高考物理 试题分项解析 专题10 磁场（第02期）-人教版高三全册物理试题.doc

专题10 磁场一选择题1（2019年1月湖北黄冈市调研）已知长直通电导线产生的磁场中，某点的磁感应强度满足B=k(其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)。如图，A、B、C三根相互平行的固定长直导线分别位于等腰直角三角形的三个顶点，均通有电流I，A、B两根导线中电流方向垂直纸面向里，C导线中电流垂直纸面向外，下列说法正确的是A.A导线所受磁场作用力的方向与AB平行B.C导线所受磁场作用力的方向与AB垂直C.A、B、C三根单位长度所受的磁场作用力大小之比为112D.A、B、C三根单位长度所受的磁场作用力大小之比为1【参考答案】BC2. （2019年1月云南昆明复习诊断测试）如图所示，直径为d的圆形区域内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，MN为圆的直径，一重力不计的带电粒子从M点沿MN方向以速度射入磁场区域，最后从圆周上的P点离开磁场，若NOP=60°，下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子的比荷为C.洛伦兹力对粒子的冲量为零D.粒子在磁场中运动的时间为【参考答案】BD【命题意图】本题考查带电粒子在圆形磁场区域运动，冲量和动量定理及其相关知识点。【方法归纳】带电粒子在有界匀强磁场中运动，可根据题述条件画出运动轨迹，由几何条件可以得出运动轨迹半径r，由洛伦兹力提供向心力列方程得出待求量。若容易得出轨迹弧长s，由t=s/v得出带电粒子在磁场中的运动时间。3.（2019福建泉州质检）如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不断地释放出同种粒子，粒子以相同的速率v射入磁场、粒子重力及粒子间的作用均不计。图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。下列说法正确的是A能经过M点的粒子必能经过N点B粒子的电荷量与质量之比为，C从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为D从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为【参考答案】C4教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图6甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是()A图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动【参考答案】C5.（2019河南部分示范性高中联考）如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流分别为2I和I，且方向相同，此时a受到的磁场力大小为F，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力大小可能为A. B. F C. 3F D. 5F【参考答案】.AB【名师解析】没有放通电直导线c之前，直导线a、b之间的作用力大小为F，且为引力；放通电直导线c之后，直导线a受到的合磁场力为2F，则c对a的作用力可能向右，大小为F，也可能向左、大小为3F，直导线a的电流是b的2倍，所以c对b的作用力可能向左，大小为F/2，也可能向右、大小为3F/2，所以直导线b受到的合磁场力若方向向左则大小为F+F/2=3F/2，若方向向右则大小为3F/3-F=F/2，所以选项AB正确。 6.（2019河北保定期末）如图所示，将一段金属导线aOb置于纸面内匀强磁场中，磁感应强度大小为B、方向与纸面平行，其中Oa和Ob互相垂直且长度均为l，Oa与磁场方向所夹锐角为45°，当导线中通以aOb方向电流I时，该段导线受到的安培力大小和方向分别是ABIl，垂直纸面向里BBIl，垂直纸面向外C2BIl，垂直纸面向里D2BIl，垂直纸面向外【参考答案】B【名师解析】该段导线垂直磁场方向的有效长度为，根据安培力公式，导线所受安培力的大小为F=BIl，根据左手定则，安培力的方向为垂直纸面向外，选项B正确。7.（2019广东揭阳市期末）如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ， 磁场边界上A点一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向(均平行于纸面)且速度大小相等的带正电的粒子 (重力不计),已知粒子的比荷为k ， 速度大小为2kBr。