高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專題3 電場和磁場 第2講 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)演練

《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專題3 電場和磁場 第2講 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)演練》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 核心突破 專題3 電場和磁場 第2講 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)演練（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2講 磁場及帶電粒子在磁場中的運(yùn) 1．(2016西安模擬)分別置于a、b兩處的長直導(dǎo)線垂直紙面放置，通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，a、b、c、d在一條直線上，且ac＝cb＝bd.已知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2.若將b處導(dǎo)線的電流切斷，則(　A　) A．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1－B2 B．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽2－B1 C．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1－B2，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1－B2 D．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1－B2，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽2－B1 解析：c點(diǎn)的磁場是分別置于a、b兩處的長直導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的．由安培定則可知分別置于a、b兩處的長直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向相同，a、b兩處的長直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為.由對稱性可知，b處的長直導(dǎo)線在d點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向下．a(chǎn)處的長直導(dǎo)線在d點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為－B2，方向向上．若將b處導(dǎo)線的電流切斷，則c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1，d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽1－B2，選項(xiàng)A正確． 2．(2016南昌調(diào)研)如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導(dǎo)線a和b，放置在與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)a導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為I，b導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為2I，且電流方向相反時(shí)，a導(dǎo)線受到磁場力大小為F1，b導(dǎo)線受到磁場力大小為F2，則a通電導(dǎo)線的電流在b導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　C　) A．　 B． C． D． 解析：a、b電流方向相反，兩導(dǎo)線之間的磁場力為斥力，設(shè)大小為F，對a有F1＝F＋BIL，對b有F2＝F＋2BIL，解得F＝2F1－F2，對導(dǎo)線b，F(xiàn)＝2F1－F2＝B′2IL，解得B′＝，選項(xiàng)C正確． 3．(2016全國卷甲)一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示．圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，筒繞其中心軸以角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30角．當(dāng)筒轉(zhuǎn)過90時(shí)，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒．不計(jì)重力．若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為(　A　) A．　 B． C． D． 解析：解本題關(guān)鍵是抓住圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，即t1＝，由題意可判斷出粒子帶負(fù)電，根據(jù)速度方向找出帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，由幾何知識可得，其圓心角為30，因此t2＝T＝，由t1＝t2得，＝，故A正確． 4．(多選)(2016鄭州三模)如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點(diǎn)在cd邊的中點(diǎn)，一個(gè)帶正電的粒子從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，僅在磁場力的作用下，經(jīng)過時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場．現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面內(nèi)與Od成30角的方向，以大小不同的速率射入正方形內(nèi)，下列說法中正確的是(　AD　) A．若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從cd邊射出磁場 B．若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從ad邊射出磁場 C．若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從ab邊射出磁場 D．若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間是t0，則它一定從bc邊射出磁場 解析：粒子從O點(diǎn)垂直于cd邊射出后從c點(diǎn)射出磁場的過程，其運(yùn)動(dòng)軌跡為半個(gè)圓周，由此可知粒子在該磁場中的運(yùn)動(dòng)周期為T＝2t0，若粒子剛好能從ad邊射出磁場(即粒子軌跡與ad邊相切)，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)速度偏轉(zhuǎn)了60角，對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3＝＝，因此粒子若從ad邊射出磁場，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于，由此可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．