高考物理二轮复习 重难专题强化练“磁场的基本性质”课后冲关.doc

重难专题强化练“磁场的基本性质”课后冲关一、高考真题集中演练明规律1多选(2017全国卷)如图，三根相互平行的固定长直导线l1、l2和l3两两等距，均通有电流i，l1中电流方向与l2中的相同，与l3中的相反。下列说法正确的是()al1所受磁场作用力的方向与l2、l3所在平面垂直bl3所受磁场作用力的方向与l1、l2所在平面垂直cl1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11dl1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析：选bc由安培定则可判断出l2在l1处产生的磁场(b21)方向垂直l1和l2的连线竖直向上，l3在l1处产生的磁场(b31)方向垂直l1和l3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，l3和l2在l1处产生的合磁场(b合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出l1所受磁场作用力的方向与l2和l3所在平面平行，选项a错误；同理，如图2所示，可判断出l3所受磁场(b合3)作用力的方向(竖直向上)与l1、l2所在平面垂直，选项b正确；同理，如图3所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为b，根据几何知识可知，b合1b，b合2b，b合3b，由安培力公式fbil可知l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11，选项c正确，d错误。2(2017全国卷)如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，p为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过p点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2v1为()a.2b.1c.1d3解析：选c由于是相同的粒子，粒子进入磁场时的速度大小相同，由qvbm可知，r，即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同。若粒子运动的速度大小为v1，如图所示，通过旋转圆可知，当粒子在磁场边界的出射点a离p点最远时，则ap2r1；同样，若粒子运动的速度大小为v2，粒子在磁场边界的出射点b离p点最远时，则bp2r2，由几何关系可知，r1，r2rcos 30r，则，c项正确。3.(2016全国卷)平面om和平面on之间的夹角为30，其横截面(纸面)如图所示，平面om上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从om的某点向左上方射入磁场，速度与om成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与on只有一个交点，并从om上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线o的距离为()a.b.c. d.解析：选d如图所示，粒子在磁场中运动的轨迹半径为r。设入射点为a，出射点为b，圆弧与on的交点为p。由粒子运动的对称性及粒子的入射方向知，abr。由几何关系知，apr，则aoap3r，所以ob4r。故选项d正确。4多选(2015全国卷)有两个匀强磁场区域和，中的磁感应强度是中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比，中的电子()a运动轨迹的半径是中的k倍b加速度的大小是中的k倍c做圆周运动的周期是中的k倍d做圆周运动的角速度与中的相等解析：选ac两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且磁场磁感应强度b1是磁场磁感应强度b2的k倍。由qvb得r，即中电子运动轨迹的半径是中的k倍，选项a正确。由f合ma得ab，所以，选项b错误。由t得tr，所以k，选项c正确。由得，选项d错误。正确选项为a、c。5(2014全国卷)如图，mn为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的p点垂直于铝板向上射出，从q点穿越铝板后到达pq的中点o。已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()a2 bc1 d解析：选d根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知：带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r2的2倍。设粒子在p点的速度为v1，根据牛顿第二定律可得qv1b1，则b1；同理，b2，则，d正确，a、b、c错误。6多选(2014全国卷)如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()a电子与正电子的偏转方向一定不同b电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同c仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子d粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小解析：选ac根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项a正确；根据qvb，得r，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项b错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定mv的大小，故选项c正确；粒子的mv越大，轨道半径越大，而mv，粒子的动能大，其mv不一定大，选项d错误。二、名校模拟重点演练明趋势7(2018届高三陕师大附中检测)如图所示，圆柱体为磁体，磁极在左右两侧，外侧a为一金属圆环，与磁体同轴放置，间隙较小。