高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1)
高考物理新电磁学知识点之磁场基础测试题含答案(1)
一、选择题
1.三根通电长直导线a、b、c平行且垂直纸面放置,其横截面如图所示,a、b、c恰好位于直角三角形的三个顶点,∠c=90?,∠a=37?。a、b中通有的电流强度分别为I1、I2,c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线平行。已知通电长直导线在周围某点产生的磁
场的磁感应强度
I
B k
r
=,k为比例系数,I为电流强度,r为该点到直导线的距离,sin37?
=0.6。下列说法正确的是()
A.a、b中电流反向,1I:216
I=:9
B.a、b中电流同向,1I:24
I=:3
C.a、b中电流同向,1I:216
I=:9
D.a、b中电流反向,1I:24
I=:3
2.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
3.如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里,有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场,则质子射入磁场的运动速率越大,
A.其轨迹对应的圆心角越大
B.其在磁场区域运动的路程越大
C.其射出磁场区域时速度的偏向角越大
D.其在磁场中的运动时间越长
4.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
5.如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。其核心部分是两个D形金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连。则下列说法正确的是
()
A.带电粒子从磁场中获得能量
B.带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关
C.带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关
D.带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大
6.如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界上,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,则正、负离子在磁场中运动的过程,下列判断正确的是
A.运动的轨道半径不同
B.重新回到磁场边界时速度大小和方向都相同
C.运动的时间相同
D.重新回到磁场边界的位置与O点距离不相等
7.如图所示,用一细线悬挂一根通电的直导线ab(忽略外围电路对导线的影响),放在螺线管正上方处于静止状态,与螺线管轴线平行,可以在空中自由转动,导线中的电流方向由a指向b。现给螺线管两端接通电源后(螺线管左端接正极),关于导线的受力和运动情况,下列说法正确的是()
A.在图示位置导线a、b两端受到的安培力方向相反导线ab始终处于静止
B.从上向下看,导线ab从图示位置开始沿逆时针转动
C.在图示位置,导线a、b两端受到安培力方向相同导线ab摆动
D.导线ab转动后,第一次与螺线管垂直瞬间,所受安培力方向向上
8.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是()
A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验。这一现象是物理学家法拉第通过实验首先发现B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,从而冶炼金属C.图丙是李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻刘伟手握线圈裸露的两端协助测量,李辉把表笔与线圈断开瞬间,刘伟觉得有电击说明欧姆挡内电池电动势很高
D.图丁是微安表的表头,在运输时要把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
9.如图,一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为L,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒左面正中间和底面上各有一小孔(孔大小相对底面大小可忽略),底面小孔位置可在底面中线MN间移动,让大量带电液滴从左侧小孔以某一水平速度进入盒内,若在正方形盒子前后表面加一恒定电压U,可使得液滴恰好能从底面小孔通过,测得小孔到M点的距离为d,已知磁场磁感强度为B,不考虑液滴之间的作用力,不计一切阻力,则以下说法正确的是()
A.液滴一定带正电
B.所加电压的正极一定与正方形盒子的后表面连接
C .液滴从底面小孔通过时的速度为g v d L
= D .恒定电压为U Bd Lg =
10.如图所示,ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形,比荷为
e
m
的电子以速度v 0从A 点沿AB 边射出(电子重力不计),欲使电子能经过AC 边,磁感应强度B 的取值为
A .
B <
3mv ae
B .B <
2mv ae
C .B >
3mv ae
D .B >
2mv ae
11.某小组重做奥斯特实验,在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针,如图所示,给导线通入恒定电流,小磁针再次静止时偏转了30°,已知该处地磁场水平分量
55.010B T -=?,通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为( )
A .52.910T -?
B .57.110T -?
C .58.710T -?
D .41.010T -?
12.2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图,现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中,接入高频电源。分别加速氘核和氦核,下列说法正确的是( )
A .它们在磁场中运动的周期相同
B .它们的最大速度不相等
C .两次所接高频电源的频率不相同
D .仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
13.一回旋加速器当外加磁场一定时,可把质子加速到v ,它能把氚核加速到的速度为 ( ) A .v
B .2v
C .
3
v D .
