2012高考物理 月刊专版 专题5 磁场专题训练4

用心 爱心 专心1 磁场磁场 一 选择题 1 2012年广东东莞调研 带电粒子 重力不计 穿过饱和蒸汽时 在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴 从而显示出粒子的径迹 这是云室的原理 如图是云室的拍摄照片 云室中加了垂直于照片向 外的匀强磁场 图中oa ob oc od是从o点发出的四种粒子的径 迹 下列说法中正确的是 A 四种粒子都带正电 B 四种粒子都带负电 C 打到a b点的粒子带正电 D 打到c d点的粒子带正电 解析 选 D 由左手定则知打到a b点的粒子带负电 打到c d点的粒子带正电 D 正确 2 如图所示 一水平导线通以电流I 导线下方有一电子 初速度方 向与电流平行 关于电子的运动情况 下述说法中 正确的是 A 沿路径a运动 其轨道半径越来越大 B 沿路径a运动 其轨道半径越来越小 C 沿路径b运动 其轨道半径越来越小 D 沿路径b运动 其轨道半径越来越大 解析 选 A 由左手定则可知电子向下偏 C D 错 距导线越远 磁感应强度B越小 由r 知 r变大 A 对 mv qB 3 2012 年泰安质检 如图所示 下端封闭 上端开口 内壁光滑的 细玻璃管竖直放置 管底有一带电的小球 整个装置水平匀速向右运动 垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场 由于外力的作用 玻璃管在磁 场中的速度保持不变 最终小球从上端口飞出 则从进入磁场到小球飞出 端口前的过程中 A 小球带正电荷 B 小球做类平抛运动 C 洛伦兹力对小球做正功 D 管壁的弹力对小球做正功 答案 ABD 4 如图所示 一个带正电 电荷量为q的小带电体处于蹄形磁铁 两极之间的匀强磁场里 磁场的方向垂直于纸面向里 磁感应强度为 B 若小带电体的质量为m 为了使它对水平绝缘面正好无压力 应该 A 使磁感应强度B的数值增大 B 使磁场以速率v 向上移动 mg Bq C 使磁场以速率v 向右移动 mg Bq D 使磁场以速率v 向左移动 mg Bq 用心 爱心 专心2 解析 选 D 假定磁场不动 小球应向右运动且有mg qvB 由相对运动知 D 对 5 2012 年中山模拟 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 AOB 120 如图所示 则该带电粒子在磁场中运动的时间为 A B 2 r 3v0 2 3 r 3v0 C D r 3v0 3 r 3v0 解析 选 D 从弧AB所对圆心角 60 知t T 但题中 1 6 m 3qB 已知条件不够 没有此项选择 另想办法找规律表示t 由匀速圆周运动 t v0 从图中分析有R r 则 R r r AB3AB3 3 3 3 则t v0 AB 3 r 3v0 6 2012 年浙江金丽衢十二校联考 回旋加速器是加速带电粒子的 装置 其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒 两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场 使粒子在通过狭缝时都能得 到加速 两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中 如图所示 要增 大带电粒子射出时的动能 则下列说法中正确的是 A 减小磁场的磁感应强度 B 增大匀强电场间的加速电压 C 增大D形金属盒的半径 D 减小狭缝间的距离 解析 选 C 回旋加速器工作时 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 由qvB m 得v 带电粒子射出时的动能Ek mv2 因此增大磁场的磁感应强度或 v2 r qBr m 1 2 q2B2r2 2m 者增大D形金属盒的半径 都能增大带电粒子射出时的动能 7 如图所示 重力不计 质量为m 带正电且电荷量为q的粒子 在a点以某一初速 度v0水平射入一个磁场区域沿曲线abcd运动 ab bc cd都是半径为R的圆弧 粒子在 每段圆弧上的运动时间都是t 如果把由纸面穿出的磁场方向定为正值 则磁场区域 三部分的磁感应强度B随x变化关系图象应为下图所示的哪一个 用心 爱心 专心3 解析 选 D 先由左手定则判断出磁感线是先向里再向外最后再向里 即排除 A C 再 由周期公式 4t 可知 D 正确 2 m qB 8 2012 年郑州模拟 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场 三个 质量和电荷量都相同的带电粒子a b c 以不同的速率沿着AO方向 对准圆心O射入磁场 其运动轨迹如图所示 若带电粒子只受磁场力 的作用 则下列说法正确的是 A a粒子速率最大 B