在左侧的n极和金属圆环上各引出两根导线，分别接高压电源的正、负极。加高压后，磁体和金属圆环a间的空气会被电离，形成放电电流，若从右侧观察放电电流，下列说法正确的是()a放电电流将发生顺时针旋转b放电电流将发生逆时针旋转c放电电流不发生旋转d无法确定放电电流的运动情况解析：选a由题意可以知道，从右侧观察，磁场向外，电流由高压电源的正极流向负极，根据左手定则，可以判断放电电流将发生顺时针旋转，故选项a正确。8(2017成都石室中学二诊)如图所示，一个边长l的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为b、方向垂直金属框向里的匀强磁场中，若a、b两端与导线相连，由a到b通以如图所示方向的电流(由a点流入，从b点流出)，流过ab边的电流为i，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()a2bil竖直向下 bbil竖直向上cbil竖直向上 dbil竖直向下解析：选b设流过dc边的电流为i，根据并联电路电压相等有i3rir，得i，ad、bc边所受的安培力的合力为0，dc边中电流向右，根据左手定则，安培力方向向上，大小fdcblbilab边所受的安培力方向向上，大小fabbil所以金属线框受到的安培力f安fdcfabbil，方向竖直向上，故b正确。9(2017商丘一中押题卷)空间有一圆柱形匀强磁场区域，o点为圆心。磁场方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从a点沿图示箭头方向以速率v射入磁场，30，粒子在纸面内运动，经过时间t离开磁场时速度方向与半径oa垂直，不计粒子重力。若粒子速率变为，其他条件不变，粒子在圆柱形磁场中运动的时间为()a. btc. d2t解析：选c设粒子电荷量为q，质量为m，磁场半径为r，运动的轨迹半径为r，磁感应强度为b，根据洛伦兹力提供向心力：qvbm粒子运动周期：t联立可得：t可知速度变化前后，两次粒子的运动周期不变，设以速率v射入磁场时运动轨迹的半径为r1，圆心为o1，画出粒子运动过程图如图甲所示，根据几何关系可知四边形oao1c为菱形，粒子在磁场中运动所转过的圆心角：1ao1c120，半径r1r设以速率射入磁场时运动轨迹的半径为r2，圆心为o2，根据式可知当粒子的速率变为时，粒子半径r2，根据几何关系画出粒子运动过程图如图乙所示，粒子所转过的圆心角2180根据粒子在磁场中运动的时间：tt所以两次粒子在磁场中运动的时间之比：又因为t1t，所以t2故c正确，a、b、d错误。10多选(2017湖北黄冈质检)如图所示，两块水平放置的平行金属板，板长为2d，相距为d。现将一质量为m，电荷量为q的带电小球，以某一水平速度靠近上板下表面的p点射入，刚好从下板边缘射出，若在两板间加入竖直向下的匀强电场，再次将该带电小球以相同速度从p点射入，小球刚好水平向右沿直线运动；若保持电场不变，再加一垂直纸面的匀强磁场，再次将该带电小球以相同速度从p点射入，小球刚好垂直打在下板上。已知重力加速度为g，则下列说法正确的有()a小球从p点射入的初速度为b小球带正电，所加匀强电场ec所加匀强磁场方向垂直纸面向里，bd加入匀强磁场后，带电小球在板间运动时间为 解析：选ad小球从p点射入后做平抛运动，根据平抛运动的特点，有：2dv0t，dgt2，联立解得：v0，故a正确；加电场后小球做匀速直线运动，故：qemg，解得：e，电场力方向向上，场强方向向下，故小球带负电，故b错误；再加磁场后，小球做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里，小球刚好垂直打在下板上，故轨迹半径为d，根据牛顿第二定律，有：qv0bm，解得：b，故c错误；加入匀强磁场后，带电小球在板间运动时间为四分之一个周期，t，故d正确。11(2017福州质检)如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置，铅盒左侧面中心o有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝mq向外辐射粒子，铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域。过o的截面mnpq位于垂直磁场的平面内，oh垂直于mq。已知mohqoh53。粒子质量m6.641027 kg，电量q3.201019 c，速率v1.28107 m/s；磁场的磁感应强度b0.664 t，方向垂直于纸面向里；粒子重力不计，忽略粒子间的相互作用及相对论效应，sin 530.80，cos 530.60。(1)求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t；(2)若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，即达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d。解析：(1)粒子在磁场内做匀速圆周运动，则t垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为：t代入数据解得：t106s9.81108s。(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动， qvbm若沿oq方向进入磁场的粒子运动轨迹与磁场右边界相切，则所有粒子均不能从磁场的右边界射出，如图所示，由几何关系可得：drrsin 53代入数据可得：d0.72 m。答案：(1)9.81108 s(2)0.72 m12(2017孝感一模)如图所示，m、n为水平放置的彼此平行的不带电的两块平板，板的长度和板间距离均为d，在两板间有垂直于纸面方向的匀强磁场，在距上板处有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，以初速度v0水平射入磁场，若使粒子不能射出磁场，求磁场的方向和磁感应强度b的大小范围。解析：第一种情况：当磁场方向垂直纸面向里时，若粒子从左侧上板边缘飞出，则粒子做圆周运动的半径r1由qv0b1m得：b1若粒子从右侧上板边缘飞出，其运动轨迹如图甲所示，设粒子做圆周运动的半径为r2，则：r222d