如图所示在磁感应强度为B的水平匀强磁场中有一足够长的绝缘细
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电磁感应专题复习(重要)基础回顾(一)法拉弟电磁感应定律1、内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比E=nΔΦ/Δt(普适公式)当导体切割磁感线运动时,其感应电动势计算公式为E=BLVsinα2、E=nΔΦ/Δt与E=BLVsinα的选用①E=nΔΦ/Δt计算的是Δt时间内的平均电动势,一般有两种特殊求法ΔΦ/Δt=BΔS/Δt即B不变ΔΦ/Δt=SΔB/Δt即S不变② E=BLVsinα可计算平均动势,也可计算瞬时电动势。
③直导线在磁场中转动时,导体上各点速度不一样,可用V平=ω(R1+R2)/2代入也可用E=nΔΦ/Δt 间接求得出 E=BL2ω/2(L为导体长度,ω为角速度。
)(二)电磁感应的综合问题一般思路:先电后力即:先作“源”的分析--------找出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r。
再进行“路”的分析-------分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相应部分的电流大小,以便安培力的求解。
然后进行“力”的分析--------要分析力学研究对象(如金属杆、导体线圈等)的受力情况尤其注意其所受的安培力。
按着进行“运动”状态的分析---------根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。
最后是“能量”的分析-------寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。
【常见题型分析】题型一楞次定律、右手定则的简单应用例题(2006、广东)如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为L0 、下弧长为d0的金属线框的中点连接并悬挂于o点,悬点正下方存在一个弧长为2 L0、下弧长为2 d0、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 远小于L先将线框拉开到图示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦,下列说法中正确的是A、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→B、金属线框离开磁场时感应电流的方向a→d→c→b→C、金属线框d c边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D、金属线框最终将在磁场内做简谐运动。
浙江省普通高中强基联盟2022-2023学年高二下学期5月月考物理试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题 1.下列物理量是矢量且对应的单位是由国际单位制的基本单位组成的是( ) A .力,NB .冲量,-1kg m s ⋅⋅C .电场强度,-1N C ⋅D .磁通量,2-2k m s A g ⋅⋅⋅ 2.美国“毅力号”火星车于北京时间2021年2月19号4点55分成功登陆火星表面,“毅力号”火星车于北京时间2021年08月06日进行了首次火星样本取样工作,且其携带的“机智号”火星直升机也完成了持续40秒的首飞,飞行约160米,成功“击败”了火星稀薄的空气。
下列说法正确的是( )A .“火星车于北京时间2021年2月19号4点55分”是指时刻B .研究火星直升机在空中飞行轨迹时不能将火星直升机看作质点处理C .研究火星直升机叶片与空气间相互作用力时可将叶片看作质点D .“机智号”火星直升机首飞时的平均速度一定是4m/s3.如图为骑行者驾驶摩托车在水平路面上向左匀速拐弯的某个瞬间,不计空气阻力,下列说法正确的是( )A .地面对摩托车的弹力方向指向左上方B .地面对摩托车的摩擦力方向与车的运动方向相反C .地面对摩托车的作用力与摩托车对地面的作用力大小相等D.摩托车对驾驶员的作用力竖直向上4.如图所示的LC振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且正在增强,则此时()A.电容器上极板带负电,下极板带正电B.振荡电路中能量正在从磁场能转化为电场能C.线圈中的自感电动势正在变小D.增大电容器两极板间的距离,振荡周期会变大5.在江苏卫视《最强大脑》中,一位选手用“狮吼功”震碎了高脚玻璃杯,如图所示。
若我们用手指轻弹同样的酒杯,听到清脆的声音,并测得该声音的频率为500Hz,已知空气中的声速为340m/s,则()A.该选手震碎玻璃杯的声波波长约为0.68mB.选手的声音越大,越容易把玻璃杯震碎C.选手声音的频率越大,越容易把玻璃杯震碎D.选手“发功”时,玻璃杯做受迫振动的频率始终为500Hz6.如图所示,线圈的两端分别与电压表的两个正、负接线柱相连。
重庆市高三2024届调研测试卷(11月)全真演练物理试题一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,真空中的M、N为两个等大的均匀带电圆环,其圆心分别为A,C,带电量分别为,将它们平行放置,A、C连线垂直于圆环平面,B为AC的中点,现有质量为m带电量为的微粒(重力不计)从左方沿AC连线方向射入,到A点时速度,到B点时速度,取无穷远处为电势零点,点电荷的电势公式为,式中k为静电力常量,Q为点电荷的电量,r为到点电荷的距离。
下列判断可能正确的是( )A.微粒从B至C做加速运动,且B.微粒越过C点后先做加速运动,后做减速运动C.微粒将以B为中心做往返运动D.微粒在整个运动过程中的最终速度为第(2)题一定质量的理想气体从状态A经状态变化到状态,体积和热力学温度的图象如图所示,三个状态的坐标分别是、、、已知状态的压强为,则该过程中气体( )A.吸收的热量为B.吸收的热量为C.放出的热量为D.放出的热量为第(3)题如图所示,水平地面上固定有足够长的平行粗糙导轨和,导轨间接有电阻R,其余部分电阻不计,在矩形区域内有一竖直向下的匀强磁场B。
一金属棒垂直跨在导轨上,在磁场以速度v向右匀速运动过程中,测得金属棒也达到稳定的速度,则( )A.金属棒稳定的速度方向向左,且等于vB.金属棒稳定的速度方向向左,且小于vC.金属棒稳定的速度方向向右,且等于vD.金属棒稳定的速度方向向右,且小于v第(4)题如图xOy为倾角为37°的固定斜面内的直角坐标系,其中x轴和斜面底边平行。
一个可以视为质点的滑块在平行于斜面的外力F作用下,在斜面上沿着某一直线匀速运动。
已知滑块和斜面间的动摩擦因数为0.6,。
关于F的方向下列分析正确的是( )A.F可以沿任意方向B.F可能沿方向C.F可能和方向夹指向第四象限D.F可能和方向夹指向第二象限第(5)题如图所示,斜面顶端在水平面上的投影为O点,斜面与水平面平滑连接。