23
v
14.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图所示.如果直导线可以自由地运动且通以由a 到b 的电流,则导线ab 受磁场力后的运动情况为( )
A .从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B .从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C .从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D .从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
15.如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c 以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场,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 .c 粒子在磁场中运动时间最长
D .它们做圆周运动的周期a b c T T T <<
16.如图所示,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等,质量分别为m a 、m b 、m c ,已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动,下列选项正确的是( )
A .m a >m b >m c
B .m b >m a >m c
C .m c >m a >m b
D .m c >m b >m a
17.如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab 上,挂有两个相同的金属环M 和N .当两环均通以图示的相同方向的电流时,分析下列说法中,哪种说法正确( )
A .两环静止不动
B .两环互相远离
C.两环互相靠近 D.两环同时向左运动
18.下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是()A.
B.
C.
D.
19.如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出。下列说法正确的是
A.粒子带正电
B.粒子在b点速率大于在a点速率
C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出
D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
20.如图所示,在威尔逊云雾室中,有垂直纸面向里的匀强磁场。图中曲线ab,是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹。由于它在行进中使周围气体电离,其能量越来越小,电量保持不变,由此可知()
A.粒子带负电,由a向b运动
B .粒子带负电,由b 向a 运动
C .粒子带正电,由a 向b 运动
D .粒子带正电,由b 向a 运动
21.如图,一束电子沿z 轴正向流动,则在图中y 轴上A 点的磁场方向是( )
A .+x 方向
B .﹣x 方向
C .+y 方向
D .﹣y 方向
22.如图所示,三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab 、cd 、ef 构成一个等边三角形,O 为三角形的中心,M 、N 分别为O 关于导线ab 、cd 的对称点,当三根导线中通以大小相等,方向如图所示的电流时,M 点磁感应强度的大小为B 1,O 点磁感应强度大小为B 2,若将导线ab 中的电流撤去,而保持另两根导线中的电流不变,则N 点磁感应强度的大小为( )
A .
B 1+B 2 B .
()211
32
B B -
C .
()211
2
B B + D .B 1-B 2
23.如图所示,以O 为圆心的圆形区域内,存在方向垂直纸面向外的勻强磁场,磁场边界上的A 点有一粒子发射源,沿半径AO 方向发射出速率不同的同种粒子(重力不计),垂直进入磁场,下列说法正确的是
A .率越大的粒子在磁场中运动的时间越长
B .速率越小的粒子在磁场中运动的时间越长
C .速率越大的粒子在磁场中运动的角速度越大
D .速率越小的粒子在磁场中运动的角速度越大
24.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示.两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则
A.a为电源正极,到达A板的为α射线
B.a为电源正极,到达A板的为β射线
C.a为电源负极,到达A板的为α射线
D.a为电源负极,到达A板的为β射线
25.如图所示,一根长为的铝棒用两个劲度系数均为的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里,当铝棒中通过的电流方向从左到右时,弹簧的长度变化了,则下面说法正确的是()
A.弹簧长度缩短了,
B.弹簧长度缩短了,
C.弹簧长度伸长了,
D.弹簧长度伸长了,
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一、选择题
1.A
解析:A
【解析】
【详解】
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,且c受到a、b的磁场力的合力方向与a、b连线
平行,则ab 中电流方向相反,c 受力分析如图所示: 竖直方向平衡得:
11
sin
37sin 53a b ac bc
k
I k I r r ???=? 根据几何关系得:
cos37ac ab r r ?=
cos53bc ab r r ?=
联立解得:
16
9
a b I I =
A .a 、b 中电流反向,1I :216I =:9与分析相符,故A 正确;
B .a 、b 中电流同向,1I :24I =:3与分析不符,故B 错误;
C .a 、b 中电流同向,1I :216I =:9与分析不符,故C 错误;
D .a 、b 中电流反向,1I :24I =:3与分析不符,故D 错误。
2.C
解析:C 【解析】 【详解】
粒子在回旋加速器中的最大半径为D 形盒的半径,由2
m υq υB m R
=,故最大动能为
222
2122m k m q B R E m υm
==
A .由以上推导可知,增大磁感应强度可以增大最大动能,故A 错误;
B .增加加速电压对最大动能无影响,故B 错误;
C .增大
D 形盒半径R 可以增大最大动能,故C 正确; D .减小狭缝间距离对最大动能无影响,D 错误; 故选C 。
3.B
解析:B 【解析】
试题分析:设磁场区域半径为R,轨迹的圆心角为α,如图示:
粒子在磁场中运动的时间为,而轨迹半径,而,粒子速度越大,则r越大,α越小(与射出磁场时的速度偏向角相等),t越小,故B对.
