物理高考复习专题11 磁场选择题(解析版)
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专题11 电磁感应1.(2021届福建省厦门外国语高三质检)2020年爆发了新冠肺炎,该病毒传播能力非常强,因此研究新冠肺炎病毒珠的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。
武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如图所示模型。
污水内含有大量正、负离子,从直径为d 的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。
空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,并测出M 、N 间的电压U ,则下列判断正确的是( )A .正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的B .容器内液体的流速为Uv Bd=C .污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D .污水流量为2UdQ Bπ=【答案】B【解析】根据左手定则,正、负离子所受洛伦兹力方向相反,故A 错误;容器内离子受力平衡,有Uq Bqv d=,化简得Uv Bd=,故B 正确;不带电的液体不受洛伦兹力,所以不会发生偏转,在MN 两点之间不会产生电压,无法由B 选项的分析测流速,故C 错误;污水的流量为2()24U d Ud Q vS Bd Bππ===,故D 错误。
故选B 。
2.(2021届福建省厦门外国语高三质检)放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中,通有俯视顺时针方向的电流,其大小按图乙所示的规律变化.螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出),圆环轴线与螺线管轴线重合.下列说法正确的是( )A .4Tt =时刻,圆环有扩张的趋势 B .4Tt =时刻,圆环有收缩的趋势C .4T t =和34T t =时刻,圆环内的感应电流大小相等D .34Tt =时刻,圆环内有俯视逆时针方向的感应电流【答案】BC【解析】4Tt =时刻,螺线管中电流增大,产生的磁场变强,圆环中的磁通量增多,圆环要阻碍磁通量的增多,有收缩的趋势.故选项A 错误,选项B 正确.4T t =和34Tt =时刻,螺线管内电流的变化率相等,所以圆环内的感应电流大小相等.故C 选项正确.34Tt =时刻,螺线管中俯视顺时针方向的电流减弱,圆环中的向下磁通量减少,圆环要阻碍磁通量的减少,产生向下的磁通量,所以圆环内有俯视顺时针方向的感应电流,故D 选项错误。
专题11 磁场(1)-高考物理精选考点专项突破题集一、单项选择题:(在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1、超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术。
磁体悬浮的原理是()①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】D【解析】超导体中产生的是感应电流,根据楞次定律的“增反减同”原理,这个电流的磁场方向与原磁场方向相反,对磁体产生排斥作用力,这个力与磁体的重力达平衡,因此选项D正确。
故本题选D。
【考点】磁场的应用性【难度】中等2、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【答案】C【解析】根据题意知地理南北极与地磁场存在一个夹角叫磁偏角,两者不重合,因此选项A正确。
地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理南极附近,因此选项B正确。
由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向,故只有赤道处才与地面平行,因此选项C错误。
在赤道处磁场方向水平,而射线是带电的粒子,运动方向垂直磁场方向,根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力作用,因此选项D正确。
故本题选C。
【考点】地磁场【难度】中等3、如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中。
在以导线截面的中心为圆心,r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点。
已知a点的实际磁感应强度为0,则下列正确的是()A.直导线中的电流方向垂直纸面向外B.b点的实际磁感应强度为 2 T,方向斜向上,与B的夹角为45°C.c点的实际磁感应强度也为0D.d点的实际磁感应强度与b点相同【答案】B【解析】a点的磁感应强度为0,说明通电导线在a点产生的磁场方向水平向左,由安培定则知直导线中的电流方向垂直纸面向里,因此选项A错误。