2024年1月浙江省普通高校招生选考科目考试物理核心考点仿真模拟试卷B(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示的三维直角坐标系O-xyz中,在A(a,0,0)和B(0,a,0)点放置等量的异种点电荷,电量分别为+q和-q,则坐标为处的电场强度E的大小为( )A.B.C.D.第(2)题下列哪种现象或者应用实例属于光的衍射( )A.观看立体电影的眼镜B.圆盘影子中心的亮斑C.水中“折断”的铅笔D.自行车的尾灯第(3)题下列说法中正确的是( )A.两个不同的物体,只要温度和体积相同,内能就相同B.由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量,完全变成功是不可能的C.当分子间的作用力表现为斥力时,随着分子间距离的增大,分子势能减小D.单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减小,气体的压强一定减小第(4)题一质量为m的小球被发射到空中,运动中小球受到方向水平向左、大小为F的恒力作用。
忽略空气阻力,重力加速度为g。
为了使小球能重新回到发射点,发射速度方向与水平向右方向的夹角θ应该满足( )A .sinθ=B.cosθ=C.tanθ=D.cotθ=第(5)题如图所示,质量的物块靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数,垂直于墙面作用在物块表面的推力,物块处于静止状态。
取,则物块所受摩擦力的大小为( )A.B.C.D.第(6)题2021年5月15日,天问一号探测器着陆火星取得成功,迈出了我国星际探测征程的重要一步,在火星上首次留下国人的印迹。
天问一号探测器成功发射后,顺利被火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星。
经过轨道调整,探测器先沿椭圆轨道Ⅰ运行,之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅱ运行,如图所示,两轨道相切于近火点P,则天问一号探测器( )A.在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态B.在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短C.从轨道Ⅰ进入Ⅱ在P处要加速D.沿轨道Ⅰ向P飞近时速度增大第(7)题如图xOy为倾角为37°的固定斜面内的直角坐标系,其中x轴和斜面底边平行。
江苏省泰州市兴化市第一中学2024届高三下学期联合考试物理试题注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、在一大雾天,一辆小汽车以30m/s 的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方30m 处有一辆大卡车以10m/s 的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵。
如图所示a 、b 分别为小汽车和大卡车的v -t 图像,以下说法正确的是( )A .因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾B .在t =5s 时追尾C .在t =2s 时追尾D .若刹车不失灵不会追尾2、运动员从高山悬崖上跳伞,伞打开前可看成做自由落体运动,开伞后减速下降,最后匀速下落. p F E υ合、、和E 分别表示速度、合外力、重力势能和机械能.其中t h 、分别表示下落的时间和高度,在整个过程中,下列图象可能符合事实的是( )A .B .C .D .3、如图所示,N 匝矩形线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO ’匀速转动,线圈面积为S ,线圈电阻为R ,电流表和电压表均为理想表,滑动变阻器最大值为2R ,则下列说法正确的是( )A.电压表示数始终为2NBSωB.电流表示数的最大值NBS RωC.线圈最大输出功率为22228N B SRωD.仅将滑动变阻器滑片向上滑动,电流表示数变大,电压表示数变大4、北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星定位和导轨系统,预计2020年形成全球覆盖能力。
考点3 运动电荷在磁场中受到的力—洛伦兹力1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力.2.洛伦兹力的方向(1)判定方法左手定则:掌心——磁感线垂直穿入掌心;四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向;拇指——指向洛伦兹力的方向.(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面(注意:洛伦兹力不做功).3.洛伦兹力的大小(1)v∥B时,洛伦兹力F=0.(θ=0°或180°)(2)v⊥B时,洛伦兹力F=qvB.(θ=90°)(3)v=0时,洛伦兹力F=0.1.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是()A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用2.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()3.如下图所示是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B、F、v两两垂直).其中正确的是()4.下列关于洛伦兹力的说法中,正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变5.带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示了粒子的径迹,这是云室的原理,如图所示是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是()A.四种粒子都带正电B.四种粒子都带负电C.打到a、b点的粒子带正电D.打到c、d点的粒子带正电6.如图所示是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,下列措施可采用的是()A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一磁场,磁场方向沿x轴正方向D.加一磁场,磁场方向沿y轴负方向7.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是()A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动8.(多选)如图为一“滤速器”装置的示意图.a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动,由O′射出.不计重力作用.可能达到上述目的的办法是()A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外9.(多选)在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区中,一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区,设电子射出场区时的速度为v,则()A.