考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.
【名师点睛】带电粒子在有界磁场中的常用几何关系
(1)四个点:分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点.(2)三个角:速度偏转角、圆心角、弦切角,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的2倍.
4.B
解析:B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时,不受安培力的作用,A选项错误;
B.安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的,即B正确;
C.在匀强磁场中,洛伦兹力始终与运动方向垂直,此时洛伦兹力不做功,C错误;D.由左手定则可知,通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直,D也错误.
故选B。
5.C
解析:C
【解析】
【详解】
A、由回旋加速器原理可知,它的核心部分是两个D形金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连,两盒间的窄缝中形成匀强磁场,交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的匀强电场一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速,在磁场中洛伦兹力不做功,带电粒子是从电场中获得能量的,故A错误.
B、粒子从D形盒出来时速度最大,由qvB=m,粒子被加速后的最大动能
E km=m=,可见带电粒子加速所获得的最大动能与回旋加速器的半径有关,与加
速电压的大小无关,故B 错误,C 正确.
D 、高频电源周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同,由带电粒子做圆周运动的周期T=2可知,周期T 由粒子的质量、电量和磁感应强度决定,与半径无关,故D 错误.
故选:C. 【点睛】
解决本题的关键是掌握加速器的工作原理以及加速器的构造,注意粒子是从电场中获得能量,但回旋加速器的最大速度与电场无关,与磁感应强度和D 形盒的半径有关.
6.B
解析:B 【解析】 【分析】
由题正负离子的质量与电量相同,进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同,根据偏向角的大小分析运动时间的长短.由牛顿第二定律研究轨道半径.根据圆的对称性,分析离子重新回到边界时速度方向关系和与O 点距离. 【详解】
A .根据牛顿第二定律得
2
v qvB m r
=
得
mv r qB
=
由题q 、v 、B 大小均相同,则r 相同,故A 错误;
B .正负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同,故B 正确.
C .粒子在磁场中运动周期为
2m
T qB
π=
则知两个离子圆周运动的周期相等.根据左手定则分析可知,正离子逆时针偏转,负离子顺时针偏转,重新回到边界时正离子的速度偏向角为22πθ-,轨迹的圆心角也为
22πθ-,运动时间
1222t T πθ
π-=
同理,负离子运动时间
222t T θπ
=
显然时间不等,故C 错误;
D .根据几何知识得知重新回到边界的位置与O 点距离
2sin S r θ=
、相同,则S相同,故D错误.
r
故选B。
7.B
解析:B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.通电螺线管的磁感线如图所示:
由图示可知左侧导线所处的磁场方向斜向上,右侧导线所处的磁场斜向下,则由左手定则可知,左侧导线受力方向向外,右侧导线受力方向向里,两者受力方向相反,故从上向下看,导线将逆时针转动,选项AC错误,B正确;
D.当导线ab转动后,第一次与螺线管垂直瞬间时,由左手定则可得导线受安培力向下,选项D错误;
故选B。
8.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A.图甲是通电导线周围存在磁场的实验,研究的电流的磁效应,这一现象是物理学家奥斯特首先发现,选项A错误;
B.图乙中真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属产生大量热量,从而冶炼金属,选项B错误;
C.图丙中李辉把表笔与线圈断开瞬间,刘伟觉得有电击感,这是电磁感应现象中的自感现象,选项C错误;
D.图丁在运输时要把两个接线柱连在一起,产生了闭合回路,目的保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,选项D正确。
故选D 。
9.D
解析:D 【解析】 【分析】 【详解】
A .由于电场强度方向不清楚,则无法确定液滴的电性,故A 错误;
B .若液滴带正电,洛伦兹力垂直纸面向外,则电场力垂直纸面向里,说明正极与正方形盒子的前表面连接,若液滴带负电,洛伦兹力垂直纸面向里,则电场力垂直纸面向外,说明正极与正方形盒子的前表面连接,则所加电压的正极一定与正方形盒子的前表面连接,故B 错误;
C .稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下运动,故将做匀变速曲线运动,则有
x d v t =
2122
L gt = y gt =v
联立解得
x v =
,y v 液滴从底面小孔通过时的速度为
v ==
故C 错误;
D .稳定后洛伦兹力等于电场力
x U qv B q
L
= 解得
U =
故D 正确。 故选D 。
10.C
解析:C 【解析】 【详解】
当电子从C 点离开磁场时,电子做匀速圆周运动对应的半径最小,设为R ,如图所示:
由几何知识得:
2R cos30°=a ,
解得:
33
a R =
; 欲使电子能经过AC 边,必须满足:3a R <而
20
v evB m r
=,
得:
mv R eB
=
, 解得:
3mv B >
; A. B <0
3mv ae
.故A 项错误; B. B <0
2mv ae
.故B 项错误; C. B >0
3mv ae
.故C 项正确; D. B >
2mv ae
.故D 项错误. 11.A
解析:A 【解析】 【分析】 【详解】
各个分磁场与合磁场关系如图所示
由数学关系得
5tan 2.910T x B B θ-==?
