【高中物理】2019高考物理一轮复习阶段质量评估测试卷九磁场.doc

测评手册单元小结卷(九)1.C [解析] 奥斯特在实验中观察到了电流的磁效应,而法拉第发现了电磁感应定律,选项A错误;将直导线沿东西方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方时,由于通电直导线产生的磁场方向可能与地磁场的方向相同,故小磁针不一定会转动,选项B错误;将直导线沿南北方向水平放置,把小磁针放在导线的正下方,给导线通以足够大电流,由于通电直导线产生的磁场沿东西方向,则小磁针一定会转动,选项C正确;铜不具有磁性,故将导线放在它的上方时,它不会受到力的作用,故不会偏转,选项D错误.2.D [解析] 根据右手螺旋定则可知,开关闭合后,螺线管产生的磁极N极在右侧,根据左手定则可知,a端受力垂直纸面向里,选项D正确.3.B[解析] 设正三角形的边长为2L,则a、b、c三点的磁感应强度大小分别为B a=2k,B b=,B c=,比较可得选项B正确.4.D [解析] 作出a、b的运动轨迹如图所示,对于a的运动轨迹,由几何关系得R2=(R-L)2+(L)2,解得R=2L,sin θ=,所以a粒子的偏转角θ=π,同理可得b粒子的偏转角β=π,a粒子在磁场中运动的时间t a=,b粒子在磁场中运动的时间t b=,它们到达B点的时间差Δt=t b-t a=,D正确.5.AC [解析] 导线的粗细相同、材料相同,由电阻定律R=ρ可知,导线越长,电阻越大,由I=可知,ACB 段导线电流最小,而ADB段导线电流最大,四段导线的有效长度都相同,由F=BIL可知,ADB段受到的安培力最大,而ACB段受到的安培力最小,由左手定则可知,它们所受安培力的方向均相同,故A、C正确,B、D错误.6.CD [解析] 带电粒子在S下方磁场中向左偏转,根据左手定则知,粒子带正电,故A错误;所有打在A1A2上的粒子在S下方磁场中做匀速圆周运动,运动的时间t=,T=,则t=,与带电粒子的比荷有关,故B 错误;粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡,有qE=qvB,则v=,故C正确;经过速度选择器进入S下方磁场的粒子速度相等,根据r=知,粒子打在A1A2上的位置越靠近P,则半径越小,粒子的比荷越大,故D正确.7.AC [解析] 粒子沿直线运动,则Bqv=Eq,解得E=Bv=0.01×103N/C=10 N/C,选项A正确;如果仅撤去磁场,则在水平方向,有r=t2,在竖直方向上,有r=vt,解得=2×106C/kg,选项B错误;撤去电场后,带电粒子在磁场中运动的半径为R==0.1 m,选项C正确;撤去电场后,带电粒子在磁场中运动的时间为t==1.57×10-4 s,选项D错误.8.(1)v=(n=1,2,3,…) (2)[解析] (1)粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系有L=n·r(n=1,2,3,…)由qvB=m解得v=(n=1,2, 3,…)(2)粒子在磁场中做圆周运动的周期为T=t1=n(n=1,3,5,…)t2=2n·T(n=2,4,6,…)故粒子从P点至Q点所需时间的最小值t min=9.(1)(2)带正电(3)[解析] (1)对物块C,根据动能定理有mgh=mv2反弹后,有解得v1=碰撞时,由动量守恒定律得mv=-mv1+4mv D解得v D=(2)若物块D做匀速圆周运动,则电场力与重力相等,有4mg=Eq解得E=物块D带正电(3)由几何关系得d=(1-cos 60°)R=R=解得d=10.(1)(2)l2(3)[解析] (1)设粒子的初速度为v,由从A到B做水平直线运动,有qB0v=qE从B到C做类平抛运动,有l联立解得E=(2)设粒子经过C点时的速度大小为v C,方向与x轴成θ角,由动能定理有cos θ=解得v C=,θ=60°粒子在第四象限的轨迹如图所示,由牛顿第二定律得qv C·2B0=m解得R=l有界磁场的最小面积S=R·l2(3)粒子从A到C的时间t1=在矩形磁场中运动的时间t2=出磁场后运动时间t3=总时间t=t1+t2+t3=。

2019年高考物理一轮复习 第9章 磁场 新人教版一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。

1～5题为单选，6～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2018·福建省龙岩石期中)如图所示，A 为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，当圆盘高速绕中心轴OO ′转动时(电流方向和转动方向如图所示)。

通电直导线所受安培力的方向为导学号 21993488( C )A ．竖直向上B ．竖直向下C ．水平向里D ．水平向外[解析] 带电圆盘如图转动时，形成逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则，伸开左手，让四指和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故A 、B 、D 项错误，C 项正确。

2．(2018·天津市月考)正五边形abcde 导体框，其单位长度的电阻值为ρ，现将正五边形导体框置于如图所示的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，用不计电阻的导线将导体框连接在电动势为E 且不计内阻的电源两端，则下列关于导体框所受的安培力的描述正确的是导学号 21993489( A )A ．安培力的大小为5EB4ρ，方向竖直向上B ．安培力的大小为5EB4ρ，方向竖直向下C ．安培力的大小为2EBρ，方向竖直向下D ．安培力的大小为2EBρ，方向竖直向上[解析] 由图可知，电路接通后流过导体框的电流方向为ae 及abcde ，假设导体框每边长为L ，由欧姆定律可得ae 边的电流大小为I 1＝E L ρ，流过abcde 的电流大小为I 2＝E4L ρ；在磁场中ae 及abcde 的等效长度均为L ，由左手定则可知ae 和abcde 所受的安培力方向均竖直向上，则导体框所受的安培力大小为F ＝BI 1L ＋BI 2L ＝5EB4ρ，选项A 正确。

单元质检九磁场(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。

全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018·黑龙江大庆模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针左偏30°,则当小磁针左偏60°时,通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A.2IB.3IC.ID.无法确定B地,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30°;当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60°联立两式解得:I1=3I,故A、C、D错误,B正确。

故选B。

2.(2018·江西南昌模拟)如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。

若从上向下看,下列判断正确的是()A.A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转B.A接电源负极,B接电源正极,液体顺时针旋转C.A、B与50 Hz的交流电源相接,液体持续旋转D.仅磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心,玻璃皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;同理,若A接电源负极,B接电源正极,根据左手定则可知,液体沿逆时针方向旋转,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,液体不会持续旋转,故C错误;若磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向变化,故D错误。

单元质检九磁场(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。

”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。

结合上述材料,下列说法不正确的是()A、地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B、地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近C、地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D、地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用,且地磁南极在地理北极附近,A、B选项符合物理事实。

射向赤道的带电宇宙射线粒子,会受到地球磁场施加的洛伦兹力作用,D选项符合物理规律。

而C选项中,地球表面任意位置的磁场方向为该点磁感线的切线方向,除了赤道位置与地球表面平行,其他都不平行。

本题选不正确选项,故选C。

2、(2017·广东七校联考)真空中两根金属导线平行放置,其中一根导线中通有恒定电流。

在导线所确定的平面内,一电子从P点运动的轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示,则一定是()A、ab导线中通有从a到b方向的电流B、ab导线中通有从b到a方向的电流C、cd导线中通有从c到d方向的电流D、cd导线中通有从d到c方向的电流,靠近导线cd处,电子的偏转程度大,说明靠近cd处偏转半径较小;在磁场中运动的电子所受洛伦兹力永远不做功,故电子速率不变,由带电粒子在磁场中运动的半径公式r=知,偏转半径小说明cd处磁感应强度较大,所以cd导线中通有电流;根据曲线运动的特点,合外力指向弧内,即洛伦兹力指向左侧,根据左手定则可知cd左侧区域磁场方向垂直纸面向里,再由安培定则可知,电流的方向从c到d,故C项正确。

3、如图所示,一个边长为l、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。

2019届全国高三一轮精品卷（九）理综物理试卷本试卷共16页，38题（含选考题）。

全卷满分300分。

考试用时150分钟。

★祝考试顺利★注意事项：1、考试范围：高考范围。

2、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。

3、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

5、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。

答案写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

6、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并上交。

一、选择题1. 用吊扇对悬挂点有拉力作用，在正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动相比（）A. 变大B. 变小C. 不变D. 无法判断【答案】B考点：本题考查了作用力和反作用力。

2. 关于牛顿第一定律，下列说法错误的是（）A. 其内容为伽利略确立B. 牛顿赋予它在力学体系中的“第一”地位C. 它揭示了物质的惯性及制约物质惯性的要素D. 它是一条实验定律【答案】ABD【解析】牛顿第一定律是牛顿确立的，故A错误；牛顿第一定律早于牛顿第二定律，牛顿并没有赋予它在力学体系中的“第一”地位，故B错误；牛顿第一定律，它揭示了一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，故C正确；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，故D错误．本题选择错误的，故选ABD.3. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构，所依据的实验事实是（）A. α射线速度很大，约为光速的十分之一B. α射线有很强的电离能力C. 绝大多数α粒子几乎不偏转D. 极少数α粒子发生了超90°大角度偏转【答案】D【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构．此实验中，由于极少数α粒子发生了大角度偏转，说明原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核，这是原子的核结构模型的内容．故ABC错误，D正确．故选D.4. 一个物体以初速度v0沿光滑斜面向上运动，其速度v随时间t变化的规律如图所示，在连续两段时间m和n内对应面积均为S，设经过b时刻v b的大小为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】设b点的速度为v b，加速度为a，根据位移时间公式：可得：和，速度位移间的关系为：v b=v a+am，联立解得：，故C正确，ABD错误。