若粒子剛好能從ab邊射出磁場(即粒子軌跡與ab邊相切)，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)速度偏移了150角，對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t4＝T＝，從ab邊射出的粒子在磁場中的最短時(shí)間為，因此粒子若從ab射出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于，因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤．若粒子剛好能從bc邊射出磁場(即粒子軌跡與bc邊相切)，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)速度偏轉(zhuǎn)了240角，對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝T＝；因此粒子若從bc邊射出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定小于，但大于，因此選項(xiàng)D正確．若粒子能回到cd邊，其偏轉(zhuǎn)角一定是300角，對應(yīng)的時(shí)間一定為t2＝T＝，因此選項(xiàng)A正確． 5．(多選)(2016西安八校第三次聯(lián)考)如圖所示，半徑為R的一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的橫截面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，磁場外有一粒子源，能沿一直線發(fā)射速度大小不等的在一范圍內(nèi)的同種帶電粒子，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q(q＞0)，不計(jì)重力．現(xiàn)粒子以沿正對cO中點(diǎn)且垂直于cO方向射出磁場區(qū)域，發(fā)現(xiàn)帶電粒子恰能從bd之間飛出磁場．則(　ABCD　) A．從b點(diǎn)飛出的帶電粒子的速度最大 B．從d點(diǎn)飛出的帶電粒子的速度最小 C．從d點(diǎn)飛出的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長 D．從b點(diǎn)飛出的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短 解析：粒子在磁場中，受到洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)題意作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示： 圖中Ob為到達(dá)b點(diǎn)的軌跡的圓心，Od為到達(dá)d點(diǎn)的軌跡的圓心，根據(jù)幾何關(guān)系可知，rb＞rd，到達(dá)d點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角比到達(dá)b點(diǎn)的圓心角大，根據(jù)r＝可知，b的半徑最大，d的半徑最小，所以從b點(diǎn)飛出的帶電粒子的速度最大，從d點(diǎn)飛出的帶電粒子的速度最小，故AB正確；周期T＝，所以粒子運(yùn)動(dòng)的周期相等，而到達(dá)d點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角最大，到達(dá)b點(diǎn)轉(zhuǎn)過的圓心角最小，所以從d點(diǎn)飛出的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，從b點(diǎn)飛出的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，故C、D正確． 6．(多選)如圖所示，在xOy平面內(nèi)的y軸和虛線之間除了圓形區(qū)域外的空間存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．虛線經(jīng)過Q點(diǎn)(3L,0)且與y軸平行．圓形區(qū)域的圓心P的坐標(biāo)為(2L,0)，半徑為L.一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從y軸上某點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入磁場，不計(jì)粒子重力，則(　AC　) A．如果粒子沒有經(jīng)過圓形區(qū)域到達(dá)了Q點(diǎn)，則粒子的入射速度為v＝ B．如果粒子沒有經(jīng)過圓形區(qū)域到達(dá)了Q點(diǎn)，則粒子的入射速度為v＝ C．粒子第一次從P點(diǎn)經(jīng)過了x軸，則粒子的最小入射速度為vmin＝ D．粒子第一次從P點(diǎn)經(jīng)過了x軸，則粒子的最小入射速度為vmin＝ 解析：要使粒子不經(jīng)過圓形區(qū)域到達(dá)Q點(diǎn)，則粒子應(yīng)恰好經(jīng)過四分之一圓周到達(dá)Q點(diǎn)，故半徑為3L；則由洛倫茲力充當(dāng)向心力可知，qvB＝m解得：v＝，故A正確；要使粒子到達(dá)圓形磁場的圓心，軌跡圓的切線應(yīng)過圓心，如圖所示，設(shè)粒子從C點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域，O′C與OO′夾角為θ，軌跡圓對應(yīng)的半徑為r，如圖，由幾何關(guān)系得：2L＝rsin θ＋Lcos θ，故當(dāng)θ＝60時(shí)，半徑最小為rm＝L又qvmB＝m，解得：vm＝，故C正確． 7．(2016廣東深圳調(diào)研二)如圖xOy平面內(nèi)有向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，在y軸上有一粒子源，坐標(biāo)為(0,0.2m)，粒子源可以在xOy平面內(nèi)向各個(gè)方向均勻射出質(zhì)量m＝6.410－27kg、帶電量q＝＋3.210－19C、速度v＝1.0106 m/s的帶電粒子，一足夠長的薄感光板從圖中較遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向向左緩慢移動(dòng)，其下表面和上表面先后被粒子擊中并吸收粒子，不考慮粒子間的相互作用，(取π＝3)，求： (1)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑及下表面被粒子擊中時(shí)感光板左端點(diǎn)的位置； (2)在整個(gè)過程中擊中感光板的粒子運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間； (3)當(dāng)薄板左端運(yùn)動(dòng)到(－0.2 m,0)點(diǎn)的瞬間，擊中上、下板面的粒子數(shù)之比． (1)見解析　(2)1.010－6 s　(3)1：1 解析：(1)根據(jù)Bqv＝m得R＝ 代入數(shù)據(jù)解得R＝0.2 m 可得下表面被擊中的位置如圖甲所示 x＝ m＝0.2 m(或0.35 m) 甲 (2)根據(jù)Bqv＝m和T＝ 得T＝，代入數(shù)據(jù)解得T＝1.210－6 s 如圖乙，由幾何關(guān)系可得最長時(shí)間為打在坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子 t＝T＝1.010－6 s 乙 (3)如圖丙，由幾何關(guān)系得打到上板的粒子所對應(yīng)的角度為α＝90 丙 打到下板的粒子所對應(yīng)的角度為β＝90 擊中上、下板面的粒子數(shù)之比＝＝ 答案：見解析