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案解析一、选择题1.如图,放射源放在铅块上的细孔中,铅块上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源放出的射线有α、β、γ三种.下列判断正确的是A.甲是α射线,乙是γ射线,丙是β射线B.甲是β射线,乙是γ射线,丙是α射线C.甲是γ射线,乙是α射线,丙是β射线D.甲是α射线,乙是β射线,丙是γ射线.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两2.回旋加速器是加速带电粒子的装置个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A.减小磁场的磁感应强度B.增大匀强电场间的加速电压C.增大D形金属盒的半径D.减小狭缝间的距离3.如图所示,有abcd四个离子,它们带等量的同种电荷,质量不等.有m a=m b<m c=m d,以不等的速度v a<v b=v c<v d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出,进入B2磁场,由此可判定( )A.射向P1的是a离子B.射向P2的是b离子C.射到A1的是c离子D.射到A2的是d离子4.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是()A.M带正电,N带负电B.M的速率大于N的速率C.洛伦磁力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间5.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作:当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为υ.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭.则元件的()A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与υ无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为eU a6.如图所示,一束粒子射入质谱仪,经狭缝S后分成甲、乙两束,分别打到胶片的A、C两点。
专题11 磁场一、单选题1.下列说法正确的是()A. 密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B. 卡文迪许最先通过实验测出了静电力常量C. 库仑研究了电荷之间的作用力,安培提出了电荷周围存在着它产生的电场D. 奥斯特发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则【答案】 A【解析】密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值,选项A正确;卡文迪许最先通过实验测出了万有引力常量,选项B错误;库仑研究了电荷之间的作用力,法拉第提出了电荷周围存在着它产生的电场,选项C错误;安培发现了判定电流产生磁场方向的右手螺旋定则,选项D错误;故选A.2.如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°。
流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。
导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )A. 方向沿纸面向上,大小为1)ILBB. 方向沿纸面向上,大小为1)ILBC. 方向沿纸面向下,大小为1)ILBD. 方向沿纸面向下,大小为1)ILB【答案】 A点睛:本题也可求出ab、bc和cd所受安培力的大小和方向,然后合成。
视频3.如图所示,a、b是两根垂直纸面的通有等值电流的直导体,两导线外有一点P,P点到a、b距离相等,要使P点的磁场方向向右,则a、b中电流的方向为A. 都向纸里B. 都向纸外C. a中电流方向向纸外,b中向纸里D. a中电流方向向纸里,b中向纸外【答案】 C【解析】A、若a、b中均向纸外,根据安培定则判断可知:a在p处产生的磁场B a方向垂直于ap连线向上,b在p处产生的磁场B b方向垂直于连线向上,根据平行四边形定则进行合成,P点的磁感应强度方向竖直向上,如图所示,故A错误;B、若a、b中均向纸里,同理可知,P点的磁感应强度方向竖直向下.故B错误;C、若a中向纸外,b中向纸里,同理可知,P点的磁感应强度方向水平向右.故C正确;D、若a中向纸里,b中向纸外,同理可知,则得P点的磁感应强度方向水平向左.故D错误;故选C。
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流:a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。
关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断,a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加,但a距离两导线比c近,故a处的磁感应强度大小比c处的大,A对;b、c与右侧电流距离相同,故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向,但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场,故b、c两处的磁感应强度大小不相等,B错;由右手定则可知,a处磁场垂直纸面向里,c处磁场垂直纸面向外,C错;b与两导线距离相等,故两磁场叠加为零,D对。