阶段示范性金考卷(八)(教师用书独具)本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共110分．第Ⅰ卷 (选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在第1、2、4、6、7、9、10、12小题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第3、5、8、11小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小为B.下列说法正确的是( )A. O 点的磁感应强度大小为2BB. O 点的磁感应强度大小为5BC. O 点的磁感应强度方向水平向右D. O 点的磁感应强度方向沿OI 3方向指向I 3解析：由安培定则可知电流大小为I 3的导线在O 点产生的磁感应强度方向垂直于O 点指向I 2，同样由安培定则可知I 1与I 3在O 处磁感应强度相同，I 2在O 点磁感应强度方向指向I 3.由平行四边形定则可得B 0＝＋2＋B 2＝5B ，设方向与OI 3连线夹角为α，可得tan α＝2B B＝2，所以α＝arctan2.答案：B2. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L 、质量为m 的直导线，当通以电流I 时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B 的大小和方向可能是( )A. B ＝mgtan α/(IL)，方向垂直斜面向上B. B ＝mgsin α/(IL)，方向垂直斜面向下C. B ＝mgtan α/(IL)，方向竖直向上D. B ＝mg/(IL)，方向水平向右解析：当磁场方向垂直斜面向上时，由左手定则可知，安培力方向沿斜面向下，导线不可能静止，A 错误；同理可知C 、D 错误；磁场方向垂直斜面向下时，安培力沿斜面向上，由平衡条件得：BIL ＝mgsin α，解得B ＝mgsin αIL，故答案为B. 答案：B3. [2018·广州实验中学检测]如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．如果台秤的示数增大，台秤的示数随电流的增大而增大解析：如果台秤的示数增大，说明导线对磁铁的作用力竖直向下，由牛顿第三定律知，磁铁对导线的作用力竖直向下，根据左手定则可判断，导线所在处磁场方向水平向右，由磁铁周围磁场分布规律可知，磁铁的左端为N极，选项A正确，选项B、C错误．由F＝BIL可知选项D正确．答案：AD4. 如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是( )A. 始终做匀速运动B. 始终做减速运动，最后静止于杆上C. 先做加速运动，最后做匀速运动D. 先做减速运动，最后做匀速运动解析：给滑环一个瞬时作用力，滑环获得一定的速度v，当qvB＝mg时，滑环将以v做匀速直线运动，故A 正确．当qvB<mg时，滑环受摩擦阻力做减速运动，直到停下来，故B正确．当qvB>mg时，滑环先做减速运动，当减速到qvB＝mg后，以速度v＝mgqB做匀速直线运动，故D对．由于摩擦阻力作用，滑环不可能做加速运动，故C错，应选C.答案：C5. [2018·山西四校联考]如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入．下面判断正确的是( )A. 两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B. 两电子在磁场中运动的时间一定不相同C. 进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D. 进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场解析：两个电子以相同的速度分别飞入两个磁感应强度相同的磁场区域，两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同，A 正确；当运动的轨道半径等于圆形磁场区域的半径时，两电子在磁场中运动的时间都为T/4，时间相同，B 错误；进入圆形磁场区域的电子不一定先飞离磁场，二者可能同时飞出磁场，进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场，C 错误，D 正确．答案：AD6. 如图所示，一个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端由静止下滑到底端时速度为v ，若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，则带电体滑到底端时速度将( )A. 大于vB. 小于vC. 等于vD. 无法确定解析：由左手定则判断带负电的物体沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所以使物体与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端的过程中克服摩擦力做的功增多，根据动能定理可知，滑到底端时的动能小于无磁场时滑到底端的动能，故速率变小．答案：B7. [2018·江西景德镇]如图所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R 的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M 、N ，现有一束速率不同、比荷均为k 的正、负离子，从M 孔以α角入射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N 孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)．则从N 孔射出的离子( )A. 是正离子，速率为kBR/cos αB. 是正离子，速率为kBR/sin αC. 是负离子，速率为kBR/sin αD. 是负离子，速率为kBR/cos α解析：根据左手定则可判断出，从N 孔射出的离子是正离子，从N 孔射出的离子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹所对圆心角等于入射离子的偏向角2α，如图所示，根据几何关系可得，粒子做圆周运动的轨道半径r ＝R/sin α，根据洛伦兹力提供向心力得，Bvq ＝mv2r，解得，v ＝kBR/sin α，B 项正确．答案：B8. [2018·江西重点中学联考]如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导电圆环上载有如图所示的恒定电流I ，则下列说法正确的是( )A. 导电圆环有收缩的趋势B. 导电圆环所受安培力方向竖直向上C. 导电圆环所受安培力的大小为2BIRD. 导电圆环所受安培力的大小为2πBIR解析：若导线圆环上载有如图所示的恒定电流I ，由左手定则可得导线圆环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsin θ，选项AB 正确．答案：AB9. 如图所示，有a 、b 、c 、d 四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，它们的质量关系有m a ＝m b <m c ＝m d ，以不等的速率v a <v b ＝v c <v d 进入速度选择器后，有两个离子从速度选择器中射出，进入磁感应强度为B 2的磁场，另两个离子射向P 1和P 2.由此可判定( )A. 射向P 1的是a 离子B. 射向P 2的是b 离子C. 射向A 1的是c 离子D. 射向A 2的是d 离子解析：通过在磁场中的偏转轨迹知，离子带正电．在速度选择器中，有qE ＝qvB.v ＝EB ，只有速度满足一定值的离子才能通过速度选择器．所以只有b 、c 两离子能通过速度选择器．a 的速度小于b 的速度，所以a 受到的电场力大于洛伦兹力，a 向P 1偏转，故A 正确、B 错误；b 、c 两离子通过速度选择器进入磁感应强度为B 2的磁场中，根据r ＝mvqB知，质量大的半径大，故射向A 1的是b 离子，射向A 2的是c 离子，故C 、D 错误．答案：A10. 利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．板MN 下方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场．板上有一小孔O 和宽为d 的缝AC ，小孔与缝左端A 的距离为L.一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从小孔垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A. 这些粒子从缝射出的速度方向不一定垂直于MNB. 从缝右端C 点射出的粒子比从缝左端A 点射出的粒子在磁场中运动的时间长C. 射出粒子的最大速度为＋mD. 保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差不变解析：由几何关系可知，当粒子垂直于MN 射入磁场时，一定以垂直于MN 的方向射出磁场，在磁场中运动的时间与速度大小无关，故选项A 、B 错误；射出粒子的最大半径为R ＝L ＋d 2，由Bqv ＝m v2R 得最大速度为＋2m，选项C 错误；最小速度为LBq 2m ，最大速度与最小速度之差Δv ＝dBq2m，与L 无关，故选项D 正确．答案：D11. [2018·江苏扬州中学高三质检]如图所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向自A 点射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )A ．从P 射出的粒子速度大B ．从Q 射出的粒子速度大C ．从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D ．两粒子在磁场中运动的时间一样长解析：作出各自的轨迹如图所示，根据圆周运动特点知，分别从P 、Q 点射出时，速度方向与AC 边夹角相同，故可判定从P 、Q 点射出时，半径R 1<R 2，所以从Q 点射出的粒子速度大，B 正确；根据图示可知，两个运动轨迹所对应的圆心角相等，所以从P 、Q 点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．BD 正确．答案：BD12. 如图所示，有一长方体金属块放在垂直表面C 的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，金属块的厚度为d ，高为h ，当有稳恒电流I 沿平行平面C 的方向通过金属块时，金属块上、下两面M 、N 上的电势分别为j M 、j N ，则下列说法中正确的是( )A. 由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为BI ed |1j M －j N |B. 由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为BI eh |1j M －j N |C. M 面比N 面电势高D. 金属块的左面比右面电势低解析：由于洛伦兹力作用使电子堆积在金属块上表面且形成一附加电场，方向向上．设两面M 、N 上的电势差为U ，则U ＝|j M －j N |，稳定时电子所受的洛伦兹力与电场力相平衡，则evB ＝eU/h ，根据金属导电时的规律I ＝neSv ，式中S ＝dh ，联立各式可得金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目n ＝BI ed |1j M －j N |，选项A 对，B错；由左手定则可知，电子积累在上端面，电势低，故C 错；由于电源外的电路中电流由高电势流向低电势，故D 错．答案：A第Ⅱ卷 (非选择题，共50分)二、计算题(本题共4小题，共50分)13. (12分)[2018·苏州模拟]如图所示为一电流表的原理示意图．质量为m 的均质细金属棒MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于ab .当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合，当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g) (2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，cb ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx ，则有mg ＝k Δx ， ① 解得：Δx ＝mgk. ②(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下，因此M 端应接正极． (3)设电流表满偏时通过MN 的电流强度为I m ，则有BI m ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)， ③ 联立并代入数据得I m ＝2.5 A ． ④(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有 2B′I m ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)． ⑤解得：B′＝k cb2I m ab. ⑥代入数据得：B′＝0.10 T.答案：(1)mgk(2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10 T14. (12分)如图所示，在xOy 坐标平面的第一象限内存在有场强大小为E 、方向竖直向上的匀强电场，第二象限内存在有方向垂直纸面向外的匀强磁场．荧光屏PQ 垂直于x 轴放置且距y 轴的距离为L.一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子(不计重力)自坐标为(－L,0)的A 点以大小为v 0、方向沿y 轴正方向的速度进入磁场，粒子恰好能够到达原点O 而不进入电场．现若使该带电粒子仍从A 点进入磁场，但初速度大小为22v 0、方向与x 轴正方向成45°角，求：(1)带电粒子到达y 轴时速度方向与y 轴正方向之间的夹角． (2)粒子最终打在荧光屏PQ 上的位置坐标．解析：(1)设磁场的磁感应强度为B ，则由题意可知，当粒子以速度v 0进入磁场时，设其圆周运动的半径为R ，有Bqv 0＝m v 20R ，其中R ＝L2当粒子以初速度大小为22v 0、方向与x 轴正方向成45°角进入磁场时，设其圆周运动的半径为R′，则有Bq22v 0＝m 8v 2R′由以上各式可解得R′＝2L由几何关系可知粒子做圆周运动的圆心在y 轴上，所以该粒子必定垂直于y 轴进入匀强电场．故粒子到达y 轴时，速度方向与y 轴正方向之间的夹角为90°.(2)由几何关系可知CO ＝(2－1)L带电粒子在电场中做类平抛运动，设其运动时间为t ，在电场中向上运动的距离为h ，则有： L ＝22v 0t ，h ＝12at 2，a ＝qEm以上各式联立可解得：h ＝qEL216mv 20所以粒子最终打在荧光屏PQ 上的位置坐标为 (L ，qEL 216mv 20＋(2－1)L) 答案：(1)90° (2)(L ，qEL216mv 20＋(2－1)L) 15. (12分)如图所示，水平放置的矩形容器内充满垂直纸面向外的匀强磁场，容器的高为d ，右边足够宽，底面MN 为荧光屏，在荧光屏中心O 处置一粒子源，可以向纸面内以OA 、OB 为边界的区域内连续均匀发射速率为v 0、质量为m 、电荷量为q 的正粒子，其中沿OA 方向发射的粒子刚好不碰到容器的上板面打在荧光屏上产生荧光．OA 、OB 与MN 的夹角分别为α＝60°，β＝30°，不计粒子的重力及粒子间的相互作用．求：(1)磁场的磁感应强度B 的大小；(2)分别沿OA 、OB 方向发射的粒子在磁场中运动的时间差Δt. 解析：如图为粒子在匀强磁场中的运动轨迹．(1)设粒子源发出的粒子在磁场中运动的半径为r ，对于沿OA 方向发射的粒子，由几何关系得 r ＋rsin β＝d 解得r ＝2d3由牛顿第二定律得Bqv 0＝mv 2r联立解得B ＝3mv 02qd(2)沿OA 、OB 方向发射的粒子在磁场中运动的时间分别设为t 1、t 2，粒子做匀速圆周运动的周期设为T ，则 T ＝2πmBqt 1＝23Tt 2＝16TΔt ＝2T 3－16T联立解得Δt ＝2πd3v 0.答案：(1)3mv 02qd (2)2πd3v 016. (14分)如图所示，第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向外的匀强磁场B 1，磁场的下边界与x 轴重合．一质量m ＝1×10－14kg 、电荷量q ＝1×10－10C 的带正电微粒以某一速度v 沿与y 轴负方向成60°角的方向从N 点射入，经P 点进入第四象限内沿直线运动，一段时间后，微粒经过y 轴上的M 点并沿与y 轴负方向成60°角的方向飞出．第四象限内有互相正交的匀强电场E 与匀强磁场B 2，E 的大小为0.5×103V/m ，B 2的大小为0.5 T ；M 点的坐标为(0，－10 cm)，N 点的坐标为(0,30 cm)，不计微粒重力．(1)求匀强磁场B 1的大小和微粒的运动速度v. (2)B 1磁场区域的最小面积为多少？解析：(1)带正电微粒以某一速度v 沿与y 轴负方向成60°角的方向从N 点射入，由于重力忽略不计，微粒在第一象限内仅受洛伦兹力做匀速圆周运动；微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以微粒必做匀速直线运动，因此，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，由力的平衡有Eq ＝B 2qv所以v ＝E B 2＝0.5×1030.5 m/s ＝1×103m/s根据题意画出微粒的运动轨迹如图：因为M 点的坐标为(0，－10)，N 点的坐标为(0,30)，由几何关系可知微粒在第一象限内做圆周运动的半径为R ＝2033 cm ＝315m 微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即qB 1v ＝m v 2R解得B 1＝32T. (2)由图可知，磁场B 1的最小区域应该分布在图示的矩形PACD 内．由几何关系易得 PD ＝2Rsin60°＝0.2 m PA ＝R(1－cos60°)＝330m 所以，所求磁场的最小面积为 S ＝PD·PA＝15×330 m 2＝3150 m 2.答案：(1)32 T 1×103m/s (2)3150m 2。

