2019年高考物理二轮复习专题10磁场测(含解析)
2019高考物理试题重点原创精品系列:专项10磁场(解析版)

2019高考物理试题重点原创精品系列:专项10磁场(解析版)【考点预测】磁场一般会以选项题和计算题两种形式出现,假设是选项题一般考查对磁感应强度、磁感线、安培力和洛仑兹力这些概念的理解,以及安培定那么和左手定那么的运用;假设是计算题主要考查安培力大小的计算,以及带电粒子在磁场中受到洛伦兹力和带电粒子在磁场中的圆周运动的分析判断和计算,尤其是带电粒子在电场、磁场中的运动问题对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求,仍是本考点的重点内容,有可能成为试卷的压轴题。
由于本考点知识与现代科技密切相关,在近代物理实验中有重大意义,因此考题还可能以科学技术的具体问题为背景,考查学生运用知识解决实际问题的能力和建模能力。
预测2018年的高考基础试题仍是重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题、综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识、主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等、此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
【考点定位】【三年真题】【2018高考试题解析】〔2018•重庆〕如下图,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场、在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M′、N′、P′、Q′恰好在磁场边界中点、以下图象中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是()ABCD【考点定位】磁场〔2018·广东〕15.质量和电量都相等的带电粒子M 和N ,以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图2种虚线所示,以下表述正确的选项是()A 、M 带负电,N 带正电B.M 的速度率小于N 的速率C.洛伦磁力对M 、N 做正功D.M 的运行时间大于N 的运行时间【答案】A【解析】由左手定那么可知M 带负电,N 带正电,故A 选项正确。
2019高考物理二轮精品专项卷有详细解析:专项8磁场

2019高考物理二轮精品专项卷有详细解析:专项8磁场考试范围:磁场(1)选择题〔此题共10小题,每题4分,共40分。
在每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
〕 1、电子作近核运动的时候,产生了垂直于相对运动方向的磁场。
如下图所示,为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O 点〔图中白点〕为坐标原点,沿z 轴正方向磁感应强度大小的变化最有可能为 〔 〕2、如右图所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd ,e 是ad 的中点,f 是cd 的中点,如果在a 点沿对角线方向以速度v 射入一带负电的带电粒子,恰好从e 点射出,那么 〔 〕A 、如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从d 点射出B 、如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从f 点射出C 、如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,也将从d 点射出D 、只改变粒子的速度使其分别从e 、d 、f 点射出时,从f 点射出所用时间最短 3、“速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理,挑选出具有所需速度的粒子的装置。
右图是某粒子速度选择器的原理示意图,在一半径为R =10cm 的圆柱形桶内有B =10-4T 的匀强磁场,方向平行于轴线。
在圆柱形桶的某直径两端开有小孔,作为入射孔和出射孔,离子束以不同角度入射,先后有不同速度的离子束射出,现有一离子源发射的比荷为2×1011C/kg 的阳离子,且粒子束中速度分布连续,当θ=45°时,出射粒子的速度v 的大小是 〔 〕(1)2×106m/sB 、22×106m/s C 、22×108m/sD 、42×106m/s4、如右图所示,竖直光滑的墙面上有一闭合导线框a ,在导线框a 的下方有一面积比导线框a 稍小的磁场区域b 。
导线框a 从图示位置自由下落,在其整个下落过程中,以下说法正确的选项是 〔 〕A 、导线框做自由落体运动B 、导线框通过磁场区域后做曲线运动C 、导线框通过磁场区域时机械能会减少D 、导线框在穿过磁场区域时,上下两个导线受到的安培力方向都向上5、2017年,上海成功举办盛大的世界博览会。
2019年高考物理备考优生百日闯关系列专题10磁场含解析

