2012届高考物理第一轮复习 磁场对电流的作用测试题10 选修3-1

用心 爱心 专心1 20122012 届物理高三一轮精品测试题 届物理高三一轮精品测试题 8 28 2 磁场对电流的作用 选磁场对电流的作用 选 修修 3 13 1 一 选择题 1 如右图所示 一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端 时的速度为v 若加上一个垂直纸面向外的磁场 则滑到底端时 A v变大 B v变小 C v不变D 不能确定 解析 洛伦兹力虽然不做功 但其方向垂直斜面向下 使物体与斜面间的正压力变 大 故摩擦力变大 损失的机械能增加 答案 B 2 在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场 一质量为m的带 正电小球 在该区域内沿水平方向向右做直线运动 如右图所示 关于场的分布情况不可能的是 A 该处电场方向和磁场方向垂直 B 电场竖直向上 磁场垂直纸面向里 C 电场斜向里侧上方 磁场斜向外侧上方 均与v垂直 D 电场水平向右 磁场垂直纸面向里 解析 带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力 是否受洛伦兹力需具体分 析 A 选项中若电场 磁场方向与速度方向垂直 则洛伦兹力与电场力垂直 如果与重力 的合力为 0 就会做直线运动 B 选项中电场力 洛伦兹力都向上 若与重力合力为 0 也会 做直线运动 C 选项中电场力斜向里侧上方 洛伦兹力向外侧下方 若与重力的合力为 0 就会做直线运动 D 选项三个力的合力不可能为 0 因此选 D 答案 D 3 地面附近空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场 已知磁场方向垂 直于纸面向里 一个带电油滴沿着一条与竖直方向成 角的直线MN运动 如图所示 由此可判断 如果油滴带正电 它是从M点运动到N点 如果 油滴带正电 它是从N点运动到M点 如果水平电场方向向右 油滴是从M点运动到N 点 如果水平电场方向向左 油滴是从M点运动到N点 A 正确B 正确 C 正确D 正确 答案 B 4 医生做某些特殊手术时 利用电磁血流计来监测通过动脉 的血流速度 电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极 N 和 S 构 用心 爱心 专心2 成 磁极间的磁场是均匀的 使用时 两电极a b均与血管壁接触 两触点的连线 磁场 方向和血流速度方向两两垂直 如上图所示 由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中 运动 电极a b之间会有微小电势差 在达到平衡时 血管内部的电场可看做是匀强电场 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零 在某次监测中 两触点间的距离为 3 0mm 血管壁的厚度可忽略 两触点间的电势差为 160 V 磁感应强度的大小为 0 040T 则血流速度的近似值和电极a b的正负为 A 1 3m s a正 b负 B 2 7m s a正 b负 C 1 3m s a负 b正D 2 7m s a负 b正 解析 根据左手定则 可知a正b负 所以 C D 错 因为离子在场中所受合力为零 Bqv q 所以v 1 3m s A 对 B 错 U d U Bd 答案 A 5 2011 浙江杭州市模拟 有一个带电荷量为 q 重为G的小球 从 两竖直的带电平行板上方h处自由落下 两极板间另有匀强磁场 磁感应 强度为B 方向如右图所示 则带电小球通过有电场和磁场的空间时 下列 说法正确的是 A 一定作曲线运动 B 不可能做曲线运动 C 有可能做匀加速运动 D 有可能做匀速运动 解析 由于小球的速度变化时 洛伦兹力会变化 小球所受合力变化 小球不可能 做匀速或匀加速运动 B C D 错 A 正确 答案 A 6 空间存在如右图所示的匀强电场E和匀强磁场B 下面关于带电粒子 在其中运动情况的判断 正确的有 A 若不计重力 粒子做匀速运动的方向可沿y轴正方向 也可沿y轴 负方向 B 若不计重力 粒子可沿x轴正方向做匀加速直线运动 C 若重力不能忽略 粒子不可能做匀速直线运动 D 若重力不能忽略 粒子仍可能做匀速直线运动 答案 D 7 目前有一种磁强计 用于测定地磁场的磁感应强度 磁强 计的原理如右图所示 电路有一段金属导体 它的横截面是宽为 a 高为b的长方形 放在沿y轴正方向的匀强磁场中 导体中通 用心 爱心 专心3 有沿x轴正方向 大小为I的电流 已知金属导体单位体积中的自由电子数为n 电子电 荷量为e 金属导电过程中 自由电子所做的定向移动可视为匀速运动 两电极M N均与 金属导体的前后两侧接触 用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U 则磁感应 强度的大小和电极M N的正负为 A M正 N负 B M正 N负 nebU I neaU I C M负 N正D M负 N正 nebU I neaU I 解析 由左手定则知 金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面聚集 故M负 N正 由F电 F洛即e Bev I nevS nevab 得B U a nebU I 答案 C 8 2011 石家庄教学检测 劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器 工作原理示意图如图所示 置于高真空中的 D 形金属盒半径为R 两盒间的狭缝很小 带电粒子穿过的时间可忽略 磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直 