2019年物理试卷“磁场”部分试题解析A.考纲要求“磁场”部分知识，其出题综合度之大，考查程度之深，要求分析能力之高，让无数考生望而生畏，让优秀生同样不敢轻视。

考生普遍感到“磁场”部分知识当属高考知识困难之最，其出题广泛度不亚于牛顿力学，并且经常综合牛顿力学作为压轴题出现。

基础薄弱的考生可能对此类题毫无头绪，基础好的考生也需沉着冷静，以极其严谨的态度才能拿下此类题，其区分度在高考中较大，所以常用来拉开分数差距。

参阅2019年新课标高考物理部分考纲，“磁场”为高考必考内容。

其内容包括：磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向、安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力、洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式、带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪和回旋加速器。

各知识点的掌握要求如表1所示，其中“Ⅰ”表示对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用，与课程标准中"了解"和"认识"相当；“Ⅱ”表示对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中"理解"和"应用"相当。

表1磁场各知识点大纲考察要求知识点磁场磁感应强度磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器能力要求ⅠⅠⅡⅡⅡⅠB ．2019年高考中该部分知识点考题解析1.(广州卷，6分)质量和电量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2种虚线所示，下列表述正确的是()A ．M 带负电，N 带正电 B.M 的速度率小于N 的速率C.洛伦兹力对M 、N 做正功 D.M 的运行时间大于N 的运行时间【解析】选A。

配餐作业(二十六) 磁场对运动电荷的作用A 组·基础巩固题1．如图表示洛伦兹力演示仪，用于观察运动电子在磁场中的运动，在实验过程中下列选项错误的是( )A ．不加磁场时电子束的径迹是直线B ．加磁场并调整磁感应强度，电子束径迹可形成一个圆周C ．保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径减小D ．保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小解析 不加磁场时电子不受力，电子束的径迹是直线，故A 项正确；加磁场使磁场的方向与电子初速度的方向垂直，并调整磁感应强度电子束径迹可形成一个圆周，故B 项正确；电子受到的洛伦兹力提供向心力，则qvB ＝mv 2r 所以r ＝mv qB，保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径增大，故C 项错误；保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，电子束圆周的半径减小，故D 项正确。

答案 C2．(多选)带电油滴以水平速度v 0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，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mg v 0B B ．油滴必带正电荷，比荷q m ＝g v 0BC ．油滴必带负电荷，电荷量为mg v 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg v 0B 解析 油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量q ＝mg v 0B ，油滴的比荷为q m ＝g Bv 0，A 、B 项正确。

答案 AB3．如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x 轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶ 3D ．1∶1解析 正、负电子在磁场中运动轨迹如图所示，正电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为120°，负电子圆周部分所对应圆心角为60°，故时间之比为2∶1。

阶段验收评估(八) 磁场(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2．(2012·山西省临汾模拟)下列关于导体在磁场中受力的说法中，正确的是( ) A．通电导体在磁场中一定受到安培力的作用B．通电导体在磁场中有时不会受到安培力的作用C．通电导体中的电流方向与磁场方向不平行也不垂直时，不会受到安培力的作用D．只要导体放入磁场中，无论是否通电都会受到安培力的作用3．根据所学知识判断图1中正确的是( )图14. (2013·德州模拟)如图2所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的( )A．安培力大小为BILB．安培力大小为BIL sin θ图2 C．摩擦力大小为BIL sin θD ．支持力大小为mg －BIL cos θ5．一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定带电粒子的电荷量与质量之比，则只需要知道( )A ．运动速度v 和磁感应强度BB ．磁感应强B 和运动周期TC ．轨道半径r 和运动速度vD ．轨道半径r 和磁感应强度B6．(2012·湖北省八校联考)来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害。