故选A 。
12.A
解析:A 【解析】 【分析】 【详解】
A .粒子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,周期
2m
T qB
π=
氘核和氦核的比荷相等,则两粒子在磁场中运动的周期相同,故A 正确;
C .根据回旋加速器的工作原理可知,粒子在磁场中运动的频率等于高频电源的频率,故两次频率相同,故C 错误; B .根据
2
v qvB m R
=
可得最大速度
qBR
v m
=
由于氘核和氦核比荷相同,因此它们的最大速度也相同,故B 错误; D .最大动能
222
2122k q B R E mv m
==
高频电源的频率与粒子最大动能无关,故D 错误。 故选A 。
13.C
解析:C 【解析】 【分析】 【详解】
在回旋加速器内加速有
r
解得qBr
v m =
,可知最终的速度与荷质比有关,质子荷质比为1,氚核荷质比为13
,能把氚核加速到的速度为3
v
,C 正确。 故选C 。
14.D
解析:D 【解析】
试题分析:通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力,因左右两侧磁场方向不同,故可以分左右两边分别分析研究,画出两侧的磁场方向,则由左手定则可判出磁场力的方向,根据受力情况可判出物体的转动情况.当导体转动后,我们可以认为电流向右偏内,受力也将发生变化,为了简便,我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况,再判出导体的运动情况.
解:通电螺线管的磁感线如图所示,则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上,右侧导体所处的磁场斜向下,则由左手定则可知,左侧导体受力方向向外,右侧导体受力方向向里,故从上向下看,导体应为逆时针转动;当导体转过90°时,由左手定则可得导体受力向下,故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动.即为a 端转向纸外,b 端转向纸里,且靠近通电螺线管,故D 正确,ABC 错误; 故选D
【点评】解决本题的关键(1)清楚通电螺线管的磁场,应看到左右两边磁场的不同;(2)能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况;(3)会找到一些有代表性的特殊位置求解.
15.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
AB .粒子在磁场中的轨道半径
mv R qB
=
可知速度越快的粒子,轨道半径越大,因此c 粒子速率最大,a 粒子速率最小,B 正确,A 错误;
D .粒子在磁场中运动的周期
qB
只与比荷有关,与粒子运动速度无关,因此a b c T T T ==,D 错误;
C .由于运动周期相同,因此粒子在磁场中运动的时间由偏转角决定,偏转角越大,运动时间越长,由图可知,a 粒子在磁场中偏转角最大,运动时间最长,C 错误。 故选B 。
16.B
解析:B 【解析】 【详解】
由题意:a 在纸面内做匀速圆周运动,所以a m g qE =;b 在纸面内向右做匀速直线运动,所以b m g qE Bqv =+ ;c 在纸面内向左做匀速直线运动所以c m g Bqv qE += ,根据公式
可解的:
b a
c m m m >>,故B 正确,ACD 错误. 17.C
解析:C 【解析】 【详解】
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,知两线圈的运动情况是相互靠近,故C 对;ABD 错; 故选C
18.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下,故A 错误;由左手定则可判定电荷受到的洛伦兹力竖直向下,故B 正确;由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向下,故C 错误;由左手定则可判定导线受到的安培力竖直向上,故D 错误.