【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断,A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,I2在线圈位置产生的磁场方向向外,穿过线圈的磁通量可能为零,同理可以判断B中,I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外,I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,穿过线圈的磁通量可能为零,A、B正确;C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里,D中I1,I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外,C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零.【考点】通电直导线周围磁场的方向。
3.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静止时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【答案】C【解析】因为带负电的金属环绕轴OO/以角速度ω匀速旋转,根据右手定则可知此环形电流产生的磁场方向沿着O/-O的方向沿轴线向左,故小磁针最后静止时N极沿轴线向左,选项C 正确。
高中物理:磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A.0.1 A B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g取10 m/s2则()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A.4qBm B.3qBm C.2qBm D.qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b;当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c.不计粒子重力.则()A.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=2∶1B.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=1∶2C.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=2∶1D.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=23S0C,则下列说法中正确的是()A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、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B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A.B1+B2B.B1-B2C.B1+B22D.B1-B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
专题11 带电粒子在电磁场中的运动一.选择题1.【2019届模拟仿真卷】(多选)如图所示为两平行金属极板P 、Q ,在P 、Q 两极板上加直流电压U 0,极板Q 的正方形匀强磁场区域abcd ,匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里。
P 极板上中心O 处有一粒子源,可发射出初速度为零、比荷为k 的带电粒子,Q 极板中心有一小孔,可使粒子射出后垂直磁场方向从a 点沿对角线ac 方向进入匀强磁场区域,则下列说法正确的是( )A .如果带电粒子恰好从d 点射出,则满足22012U kB L =B .如果带电粒子恰好从b 点射出,则粒子源发射的粒子可能带负电CD 【参考答案】ACD2.【江西省红色七校2019届高三第一次联考】(多选)如图所示,在直角三角形ABC 内充满垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),AB 边长度为d ,π6B ∠=。
现垂直AB 边射入一群质量均为m 、电荷量均为q 、速度大小均为v 的带正电粒子,已知垂直AC 边射出的粒子在磁场中运动的时间为t ,而运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为43t (不计重力)。
则下列判断中正确的是( )A .粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4tB .该匀强磁场的磁感应强度大小为π2m qtC .粒子在磁场中运动的轨道半径为25dD 【参考答案】ABC3.【成都2019届摸底】(多选)如图,在x 轴上方存在方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,在x 轴下方存在方向垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为2B 的匀强磁场。
一带负电的粒子(不计重力)从原点O 以与x 轴正方向成30°角的速度v 射入磁场,其在x 轴上方运动的半径为R 。