但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。

下面说法中正确的是( )A ．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱B ．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，赤道附近最强C ．地磁场会使沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转D ．地磁场只对带电的宇宙射线有阻挡作用，对不带电的射线(如γ射线)没有阻挡作用7．(2012·北京西城区模拟)如图3所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B 。

第九章 45分钟章末检测卷满分100分一、选择题(1～5题只有一项符合题目要求，6～9题有多项符合题目要求，每小题6分，共54分)1．下列装置中，没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是( )解析：洗衣机将电能转化为机械能，不是利用带电粒子在磁场中的偏转制成的，所以选项D符合题意．答案：D2.(2018·江苏模拟)如图所示，A、B两点是通电导线左右两侧的点，这两点处磁感应强度的方向( )A．均垂直于纸面向里B．均垂直于纸面向外C．A点垂直于纸面向里，B点垂直于纸面向外D．A点垂直于纸面向外，B点垂直于纸面向里解析：利用安培定则可以判断出通电直导线周围的磁场线分布情况，题图中电流方向向上，则导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，左侧的磁场方向垂直于纸面向外，即A点垂直于纸面向外，B点垂直于纸面向里，故D正确，A、B、C错误．答案：D3．如图所示，均匀绕制的螺线管水平固定在可转动的圆盘上，在其正中心的上方有一固定的环形电流A，A与螺线管垂直．A中电流方向为顺时针方向，开关S闭合瞬间．关于圆盘的运动情况(从上向下观察)，下列说法正确的是( )A．静止不动B．顺时针转动C．逆时针转动 D．无法确定解析：环形电流可等效为里面的N极、外面为S极的小磁针，通电螺线管可等效为右边为N板，左边为S极的条形磁铁，根据磁极间的相互作用，圆盘将顺时针转动，选项B正确．则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )．B1，由安培定则，I1在H点产生的磁感应强度方向垂直于点产生的磁感应强度方向垂直于点产生的磁感应强度大，H点磁感应强度为两磁场的叠加，3，选项B正确．两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，一端与电源连接．一质量为m并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝33，在安培力的作用下，金属棒以本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题．由题意对棒受力分析，如图所示，含有11H(处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在小孔( )粒子只受磁场力的作用，其它力不计)( )．若粒子的初始位置在a 处，在t ＝3T8时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度．若粒子的初始位置在f 处，在t ＝T2时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度11子，速度方向与边界垂直，且N 点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是不会大于在正方形磁场中的，故A、B、D正确．如图所示，空间中存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，纸面A点有甲、乙、丙三个质量相同的粒子以相同的速度点、BC的中点D、AC．甲粒子带正电，乙粒子不带电，丙粒子带负电46分)如图所示，一段金属棒abcd用两个完全相同的轻质弹簧悬挂在倾角为θ＝30°的光滑绝缘斜面上，＝∠bcd＝135°.磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大，弹簧上端固定，下端与金属导线绝缘，金属棒通过开关与一电动势为，已知开关断开时两弹簧的伸长量均为系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了kg分)(2018·陕西铁一中模拟)如图所示，将带电荷量的滑块放在小车的水平绝缘板的右端，小车的质量M，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在磁感应强度．开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长在竖直平面内建立直角坐标系电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里．的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为，l)时，电场方向突然变为竖直向上，粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场．不计一切阻力，求：粒子在复合场中的运动时间．之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲，所以，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，。

第九章磁场章末综合测试（九）（时间：60分钟 分数：100分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第1〜5题只有 一项符合题目要求，第6〜8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分）1. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的坏形电流 /引起的.在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是 向如图B,故选项B 正确.2.不计重力的两个带电粒子〃和沖•沿同一方向经小孔S 垂直进入 匀强磁场，在磁场中的运动轨迹如图.分别用血与必，力与如 表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，贝!］（ ） A.如果贝I 」心mu msB.如果则 rX Kvmu ni\C.如果Kv= Kv,则坐〉纟D.如果t.v = tw,则鱼＞《/Z7|/ IJly解析：A 由图可知2輕若聖=坐,利用宀耸可得血〉农，A 项正确、B 项错误；若 nh ni\qnt 尸如 利用丁= 畔,可得玺=坐,D 项错误；若％=如利用 尸耸，可得冬逬C 项错误. qB mv mxqb niu nix3. 利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度〃.用绝缘轻质丝线把底部长为八电 阻为爪质量为刃的“U”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电 源，电源内阻不计，电压可调，导线的电阻忽略不计.当外界拉力尸作用于力敏传感器的挂 钩上时，力敏传感器会显示拉力的大小尺当线框接入恒定电压为用的电源时，力敏传感器 显示拉力的大小为用；当线框接入恒定电压为鸟的电源时，力敏传感器显示拉力的大小为 庄.下列说法正确的是解析：B由日常知识可知,由右手螺旋定则可知, 电流方XX xx；'M / 1-x z /v ； Xf/X X X X地球的南极为磁场的'极,A. 当线框接入恒定电压为另的电源时所受安培力为斤B. 当线框接入恒定电压为$的电源吋力敏传感器显示拉力的大小为线框所受安培力与重力之差F\解析：D 当线框接入恒定电压为$的电源吋，“U”型线框中电流1\=冷，所受安培力爷+/矽和尺=等+飓，联立解得4:二;:,C 错误，D 正确.4. （2017・湖北宜昌调研）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂 直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点0和y 轴上的点臼（0, 2A ）. 一 质量为刃、电荷量为e 的电子从白点以初速度巾平行于/轴正方向射入 磁场，并从/轴上的方点射出磁场，此时速度的方向与/轴正方向的夹 角为60° .下列说法正确的是（）4 ji /A. 电子在磁场中运动的时间为寸2 ji /B. 电子在磁场中运动的时间为寸3 Vo c.磁场区域的圆心坐标为（申厶|）D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0, —厶）解析：A 本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生对带电粒子在磁场中运动 知识的应用能力.由图可以计算出电子做圆周运动的半径为4人故在磁场中运动的时间为tC.待测磁场的磁感应强度〃的大小为•F\_应Ez~E\D. 待测磁场的磁感应强度〃的大小为•幷一用E\ — Ei力敏传感器显示拉力的大小为+ mg,斤＞F 安，A 错误•同理，当线框接入恒定电压为庄的电源时，力敏传感器显示拉力的大小尺=警B 错误. 由F\二兀—• 4/_34厶_4兀厶vo 3 Vo在磁场中做圆周运动的圆心为O ，计算出其坐标为（0, —20）,所以C 、D 错误.5. 如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质量”的装置示意图.速度选择器中场强F 的方向竖直向下，磁感应强度禺的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度5的方向垂直纸 面向外，在S 处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E 和5入射到速度选择器屮，若 它们的质量关系满足加甲=刃乙5丙=加丁，速度关系满足卩甲"乙=卩丙"丁，它们的重力均忽略，则打在A 、P?、A 、只四点的离子分别是（）乙、丙速度相等，通过速度选择器，进入磁场弘由半径公式&亦，质量大半径大，A 、A 对应的离子是乙、丙.甲的速度小于丁的速度，在.速度选择器中，甲的洛伦兹力小于乙的洛伦兹力，甲的电场力大于 ____________ i 洛伦兹力而向下偏，而丁向上偏转，A 正确. X x ! x XI6.如图，初速度可忽略、质量相同、电荷量分别为g 和3g 的粒% X * x xI 子戶和必经电压为〃的电场加速后，垂直进入方向垂直纸面向里的1匀强磁场区域，不计粒子重力，下列表述不正确的是（）A. "和M 离开电场区域时的动能相同B. 尸和〃在电场中运动时的加速度之比为1 : 3C. 户在磁场中运动的半径较大D. 必在磁场中运动的周期较大解析：ACD 由动能定理，况/=*〃/,可知，当质量、电压与初速度相同情况下，电荷 量越大，动能越大，故A 错误；由牛顿第二定律与F=分H 结合.有曰=£ 可知，臼与g 成 正比，选项B 正确；由半径公式朮=■器吉合qb —^inv ,有 店+\/晋，得出*与\/+成正A 正确，B 错误；"是磁场区域圆的直径, 故圆心坐标为（、信厶Z ）,电子A. 甲、丁、乙、丙C. 丙、丁、乙、甲B. 乙、甲、丙、丁 D. 丁、甲、丙、乙解析：A比，故C正确；由周期公式&誉，则有喝成正比，选项D错误.7.如图所示，血矽为一边界为扌圆的匀强磁场，。