专题10 磁场第一部分名师综述带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点,也是高考的热点。
在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题。
带电粒子在磁场中的运动问题,综合性较强,解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识,又要用到数学中的平面几何中的圆及解析几何知识。
带电粒子在复合场中的运动包括带电粒子在匀强电场、交变电场、匀强磁砀及包含重力场在内的复合场中的运动问题,是高考必考的重点和热点。
纵观近几年各种形式的高考试题,题目一般是运动情景复杂、综合性强,多把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及交变电场等知识有机地结合,题目难度中等偏上,对考生的空间想像能力、物理过程和运动规律的综合分析能力,及用数学方法解决物理问题的能力要求较高,题型有选择题、作图及计算题,涉及本部分知识的命题也有构思新颖、过程复杂、高难度的压轴题。
第二部分精选试题一、单选题1.如图所示,边长为L的正六边形abcdef中,存在垂直该平面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为B.a 点处的粒子源发出大量质量为m、电荷量为+q的同种粒子,粒子的速度大小不同,方向始终垂直ab边且与磁场垂直,不计粒子的重力,当粒子的速度为v时,粒子恰好经过b点,下列说法正确的是 ( )A.速度小于v的粒子在磁场中运动时间为B.经过d点的粒子在磁场中运动的时间为C.经过c点的粒子在磁场中做圆周运动的半径为2LD.速度大于2v 小于4v的粒子一定打在cd边上【答案】 D【解析】【详解】A、粒子在磁场中做匀速圆周运动,当粒子的速度为v时,粒子恰好经过b点时在磁场中运动了半周,运动时间为,轨迹半径等于ab的一半.当粒子的速度小于v时,由知,粒子的轨迹半径小于ab的一半,仍运动半周,运动时间仍为;故A错误.B、在a点粒子的速度与ad连线的夹角为30°,粒子经过d点时,粒子的速度与ad连线的夹角也为30°,;故B错误.则粒子轨迹对应的圆心角等于60°,在磁场中运动的时间6 3C、经过c点的粒子,根据几何知识知,该粒子在磁场中做圆周运动的圆心b,半径为L,故C错误.D、设经过b、c、d三点的粒子速度分别为v1、v2、v3.轨迹半径分别为r1、r2、r3.据几何知识可得,,r2=L,r3=2L,由半径公式得:v2=2v1=2v,v3=4v1=4v,所以只有速度在这个范围:2v≤v≤ v的粒子才打在cd边上;故D正确.故选D.2.如图所示,在空间有一坐标系xOy中,直线OP与x轴正方向的夹角为30o,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界,OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B。
高考高考物理二轮复习专题训练:电场与磁场的理解

电场与磁场的理解一、选择题1.某平面区域内一静电场的等势线分布如图中虚线所示,相邻的等势线电势差相等,一负电荷仅在静电力作用下由a 运动至b ,设粒子在a 、b 两点的加速度分别为a a 、b a ,电势分别为a ϕ、b ϕ,该电荷在a 、b 两点的速度分别为a v 、b v ,电势能分别为p a E 、p b E ,则( )A .a b a a >B .b a v v >C .p p a b E E >D .a b ϕϕ>2.某静电场方向平行于x 轴,x 轴上各点电场强度随位置的变化关系如图所示,规定x 轴正方向为电场强度正方向。
若取x 0处为电势零点,则x 轴上各点电势随位置的变化关系可能为( )A .B .C .D .3.一匀强电场的方向平行于xOy 平面,平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V 、17V 、26V 。
下列说法正确的是( ) A .电场强度的大小为2.5V/cmB .坐标原点处的电势为2VC .电子在a 点的电势能比在b 点的小7eVD .电子从b 点运动到O 点,电场力做功为16eV4.如图,空间中存在着水平向右的匀强电场,现将一个质量为m ,带电量为q +的小球在A 点以一定的初动能k E 竖直向上抛出,小球运动到竖直方向最高点C 时的沿场强方向位移是0x ,动能变为原来的一半(重力加速度为g ),下列说法正确的是( )A .场强大小为22mgqB .A 、C 竖直方向的距离为0x 的2倍C .小球从C 点再次落回到与A 点等高的B 点时,水平位移是02xD .小球从C 点落回到与A 点等高的B 点时,电场力做功大小为2k E5.如图,圆心为O 的圆处于匀强电场中,电场方向与圆平面平行,ab 和cd 为圆的两条直径,60aOc ∠=︒。
将一电荷量为q 的正点电荷从a 点移到b 点,电场力做功为W (0W >);若将该电荷从d 点移到c 点,电场力做功也为W 。
(各地汇编)2019年物理试卷 “磁场”部分试题及详细解析

