高考物理二轮复习 专题限时集训（九）B专题九磁场配套作业（解析版广东省专用）.doc

专题限时集训(九)b专题九磁场(时间：45分钟)1(双选)有两根长直导线a、b互相平行放置，图910为垂直于导线的截面图在图示的平面内，o点为两根导线连线的中点，m、n为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与o点的距离相等若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流i，则关于线段mn上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()am点和n点的磁感应强度大小相等，方向相同bm点和n点的磁感应强度大小相等，方向相反c在线段mn上各点的磁感应强度都不可能为零d在线段mn上只有一点的磁感应强度为零 图910图9112半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从a点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从b点射出aob120，如图911所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()a.b.c. d.3如图912所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60角，abbccdl，长度为l的电阻丝电阻为r.框架与一电动势为e，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为b的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()图912a0 b.c. d.图9134(双选)质谱仪的构造原理如图913所示从粒子源s出来时的粒子速度很小，可以看作初速度为零粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的p点，测得p点到入口的距离为x，则以下说法正确的是()a粒子一定带正电b粒子一定带负电cx越大，则粒子的质量与电荷量之比一定越大dx越大，则粒子的质量与电荷量之比一定越小5位于法瑞两国边境的欧洲大型强子对撞机，在2011年11月份发生惊天一“撞”在地下百米深处、周长27公里的环形隧道内，两股质子束以接近光速水平(能量达3.5万亿电子伏)迎面相撞，产生了一个温度为太阳核心温度100万倍的火球，实验的成功将开启粒子物理学研究的新世纪参与这个项目的英国科学家热烈庆祝了这个具有里程碑意义的实验欧洲核子研究中心指出，对撞实验产生了“迷你”版本的宇宙大爆炸(模拟出137亿年前宇宙大爆炸之初的“万物原点”)图914分别是该次对撞的“电脑效果图”和“大型强子对撞机内部实物图”已知碰撞粒子由电场加速，受磁场力作用在环形轨道内匀速圆周运动时发生碰撞下列关于强子对撞机的说法正确的是()“宇宙大爆炸”的电脑效果图大型强子对撞机内部图914a对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度越大b当被加速的粒子质量不同时，对应的磁感应强度一定不同c对于给定的带电粒子，加速电越大，粒子运动的周期越小d对于给定的带电粒子，不管加速电压多大，粒子运动的周期都不变6如图915所示，坐标平面的第象限内存在大小为e、方向水平向左的匀强电场，第象限内存在磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场足够长的挡板mn垂直x轴放置且距原点o的距离为d.一质量为m、带电荷量为q的粒子若自距原点o为l的a点第一次以大小为v0、方向沿y轴正方向的速度进入磁场，则粒子恰好到达o点而不进入电场现该粒子仍从a点第二次进入磁场，但初速度大小为2 v0，粒子进入电场后恰能垂直打在挡板上，求：(1)粒子在a点第二次进入磁场时其速度方向与x轴正方向之间的夹角；(2)粒子到达挡板上时的速度大小及打到挡板mn上的位置到x轴的距离图9157如图916所示，在一底边长为2l，45的等腰三角形区域内(o为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为u的电场加速后，从o点垂直于ab进入磁场，不计重力与空气阻力的影响(1)求粒子经电场加速射入磁场时的速度(2)磁感应强度b为多少时，粒子能以最大的圆周半径偏转后打到oa板？(3)在(2)的基础上增加磁感应强度的大小，可以再延长粒子在磁场中的运动时间，求粒子在磁场中运动的极限时间(不计粒子与ab板碰撞的作用时间，设粒子与ab板碰撞前后，电荷量保持不变并以相同的速率反弹) 图9168如图917所示，在xoy平面内，第象限内的直线om是电场与磁场的分界线，om与x轴的负方向成45角，在x0且om右侧空间存在着正y方向的匀强电场e，场强大小为0.32 n/c.电场和磁场在分布区域足够宽阔一不计重力的带负电微粒，从坐标原点o沿x轴负方向以v02103 m/s的初速度进入磁场，最终会离开电、磁场区域已知微粒的电荷量q51018c，质量m11024kg.求：(1)带电微粒在磁场中做圆周运动的半径；(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间；(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标图917专题限时集训(九)b1bd解析 根据安培定则和磁场的叠加原理，m点和n点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项a错误，选项b正确；在线段mn上只有在o点处，a、b两个电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有o点处的磁感应强度为零，选项c错误，选项d正确2d解析 由图中分析知rr，则rrr，匀速圆周运动的时间t，选项d正确3c解析 总电阻rrr，总电流i，梯形框架受的安培力可等效为i通过ad边时受到的安培力，fbibi2l，c选项正确4ac解析 根据粒子的运动轨迹及受力判断，该粒子带负电，a错、b对；而x2r，由加速过程，有uqmv2，得出：x，由此得出c对、d错5c解析 根据材料可知粒子在强子对撞机中的运动半径是不变的，由动能定理uqmv2和半径公式r可得r，对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大时，磁感应强度应越小，故a错误；同理可知，当粒子质量不同时，比荷可能相同，则磁感应强度可能相同，故b错误；由于对撞机的周长是不能改变的，加速电压u越大，粒子运动粒子速度越大，所以周期会越小，故c正确，d错误6(1)45或135(2)(1)l解析 (1)设速度为v0时进入磁场后做圆周运动的半径为r.根据牛顿第二定律有qv0b解得r速度v2v0时进入磁场做圆周运动的半径rl设其速度方向与x轴正方向之间的夹角为，由几何关系得：cos所以45或135 .(2)为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，则要求粒子进入电场时速度方向与x轴正方向平行，如图所示粒子进入电场后由动能定理有qedmv2mv2解得v当145时，粒子打到挡板mn上的位置到x轴的距离为y1r(1sin45)(1)l当2135时，粒子打到挡板mn上的位置到x轴的距离为y1r(1sin45)(1)l.7(1)(2)(3)解析 (1)粒子经电场加速射入磁场时的速度为v，由动能定理得：qumv2解得v(2)要使圆周半径最大，则粒子的圆周轨迹应与ac边相切，如图甲所示设圆周半径为r.由图中几何关系有：rl由洛伦兹力提供向心力有：qvbm联立解得b.甲(3)粒子做圆周运动的半径r，当r越小时，最后一次打到ab板的点越靠近a端点，在磁场中运动时间越长当r为无穷小，经过n个半圆运动，如图乙所示，最后一次打到a点有：n圆周运动的周期：t最长的极限时间tmn联立解得tm.乙8(1)413 m(2)1.256105s(3)(0,0.192 m)解析 (1)带电微粒从o点射入磁场，做匀速圆周运动的轨迹如图所示洛伦兹力提供向心力，有qv0bm解得r4103 m.(2)带电微粒在磁场中经圆弧第一次进入电场，在磁场中经历的时间toat从电场中返回到磁场后又经圆弧离开磁场再次进入电场，在磁场中经历的时间tact在磁场中做圆周运动的周期t在磁场区域运动的总时间ttoatac1.256105 s.(3)微粒从c点垂直电场线进入电场，做类平抛运动，