则( )A .粒子经偏转一定能回到原点OB .粒子完成一次周期性运动的时间为2π3R vC .粒子射入磁场后,第二次经过x 轴时与O 点的距离为3RD .粒子在x 轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1 : 2【参考答案】CD4.【2019德州质检】(多选)如图所示,以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B ,∠A =60°,AO =L ,在O 点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用),粒子的比荷为q m ,发射速度大小都为v 0,且满足0qBL v m=。
高中物理选修1-1第二章磁场-专项练习习题〔含解析〕一、单项选择题1.有一通电金属导线在赤道上方,东西向程度放置,电流方向向西,它受到地磁场的作用力方向为〔〕A.向东B.向西C.向上D.向下2.根据安培假设的思想,认为磁场是由于运动电荷产生的,这种思想假如对地磁场也适用,而目前在地球上并没有发现相对地球定向挪动的电荷,那么由此判断,地球应该〔〕A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定3.如下图,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场方向垂直于纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速直线运动,c向左做匀速直线运动,比拟它们的重力G a、G b、G c间的关系,正确的选项是〔〕A.G a最大B.G b最大C.G c最大D.G a最小4.如图示,固定长直导线通以图示方向的电流,导线旁有一导线框,两者共面,框中通以顺时针方向的电流时,框的运动是〔〕A.绕OO′轴顺时针转动B.分开长直导线向右平动C.靠近长直导线向左平动D.向上或向下平动5.如下图,有一质量为m、带电荷量为q 的油滴,在竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中由静止释放,可以断定〔〕A.油滴在电场中做抛物线运动B.油滴在电场中做匀速直线运动C.油滴在电场中做匀加速直线运动D.油滴运动到极板上的时间只取决于两板间间隔6.以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是〔〕A.通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处一样D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关7.为理解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在如图四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是〔〕A. B. C. D.8.阴极射线管中电子流向由左向右,其上方放置一根通有如下图电流的直导线,导线与阴极射线管平行,那么阴极射线将〔〕A.向上偏转B.向下偏转C.向纸里偏转D.向纸外偏转二、多项选择题9.关于磁场中某点的磁感应强度方向,以下说法中正确的选项是〔〕A.磁感应强度的方向就是自由转动的小磁针静止时N极的指向B.磁感应强度的方向就是小磁针N极在该点的受力方向C.磁感应强度的方向就是一小段通电直导线在该点的受力方向D.磁感应强度的方向就是磁感线在该点的切线方向10.关于电场和磁场,以下说法正确的选项是〔〕A.电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向一样B.电流在磁场中某点不受磁场力作用,那么该点的磁感应强度一定为零C.磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向一样D.试探电荷在电场中某点不受电场力的作用,那么该点的电场强度一定为零11.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上,导轨宽为d,杆与导轨间的摩擦因数为μ,有电流时ab恰好在导轨上静止,如下图.以下图是从右侧观察时的四种不同的匀强磁场方向下的四个平面图,其中通电细杆ab与导轨间的摩擦力不可能为零的是〔〕A. B. C.D.三、填空题12.如下图,一束电子〔电量为e〕以速度v垂直射入磁感强度为B ,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°,那么电子的质量是________,穿透磁场的时间是________。
2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编(第七期)磁场选择题1、(2020·福建省厦门六中高三测试三)1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,如图所示,磁感应强度为B 的匀强磁场与D 形盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U 、周期为T 的交流电源上,中心A 处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。
速度为零开始加速,最后从出口处飞出。
