2020高考物理二轮复习 磁场专题训练4 12页

‎2020高考物理二轮复习 磁场专题训练4 ‎ 一、 选择题 ‎1.（扬州市2020届第二次调研）如图所示，和为平行的虚线，上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，两点都在上。带电粒子从点以初速与成斜向上射出，经过偏转后正好过点，经过点时速度方向也斜向上，不计重力。下列说法中正确的是（ AB ）‎ ‎、带电粒子经过点时的速度一定跟在点的速度相同；‎ ‎、若将带电粒子在点时的初速度变大（方向不变），它仍能经过点；‎ ‎、若将带电粒子在点时的初速度方向改为与成角斜向上，它就不一定经过点；‎ ‎、粒子一定带正电荷；‎ ‎2.（2020年上海市徐汇区4月模拟）如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是 （ D ）‎ ‎（A）先顺时针后逆时针 ‎（B）先逆时针后顺时针 ‎（C）先顺时针后逆时针，然后再顺时针 ‎（D）先逆时针后顺时针，然后再逆时针 ‎3.(2020江苏淮安市)．下图中分别标明了通电直导线中电流 I、匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F 的方向，其中正确的是 （.A）‎ ‎4.（2020江苏如皋海安联考）如图所示，一块铜板放在磁场中，板面与磁场方 向垂直，板内通有如图所示方向的电流，a、b是铜板左、右边缘的两点，则下列判断正确的是 （B ）‎ ‎①电势Ua>Ub ②电势Ub>Ua ③仅电流增大时，增大 ‎④其它条件不变，将铜板改为NaCl的水溶液时，电势Ub>Ua A．只有②正确 B．②③正确 C．① ④正确 D．①③正确 ‎5.（2020年北京东城区二模）为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量 (单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是 ( B )‎ A．若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高 B．前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关 C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大 D．污水流量Q与电压U成正比，与a、b有关 y x P O Q R a ‎6.（2020年淮安、连云港、宿迁、徐州四市第2次调研）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为A，电流强度均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线R处的磁感应强度B=KI/R，其中K为常数) 。某时刻有一电子(质量为M、电量为E)正好经过原点O，速度大小为V，方向沿Y轴正方向，则电子此时所受磁场力为 A A．方向垂直纸面向里，大小为 B．方向指向X轴正方向，大小为 C．方向垂直纸面向里，大小为 D．方向指向X轴正方向，大小为 ‎7.(2020江苏宿迁市)．如图所示，把长为L的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，当导体棒中通以方向向左的电流I时，导体棒受到的安培力大小和方向分别是（B）‎ I B ‎＋‎ ‎－‎ A．大小为BIL，方向竖直向上 B．大小为BIL，方向竖直向下 C．大小为，方向竖直向上 D．大小为，方向竖直向下 ‎8.（苏北四市高三第三次调研）如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列说法正确的是 （ABC）‎ h B C D 第8题图 E F A．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上 B．微粒做圆周运动的半径为 C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小 D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点C最小 ‎9.（2020届南通市部分重点中学三模）环形对撞机是研究高能粒子的重要装置。带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动带电粒子，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应。关于带电粒子的比荷，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法中正确的是 （ B ）‎ ‎①对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大 ‎②对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小 ‎③对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小 ‎④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T都不变 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④‎ ‎10.（2020江苏南京期末）如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=‎10cm的圆柱形筒内有B=1×10－4T的匀强磁场，方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a、b分别作为入射孔和出射孔.现有一束比荷为=2×‎1011C/kg的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出.其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是 （ C ）‎ A．4×‎105m/s B．2×‎105m/s C．4×‎106m/s D．2×‎106m/s ‎11.（江苏省2020年百校样本分析考试）如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内，则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为 C A． 　　　B．‎ Ｃ．　　Ｄ． ‎ ‎12.（2020江苏省二十所名校4月联合调研）环形对撞机是研究高能粒子的重要装置。带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动带电粒子，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应。