當導電液

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

√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，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,假設粒子逆時針轉動，則粒子射出范圍如圖所示。

當軌跡對應弦最短時（圖中未畫出），對應圓心角最小，此時在磁場

中運動時間最短，由題意知，當弦恰好垂直于磁場邊界時弦最短，由幾

1Γ?fL°

何關系知，此時對應圓心角為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，磁感應強度/'x義

/XX×?

8=0.25T,一群質量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，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系中，X軸上方有磁感應強度大小為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，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

應強度方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小等于京，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