19.C
解析:C 【解析】 【详解】
由左手定则确粒子的电性,由洛伦兹力的特点确定粒子在b 、a 两点的速率,根据
2
v qvB m r
=确定粒子运动半径和运动时间。
由题可知,粒子向下偏转,根据左手定则,所以粒子应带负电,故A 错误;由于洛伦兹力不做功,所以粒子动能不变,即粒子在b 点速率与a 点速率相等,故B 错误;若仅减小磁
感应强度,由公式2
v qvB m r
=得:mv r qB =,所以磁感应强度减小,半径增大,所以粒子
有可能从b 点右侧射出,故C 正确,若仅减小入射速率,粒子运动半径减小,在磁场中运动的偏转角增大,则粒子在磁场中运动时间一定变长,故D 错误。
20.A
解析:A
【解析】据题意,带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子的能量逐渐减小,速度减小,则由公式得知,粒子的轨迹半径逐渐减小,由图看出,粒子的运动方向是从
a 向
b 运动。在a 处,粒子所受的洛伦兹力斜右下方,由左手定则判断可知,该粒子带负
电,A 正确.
21.A
解析:A 【解析】 【分析】 【详解】
据题意,电子流沿z 轴正向流动,电流方向沿z 轴负向,由安培定则可以判断电流激发的磁场以z 轴为中心沿顺时针方向(沿z 轴负方向看),通过y 轴A 点时方向向外,即沿x 轴正向。 故选A 。 【点睛】
首先需要判断出电子束产生电流的方向,再根据安培定则判断感应磁场的方向。
22.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
无限长直导线ab 、cd 、ef ,构成一个等边三角形,且三根导线中通以大小相等、方向如图所示的电流,O 为三角形的中心,且O 点磁感应强度大小为B 2,因为直导线ab 、cd 关于O 点对称,所以这两导线在O 点的磁场为零,则磁感应强度大小B 2是由直导线ef 产生的,而直导线ab 、ef 关于N 点对称,所以这两根直导线的磁场为零,因此N 点的磁感应强度大小为B 2。因为M 点的磁感应强度为1ef cd ab B B B B =++,又因为2ef B B =,B ef 与B cd 大小相等.当撤去导线ab 中电流时,其余两根导线在N 点的磁感应强度大小为
()211
32
cd ef B B B B -=
- 故B 正确,ACD 错误。 故选B 。 【点睛】
根据通电导线周围的磁场对称性、方向性,去确定合磁场大小.磁场的方向相同,则大小相加;方向相反的,大小相减。
23.B
解析:B 【解析】
粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力作向心力,则有2
v Bqv m R
=,解得粒子做圆周运动的
半径mv
R Bq
=
,设磁场圆形区域半径为r ,如图所示
粒子在磁场中运动的偏转角为2θ,由向何关系得:r
tan R
θ=
,所以v 越大,则R 大,则tan θ越小,故θ也越小,而周期2m
T Bq
π=
,即不同速率的粒子在磁场中做圆周运动的周期相同,则粒子在磁场中运动的偏转角越大,运动时间越长,所以速率越大的粒子在磁场中运动的偏转角越小,运动的时间越短,故A 错误,B 正确.粒子在磁场中运动的角速度
v Bq R m
ω=
=,所以不同速率粒子在磁场中运动的角速度相等,故CD 错误; 24.B
解析:B 【解析】 【分析】 【详解】
从图可以看出,到达两极板的粒子做类平抛运动,到达A 极板的粒子的竖直位移小于到达B 板的粒子的竖直位移,粒子在竖直方向做匀速直线运动,则根据公式
2
0md x v t v qU
==,两个粒子初速度0v 相同,两极板间电压U 相同,放射源与两极板的距离
2
d
也相同,而电子的m q 小,所以电子的竖直位移小,故达到A 极板的是β射线,A
极板带正电,a 为电源的正极,故选项B 正确. 【点睛】
通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式,根据公式分析该位移与比荷的关系,再结合图示进行比较判断.
25.A
解析:A
【解析】
试题分析:由左手定则可知,导体受到向上的安培力作用,故弹簧的长度将缩短,开始没通电时:;通电后:,其中,解得:
B=,故选A.
考点:胡克定律;安培力;左手定则.