单元检测九 磁场考生注意： 1.本试卷共4页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟，满分100分.4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.一、单项选择题(本题共9小题，每小题4分，共36分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分)1.关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是( )A.由真空中点电荷的电场强度公式E ＝k Qr可知，当r 趋近于零时，其电场强度趋近于无限大 B.电场强度的定义式E ＝F q适用于任何电场C.由安培力公式F ＝BIl 可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场D.一带电粒子在磁场中运动时，磁感应强度的方向一定垂直于洛伦兹力的方向和带电粒子的运动方向2.如图1所示，两根平行放置的长直导线a 和b 中有大小相等、方向相反的电流，a 受到的磁场力大小为F 1.当加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为( )图1A.F 2B.F 1－F 2C.F 1＋F 2D.2F 1－F 23.如图2所示，在x >0，y >0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度垂直于xOy 平面向里，大小为B .现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，从x 轴上某点P 沿着与x 轴成30°角的方向射入磁场.不计重力的影响，则下列有关说法正确的是( )图2A.只要粒子的速率合适，粒子就可能通过原点B.粒子在磁场中运动的时间一定为5πm3qBC.粒子在磁场中运动的时间可能为πmqBD.粒子在磁场中运动的时间可能为πm6qB4.(2017·黑龙江大庆模拟)如图3所示，从S 处发出的热电子(重力不计)经加速电压U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转.设两极板间电场强度为E ，磁感应强度为B .欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是( )图3A.适当减小电场强度EB.适当减小磁感应强度BC.适当增大加速电场极板之间的距离D.适当减小加速电压U5.如图4所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P 垂直磁场边界MN ，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN 射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是( )图4A.甲带负电荷，乙带正电荷B.洛伦兹力对甲做正功C.甲的速率大于乙的速率D.甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间6.(2017·广东湛江一中月考)如图5所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R .已知电场的电场强度为E ，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g ，则( )图5A.液滴带正电B.液滴荷质比q m ＝E gC.液滴沿顺时针方向运动D.液滴运动的速度大小v ＝Rg BE7.如图6甲所示，一个质量为m 、电荷量为q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v 0，圆环在以后的运动过程中的速度－时间图象如图乙所示.关于圆环所带的电性、匀强磁场的磁感应强度B 和圆环克服摩擦力所做的功W ，下列说法正确的是(重力加速度为g )( )图6A.圆环带负电，B ＝mg qv 0B.圆环带正电，B ＝2mgqv 0C.圆环带负电，W ＝34mv 02D.圆环带正电，W ＝34mv 028.如图7所示，水平放置的平行板长度为L 、两板间距也为L ，两板之间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在两板正中央P 点静止着一个不计重力的电子(质量为m 、电荷量为－e ).现在给电子一个水平作用力，电子获得一个向右的瞬时初速度v 0，立刻撤去作用力，欲使电子不与平行板相碰撞，则( )图7A.v 0>eBL 2m 或v 0<eBL 4mB.eBL 4m <v 0<eBL 2m C.v 0>eBL 3mD.v 0<eBL3m9.(2018·广东东莞模拟)如图8所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd ，e 是ad 的中点，f 是cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e 点射出，则( )图8A.如果粒子的速度增大为原来的2倍，将从d 点射出B.如果粒子的速度增大为原来的3倍，将从f 点射出C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，将从d 点射出D.只改变粒子的速度使其分别从e 、d 、f 点射出时，从e 点射出所用时间最短二、多项选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)10.如图9所示，质量为m 、长为L 的导体棒MN 电阻为R ，初始时静止于电阻不计、间距为L 的光滑的水平金属轨道上，电源电动势为E ，内阻不计.匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则( )图9A.导体棒向左运动B.开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL RC.开关闭合瞬间导体棒MN 所受安培力为BEL sin θRD.开关闭合瞬间导体棒MN 的加速度为BEL sin θmR11.如图10所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块A 和B ，A 带负电、质量为m 、电荷量为q ，B 不带电、质量为2m ，A 和B 间的动摩擦因数为0.5.初始时A 、B 处于静止状态，现将大小为F ＝mg 的水平恒力作用在B 上，g 为重力加速度.A 、B 处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B 0.若A 、B 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块B 足够长，则下列说法正确的是( )图10A.水平力作用瞬间，A 的加速度大小为g2B.A 做匀加速运动的时间为m qB 0C.A 的最大速度为mg qB 0D.B 的最大加速度为g12.如图11所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，垂直磁场方向的平面内有一长方形区域abcd ，其bc 边长为L ，ab 边长为3L .两同种带电粒子(重力不计)以相同的速度v 0分别从a 点和ab 边上的P 点垂直射入磁场，速度方向垂直于ab 边，两粒子都恰好经过c 点，则下列说法中正确的是( )图11A.粒子在磁场中运动的轨道半径为233LB.粒子从a 点到c 点的运动时间为3πL2v 0C.粒子的比荷为3v 02BLD.P 点与a 点的距离为23L3三、非选择题(本题共5小题，共49分)13.(9分)霍尔元件可以用来检测磁场及其变化.图12甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图.由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场.测量原理如图乙所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路.所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好.为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B：图12(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件________(填“前”或“后”)表面电势高.(2)在图中画线连接成实验电路图.(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，还必须测量的物理量有________、________(写出具体的物理量名称及其符号)，计算式B＝______.14.(10分)如图13所示，两个同心圆，半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆心O处有一放射源，放出粒子的质量为m，带电荷量为q，假设粒子速度方向都和纸面平行.图13(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使粒子经过磁场第一次通过A点，则初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？15.(10分)一匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面，磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速度为v，方向沿x正方向，后来粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为l，如图14所示.不计粒子重力的影响，求磁场的磁感应强度B的大小和磁场区域的半径R.图1416.(10分)如图15所示，P是一个放射源，从开口处在纸面内向各个方向放出某种粒子(不计重力)，而这些粒子最终必须全部垂直射到底片MN这一有效区域，并要求底片MN上每个地方都有粒子到达.假若放射源所放出的是质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，且所有的粒子速率都是v，M与放射源的出口在同一水平面，底片MN竖直放置，底片MN长为L.