高频交流电频率为f 加速电压为U 若A 处粒子源产生的质子质量为m 电荷量为 q 在加速器中被加速 且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响 则下列说法正确的 是 A 质子被加速后的最大速度不可能超过 2 Rf B 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C 质子第 2 次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 1 2 D 不改变磁感应强度B和交流电频率f 该回旋加速器也能用于 粒子 含两个质子 两个中子 加速 解析 粒子被加速后的最大速度受到 D 形盒半径R的制约 因v 2 Rf A 2 R T 正确 粒子离开回旋加速器的最大动能Ekm mv2 m 4 2R2f2 2m 2R2f2 与加速电压 1 2 1 2 U无关 B 错误 根据R Uq mv 2Uq mv 得质子第 2 次和第 1 次经过两 D 形 mv Bq 1 22 1 1 22 2 盒间狭缝后轨道半径之比为 1 C 错误 因回旋加速器的最大动能Ekm 2m 2R2f2与 2 m R f均有关 D 错误 答案 A 9 如右图所示的虚线区域内 充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直 向下的匀强电场 一带电粒子a 不计重力 以一定的初速度由左边界的O 点射入磁场 电场区域 恰好沿直线由区域右边界的O 点 图中未标出 用心 爱心 专心4 穿出 若撤去该区域内的磁场而保留电场不变 另一个同样的粒子b 不计重力 仍以相同 初速度由O点射入 从区域右边界穿出 则粒子b A 穿出位置一定在O 点下方 B 穿出位置一定在O 点上方 C 运动时 在电场中的电势能一定减小 D 在电场中运动时 动能一定减小 解析 带电粒子的电性可正也可负 当只有电场作用时 粒子穿出位置可能在O 点上方 也可能在O 点下方 电场力一定对粒子做正功 粒子的电势能减小 动能一定 增加 答案 C 10 在一绝缘 粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q 质量为m的带电球体 管道半径略大于球体半径 整个管道处于磁 感应强度为B的水平匀强磁场中 磁感应强度方向与管道垂直 现 给带电球体一个水平速度v0 则在整个运动过程中 带电球体克服 摩擦力所做的功不可能为 A 0B m 2 1 2 mg qB C mvD m 1 22 0 1 2 v2 0 mg qB 2 解析 若带电球体所受的洛伦兹力qv0B mg 带电球体与管道间没有弹力 也不存 在摩擦力 故带电球体克服摩擦力做的功为 0 A 可能 若qv0Bmg 则带电球体开始 1 22 0 时受摩擦力的作用而减速 当速度达到v 时 带电球体不再受摩擦力的作用 所以克 mg qB 服摩擦力做的功为m D 可能 所以不可能的是 B 1 2 v2 0 mg qB 2 答案 B 二 非选择题 11 2010 福建理综 如下图所示的装置 左半部为速度选择器 右半部为匀强的偏 转电场 一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器 能够沿直线通过速度选择器并从狭 缝S2射出的离子 又沿着与电场垂直的方向 立即进入场强大小为E的偏转电场 最后打 在照相底片D上 已知同位素离子的电荷量为q q 0 速度选择器内部存在着相互垂直的 场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场 照相底片D与狭缝S1 S2 的连线平行且距离为L 忽略重力的影响 用心 爱心 专心5 1 求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小 2 若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x 求出x与离 子质量m之间的关系式 用E0 B0 E q m L表示 解析 1 能从速度选择器射出的离子满足 qE0 qv0BO v0 E0 B0 2 离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动 则 x v0t L at2 1 2 由牛顿第二定律得qE ma 由 解得x E0 B0 2mL qE 答案 1 2 E0 B0 E0 B0 2mL qE 12 2011 黑龙江适应性测试 在如右图所示的平面直角坐标系中 存在一个半径R 0 2m 的圆形匀强磁场区域 磁 感应强度B 1 0T 方向垂直纸面向外 该磁场区域的右边缘与坐标原点O相切 y轴右侧 存在电场强度大小为E 1 0 104N C 的匀强电场 方向沿y轴正方向 电场区域宽度 l 0 1m 现从坐标为 0 2m 0 2m 的P点发射出质量m 2 0 10 9kg 带电荷量 q 5 0 10 5C 的带正电粒子 沿y轴正方向射入匀强磁场 速度大小v0 5 0 103m s 重力不计 1 求该带电粒子射出电场时的位置坐标 2 为了使该带电粒子能从坐标为 0 1m 0 05m 的点回到电场后 可在紧邻电场的 右侧一正方形区域内加匀强磁场 试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最 用心 爱心 专心6 小面积 解析 1 带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动 有qv0B m v2 0 r 解得r 0 20m R 根据几何关系可知 带电粒子恰从O点沿x轴进入电场 带电粒子做类平抛运动 设 粒子到达电场边缘时 竖直方向的位移为y 有l