c粒子速率最大 C a粒子在磁场中运动的时间最长 D 它们做圆周运动的周期Ta Tb Tc 解析 选 BC 由于三个带电粒子的质量 电荷量均相同 在同一个磁场中 根据 qvB m 可得 r 当速度越大时 轨道半径越大 选项 A 错误 B 正确 由于T v2 r mv qB 及t T可知 三粒子运动周期相同 a在磁场中运动的偏转角最大 对应时间 2 m qB 2 最长 选项 C 正确 D 错误 9 如图所示 长方形abcd长ad 0 6 m 宽ab 0 3 m O e分 别是ad bc的中点 以ad为直径的半圆内有垂直于纸面向里的匀强磁 场 边界上无磁场 磁感应强度B 0 25 T 一群不计重力 质量 m 3 10 7 kg 电荷量q 2 10 3 C 的带电粒子以速度v 5 102 m s 沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域 A 从Od边射入 的粒子 出射点全部分布在Oa边 B 从aO边射入的粒子 出射点全部分布在ab边 C 从Od边射入的粒子 出射点分布在be边 D 从aO边射入的粒子 出射点分布在ab边和be边 解析 选 CD 由左手定则可知粒子射入后 向上偏转 轨道半径 R 0 3 m 从O点射入的粒子运动轨迹如图中的 1 所示 从aO边上某 mv qB 点射入的粒子运动轨迹如图中的 2 所示 从Od边上某点射入的粒子运动轨 迹如图中的 3 所示 出射点应分布在be边上 综上所述 只有 C D 正确 10 新题快递 如图所示 宽h 2 cm 的有界匀强磁场的纵向范围足够 大 磁感应强度的方向垂直纸面向里 现有一群正粒子从O点以相同的 速率沿纸面不同方向射入磁场 若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半 用心 爱心 专心4 径r均为 5 cm 不计粒子的重力 则 A 右边界 4 cm y4 cm 和y8 cm 内有粒子射出 D 左边界 0 y 8 cm 内有粒子射出 解析 选 AD 粒子恰射出磁场的临界条件如图所示 根据几何关系可得 临界点距x轴的间距y cm 4 cm 可知 A 对 52 5 2 2 B 错 左边界带电粒子可达到 8 cm 处 C 错 D 对 二 计算题 11 2012 年江西重点中学协作体联考 如图所示 真空中有以O 为圆心 r为半径 的圆柱形匀强磁场区域 圆的最下端与x轴相切于坐标原点O 圆的右端与平行于y轴的 虚线MN相切 磁感应强度为B 方向垂直纸面向外 在虚线MN右侧x轴上方足够大的范 围内有方向竖直向下 场强大小为E的匀强电场 现从坐标原点O向纸面内不同方向发射 速率相同的质子 质子在磁场中 做匀速圆周运动的半径也 为r 已知质子的电荷量为e 质量为m 不计质子的重力 质子对电磁场的影响及质子 间的相互作用力 求 1 质子进入磁场时的速度大小 2 沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间 解析 1 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律 得 Bev mv2 r 解得 v Ber m 2 若质子沿y轴正方向射入磁场 则以N为圆心转过 圆弧后从A点垂直电场方向进 1 4 入电场 质子在磁场中有 T 得 tB T 2 m Be 1 4 m 2eB 进入电场后质子做类平抛运动 y方向上的位移 y r at2 t 1 2 1 2 eE m2E 解得 tE 2mr eE 用心 爱心 专心5 则 t tB tE m 2eB 2mr eE 答案 见解析 12 2010 年高考广东理综卷 如图甲所示 左为某同学设想的粒子速度选择装置 由 水平转轴及两个薄盘N1 N2构成 两盘面平行且与转轴垂直 相距为L 盘上各开一狭缝 两狭缝夹角 可调 如图乙 右为水平放置的长为d的感光板 板的正上方有一匀强磁 场 方向垂直纸面向外 磁感应强度为B 一小束速度不同 带正电的粒子沿水平方向射入 N1 能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场 O到感光板的距离为 粒子电荷量为q 质量 d 2 为m 不计重力 1 若两狭缝平行且盘静止 如图丙 某一粒子进入磁场后 竖直向下打在感光板中心 点M上 求该粒子在磁场中运动的时间t 2 若两狭缝夹角为 0 盘匀速转动 转动方向如图乙 要使穿过N1 N2的粒子均打 到感光板P1P2连线上 试分析盘转动角速度 的取值范围 设通过N1的所有粒子在盘旋 转一圈的时间内都能到达N2 解析 1 粒子运动的半径为 R d 2 由牛顿第二定律 qvB m v2 R 匀速圆周运动的周期 T 2 R v 粒子在磁场中运动的时间 t T 4 m 2qB 2 如图所示 设粒子运动临界半径分别为R1和R2 R1 d 4 d2 R2 2 R2