为了实现上述目的，我们必须在P的出口处放置一有界匀强磁场.求：图15(1)匀强磁场的方向；(2)画出所需最小有界匀强磁场的区域，并用阴影表示；(3)磁感应强度B的大小以及最小有界匀强磁场的面积S.17.(10分)(2018·河南九校质量测评)如图16所示，区域Ⅰ内有与水平方向成45°角的匀强电场E1，区域宽度为d1，区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E2，区域宽度为d2，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下.一质量为m、带电荷量为q的微粒在区域Ⅰ左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60°，重力加速度为g，求：图16(1)区域Ⅰ和区域Ⅱ电场强度E1、E2的大小；(2)区域Ⅱ内磁感应强度B的大小；(3)微粒从P运动到Q的时间.答案精析1.B2.A [如图所示，先对a 进行受力分析，a 受到b 导线产生的磁场的作用力F 1，方向向左.假设后加的匀强磁场方向垂直于纸面向外，则此磁场对a 的作用力F 方向向右，F 2＝|F 1－F |.同理F b ＝|F 1′－F ′|，F 1′为a 产生的磁场对b 的作用力，F ′为后加磁场对b 的作用力.又F 1＝F 1′，F ＝F ′，故F b ＝F 2.故正确选项为A.]3.C4.A [要使电子在复合场中做匀速直线运动，有Eq ＝qvB .根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向向下，故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以要么增大洛伦兹力，要么减小电场力.适当减小电场强度E ，即可以减小电场力，选项A 正确；适当减小磁感应强度B ，可以减小洛伦兹力，选项B 错误；适当增大加速电场极板之间的距离，根据eU ＝12mv 2可得v ＝2eUm，由于两极板间的电压没有变化，所以电子进入磁场的速率没有变化，因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小，选项C 错误；同理，适当减小加速电压U ，可以减小电子进入复合场中的速度v ，从而减小洛伦兹力，选项D 错误.] 5.C6.C [液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场组成的复合场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知液滴带负电，故A 错误；由mg ＝qE ，解得q m ＝g E，故B 错误；磁场方向垂直纸面向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的运动方向为顺时针，故C 正确；由qvB ＝m v 2R 得R ＝mv qB ，又q m ＝g E ，故v ＝RBgE，故D 错误.综上本题选C.] 7.B8.A [电子在磁场中做匀速圆周运动，由evB ＝mv 2R 得R ＝mv 0eB，如图所示.当R 1＝L 4时，电子恰好与下板相切；当R 2＝L2时，电子恰好从下板右边缘飞出两平行板(即飞出磁场).由R 1＝mv 1eB ，解得v 1＝eBL 4m ， 由R 2＝mv 2eB ，解得v 2＝eBL 2m， 所以欲使电子不与平行板相碰撞，电子初速度v 0应满足v 0>eBL 2m 或v 0<eBL4m，故选项A 正确.] 9.A [如果粒子的速度增大为原来的2倍，磁场的磁感应强度不变，由qvB ＝m v 2R 得R ＝mvqB，可知半径将增大为原来的2倍，根据几何关系可知，粒子正好从d 点射出，故A 项正确；设正方形边长为2a ，则粒子从e 点射出，轨迹半径为22a .磁感应强度不变，粒子的速度变为原来的3倍，则轨迹半径变为原来的3倍，即轨迹半径为322a ，则由几何关系可知，粒子从fd 之间射出磁场，B 项错；如果粒子速度不变，磁感应强度变为原来的2倍，粒子轨迹半径减小为原来的一半，因此不可能从d 点射出，C 项错；只改变粒子速度使其分别从e 、d 、f 三点射出时，从f 点射出时轨迹的圆心角最小，运动时间最短，D 项错.]10.BD [磁场方向与导体棒垂直，开关闭合瞬间导体棒所受安培力F ＝BIL ＝BELR，方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下，其有水平向右的分量，导体棒将向右运动，故A 、C 错误，B 正确.导体棒所受的合力F 合＝F cos(90°－θ)＝F sin θ，由a ＝F 合m 得a ＝BEL sin θmR，D 正确.]11.BC [F 作用在B 上瞬间，假设A 、B 一起加速，则对A 、B 整体有F ＝3ma ＝mg ，对A 有F f A ＝ma ＝13mg <μmg ＝12mg ，假设成立，因此A 、B 共同做加速运动，加速度为g3，A 选项错误；A 、B 开始运动后，整体在水平方向上只受到F 作用，做匀加速直线运动，对A 分析，B 对A 有水平向左的静摩擦力F f A 静作用，由F f A 静＝mg3知，F f A 静保持不变，但A 受到向上的洛伦兹力，支持力F N A ＝mg－qvB 0逐渐减小，最大静摩擦力μF N A 减小，当F f A 静＝μF N A 时，A 、B 开始相对滑动，此时有mg3＝μ(mg －qv 1B 0)，v 1＝mg 3qB 0，由v 1＝at 得t ＝mqB 0，B 正确；A 、B 相对滑动后，A 仍受到滑动摩擦力作用，继续加速，有F f A 滑＝μ(mg －qv A B 0)，速度增大，滑动摩擦力减小，当滑动摩擦力减小到零时，A 做匀速运动，有mg ＝qv 2B 0，得最大速度v 2＝mgqB 0，C 选项正确；A 、B 相对滑动后，对B 有F －F f A 滑＝2ma B ，F f A 滑减小，则a B 增大，当F f A 滑减小到零时，a B 最大，有a B ＝F2m ＝g2，D 选项错误.]12.ACD [如图，连接ac ，ac ＝2L ，即为轨迹圆弧对应的弦，作弦ac 的垂直平分线交ab 于点O 1，即为粒子从a 点到c 点运动轨迹的圆心，半径R ＝L cos 30°＝233L ，A 正确；粒子从a 点到c 点的运动时间t ＝13×2πR v 0＝43πL 9v 0，B 错误；由qv 0B ＝m v 02R 得R ＝mv 0qB ，则比荷q m ＝v 0BR ＝3v 02BL ，C 正确；从P 点射入的粒子的轨迹半径也等于R ，根据几何关系，可以求出轨迹圆心O 2点到b 点的距离为R 2－L 2＝33L ，P 点与a 点的距离为3L ＋33L －233L ＝233L ，P 点与O 1点重合，D 正确.]13.(1)前 (2)见解析图 (3)电压表示数U 电流表示数InehUI解析 (1)磁场是直线电流产生的，根据安培定则，磁场方向向下；霍尔元件中电流向右，根据左手定则，自由电荷所受安培力向内，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高. (2)滑动变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示.(3)设前后表面的长度为d ，最终自由电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有e Ud＝evB 根据电流微观表达式，有I ＝neSv ＝nedhv联立解得B ＝nehUI. 14.见解析解析 (1)如图所示，设粒子在磁场中的轨道半径为R 1，则由几何关系得R 1＝3r 3， 又qv 1B ＝m v 12R 1 得v 1＝3Bqr3m.(2)设粒子轨迹与磁场外边界相切时，粒子在磁场中的轨道半径为R 2，则由几何关系有(2r －R 2)2＝R 22＋r 2可得R 2＝3r 4，又qv 2B ＝m v 22R 2，可得v 2＝3Bqr4m故要使粒子不穿出环形区域，粒子的初速度不能超过3Bqr4m. 15.3mvql33l 解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r ，则：qvB ＝m v 2r①由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C 必在y 轴上，由题中给出的粒子过P 点时的速度方向与y 轴成30°角，所以判断出P 点在磁场区之外.过P 沿速度方向的反向作延长线，它与x 轴交于Q 点，作圆弧过O 点与x 轴相切，并且与PQ 相切，切点A 即粒子离开磁场区的点，如图所示：由图中几何关系得：l ＝3r ②由①②两式解得：B ＝3mvql，图中OA 的长度即为圆形磁场区域的半径R .由图中几何关系得R ＝33l . 16.(1)垂直纸面向外 (2)见解析图 (3)2mv qL πL24解析 (1)所有粒子经过磁场时受到洛伦兹力而向右偏转，根据左手定则判断得知：匀强磁场的方向为垂直纸面向外. (2)最小有界磁场如图甲所示.(3)如图乙所示，以P 的出口为原点在纸面内建立直角坐标系，y 轴与MN 平行，设粒子从磁场边界的A 点水平射出，坐标为(x ，y )，轨迹半径为R ，则有：x 2＋(R －y )2＝R 2由磁场的边界方程可知，这是一个圆形磁场，半径与粒子运动的轨迹半径相等为R .R ＝L2由Bvq ＝mv 2R 得：R ＝mvBq，联立解得：B ＝2mvqL则有界匀强磁场区域的最小面积为：S ＝πR 2＝πL24.17.见解析解析 (1)微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动， 则在竖直方向上有qE 1sin 45°＝mg解得E 1＝2mgq微粒在区域Ⅱ内做匀速圆周运动，则在竖直方向上有mg ＝qE 2 解得E 2＝mg q(2)设微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动的加速度为a ，离开区域Ⅰ时速度为v ，在区域Ⅱ内做匀速圆周运动的半径为R ，则a ＝qE 1cos 45°m＝gv 2＝2ad 1(或qE 1cos 45°·d 1＝12mv 2) R sin 60°＝d 2 qvB ＝m v 2R解得B ＝m qd 2 3gd 12. (3)微粒在区域Ⅰ内做匀加速运动，t 1＝2d 1g.在区域Ⅱ内做匀速圆周运动的圆心角为60°，又T ＝2πmBq，则t 2＝T 6＝πd 2323gd 1解得t ＝t 1＋t 2＝2d 1g ＋πd 2323gd 1.。