若v0>E/B,电子沿轨迹I运动,射出场区时,速度v>v0B.若v0>E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v0C.若v0<E/B,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度v>v0D.若v0<E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v010.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图3-5-12所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为2mg/v0BB.油滴必带负电荷,比荷q/m=g/v0BC.油滴必带正电荷,电荷量为mg/v0BD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg/v0B11.(多选)如图所示,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从等高的A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时()A.小球的动能相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同12. (多选)如图所示,一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动,飞离桌子边缘A ,最后落到地板上.设有磁场时飞行时间为t 1,水平射程为x 1,着地速度大小为v 1;若撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t 2,水平射程为x 2,着地速度大小为v 2.则下列结论正确的是( )A .x 1>x 2B .t 1>t 2C .v 1>v 2D .v 1和v 2相同13. (多选)如图所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移),a 、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b 物块,使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段( )A .a 、b 一起运动的加速度减小B .a 、b 一起运动的加速度增大C .a 、b 物块间的摩擦力减小D .a 、b 物块间的摩擦力增大14. 如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中.质量为m 、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( )A . 滑块受到的摩擦力不变B . 滑块到达地面时的动能与B 的大小无关C . 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D . B 很大时,滑块可能静止于斜面上15. (多选)质量为m 、带电荷量为q 的小物块,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B ,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下列说法中正确的是( )A . 小物块一定带正电荷B . 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C . 小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D . 小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时的速率为mg cos θBq16、如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m ,带电荷量为q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中.设小球电荷量不变,小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有( )A. 小球加速度一直减小B. 小球的速度先减小,直到最后匀速C. 杆对小球的弹力一直减小D. 小球受到的洛伦兹力一直减小17、(多选)在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q 、质量为m 的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v ,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )A .0 B.12m (mg qB )2 C.12mv 2 D.12mv 2-(mg qB )2] 18、(多选)如图所示,粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中小球的v -t 图象如图所示,其中错误的是( )19、(多选)如图所示,一个带正电荷的物块m ,由静止开始从斜面上A 点下滑,滑到水平面BC 上的D 点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B 处时的机械能损失.先在ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D ′点停下来.后又撤去电场,在ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D ″点停下来.则以下说法中正确的是( )A 、D ′点一定在D 点左侧B 、D ′点一定与D 点重合C 、D ″点一定在D 点右侧 D 、D ″点一定与D 点重合20、如图所示,在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO ′在竖直面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m 、带电荷量为+q 的圆环A 套在OO ′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tan α.现让圆环A 由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:(1) 圆环A 的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?(2) 圆环A 能够达到的最大速度为多大?21、(多选)如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R =0.50m 的绝缘光滑槽轨,槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =0.50T.有一个质量m =0.10g ,带电量为q =+1.6×10-3C 的小球在水平轨道上向右运动.