高考物理一轮复习-章节训练-磁场(共13页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上2014年高考一轮复习之磁场一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止则()A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下C金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上D金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下解析：当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下

2、，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，B、C、D错误答案：A2如图所示，当电键S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A向右B向左C向纸外 D向纸里解析：由安培定则，导线ab处磁感线方向从右向左，再根据左手定则，D正确答案：D3垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的()解析：利用左手定则可以判断离子做圆周运动的圆心应在y轴上，B、C正确答案：BC4带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为

3、v0，小球上升的最大高度为h3，如下图所示，不计空气阻力，则()Ah1h2h3Bh1>h2>h3Ch1h2>h3 Dh1h3>h2解析：由竖直上抛运动的最大高度公式得h1；当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，由能量守恒得mgh2Ekmvmgh1，所以h1>h2；当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有v2gh3，所以h1h3，选项D正确答案：D5如右图所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上

4、的张力为()A0 B2mgC4mg D6mg解析：若没有磁场，则到达最低点悬线的张力为F，则Fmg由能量守恒得mgl(1cos60°)mv2联立得F2mg.当有磁场存在时，由于洛仑兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F洛2mg当小球自右方摆到最低点时洛仑兹力大小不变，方向必向下可得FF洛mg，所以此时悬线的张力F4mg.C项正确答案：C6如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.

5、下列说法中正确的是()A电子在磁场中运动的时间为B电子在磁场中运动的时间为C磁场区域的圆心坐标为(，)D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，2L)解析：由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2L，故在磁场中运动的时间为t，A错误，B正确；ab是磁场区域圆的直径，故圆心坐标为(L，)，电子在磁场中做圆周运动的圆心为O，计算出其坐标为(0，L)，所以C正确，D错误答案：BC7如图所示，有一重力不计的混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()A速度 B质量C电荷量 D比荷解析：混合正离子束不偏转，说明它

6、们在区域有EqBqv，则v，进入区域的混合正离子速度都相同在区域中正离子偏转半径r，速度v相同，半径r相同，则必定相同，即比荷相同，A、D正确答案：AD8如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直于纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为()AB> BB<CB< DB>解析：由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径R，要想电子从BC边经过，圆周运动的半径要大于，由带电粒子在磁场中运动的公式r有<，即B<，C选项正确答案：C9环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核

7、心部件是一个高度真空的圆环状的空腔若带电粒子初速度可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状机腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法中正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电离子，加速电压U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U多大，粒子运动的周期都不变解析：带电粒子经过加速电场后速度为v，带电粒子以该速度进入对撞机的环状空腔

8、内，且在圆环内做半径确定的圆周运动，因此R，对于给定的加速电压，即U一定，则带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B应越小，A错误，B正确；带电粒子运动周期为T2R，对于给定的粒子，m/q确定，R确定，故C正确，D错误答案：BC10.如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域，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运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域、三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的()解析：由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域、内磁场方向分别为向外、向里、向外，在

9、三个区域中均运动圆周，故t，由于T，求得B.只有C选项正确答案：C第卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11如下图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、电荷量q0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则木板的最大加速度为_；滑块的最大速度为_解析：开始滑块与板一起匀加速，刚发生相对滑动时整体的加速度a2 m/s

10、2，对滑块(mgqvB)ma，代入数据可得此时刻的速度为6 m/s.此后滑块做加速度减小的加速运动，最终匀速mgqvB代入数据可得此时刻的速度为10 m/s.而板做加速度增加的加速运动，最终匀加速板的加速度a3 m/s2答案：3 m/s210 m/s12(2012·课标全国理综)下图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线(1)

11、在图中画线连接成实验电路图(2)完成下列主要实验步骤中的填空：按图接线保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1.闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_；然后读出_，并用天平称出_用米尺测量_(3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B_.(4)判定磁感应强度方向的方法是：若_，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里解析：(1)本实验的原理是：通过测量D的安培力的大小和方向、电流的大小和方向、D的底边长底，根据FBIL，测出B的大小和方向；因此把电流表、滑动变阻器、开关、电源和D

12、串联即可，如答案图所示(2)根据步骤可知D的重力Gm1g，步骤为让电流流过D，使D在重力、安培力和细线的拉力下重新平衡要测出安培力，需要测出拉力，即用天平称出重新加入细沙的总质量；要测出B，需要测出电流的大小和D的底边的长度(3)安培力F|m2m1|g，又FBIL，可得B.(4)由电路图知电流的方向水平向右，B方向若垂直纸面向外，则安培力方向为竖直向下，有Fm1gm2g，即m2>m1.答案：(1)连接如下图所示(2)重新处于平衡状态电流表的示数I此时细沙的质量m2D的底边长度l(3)(4)m2>m1三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算

13、时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13有两个相同的全长电阻为9 的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B0.87 T的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 的电源，连接导线的电阻不计今有一根质量为10 g，电阻为1.5 的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为60°，取重力加速度g10 m/s2.试求此电源电动势E的大小解析：在题图中，从左向右

14、看，棒PQ的受力如图所示，棒所受的重力和安培力FB的合力与环对棒的弹力FN是一对平衡力，且FBmgtanmg而FBIBL，所以I A1 A在题图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则R 2 由闭合电路欧姆定律得EI(r2RR棒)1×(0.52×21.5) V6 V答案：6 V14如图所示，一质量为m、电量为q的带电小球以与水平方向成某一角度的初速度v0射入水平方向的匀强电场中，小球恰能在电场中做直线运动若电场的场强大小不变，方向改为反向，同时加一垂直纸面向外的匀强磁场，小球仍以原来的初速度重新射入，小球恰好又能做直线运动，求电场强度的大小、磁感应强度的大小和初速度

15、与水平方向的夹角.解析：在没有磁场，只有电场时，设小球的运动方向与水平方向的夹角为，受力情况如下图甲所示，根据已知得：Eq在既有磁场又有电场时，E不变，受力情况如上图乙由几何知识得45°小球仍做直线运动，有：qv0BEqcosmgsin解得BE答案：45°15如下图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的电场强度为E.磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.问：(1)为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？(2)满

16、足(1)问条件的离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？解析：(1)离子在加速电场中加速，根据动能定理有qUmv2离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，有qEm解得UER(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvBm由、式得r2r答案：(1)ER(2)16(2012·福建理综)如下图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如下图乙所示，其中T0.设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略(1)在t0到tT0 这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等试求t