关于带电粒子的比荷 ‎，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法中正确的是（ B ）‎ ‎①对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大 ‎②对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小 ‎③对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小 ‎④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T都不变 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④‎ ‎13.(2020江苏启东市) 如图所示的各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是 (C )‎ ‎14.（北京崇文区2020年二模）每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将 (A)‎ A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 二、填空题 ‎15(2020江苏扬州市)．在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度为B。如果赤道上空有一根沿东西方向的直导线，长为L，通有从东向西的电流I，则地磁场对这根导线的作用力大小为 ，方向 。‎ 答案． BIL，竖直向下 ‎16.(2020江苏扬州市)‎ 一长为L的直导线置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于直导线，若在导线中通以电流I，方向如图所示，则该导线所受安培力的大小等于 ，方向为 。‎ 答案： BIL 向右 三、计算题 ‎17.（2020年上海市长宁区4月模拟）如图所示，质量为m、电量为e的电子，由a点以速率v竖直向上射入匀强磁场，经过一段时间后由b点以不变的速率v反方向飞出，已知ab长为L．试求 ‎（1）电子在匀强磁场中飞行时的加速度，并说明电子在磁场中作什么运动；‎ ‎（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．‎ 解：（1）电子的加速度大小 方向不断变化 电子从a ～b作匀速圆周运动 ‎（2）‎ 解得 B的方向垂直纸面向里 ‎18.（2020江苏南京期末）如图所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，左右两壁为导体板，（图中斜线部分），两导体板被一无电阻的导线短接。管道的高度为，宽度为，长度为。加在管道两端截面上的压强差恒为，水银以速度沿管道方向流动时，水银受到管道的阻力与速度成正比，即（为已知量）。求：‎ ‎（1）水银的稳定速度为多大？‎ ‎（2）如果将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度的大小为，方向向上，此时水银的稳定流速又是多大？（已知水银的电阻率为，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外的水银对电路的影响）‎ 答案：（1），‎ ‎（2）感应电动势）‎ 电阻 由欧姆定律得 由平衡条件可得 所以 ‎19.（北京顺义区2020届期末考）两块金属a、b平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两极板中间，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图所示。已知板长l=‎10cm，两板间距d=‎3.0cm，两板间电势差U=150V，v0=2.0×‎107m/s。求：‎ ‎（1）求磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能增加多少？（电子所带电荷量的大小与其质量之比，电子电荷量的大小e=1.60×10—‎19C）‎ 解析：‎ ‎（1）电子进入正交的电磁场不发生偏转，则满足 ‎（2）设电子通过场区偏转的距离为y1‎ ‎20.（北京东城区2020届期末考）电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．求:‎ ‎（1）正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图；(用尺和圆规规范作图)‎ ‎(2) 匀强磁场的磁感应强度．（已知电子的质量为m，电荷量为e）‎ 解析：‎ ‎（1）作电子经电场和磁场中的轨迹图，如右图所示 ‎（2）设电子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得：‎ ‎ ……………………………①‎ 电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：‎ ‎…………………… …………②‎ 由几何关系得：‎ ‎ ……………………③‎ 联立求解①②③式得：‎ ‎21.（2020年苏、锡、常、镇四市调查）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成，匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s，如图甲所示．大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时，所有电子均从两板间通过，进入水平宽度为l，竖直宽度足够大 的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．问：‎ ‎（1）电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？‎ ‎（2）要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？‎ ‎（3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少？（已知电子的质量为m、电荷量为e）‎ ‎4t0‎ t0‎ ‎3t0‎ ‎2t0‎ t ‎0‎ U0‎ U 乙 l B 荧 光 屏 U ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ 甲 e→‎ 解析：‎ ‎（1）由题意可知，要使电子的侧向位移最大，应让电子从0、2t0、4t0……等时刻进入偏转电场，在这种情况下，电子的侧向位移为 要使电子的侧向位移最小，应让电子从t0、3t0……等时刻进入偏转电场，在这种情况下，电子的侧向位移为 所以最大侧向位移和最小侧向位移之比为 ‎（３）由于各个时刻从偏转电场中出来的电子的速度大小相同，方向也相同，因此电子进入磁场后的半径也相同．‎ 由第（1）问可知电子从偏转电场中出来时的最大侧向位移和最小侧向位移的差值为：‎ 所以打在荧光屏上的电子束的宽度为