若小球恰好能通过最高点,则下列说法正确的是( )A 、小球在最高点所受的合力为零B 、小球到达最高点时的机械能与小球在水平轨道上的机械能相等C 、如果设小球到达最高点的线速度是v ,则小球在最高点时式子mg +qvB =m v 2R 成立D 、如果重力加速度取10m/s 2,则小球的初速度v 0=4.6m/s22、如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为m,带电荷量为q,重力加速度为g.空间存在一磁感应强度大小未知(不为零),方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场.某时刻,给小球一方向水平向右、大小为v0=5gR的初速度,则以下判断正确的是()A、无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B、无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同D、小球在环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,水平方向分速度的大小一直减小23、(多选)如图所示,设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,以下说法正确的是()A、这粒子必带正电荷B、A点和B点在同一高度C、粒子在C点时速度最大D、粒子到达B点后,将沿曲线返回A点。
【关键字】方向洛伦兹力,带电粒子在磁场中的运动一、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力1.洛伦兹力的公式:F=qvb2.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时,F=03.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相笔直时,F=qvb4.只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用,静止电荷磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0.二、洛伦兹力的方向1.运动电荷在磁场中受力方向要用左手定则来判定.2.洛伦兹力F的方向既笔直磁场B的方向,又笔直运动电荷v的方向,即F总是笔直B和v的所在平面.3.使用左手定则判定洛伦兹力方向时,若粒子带正电时,四个手指的指向与正电荷的运动方向相同.若粒子带负电时,四个手指的指向与负电荷的运动方向相反.4.安培力的本质是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现.三、洛伦兹力的特征洛伦兹力与电荷运动状态有关:当v=0时,F=0;v≠0,但v∥B时,F=0.洛伦兹力对运动电荷不做功.注意:由于洛伦兹力的方向总与带电粒子在磁场中的运动方向笔直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功,不能改变运动电荷的速度大小和电荷的大小,但洛伦兹力可以改变运动电荷的速度方向和运动电荷的运动状态.四、带电粒子在匀强磁场中的运动1.不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分为三种情况:一是匀速直线运动;二是匀速圆周运动;三是螺旋运动.2.不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的几个基本公式:(1)向心力公式_qvB=m(2)轨道半径公式R=;(3)周期、频率公式T==.3.不计重力的带电粒子笔直进入匀强电场和笔直进入匀强磁场时都做曲线运动,但有区别:带电粒子笔直进入匀强电场,在电场中做类平抛运动曲线运;笔直进入匀强磁场,则做匀速圆周运动曲线运动.一、在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时,着重把握“一找圆心,二找半径,三找周期或时间”的分析方法.1.圆心的确定因为洛伦兹力F洛指向圆心,根据F洛⊥v,画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点)的F洛的方向,沿两个洛伦兹力F洛画其延长线的交点即为圆心,另外,圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上(见图).2.半径的确定和计算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角),并注意以下两个重要的几何特点.(1)粒子速度的偏向角(φ)等于同心角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示),即φ=α=2θ=ωt.(2)相对的弦切角(θ)相等,与相邻的弦切角(θ′)互补,θ+θ′=180°.3.粒子在磁场中运动时间的确定t=T或t=式中θ为偏向角,T为周期,s为轨道的弧长,v为线速度.4.注意圆周运动中的对称规律,如从同一直线边界射入的粒子,再从这一边界射出时,速度与边界的夹角相等,在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.二、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题和对称性问题.1.刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨道与边界相切.2.当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆周角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.3.从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等,在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.4.如图,几种有界磁场中粒子的运动轨迹,在具体题目中会经常遇到.典例分析题型一:洛伦兹力的应用1.洛伦兹力的大小和方向(1)洛伦兹力的大小F=qvB适用条件:匀强磁场中,q、v、B中任意两者相互笔直.(2)洛伦兹力的方向.运动电荷在磁场中所受洛伦兹力应用左手定则判断.2.带电粒子在磁场中的运动(1)若v∥B,带电粒子做匀速直线运动,此时粒子受的洛伦兹力为0.(2)若v⊥B,带电粒子在笔直于磁场的平面内以v做匀速圆周运动.a.向心力由洛伦兹力提供:qvB=mb.轨道半径公式:R=c.周期公式:T==频率:f==d.动能公式:E k=12mv2=(BqR)22m例1 (11年山东模拟)如图所示,平面直角坐标系的第Ⅰ象限内存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.一质量为m,带电量大小为q的带电粒子以速度v从O点沿着与x轴成30°角的方向垂直进入磁场,运动到A点时的速度方向平行于y轴(粒子重力不计),则( )A.粒子带正电B.粒子带负电C.粒子由O到A所经历时间为πm 6qBD.