高三物理寒假能量包-专题练习1 磁场

专题1磁场一、选择题（1〜5题为单选题，6〜10题为多选题）下列说法正确的是（）F根据B=p,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与II成反比由公式E=kQ可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比由公式U=Ed可知，在匀强电场中,E为恒量，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比磁感应强度B是矢量，方向与该处电流元受力的方向相同宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍,下列有关磁星的磁场说法正确的是（）“磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场若在“磁星”表面选一闭合区域，则闭合区域中的磁通量不可能为零如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为％的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，贝％）A•电子将向右偏转，速率不变B•电子将向左偏转，速率不变*C.电子运动方向不变，速率不变左右D•电子将向右偏转，速率改变如图所示物体带正电，与斜面的动摩擦因数为”3<tan0）,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上的初速度v0,使物体沿斜面向上运动。下列说法正确的是（）A.物体不可能停在斜面上XXXXXB.物体匀减速向上运动XX纣C.物体向上运动过程中摩擦力大小不变XXXD.物体向上运动时加速度越来越小，最后停在斜面上XX冥XX如图所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计。小球分别从力点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时（）小球的动量相同细线所受的拉力相同

小球所受的洛伦兹力相同小球的向心加速度相同TOC\o"1-5"\h\z静置于桌面上的水平螺线管中通有如图所示的恒定电流，螺线管正上方固定一通电直'■■■■导线M，M中通有垂直纸面向里的恒定电流，导线恰与螺线管中轴线垂直。纸面内，螺.•沁气:1J线管正上方以直导线M为圆心的圆上有ab、c、d四点，其中ac连线恰为圆的竖直直径，b、d连线为圆的水平直径。已知a点的磁感应强度方向水平向左，忽略地磁场的；影响，下列说法正确的是（）a点的磁感应强度大于c点的磁感应强度b、c两点的磁应强度相同导线在图示位置时，通电螺线管所受的安培力竖直向上若将通电直导线M竖直向下移动到a点的过程中，螺线管所受安培力逐渐增大武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值0等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左：B.正、负粒子所受洛伦兹力方向是相反的B.正、负粒子所受洛伦兹力方向是相反的C.废液的流量与M、N两点间电压成正比污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速8•如图所示，两根间距d=1m的平行金属导轨间接有E=10V、r=l0的电源，导轨平面与水平面间的夹角a=37°o质量m=0.1kg的金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好。整个装置处于磁感应强度为B，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。调节滑动变阻器人，发现电流表读数处于1〜5A区间范围时，金属杆ab处于静止状态。已知，重力加速度g=10m/s2。则下列说法中正确的是（）磁感应强度B=0.2T金属杆ab与导轨间最大静摩擦力f=0.3N当电流表示数3A时金属杆ab与导轨间无摩擦力D•滑动变阻器R=0时，使杆ab保持静止，需对杆ab施加沿轨道平面向下至少1N的拉力。9.回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的正对的“D”形金属盒□和□半径均为R,两盒间狭缝的间距

为么磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为加，电荷量为+q,加在狭缝间的方波型电压如图所示。粒子在/=0〜!时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零，忽略相对论效应。下列说法正确的是()A.B.粒子每次在“D”型盒A.B.粒子每次在“D”型盒□中运动时间相同C.粒子射出时的动能与U0成正比D.粒子射出时的动能与U0无关粒子速度不断增大，每次在“D”型盒□中运动时间不同9.如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面方向的匀强磁场，圆心为O,P为磁场边界上的一点。带电粒子a、b从P点沿PO方向射入匀强磁场，经过一段时间，粒子a从边界上的M点射出磁场，粒子b从边界上的N点射出磁场。不计重力及带电粒子间的相互作用，若QPOM=120°,DPON=60°，9.是()若粒子a、b比荷相同，它们的速率之比为3口1若粒子a、b的速率相同，它们的比荷之比为3口1若粒子a、b比荷相同，它们在磁场中的运动时间之比为1口2若粒子a、b的速率相同，它们在磁场中的运动时间之比为2口1二、非选择题如图所示，两平行金属板水平放置，板间存在垂直纸面的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场。金属板右下方以MN为上边界，PQ为下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上。一个电荷量为q、质量为m的正离子以初速度v0在两板间沿平行于金属板的虚线射入金属板间。不计离子重力。已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间的磁感应强度B0；若撤去板间磁场B0,离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，离子进入磁场后从磁场边界P点射出，求该磁场的磁感应强度B的大小。