则粒子在磁场中运动的最长时间为（   ）A.                                     B.                                     C.                                     D. 【参考答案】B 【名师解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： ，已知：v=2kBr ， 解得：R=2r ， 粒子运动的弧长越长，对应的弦长越长，转过的圆心角越大，粒子运动轨迹对应的最大弦长是2r ， 则最大圆心角为：，粒子在磁场中运动的最长时间： ，选项B正确8. 如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B/2的匀强磁场一带负电的粒子从原点O以与x轴成角斜向上射人磁场(此为第一次)，且在上方运动半径为R（不计重力）。则（    ） A粒子经偏转一定能回到原点0B粒子在轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:1C粒子完成一次周期性运动的时间为 D粒子第二次射入 轴上方磁场时，沿轴前进3R【参考答案】D9（2019四川绵阳二诊）如图所示，质量为m、带电量为+q的三个相同的带电小球A、B、C从水平地面上同一高度以同一初速度vo水平抛出，B球始终在方向竖直向下、场强大小为E1的匀强电场中运动；C球始终在方向垂直纸面向里、场强大小为E2的匀强电场中运动，且其初速度方向垂直于电场。已知，g为重力加速度，不计空气阻力。小球A、B、C落地前瞬间速度大小分别为vA、vB、vC，落地前瞬间重力的功率分别为PA、PB、PC，则AvA<vB=vCBvA<vB<vC CPB>PA>PCDPB>PA=PC 【参考答案】AD 二计算题1 .航空母舰是一种以舰载机为主要武器的大型水面作战平台.是世界上最庞大、最复杂、威力最强的武器之一.舰载机起飞技术是航母的最关键技术之一,据报道,目前我国已经成功完成了所有相关实验,成为世界上仅有的几个拥有航母舰载机电磁弹射技术的国家之一.电磁弹射器的工作原理如图G2-12所示,由两条平行的长直金属导轨AB、CD和电枢MN与高功率电源E等构成,两金属导轨固定在水平底座上不能移动,其间距为d,当开关S闭合后,恒定电流I通过金属导轨并在两导轨间产生磁场,电枢MN由于受到电磁力加速前进而带动飞机至起飞速度.(1)判断电枢MN所在位置的磁场方向; (2)已知该装置中某条通电导轨在电枢MN处产生磁场的磁感应强度可以表示为B=,其中常数0是真空磁导率,I为导轨中电流大小,r为该点到导轨的距离,试证明电枢MN的中点附近单位长度d0上所受的安培力大小与电流的平方成正比(不考虑电枢MN对磁场的影响);(3)在某次实际舰载机弹射过程中,电枢所受到的安培力可以简化为F=LrI2,Lr = 6.4×10-3 N/A2称为电感梯度,舰载飞机质量为30 t,远大于电枢质量,发动机提供推力的等效功率为4500 kW,在弹射过程中受到的阻力为重力的,经过90 m长的加速距离,速度即达到324 km/h,从而完成起飞,重力加速度g取10 m/s2,试估算在此弹射过程中流经电枢MN的电流大小.图G2-12【参考答案】.(1)竖直向上(2)见解析(3)2×104 A 而0 、d0、d 均为常量,所以MN电枢中点附近单位长度d0上所受到的安培力F与I2成正比(3)根据飞机的弹射过程建立匀变速直线运动模型,由x=t可得,舰载机弹射时间为t=2 s对弹射过程应用动能定理可得 LrI2x+Pt-0.1mgx=mv2解得I=2×104 A2（10分）（2019湖南株洲一模）如图，直线MN右侧分布着范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。磁场中有一点P，距离O点为L，O、P连线与MN的夹角为。一群质量为m、电荷量为-q（q>0）的粒子，从MN上的O点以大小不同的速度沿纸面向各个方向射入磁场中。忽略所有粒子的重力和粒子间相互作用，求（1）能够通过P点的带电粒子的最小速度； （2）带电粒子从O点到达P点所用最长时间。【名师解析】.（10分）（1）根据牛顿运动定律有（1分）解得粒子做圆周运动的半径可见，粒子的轨道半径跟速度大小成正比。根据题意，能够通过P点且速度最小的粒子，其轨迹一定是以OP为直径的圆周，故带电粒子对应的轨道半径（2分）解得（2分）