粒子的动能没有变化例2如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( )A.a粒子动能最大B.c粒子速率最大C.c粒子在磁场中运动时间最长D.它们做圆周运动的周期T a<T b<T c题型二:带电粒子在磁场中运动的分析方法确定带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径、运动时间的方法:(1)圆周轨迹上任意两点的洛伦兹力的方向线的交点就是圆心;(2)圆心确定下来后,经常根据平面几何知识去求解半径;(3)先求出运动轨迹所对应的圆心角θ,然后根据t=θT360°(T为运动周期),就可求得运动时间.例3 (10年重庆高考)如图所示,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示由以上信息可知,从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为( )A.3、5、4 B.4、2、5C.5、3、2 D.2、4、5例4 (11年广东模拟)在真空中,半径为R 的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,在此区域外围足够大空间有垂直纸面向里的大小也为B 的匀强磁场,一个带正电的粒子从边界上的P 点沿半径向外,以速度v 0进入外围磁场,已知带电粒子质量m =2×10-10kg ,带电量q =5×10-6C ,不计重力,磁感应强度B =1T ,粒子运动速度v 0=5×103m/s ,圆形区域半径R =0.2m ,试画出粒子运动轨迹并求出粒子第一次回到P 点所需时间(计算结果可以用π表示).题型三:带电粒子在磁场中的圆周运动分析带电粒子在磁场中做圆周运动的问题,重点是“确定圆心、确定半径,确定周期或时间”,尤其是圆周运动半径的确定,从物理规律上应满足R =mv Bq,从运动轨迹上应根据几何关系求解.例5 (10年全国高考)如图所示,在0≤x ≤a 、0≤y ≤a 2范围内有垂直于xy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O 处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.例6如图所示,在x轴上方有磁感强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场.x轴下方有磁感强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电量为-q的带电粒子(不计重力),从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出,求:(1)经多长时间粒子第三次到达x轴;(初位置点O为第一次)(2)粒子第三次到达x轴时离O点的距离.简单题1.如图中,电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是()A.B. C. D.2.如图所示,一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中,其中电荷不受洛伦兹力的是()A.B.C.D.3.如图所示,电子e向上射入匀强磁场中,此时该电子所受洛伦兹力的方向是()A.向左B.向右C.垂直于纸面向里 D.垂直于纸面向外4.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()A. B. C. D.5.在如图所示的四幅图中,正确标明了带电粒子所受洛伦兹力f方向的是()A.B.C.D.6.如图所示,匀强磁场B的方向竖直向上,一电子沿纸面以水平向右的速度v 射入磁场时,它受到的洛仑兹力的方向是()A.竖直向上B.竖直向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外7.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中不一定受电场力作用C.正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直8.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷运动方向与电场方向平行时,不受电场力作用B.电荷所受电场力方向一定与该处电场方向相同C.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用D.电荷所受的洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直中档题1.一正电荷垂直射入匀强磁场中,其速度v的方向和受到的洛伦兹力F 的方向如图所示.下列关于磁场方向的说法中正确的是()A.与F 方向相反B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.与F方向相同2.带电粒子以一定速度在磁场中运动时(不计重力),带电粒子()A.一定受洛伦兹力B.一定不受洛伦兹力C.可能受洛伦兹力D.若受洛伦兹力,其方向就是粒子的运动方向3.如图所示,乙是一个带正电的小物块,甲是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场.现用水平恒力拉甲物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动,在加速运动阶段()A.甲、乙两物块一起匀加速运动B.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小4.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直5.如图所示,直导线中通有方向向右的电流,在该导线正下方有一个电子正以速度v向右运动.重力忽略不计,则电子的运动情况将是()A.电子向上偏转,速率不变B.电子向下偏转,速率改变C.电子向下偏转,速率不变D.电子向上偏转,速率改变6.对以下物理量方向的判断正确是()A.运动的正电荷在电场中受到的电场力一定与运动方向一致B.运动的正电荷在磁场中受到的洛伦兹力一定与运动方向一致C.通电导体在磁场中的安培力方向可能与电流方向一致D.感应电流的方向与感应电动势方向一致7.空间中存在着竖直向下的匀强磁场,如图所示,一带正电粒子(不计重力)垂直于磁场方向以初速度v射入磁场后,运动轨迹将()A.向上偏转B.向下偏转C.向纸面内偏转D.向纸面外偏转8.如图所示的四个图中,标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、带正电的粒子在磁场中速度v的方向和其所受洛伦兹力f的方向,其中正确表示这三个方向关系的图是()A.B.C.D.9.如图所示,关于对带电粒子在匀强磁场中运动的方向描述正确的是()A.B.C.D.二.多选题(共1小题)10.某空间存在着如图(甲)所示的足够大的,沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A,B两个物块叠放在一起,置于光滑绝缘水平地面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t1=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,使A,B 由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法中正确的是()A.