2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)易錯(cuò)題型專訓(xùn)（11）磁場(chǎng) word版含解析答案

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1、2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)易錯(cuò)題型專訓(xùn)（11）磁場(chǎng) 1.如圖所示，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為的銅棒，用長(zhǎng)度也為的兩根輕導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，未通電時(shí)，輕導(dǎo)線靜止在豎直方向，通入大小為Ⅰ的恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度為θ，則( ) A.棒中電流的方向?yàn)?B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 D.若只增大輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度，則θ角度增大 2.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示。這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)形盒構(gòu)成，其間留有空隙，下列說(shuō)法正確的是( ) A.離子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大 B.離子從磁場(chǎng)中獲得能量 C.增

2、大加速電場(chǎng)的電壓，其余條件不變，離子離開(kāi)磁場(chǎng)的動(dòng)能將增大 D.增大加速電場(chǎng)的電壓，其余條件不變，離子在型盒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短 3.如圖所示，光滑的水平面上有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平面上平放著一個(gè)試管，試管內(nèi)壁光滑，底部有一個(gè)帶電小球?，F(xiàn)在對(duì)試管施加一個(gè)垂直于試管的水平拉力F，在拉力F作用下，試管向右做勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球?qū)墓芸陲w出。下列說(shuō)法正確的是( ) A.小球帶負(fù)電 B.小球離開(kāi)試管前，洛倫茲力對(duì)小球做正功 C.小球離開(kāi)試管前的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線 D.維持試管做勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)為恒力 4.如圖所示，大量質(zhì)量為m、帶電荷量為的離子通過(guò)寬度為d的狹縫，沿著與邊界垂直的方

3、向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小，不考慮離子間的相互作用和離子的重力。則帶電離子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域的面積是( ) A. B. C. D. 5.如圖（a）所示，在半徑為R的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng)，其變化規(guī)律如圖（b）所示.薄擋板兩端點(diǎn)恰在圓周上，且所對(duì)的圓心角為.在時(shí)，一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，以初速度v從A點(diǎn)沿直徑射入場(chǎng)區(qū)，運(yùn)動(dòng)到圓心O后，做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在B點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回（碰撞時(shí)間不計(jì)，電荷量不變），運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（a）所示.粒子的重力不計(jì)，不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(

4、 ) A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 B.圖（b）中 C.圖（b）中 D.若時(shí)，質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，以初速度v從A點(diǎn)沿入射，偏轉(zhuǎn)、碰撞后，仍可返回A點(diǎn) 6.如圖所示，水平面內(nèi)有兩條相互垂直且彼此絕緣的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系。四個(gè)相同的圓形閉合線圈在四個(gè)象限內(nèi)完全對(duì)稱地放置，兩直導(dǎo)線中的電流大小與變化情況相同，電流方向如圖所示，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí)，四個(gè)線圈中感應(yīng)電流的情況是( ) A.線圈a中有感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流 C.線圈c中無(wú)感應(yīng)電流 D.線圈d中無(wú)感應(yīng)電流 7.如圖所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，其由加速電場(chǎng)、靜

5、電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為，通道內(nèi)均勻輻射的電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，磁分析器內(nèi)有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為、電荷量為的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的點(diǎn)。不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法正確的是( ) A.極板比極板的電勢(shì)高 B.加速電場(chǎng)的電壓 C.直徑 D.若一群粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群粒子具有相同的比荷 8.已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足(其中為比例系數(shù)，為電流強(qiáng)度，為該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離)?，F(xiàn)有

6、四根平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面恰好在一個(gè)邊長(zhǎng)為的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，電流方向如圖，其中導(dǎo)線中的電流大小為，導(dǎo)線中的電流大小為。已知導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力恰好為零，則下列說(shuō)法正確的是( ) A.電流的大小關(guān)系為 B.四根導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力均為零 C.正方形中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D.若移走導(dǎo)線，則中心處的磁場(chǎng)將沿方向 9.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后,進(jìn)入速度選擇器,速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E,平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片。平板S下方有強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則下列說(shuō)法正確的是( ) A.質(zhì)譜儀是分析同位

7、素的重要工具 B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C.能通過(guò)狹縫的帶電粒子的速率等于 D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越小 10.如圖所示,在平面坐標(biāo)系內(nèi),第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第I、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)圓心在點(diǎn),磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向外。一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的點(diǎn)以速度沿軸正方向射出,恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),從點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力,求: (1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向。 (2)電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比; (3)粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比; 參考答案 1.答案：C 解析：本題考查左手