D 形盒的半径为R ,下列说法正确的是( )A .粒子在出口处的最大动能与加速电压U 有关B .粒子在出口处的最大动能与D 形盒的半径无关C .粒子在D 形盒中运动的总时间与交流电的周期T 有关D .粒子在D 形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关【答案】D【解析】AB .根据回旋加速器的加速原理,粒子不断加速,做圆周运动的半径不断变大,最大半径即为D 形盒的半径R ,由2m m v qBv m R= 得m qBR v m=最大动能为222km 2q B R E m= 故AB 错误;CD .粒子每加速一次动能增加ΔE km =qU粒子加速的次数为22km k 2E qB R N E mU==∆ 粒子在D 形盒中运动的总时间2T t N =⋅,2πm T qB = 联立得2π22T BR t N U=⋅= 故C 错误,D 正确。
故选D 。
2、(2020·福建省厦门六中高三测试三)如图所示,质量为m 、电阻为r 的“U”字形金属框abcd 置于竖直平面内,三边的长度ad =dc =bc =L ,两顶点a 、b 通过细导线与M 、N 两点间的电源相连,电源电动势为E 。
内阻也为r 。
匀强磁场方向垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。
不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力,重力加速度为g 。
下列说法正确的是( )A .M 点应接电源的正极B .电源的输出功率为22E rC .磁感应强度的大小为mgrD .ad 边受到的安培力大于bc 边受到的安培力 【答案】C【解析】A .金属框恰好处于静止状态,说明线框受到的安培力向上,根据左手定则可知dc 边中的电流方向应由d 指向c ,结合电路知识得M 点应接电源的负极,故A 错误;B .由闭合电路欧姆定律得2E I r=电源输出功率 224E P I r r == 故B 错误;C .根据平衡条件有mg =BIL解得2mgr B EL=故C 正确;D .根据对称性可知ad 边受到的安培力等于bc 边受到的安培力,方向相反,故D 错误。
故选C 。
3、(2020·福建省厦门六中高三测试三)如图所示,在x 轴的负方向,存在磁感应强度为B 1,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在x 轴的正方向,存在磁感应强度为B 2,方向也垂直于纸面向里的匀强磁场,且B 1∶B 2=3∶2。
在原点O 处同时发射两个质量分别为m a 和m b 的带电粒子,粒子a 以速率v a 沿x 轴正方向运动,粒子b 以速率v b 沿x 轴负方向运动,已知粒子a 带正电,粒子b 带负电,电荷量相等,且两粒子的速率满足m a v a =m b v b 。
若在此后的运动中,当粒子a 第4次经过y 轴(出发时经过y 轴不算在内)时,恰与粒子b 相遇。
粒子重力不计。
下列说法正确的是( )A .粒子a 、b 在磁场B 1中的偏转半径之比为3∶2B .两粒子在y 正半轴相遇C .粒子a 、b 相遇时的速度方向相同D .粒子a 、b 的质量之比为1∶5【答案】BCD【解析】 由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式mv r qB =知道:1211111 1a a b b r m v m v r qB qB =:=,所以选项A 错误。
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r = mv qB知道,a 粒子从O 点出发沿x 轴正方向射出向上逆时针转半周在y 轴上上移2r a2,穿过y 轴后逆时针向下转半周后下移2r a1,由于B 2<B 1,则第二次经过y 轴时在从标原点的上方(2r a2-2r a1)处,同理第四次经过y 轴时在坐标原点上方2(2r a2-2r a1)处,所以由题意知选项B正确。
从最短时间的情况进行考虑,显然是b粒子向上转半周后相遇的,a粒子第四次经过y轴时是向右方向,而b粒子转半周也是向右的方向,所以两者方向相同,所以选项C正确。
根据周期公式2mTqBπ=及题意,当两粒子在y轴上相遇时,时间上有:12T b1=T a1+T a2即:1122221 2b a bm m mqB qB qBπππ⨯+=,结合B1:B2=3:2,得到:15abmm=,所以选项D正确。
故选BCD。
4、(2020·福建省泉州市高三单科质检)如图,在直角坐标系xOy第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场,在y轴上S处有一粒子放射源,它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的同种带电粒子,而且向每个方向射出的粒子数相同。
所有粒子射出磁场时离S最远的位置在x轴上的P点。
已知OP,粒子带负电,粒子重力及粒子间的作用力均不计,则()A.在磁场中运动时间最长的粒子是从P点射出B.沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的偏转角为60°C.从OP、OS两个区城射出的粒子数之比为5:1D.从O点射出的粒子,射出的速度方向与y轴负半轴的夹角为60°【答案】C【解析】由于所有粒子射出磁场时离S最远的位置在x轴上的P点,已知OP,所以SP为直径,根据几何关系可得2SP OS==即OS=RA.当粒子沿y方向射入磁场时,运动轨迹如图所示,此时粒子在磁场中运动时间最长,故A错误;B.沿平行x轴正方向射入的粒子圆心刚好在O点,离开磁场时的偏转角为90°,故B错误;C.当粒子轨迹刚好通过O点时,粒子运动轨迹如图所示,根据几何关系可得粒子轨迹对应的圆心角为60°,则此时粒子速度方向与-y方向的夹角为θ=30°,所以当0<θ≤30°时粒子从OS边射出,当30°<θ≤180°时粒子从OP边射出,故从OP、OS两个区城射出的粒子数之比为n1:n2=(180°-30°):30°=5:1故C正确;D.根据C选项可知,从O点射出的粒子,射出的速度方向与y轴负半轴的夹角为30°,故D错误。