第9章磁场章末过关检测(九)(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右解析：选C.负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO′向左．由于磁针N极指向为磁场方向，可知选项C正确．2．如图所示是电子射线管的示意图．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上(z轴正方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一沿y轴正方向的磁场B．加一沿y轴负方向的磁场C．加一沿z轴正方向的磁场D．加一沿z轴负方向的磁场解析：选B.若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故A错误．若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，故B正确．若加一沿z轴正方向的磁场，电子受沿y轴正向的磁场力作用，亮线向y轴正方向偏转，故C错误．若加一沿z轴负方向的磁场，电子受沿y轴负向的磁场力作用，亮线向y轴负方向偏转，故D错误．3.如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A 极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是( )A ．将变阻器滑动头P 向右滑动B ．将变阻器滑动头P 向左滑动C ．将极板间距离适当减小D ．将极板间距离适当增大解析：选D.电子射入极板间后，偏向A 板，说明qE >qvB ，由E ＝U d可知，减小场强E 的方法有增大板间距离和减小板间电压，故C 错误，D 正确；而移动变阻器滑动头P 并不能改变板间电压，故A 、B 均错误．4.不计重力的两个带电粒子M 和N 经小孔S 垂直磁场边界且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图．分别用v M 与v N ，t M 与t N ，q M m M 与q N m N表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，下列说法正确的是( )A ．如果q M m M ＜q N m N，则v M >v N B ．如果q M m M ＜q N m N，则t M <t N C ．如果v M ＝v N ，则q M m M ＜q N m ND ．如果t M ＝t N ，则q M m M >q N m N解析：选C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB ＝m v 2r ，得v ＝B ·r ·q m，由它们在磁场中的轨迹可知两个带电粒子M 和N 轨迹半径关系为r M ＞r N ，结合上式可知，如果q M m M ＜q N m N，v M 不一定大于v N ，选项A 错误．由题意可知，两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中的轨迹均为半个圆周，运动时间均为半个周期，如果q M m M ＜q N m N ，由T ＝2πr v ＝2πm qB可知，两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中运动周期关系为T M ＞T N ，则t M ＞t N ，选项B 错误．由q m ＝v rB且r M ＞r N 可知，如果v M ＝v N ，则q M m M ＜q N m N ，选项C 正确．由t ＝T 2＝πm qB 可知q m ＝πBt，如果t M ＝t N ，则q M m M ＝q N m N，选项D 错误． 5．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直于横截面．一质量为m 、电荷量为q (q ＞0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为( )A.3mv 03qR B ．mv 0qR C.3mv 0qR D ．3mv 0qR解析：选A.如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv 0B ＝m v 20r，据几何关系，粒子在磁场中的轨道半径r ＝R tan 60°＝3R ，解得B＝3mv03qR，选项A正确．二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分) 6．(2018·河北定州中学模拟)速度相同的一束粒子(不计重力)经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( )A．该束带电粒子带正电B．速度选择器的P1极板带负电C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B 1D．若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小解析：选ACD.由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电，故A 正确．在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P 1极板带正电，故B 错误．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB 1＝qE ，解得：v ＝E B 1，故C 正确．粒子进入匀强磁场B 2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB ＝m v 2r ，解得：r ＝mv qB.可见，由于v 是一定的，B 不变，半径r 越大，则q m越小，故D 正确. 7.(2018·江西吉安一中段考)如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图，在一半径为R ＝10 cm 的圆柱形桶内有B ＝10－4T 的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷为q m＝2×1011 C/kg 的正粒子，粒子束中速度分布连续，当角α＝45°时，出射粒子速度v 的大小错误的是( ) A.2×106 m/s B ．22×106 m/sC．22×108 m/s D ．42×106 m/s解析：选ACD.粒子从小孔a 射入磁场，与ab 方向的夹角为α＝45°，则粒子从小孔b 离开磁场时速度与ab 的夹角也为α＝45°，过入射速度和出射速度方向作垂线，得到轨迹的圆心O ′，画出轨迹如图，由几何知识得到轨迹所对应的圆心角为：θ＝2α＝90° ，则粒子的轨迹半径有关系：2r ＝2R ，由牛顿第二定律得：Bqv ＝m v 2r ，解得：v ＝qBr m＝22×106 m/s ，故选项B 正确．8.(2018·长沙市长郡中学模拟)绝缘光滑斜面与水平面成α角，质量为m、带电荷量为－q(q>0)的小球从斜面上的h高度处释放，初速度为v0(v0>0)，方向与斜面底边MN平行，如图所示，整个装置处在匀强磁场B中，磁场方向平行斜面向上．如果斜面足够大，且小球能够沿斜面到达底边MN.则下列判断正确的是( )A．匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤mgqvB．匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤mg cos αqvC．小球在斜面做变加速曲线运动D．小球达到底边MN的时间t＝2h g sin2α解析：选BD.对小球受力分析，受重力、支持力、洛伦兹力，根据左手定则，可知，洛伦兹力垂直斜面向上，即使速度的变化，不会影响重力与支持力的合力，由于速度与合力垂直，因此小球做匀变速曲线运动，故C错误；根据小球能够沿斜面到达底边MN，则小球受到的洛伦兹力0≤f＝qvB≤mg cos α，解得磁感应强度的取值范围为0≤B≤mg cos αqv，故A错误，B正确；小球做类平抛运动，则在斜面上，沿着斜面方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据力的分解法则及牛顿第二定律，则小球的加速度a＝mg sin αm，再由运动学公式，球到达底边MN的时间t＝2hg sin2α，故D正确．三、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(10分)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？解析：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向F N ＝mg水平方向BIL－F f－Mg＝0又F f＝μF N联立解得I＝2 A由左手定则知电流方向由a指向b.答案：2 A 电流方向由a指向b10．(12分)(2018·山西大同联考)如图所示，在平面直角坐标系内，第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、带电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第一象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h，2h)，不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)粒子在磁场中的运动时间．解析：(1)粒子在电场中运动时由几何关系可知粒子水平方向位移为2h ，竖直方向位移为h ，由类平抛运动规律得2h ＝v 0t ，h ＝12at 2， 由牛顿第二定律可知Eq ＝ma ，联立解得E ＝mv 202qh. (2)粒子到达O 点，沿＋y 方向的分速度v y ＝at ＝Eq m ·2h v 0＝v 0， 则速度与x 正方向的夹角α满足tan α＝v y v x＝1，α＝45°，粒子从MP 的中点垂直于MP 进入磁场，垂直于NP 射出磁场，粒子在磁场中的速度v ＝2v 0，轨道半径R ＝2h ，又Bqv ＝m v 2R， 解得B ＝mv 0qh. (3)由题意得，带电粒子在磁场中转过的角度为45°，故运动时间t ＝18T ＝2πm Bq ·18＝πh 4v 0. 答案：(1)mv 202qh (2)mv 0qh (3)πh 4v 011.(15分)(2018·河南开封高三考试)如图所示，竖直平面内的空间中，有沿水平方向、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在磁场中建立竖直的平面直角坐标系xOy ，在x <0的区域内有沿x 轴负向的匀强电场，电场强度大小为E ，在x >0的区域内也存在匀强电场(图中未画出)．一个带正电的小球(可视为质点)从x 轴上的N 点竖直向下做匀速圆周运动至P点后进入x<0的区域，沿着与水平方向成α＝30°角斜向上做直线运动，通过x轴上的M点，求：(重力加速度为g，不计空气阻力)(1)小球运动速度的大小．(2)在x>0的区域内所加的电场强度的大小．(3)小球从N点运动到M点所用的时间．解析：(1)带电小球做直线运动时的受力情况如图1所示由受力分析图1得qE＝mg tan 30°mg＝qvB cos 30°联立得v＝2E B.(2)小球在x＞0的区域内做匀速圆周运动，则带电小球所受电场力应与所受重力相平衡qE1＝mg解得E1＝3E.(3)小球的运动轨迹如图2所示，由几何关系可知∠OPO′＝α＝30°，∠NO ′P ＝120°由匀速圆周运动特点，可知小球做圆周运动的半径R ＝mv qB由几何知识可知，线段MP ＝Rtan α＝3R带电小球做直线运动的时间t 1＝MP v ＝3R v ＝3m qB ＝3E gB带电小球做圆周运动的周期T ＝2πR v ＝23πE gB所以小球做圆周运动从N 到P 所用的时间t 2＝T 3＝2πE 3gB则带电小球从N 点到M 点所用的时间t ＝t 1＋t 2＝E gB ⎝⎛⎭⎪⎪⎫3＋2π3. 答案：(1)2E B (2)3E (3)E gB ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3＋2π312．(15分)(2018·浙江省名校协作体高三联考)如图所示，LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN 水平且足够长，LM 下端与MN 相切．在OP 与QR 之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .C 、D 是质量为m 和4m 的绝缘小物块(可视为质点)，其中D 带有电荷量q ，C 不带电．现将物块D 静止放置在水平轨道的MO 段，将物块C 从离水平轨道MN 距离h 高的L 处由静止释放，物块C 沿轨道下滑进入水平轨道，然后与D 相碰，碰后物体C 被反弹滑至斜面h 9处，物体D 进入虚线OP 右侧的复合场中继续运动，最后从RQ 侧飞出复合场区域．求：(1)物块D 进入磁场时的瞬时速度v D ；(2)若物块D 进入磁场后恰好做匀速圆周运动，求所加匀强电场的电场强度E 的值及物块D 的电性；(3)若物块D 飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60°，求物块D 飞出QR 边界时与水平轨道的距离d .解析：(1)对物块C ，根据动能定理有mgh ＝12mv 2 反弹后12mv 21＝mg h 9得：v 1＝v 3碰撞时由动量守恒定律：mv ＝－mv 1＋4mv D代入得：v D ＝v 3＝2gh 3. (2)若物块D 做匀速圆周运动，则电场力与重力相等： 4mg ＝Eq得：E ＝4mg q 带正电．(3)由几何关系得d ＝(1－cos 60°)R ＝R2R ＝4mv 3Bq ＝4m 2hg 3Bq 得：d ＝R 2＝2m 2hg 3Bq.2hg 3(2)4mgq带正电(3)2m2hg3Bq答案：(1)。