如图所示，在第□象限的空间中存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面（纸面）向外，在第□象限的空间中存在匀强电场，场强的方向与xOy平面平行，且与x轴的负方向成60°的夹角斜向下。一质量为加、带电量为+g的粒子以速度卩。从x轴上的a点沿y轴的正方向射入磁场，然后从y轴上的b点飞出磁场区域，从c点穿过x轴进入匀强电场区域，并且通过c点正下方的d点。已知a点的坐标为（一h0），b点的坐标为（0,半h）,粒子的重力不计，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）带电粒子通过d点时的速度的大小。参考答案一、选择题（1〜5题为单选题，6〜10题为多选题）【答案】B【解析】磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与F以及I无关，A错误；由公式E=kQ可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比，B正确；由公式U=Ed可知，在匀强电场中，E为恒量，任意两点间的电势差与这两点间的沿电场线方向的距离成正比，C错误；磁感应强度B是矢量，方向与该处电流元受力的方向垂直，D错误。【答案】B【解析】磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误；磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，故B正确；磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；若所选择的区域平行于磁感线，或磁感线从某侧进入又从同一侧穿出时磁通量依然为零，故D错误。【答案】A【解析】根据安培定则可知导线右侧磁感应强度方向为垂直纸面向里，根据左手定则可知电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变。【答案】A【解析】当物体速度为零时所受洛伦兹力为零，由题意可知mgsine>pmgcos0，所以物体不可能停在斜面上,故A正确；根据左手定则可知物体沿斜面向上运动时所受洛伦兹力垂直于斜面上向上，物体做减速运动，所受洛伦兹力减小，则物体对斜面压力逐渐增大，所受滑动摩擦力逐渐增大，所以物体变减速向上运动，故BC错误；根据前面分析可知物体向上做减速运动时的加速度越来越大，当物体速度减为零时，将开始向下滑动，故D错误。【答案】D【解析】带电小球受到的洛伦兹力与小球的速度方向时刻垂直，洛伦兹力对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故小球两次经过0点时速度大小相等，但速度方向相反，所以动量大小相等，方向相反，A错误；小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可v2知两次经过O点时洛伦兹力方向相反，细线的拉力大小不同，BC错误；由a=~r可知向心加速度大小相同，方向都是竖直向上，D正确。【答案】CD【解析】设螺线管在a、c两点产生磁场的磁感应强度大小分别为Ba1和Bc1，通电直导线M在a、c两点产生磁场的磁感应强度大小分别为Ba2和Bc2,根据安培定则以及磁感应强度的叠加法则可知a、c两点的合磁感应强度大小分别为B=B-B，B=B+B，B=B，所以B<B，故A错误；根据安培定则可知，aa2a1cc2c1a2c2ac

导线M在b、c两点的磁感应强度大小相同，但方向不同，b点竖直向上，c点水平向右；螺旋管在b点产生的磁感应强度方向斜向右上方，c点水平向右，所以由磁场叠加原理可知这两点的合磁感应强度方向一定不同,所以磁感应强度一定不相同，故B错误；导线在图示位置时，通电螺线管在M处产生磁场的磁感应强度方向为水平向右，根据左手定则可知M所受安培力竖直向下，根据牛顿第三定律可知通电螺线管所受安培力竖直向上，故C正确；根据通电螺线管周围磁感线分布特点可知，将通电直导线M竖直向下移动到a点的过程中，导线M所在位置磁感应强度逐渐增大，则M所受安培力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知螺线管所受安培力也逐渐增大，故D正确。【答案】BC【解析】根据左手定则可知正粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，负粒子所受洛伦兹力方向竖直向上，故A错

误，B正确；当M、N两点间电压U稳定时，根据平衡条件有qvB二qE，根据匀强电场中电势差与场强的关1ndU系有U=Ed，由题意可知Q=vS=nd2V，解得Q=，可知废液的流量与M、N两点间电压成正比，44B通过流量0的表达式可知，污水流量计不可以用于测量不带电的液体的流速，故C正确，D错误。【答案】ACD【解析】由题意知，流经金属杆ab的电流I=1A时，摩擦力如图1，F+f=mgsina，且F=BLI，电1111流I=5A时，摩擦力如图2，F=mgsina+f,且F=BLI，解得B=0.2T，f=0.4N，故A正确B2222错误；当流经金属杆ab的电流I=3A时F=BLI=0.6N，即有F-mgsina=0，金属杆ab与导轨间3333E无摩擦力，故C正确；滑动变阻器R=0时I=—=10A，F=BLI=2N，杆ab平衡需向下的最小拉力4r44F=F-(mgsina+f)=1N，故D正确。49.【答案】BDTnm【解析】粒子每次在口中运动时间均为半个周期，即即=①=百，与速度无关，故A错误，B正确；粒子运v21-q2B2R2动半径为R时，有qvB=m，且E=二mv2，解得E=，与u0无关，故C错误，D正确。Rm2m2m09.【答案】AC【解析】设圆形磁场的半径为R,粒子运动轨迹如图所示，从M点射出的粒子的半径尸］

=母，从N点射出的粒子半径r2卡R，根据洛伦兹力充当向心力可知qBv二咱，解得v-qBR，当粒子a、b比荷相同，它们的速率之比等于半径之比为3口1,故A错误；当粒子a、b的速率相同，它们的比2nm9荷之比等于半径反比为I故B错误；根据T=苛可知，当粒子宀比荷相同，周期相同，则则二九T可知，它们在磁场中偏转角度之比为60。口120。=1口2,则运动时间之比1口2,故C正确；当粒子ab的速率r9相同，根据t二，它们在磁场中的运动时间之比为3：2,故D错误。v二、非选择题11.【解析】⑴离子做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，有qE=qv0B0E解得B0=-。vo(2)离子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速运动，则刚进入磁场的速度：亠=^ovcos30°=3V2设离子进入磁场后做匀速圆周运动的半径为尸，根据牛顿第二定律，得：qvB=mr由几何关系得：|d=rcos30°解得：B*1