故选C。
5、(2020·福建省泉州市高三单科质检)如图,竖直平面内有一固定的光滑轨道OP,以O为原点建立直角坐标系xOy,Ox轴沿水平方向,轨道OP的方程为y=516x2,P端的横坐标为1.6m。
现加一垂直纸面向外的匀强磁场,把一个质量为0.2kg 的带正电小环套在轨道O 端,并以4m/s 的初速度沿水平方向抛出,在滑轨道下滑过程中,磁场对小环的作用力大小为F 1,轨道对小环的作用力大小为F 2.取g=10m/s 2,则( )A .小环运动到P 端前,F 1与F 2始终相等B .小环运动到P 端所用的时间小于0.4sC .小环运动到P 端时速度大小为4 m/sD .小环运动到P 端时重力的瞬时功率为8 W【答案】AC【解析】初速度为v 0=4m/s 的平抛运动的位移规律为:x =v 0t212y gt =消去t 得 2202g y x v = 把v 0=4m/s ,g =10m/s 2,代入方程得2516y x = 这和轨道OP 的方程相同,说明带电小环在磁场中做初速度为v 0=4m/s ,加速度为g =10m/s 2的平抛运动。
A.对小环进行受力分析,如图所示带电小环的洛伦兹力和轨道的支持力都于速度的切线方向垂直,且方向相反,为了保证小环加速度为重力加速度g,洛伦兹力和支持力必须是一对平衡力,即有F1=F2,故A正确;B.小环运动到P点时,x=1.6m,y=516×1.62m=0.8m运动时间01.6s0.4s 4xtv===故B错误;C.小环运动到P点时,根据平抛运动速度公式v y=gt=10×0.4m/s=4m/s,v x=4m/s 对应的瞬时速度v==故C正确;D.环运动到P端时重力的瞬时功率P=mgv y=0.2×10×4 W=8 W故D错误。
故选AC。
6、(2020·广东省珠海市高三下学期2月检测)如图,水平桌面上固定有一半径为R 的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r ,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向竖直向下;一长度为2R 、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。
棒在拉力的作用下以恒定加速度a 从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。
下列说法正确的是( )A .拉力的大小在运动过程中保持不变BCD 【答案】BCD【解析】A .棒在拉力的作用下以恒定加速度a 从静止开始向右运动,合外力恒定,由F -F 安=ma ,由于安培力随速度的变化而变化,所以拉力也是变化的,故A 错误;B .根据位移公式2122R at =可得时间为t = 故B 正确;C .当棒运动到环中心时,由于棒将金属细圆环分开的两部分的电阻并联,则电路总电阻为2rRπ,速度大小为v =产生感应电动势2E BLv B R ==⋅所以产生感应电流大小为22E I rR π===故C 正确;D .棒经过环心时所受安培力的大小为F BIL ==故D 正确。
故选BCD 。
7、(2020·河南省开封市高三一模)在某空间建立如图所示的平面直角坐标系,该空间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场和沿某个方向的匀强电场(图中均未画出)。
一质量为m ,带电荷量为q +的粒子(不计重力)从坐标原点O 以初速度v 沿x 轴正方向射入该空间,粒子恰好能做匀速直线运动。
下列说法正确的是( )A .匀强电场的电场强度大小为vBB .电场强度方向沿y 轴负方向C .若磁场的方向沿x 轴负方向,粒子也能做匀速直线运动D.若只改变磁场的方向,粒子不可能做匀变速直线运动【答案】AD【解析】AB.粒子恰好能沿x轴正向做匀速直线运动,可知受电场力和洛伦兹力平衡,因洛伦兹力沿y轴负向,可知电场力沿y轴正向,且qE=qvB则E=Bv且方向沿y轴正方向,选项A正确,B错误;C.若磁场的方向沿x轴负方向,则粒子不受洛伦兹力作用,粒子只在沿y轴正方向的电场力作用下不可能做匀速直线运动,选项C错误;D.若只改变磁场的方向,则洛伦兹力与电场力不再平衡,则粒子将做变速曲线运动,不可能做匀变速直线运动,选项D正确;故选AD.8、(2020·湖南省长沙市一中第六次月考)如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根导体棒a、b、c,长度关系为c最长,b最短,将c弯成一直径与b等长的半圆,将装置置于向下的匀强磁场中,在接通电源后,三导体棒中有等大的电流通过,则三棒受到安培力的大小关系为()A. F a>F b>F cB. F a=F b=F cC. F a >F b =F cD. F b <F a <F c【答案】C【解析】设a 、b 两棒的长度分别为L a 和L b ,c 的直径为d ,由于导体棒都与匀强磁场垂直,则:a 、b 三棒所受的安培力大小分别为:a a F BIL =,b b F BIL BId ==,c 棒所受的安培力与长度为直径的直棒所受的安培力大小相等,则有:b F BId =,因为a L d >,则有:a b c F F F >=,故C 正确,A 、B 、D 错误;故选C .9、(2020·湖南省长沙市一中第六次月考)如图所示,在等腰三角形abc 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。