图(乙)可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系,图中y表示洛伦兹力大小B.图(乙)可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系,图中y表示摩擦力大小C.图(乙)可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系,图中y表示压力大小D.图(乙)可以反映B对地面的压力大小随时间t变化的关系,图中y表示压力大小难题1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向2.每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义,假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将( )A.向东偏转B.向南偏转C.向西偏转D.向北偏转3,(10年北京调研)如图所示,一带电粒子垂直射入一垂直纸面向里自左向右逐渐增强的磁场中,由于周围气体的阻尼作用,其运动轨迹为一段圆弧线,则从图中可以判断(不计重力)( )A.粒子从A点射入,速率逐渐减小B.粒子从A点射入,速率逐渐增大C.粒子带负电,从B点射入磁场D.粒子带正电,从A点射入磁场4.(10年江苏模拟)如图所示,空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左,大小为0.6 N的恒力,g取10 m/s2.则( )A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B.最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动C.滑块最终做速度为10 m/s的匀速运动D.滑块一直受到滑动摩擦力的作用5.如图所示,带正电的物块A放在不带电的小车B上,开始时都静止,处于垂直纸面向里的匀强磁场中.t=0时加一个水平恒力F向右拉小车B,t=t1时A相对于B开始滑动.已知地面是光滑的.AB间粗糙,A带电量保持不变,小车足够长.从t=0开始A、B的速度﹣时间图象,下面哪个可能正确()A.B.C.D.6.如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球,整个装置以水平向右的速度v匀速运动,沿垂直于磁场的方向进入方向水平的匀强磁场,由于水平拉力F的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中,关于小球运动的加速度a、沿竖直方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象分别如下图所示,其中正确的是()A.B.C.D.7.如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图,图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹,宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是()A.电子与正电子的偏转方向一定不同B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D.粒子的动能越大,它在磁场中的运动轨迹的半径越小8.(11年广东模拟)如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷量为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:(1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?9 如图所示,矩形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同.某种带正电的粒子从AA′上O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域I内的运动时间均为t0.当速度为v0时,粒子在区域I内的运动时间为.求:(1)粒子的比荷;(2)磁场区域I和II的宽度d;(3)速度为v0的粒子从Ol到DD′所用的时间.此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本!。
2024届高三物理试题三考试范围:磁场一.选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。
每小题全部选对得4分,选对不全得2分,有选错的得0分。
1.下列关于磁场的应用,正确的是( )A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压UB. 图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断A 极板是发电机的正极,B 极板是发电机的负极C. 图丙是速度选择器示意图,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是BEv = D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转 2.如图所示,两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P 、Q 中间用绝缘细线连接,通过另一绝缘细线悬挂在天花板上,当P 、Q 中同时通有图示方向的恒定电流时,关于两线圈的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化,下列说法正确的是( ) A.P 顺时针转动,Q 逆时针转动,转动时P 与天花板连接的细线张力不变 B.P 逆时针转动,Q 顺时针转动,转动时两细线张力均不变C.P 、Q 均不动,P 与天花板连接的细线和与Q 连接的细线张力均增大D.P 不动,Q 逆时针转动,转动时P 、Q 间细线张力不变3.如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab 、cd 、ef 围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O 为等边三角形的中心,M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点。
已知三根导线中的电流形成的合磁场在O 点的磁感应强度大小为B 1,在M 点的磁感应强度大小为B 2,若撤去导线ef ,则此时N 点的磁感应强度大小为( )A .B 1+B 2 B .B 1-B 2C .B 1+B 22 D .B 1-B 224.如图所示,匀强磁场区域足够大,磁感应强度大小为B ,方向水平向右,将一段圆弧形导体ab 置于磁场中,圆弧圆心为O ,半径为r ,ab 连线竖直。