8、定則與安培力.由左手定則知，棒中電流方向?yàn)椋x項(xiàng)A錯(cuò)誤；棒由靜止到偏轉(zhuǎn)到最大角度的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得，，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；設(shè)輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度為，銅棒的長(zhǎng)度為，根據(jù)動(dòng)能定理得，，則，由此可知，θ與輕導(dǎo)線的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 2.答案：D 3.答案：C 解析：A．小球能從管口處飛出，說(shuō)明小球受到指向管口洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電；故A錯(cuò)誤. B．洛倫茲力是不做功的，因?yàn)樵谙蛏系穆鍌惼澚Ξa(chǎn)生的同時(shí)，還產(chǎn)生了與F方向相反的一個(gè)洛倫茲力，兩個(gè)洛倫茲力抵消，不做功；故B錯(cuò)誤. C．設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng).小球沿管子方向

9、受到洛倫茲力的分力，q、、B均不變，不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線；故C正確. D．設(shè)小球沿管子的分速度大小為，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力，增大，則增大，而拉力，則F逐漸增大；故D錯(cuò)誤。 4.答案：B 解析：根據(jù)向心力公式和洛倫茲力公式得，解得。如圖所示，磁場(chǎng)中帶電離子可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域的面積，所以只有B項(xiàng)正確。 5.答案：BC 解析：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).帶電粒子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)后做一次勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則知，磁場(chǎng)垂直紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得，，解得，選項(xiàng)B正確；時(shí)間內(nèi)粒子先做勻速直線運(yùn)動(dòng)再做勻速圓周

10、運(yùn)動(dòng)，故，選項(xiàng)C正確；由左手定則知，的帶電粒子在B點(diǎn)與擋板碰撞后向上偏轉(zhuǎn)射出磁場(chǎng)，不能返回A點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 6.答案：AD 解析：由安培定則可判斷出兩通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在I象限中方向相同，在Ⅲ象限中方向也相同，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí)，線圈中磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤。利用對(duì)稱性和安培定則可判斷出兩通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在Ⅱ象限中方向相反，在Ⅳ象限中方向也相反，且線圈中的磁通量為零，當(dāng)兩直導(dǎo)線中的電流都增大時(shí)，線圈中的磁通量仍為零，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。 7.答案：AD 解析：試題帶電粒子要打到膠片上，根據(jù)磁場(chǎng)方向和左手定則可知帶電粒子需帶正電，在

11、加速電場(chǎng)能夠得到加速，則極板比極板電勢(shì)高，A對(duì)；在靜電分析器中帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，即，再根據(jù)可知，B錯(cuò)；帶電粒子垂直進(jìn)入磁分析器，直徑，C錯(cuò)；若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，即半徑相同，根據(jù)和可知，，即只與帶電粒子的比荷有關(guān)。 8.答案：ACD 解析：畫出導(dǎo)線在導(dǎo)線A處的磁場(chǎng)方向，如圖所示.根據(jù)題意A導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力為零，則A處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即;則,故選項(xiàng)A正確.同理將各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都畫出來(lái)，可以判斷B、D導(dǎo)線處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，B、D導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力不為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.將各導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向畫出，如圖所示.由于A、C導(dǎo)線電流相等而且與

12、O點(diǎn)距離相等.則,且方向相反，同理，且方向相反，即正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故C正確.若移走A導(dǎo)線，則磁場(chǎng)不存在，則此時(shí)在O點(diǎn)的磁場(chǎng)將沿OB方向，故D正確. 9.答案：ABC 解析：粒在子速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng),有，解得，故C正確；進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后,有，解得，可知r越小,比荷越大,故D錯(cuò)誤;同位素電荷量相等,質(zhì)量不同,則偏轉(zhuǎn)半徑不同,所以質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具,故A正確;因?yàn)榱Ｗ釉谒俣冗x擇器中所受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,根據(jù)左手定則知,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,故B正確。 10.答案：(1)設(shè)粒子的質(zhì)量和所帶正電荷分別為和,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律得從到，，， 粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)沿方向分速度為， 粒子在磁場(chǎng)中的速度為 (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡如下 洛倫茲力提供向心力 由幾何關(guān)系得得 (3)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為得 解析：