2022年高考物理一轮复习-章节训练-磁场 .pdf

学习必备欢迎下载20XX年高考一轮复习之磁场一、选择题 ( 本题共 10 小题，每题4 分，共 40 分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为. 整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止则( ) A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下C金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下解析： 当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡， A 正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡， B、C、 D错误答案： A 2如图所示，当电键S闭合的时候，导线ab受力的方向应为( ) A向右B向左C向纸外D向纸里精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页学习必备欢迎下载解析： 由安培定则，导线ab处磁感线方向从右向左，再根据左手定则，D正确答案： D 3垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( ) 解析： 利用左手定则可以判断离子做圆周运动的圆心应在y轴上， B、C正确答案： BC 4带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如下图所示，不计空气阻力，则( ) Ah1h2h3Bh1h2h3Ch1h2h3Dh1h3h2解析： 由竖直上抛运动的最大高度公式得h1v202g；当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，由能量守恒得mgh2Ek12mv20mgh1，所以h1h2；当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有v202gh3，所以h1h3，选项 D正确答案： D 5如右图所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页学习必备欢迎下载A0 B2mgC4mgD6mg解析： 若没有磁场，则到达最低点悬线的张力为F，则Fmgmv2l由能量守恒得mgl(1 cos60) 12mv2联立得F2mg. 当有磁场存在时，由于洛仑兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F洛2mg当小球自右方摆到最低点时洛仑兹力大小不变，方向必向下可得FF洛mgmv2l，所以此时悬线的张力F 4mg.C 项正确答案： C 6如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0 ，L) 一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场， 此时速度方向与x轴正方向的夹角为60. 下列说法中正确的是( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页学习必备欢迎下载A电子在磁场中运动的时间为Lv0B电子在磁场中运动的时间为2L3v0C磁场区域的圆心坐标为(3L2，L2) D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0 ， 2L) 解析：由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2L，故在磁场中运动的时间为t32Lv02L3v0，A 错误， B 正确；ab是磁场区域圆的直径，故圆心坐标为(32L，L2) ，电子在磁场中做圆周运动的圆心为O，计算出其坐标为(0，L) ，所以 C正确， D错误答案： BC 7如图所示，有一重力不计的混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的( ) A速度B质量C电荷量D比荷解析： 混合正离子束不偏转，说明它们在区域有EqBqv，则vEB，进入区域的混合正离子速度都相同在区域中正离子偏转半径rmvBq，速度v相同，半径r相同，则mq必定相同，即比荷相同，A、D正确答案： AD 8如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直于纸面向外，比荷为em的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为 ( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页学习必备欢迎下载AB3mv0aeBB2mv0aeCB2mv0ae解析： 由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径Ra2cos30a3，要想电子从BC边经过，圆周运动的半径要大于a3，由带电粒子在磁场中运动的公式rmvqB有a3mv0eB，即Bm1. 答案： (1) 连接如下图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页学习必备欢迎下载(2) 重新处于平衡状态电流表的示数I此时细沙的质量m2 D的底边长度l(3)|m2m1|gIl(4)m2m1三、计算题 ( 本题共 4 小题， 13、14 题各 10 分， 15、16 题各 12 分，共 44 分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13有两个相同的全长电阻为9 的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B0.87 T的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为 0.5 的电源，连接导线的电阻不计今有一根质量为10 g ，电阻为1.5 的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为60，取重力加速度g10 m/s2. 试求此电源电动势E的大小解析： 在题图中，从左向右看，棒PQ的受力如图所示，棒所受的重力和安培力FB的合力与环对棒的弹力FN是一对平衡力，且FBmgtan 3mg 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页学习必备欢迎下载而FBIBL，所以I3mgBL310103100.870.2 A 1 A 在题图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则R939392 由闭合电路欧姆定律得EI(r2RR棒) 1(0.5 22 1.5) V 6 V 答案： 6 V 14如图所示，一质量为m、电量为q的带电小球以与水平方向成某一角度 的初速度v0射入水平方向的匀强电场中，小球恰能在电场中做直线运动若电场的场强大小不变，方向改为反向，同时加一垂直纸面向外的匀强磁场，小球仍以原来的初速度重新射入，小球恰好又能做直线运动，求电场强度的大小、磁感应强度的大小和初速度与水平方向的夹角 . 解析： 在没有磁场，只有电场时，设小球的运动方向与水平方向的夹角为 ，受力情况如下图甲所示，根据已知得：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页学习必备欢迎下载Eqmgtan 在既有磁场又有电场时，E不变，受力情况如上图乙由几何知识得45小球仍做直线运动，有：qv0BEqcosmgsin 解得B2mgqv0Emgqtan mgq答案：mgq2mgqv04515如下图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的电场强度为E. 磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B. 问：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页学习必备欢迎下载(1) 为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？(2) 满足 (1) 问条件的离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？解析： (1) 离子在加速电场中加速，根据动能定理有qU12mv2离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有qEmv2R解得U12ER(2) 离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvBmv2r由、式得rmvqB1BEmRqPQ2r2BEmRq答案： (1)12ER(2)2BEmRq16(2012福建理综) 如下图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心一质量为m、带电荷量为q(q0)的小球，在管内沿逆时针方向( 从上向下看 ) 做圆周运动已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如下图乙所示，其中T02mqB0. 设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略(1) 在t0 到tT0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页学习必备欢迎下载(2) 在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等试求tT0到t1.5T0这段时间内：细管内涡旋电场的场强大小E；电场力对小球做的功W. 解析： (1) 小球运动时不受细管侧壁的作用力，因而小球所受洛仑兹力提供向心力qv0B0mv20r由式解得v0qB0rm(2) 在T0到 1.5T0这段时间内，细管内一周的感应电动势E感r2Bt由图乙可知Bt2B0T0由于同一条电场线上各点的场强大小相等，所以EE感2r由式及T02mqB0得EqB20r2m在T0到 1.5T0时间内，小球沿切线方向的加速度大小恒为aqEm小球运动的末速度大小vv0at由图乙 t0.5T0，并由式得v32v03qB0r2m由动能定理，电场力做功为W12mv212mv20由式解得W58mv205q2B20r28m答案： (1)qB0rm(2) qB20r2m5q2B20r28m精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页