第九章磁场45分钟章末验收卷一、单项选择题1.如图1所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，重力加速度为g.则( )图1A．金属棒中的电流方向由N指向MB．金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上C．金属棒中的电流大小为mg BL tanθD．每条细线所受拉力大小为mg cosθ答案 C解析平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，故金属棒受到安培力，根据左手定则，可判断金属棒中的电流方向由M指向N，故A错误；金属棒MN所受安培力的方向垂直于MN和磁场方向向右，故B错误；设每条细线所受拉力大小为F T，由受力分析可知，2F T sin θ＝BIL,2F T cos θ＝mg，得I＝mgBL tan θ，故C正确；由受力分析可知，2F T cos θ＝mg，得F T＝12·mgcos θ，故D错误．2.不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的径迹如图2.分别用v M与v N、t M与t N、q Mm M与q Nm N表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比，则( )图2A ．如果q M m M ＝q N m N，则v M >v N B ．如果q M m M ＝q N m N，则t M <t N C ．如果v M ＝v N ，则q M m M >q N m ND ．如果t M ＝t N ，则q M m M >q N m N答案 A解析 由洛伦兹力提供向心力可得qvB ＝m v 2r ，q m ＝v rB，由它们在磁场中的轨迹可知，两个带电粒子M 和N 轨迹的半径关系为r M >r N ，如果q M m M ＝q N m N，则v M >v N ，选项A 正确；两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中轨迹均为半个圆周，运动时间均为半个周期，由T ＝2πm qB 可知，如果q M m M ＝q N m N，则两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中运动周期相等，t M ＝t N ，选项B 错误，同理，选项D错误；由qvB ＝m v 2r ，可解得v ＝rBq m .如果v M ＝v N ，则q M m M <q N m N，选项C 错误．3.如图3所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd ，e 是ad 的中点，f 是cd 的中点，如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e 点射出，则( )图3A ．如果粒子的速度增大为原来的2倍，将从d 点射出B ．如果粒子的速度增大为原来的3倍，将从f 点射出C ．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，将从d 点射出D ．只改变粒子的速度使其分别从e 、d 、f 点射出时，从e 点射出所用时间最短答案 A解析 如果粒子的速度增大为原来的2倍，磁场的磁感应强度不变，由半径公式R ＝mv qB可知，半径将增大为原来的2倍，根据几何关系可知，粒子正好从d 点射出，故A 项正确；设正方形边长为2a ，则粒子从e 点射出，轨迹半径为22a .磁感应强度不变，粒子的速度变为原来的3倍，则轨迹半径变为原来的3倍，即轨迹半径为322a ，则由几何关系可知，粒子从fd 之间射出磁场，B 项错；如果粒子速度不变，磁感应强度变为原来的2倍，粒子轨迹半径减小为原来的一半，因此不可能从d 点射出，C 项错；只改变粒子速度使其分别从e 、d 、f 三点射出时，从f 点射出时轨迹的圆心角最小，运动时间最短，D 项错．4．如图4，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度大小为B ，某种比荷为q m、速度大小为v 的一群离子以一定发散角α由原点O 出射，y 轴正好平分该发散角，离子束偏转后打在x 轴上长度为L 的区域MN 内，则cos α2为( )图4A.12－BqL 4mv B ．1－BqL 2mvC ．1－BqL 4mvD ．1－BqL mv 答案 B解析 由洛伦兹力提供向心力得qvB ＝m v 2r， 解得r ＝mv qB. 根据题述，当离子速度方向沿y 轴正方向时打在N 点，当离子速度方向与y 轴正方向夹角为α2时打在M 点，画出三种情况下离子的运动轨迹如图所示，设OM 之间的距离为x ，则有2r cos α2＝x,2r ＝x ＋L ， 联立解得cos α2＝1－BqL 2mv，选项B 正确． 二、多项选择题5．如图5所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d ，极板长和宽分别为a 和b ，这两个电极与可变电阻R 相连．在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B .发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v 向右流动，并通过专用通道导出．不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，则( )图5A ．运动的等离子体产生的感应电动势为E ＝BavB ．可变电阻R 中的感应电流方向是从Q 到PC ．若可变电阻的阻值为R ＝ρd ab ，则其中的电流为I ＝Bvab 2ρD ．若可变电阻的阻值为R ＝ρd ab，则可变电阻消耗的电功率为P ＝B 2v 2dab 4ρ答案 CD解析 根据左手定则，等离子体中的带正电粒子受到的洛伦兹力向上，带正电粒子累积在上极板，可变电阻R 中电流方向从P 到Q ，B 错误；当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两极板间电压稳定，设产生的电动势为E ，则有qvB ＝q E d，E ＝Bdv ，A 错误；发电导管内等离子体的电阻r ＝ρd ab，若可变电阻的阻值为R ＝ρd ab ，由闭合电路欧姆定律有I ＝E R ＋r ＝Bvab 2ρ，可变电阻消耗的电功率P＝I2R＝B2v2dab4ρ，C、D正确．6．如图6所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，垂直磁场方向的平面内有一长方形区域abcd，其bc边长为L，ab边长为3L.两同种带电粒子(重力不计)以相同的速度v0分别从a点和ab边上的P点垂直射入磁场，速度方向垂直于ab边，两粒子都恰好经过c点，则下列说法中正确的是( )图6 A．粒子在磁场中运动的轨道半径为23 3LB．粒子从a点到c点的运动时间为3πL 2v0C．粒子的比荷为3v0 2BLD ．P 点与a 点的距离为23L 3答案 ACD解析 如图，连接ac ，ac ＝2L ，即为轨迹圆弧对应的弦，作弦ac 的垂直平分线交ab 于点O 1，即为粒子从a 点到c 点运动轨迹的圆心，半径R ＝L cos 30°＝233L ，A 正确；粒子从a 点到c 点的运动时间t ＝13×2πR v 0＝43πL 9v 0，B 错误；由于R ＝mv 0qB ，则比荷q m ＝v 0BR ＝3v 02BL，C 正确；从P 点射入的粒子的轨迹半径也等于R ，根据几何关系，可以求出轨迹圆心O 2点到b 点的距离为R 2－L 2＝33L ，P 点与a 点的距离为3L ＋33L －233L ＝233L ，P 点与O 1点重合，D 正确． 7.如图7所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块A 和B ，A 带负电、质量为m 、电荷量为q ，B 质量为2m、不带电，A 和B 间动摩擦因数为0.5.初始时A 、B 处于静止状态，现将大小为F＝mg的水平恒力作用在B上，g为重力加速度．A、B处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B0.若A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )图7A．水平力作用瞬间，A的加速度大小为g 2B．A做匀加速运动的时间为m qBC．A的最大速度为mgqBD．B的最大加速度为g答案BC解析F作用在B上瞬间，假设A、B一起加速，则对A、B整体有F＝3ma＝mg，对A有Ff A ＝ma＝13mg<μmg＝12mg，假设成立，因此A、B共同做加速运动，加速度为g3，A选项错误；A、B开始运动后，整体在水平方向上只受到F作用，做匀加速直线运动，对A分析，B对A有水平向左的静摩擦力F f A静作用，由Ff A静＝mg3知，F f A静保持不变，但A受到向上的洛伦兹力，支持力F N A＝mg－qvB0逐渐减小，最大静摩擦力μF N A减小，当F f A静＝μF N A时，A、B开始相对滑动，此时有mg3＝μ(mg－qv1B0)，v1＝mg3qB0，由v1＝at得t＝mqB，B正确；A、B相对滑动后，A仍受到滑动摩擦力作用，继续加速，有F f A滑＝μ(mg－qv A B0)，速度增大，滑动摩擦力减小，当滑动摩擦力减小到零时，A做匀速运动，有mg＝qv2B0，得最大速度v2＝mgqB，C选项正确；A、B相对滑动后，对B有F－F f A滑＝2ma B，F f A滑减小，则a B增大，当F f A滑减小到零时，a B最大，有a B＝F2m＝g2，D选项错误．三、非选择题8．aa′、bb′、cc′为足够长的匀强磁场分界线，相邻两分界线间距均为d，磁场方向如图8所示，Ⅰ、Ⅱ区域磁感应强度分别为B和2B，边界aa′上有一粒子源P，平行于纸面向各个方向发射速率为2Bqdm的带正电粒子，Q为边界bb′上一点，PQ连线与磁场边界垂直，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子间相互作用力，求：图8(1)沿PQ方向发射的粒子飞出Ⅰ区时经过bb′的位置；(2)粒子第一次通过边界bb′的位置范围；(3)进入Ⅱ区的粒子第一次在磁场Ⅱ区中运动的最长时间和最短时间．答案见解析解析(1)由洛伦兹力充当向心力得Bqv ＝mv 2r 1r 1＝mv Bq把v ＝2Bqd m代入得r 1＝2d如图甲所示sin θ＝d 2d ＝12，θ＝30°PM ＝QN ＝2d －2d cos θ＝(2－3)d则经过bb ′的位置为Q 下方(2－3)d 处(2)当带正电粒子速度竖直向上进入磁场Ⅰ，距离Q 点上方最远，如图乙所示，由几何关系得cos α1＝d 2d ＝12，α1＝60°QH 1＝2d sin α1＝3d当带正电粒子进入磁场Ⅰ后与bb ′相切时，距离Q 点下方最远，如图丙所示，由几何关系得cos α2＝d 2d ＝12，α2＝60°QH 2＝2d sin α2＝3d粒子通过的范围长度为L ＝23d(3)r 2＝mvq ·2B＝dT ＝2πr 2v ＝πm Bq轨迹圆所对应的弦越长，在磁场Ⅱ中运动的时间越长．如图丁所示，当轨迹圆的弦长为直径时，所对应的时间最长为t max＝T 2＝πm2Bq当轨迹圆的弦长为磁场Ⅱ的宽度时，从cc′飞出，所对应的时间最短为t min＝T6＝πm6Bq当粒子从Q最上方进入Ⅱ区时，如图戊所示，从bb′飞出所对应的时间最短为t min＝T3＝πm3Bq所以粒子第一次在磁场Ⅱ中运动的最短时间为t min＝πm 6Bq.9．如图9所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：图9(1)电场强度的大小E；(2)磁感应强度的大小B；(3)粒子在磁场中运动的时间t.答案(1)mv22qh(2)mvqh(3)πh4v0解析(1)粒子运动轨迹如图所示，粒子在电场中运动的过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得：2h ＝v 0th ＝12at 2qE ＝ma 解得E ＝mv 202qh(2)粒子到达O 点时，沿y 轴正方向的分速度v y ＝at ＝qE m ·2hv 0＝v 0则速度方向与x 轴正方向的夹角α满足：tan α＝v yv x＝1即α＝45°粒子从MP 的中点垂直于MP 进入磁场，垂直于NP 射出磁场，粒子在磁场中的速度为：v ＝2v 0轨道半径R ＝2h又由qvB ＝m v 2R 得B ＝mv 0qh(3)由T ＝2πmBq，且由几何关系可知小粒子在磁场中运动的圆心角为45°，故粒子在磁场中的运动时间 t ＝18·2πm qB ＝πh 4v 0.。