2019年物理试卷“磁场”部分试题解析A.考纲要求“磁场”部分知识,其出题综合度之大,考查程度之深,要求分析能力之高,让无数考生望而生畏,让优秀生同样不敢轻视。
考生普遍感到“磁场”部分知识当属高考知识困难之最,其出题广泛度不亚于牛顿力学,并且经常综合牛顿力学作为压轴题出现。
基础薄弱的考生可能对此类题毫无头绪,基础好的考生也需沉着冷静,以极其严谨的态度才能拿下此类题,其区分度在高考中较大,所以常用来拉开分数差距。
参阅2019年新课标高考物理部分考纲,“磁场”为高考必考内容。
其内容包括:磁场、磁感应强度、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向、安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力、洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式、带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪和回旋加速器。
各知识点的掌握要求如表1所示,其中“Ⅰ”表示对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用,与课程标准中"了解"和"认识"相当;“Ⅱ”表示对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用,与课程标准中"理解"和"应用"相当。
表1磁场各知识点大纲考察要求知识点磁场磁感应强度磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向、匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器能力要求ⅠⅠⅡⅡⅡⅠB .2019年高考中该部分知识点考题解析1.(广州卷,6分)质量和电量都相等的带电粒子M 和N ,以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图2种虚线所示,下列表述正确的是()A .M 带负电,N 带正电 B.M 的速度率小于N 的速率C.洛伦兹力对M 、N 做正功 D.M 的运行时间大于N 的运行时间【解析】选A。
磁场-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理+Word版含解析

专题 磁场1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为A .2FB .1.5FC .0.5FD .0【答案】B【解析】设每一根导体棒的电阻为R ,长度为L ,则电路中,上下两路电阻之比为,根据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电流之比12:1:2I I =。
如下图所示,由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L ,根据安培力计算公式F ILB =,可知,得12F F '=,根据左手定则可知,两力方向相同,故线框LMN 所受的合力大小为,故本题选B 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外。
ab 边中点有一电子发射源O ,可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。
已知电子的比荷为k 。
则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为A .14kBlB .14kBl ,54kBlC .12kBlD .12kBl ,54kBl【答案】B【解析】a 点射出粒子半径R a =4l=a mv Bq ,得:v a =4Bql m =4Blk ,d 点射出粒子半径为,R =54l ,故v d =54Bql m =54klB ,故B 选项符合题意3.(2019·新课标全国Ⅲ卷)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。
一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限,随后垂直于y 轴进入第一象限,最后经过x 轴离开第一象限。
粒子在磁场中运动的时间为A .5π6mqBB .7π6mqBC .11π6mqBD .13π6mqB【答案】B【解析】运动轨迹如图。
高考物理二轮复习:电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习

专题九电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容,也是高考命题频率最高的内容之一。
题型多为选择题、计算题。
主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。
本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题,其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。
复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算,还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。
预测高考重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题.综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识.主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等.此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
知识点一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比.在具体问题的分析中,针对不同形式的电磁感应过程,法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式.磁通量变化的形式表达式备注通过n 匝线圈内的磁通量发生变化E =n ·ΔΦΔt(1)当S 不变时,E =nS ·ΔB Δt (2)当B 不变时,E =nB ·ΔS Δt 导体垂直切割磁感线运动E =BLv 当v ∥B 时,E =0导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动E =12BL 2ω线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动E =nBSω·sin ωt 当线圈平行于磁感线时,E 最大为E =nBSω,当线圈平行于中性面时,E =0知识点二、楞次定律与左手定则、右手定则1.左手定则与右手定则的区别:判断感应电流用右手定则,判断受力用左手定则.2.应用楞次定律的关键是区分两个磁场:引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场.感应电流产生高考物理二轮复习:电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化,“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化,同时伴随着能量的转化.3.楞次定律中“阻碍”的表现形式:阻碍磁通量的变化(增反减同),阻碍相对运动(来拒去留),阻碍线圈面积变化(增缩减扩),阻碍本身电流的变化(自感现象).知识点三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容,两者的核心内容与联系主线如图4-12-1所示:1.产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路,产生电动势的那一部分电路相当于电源,产生的感应电动势就是电源的电动势,在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极,该部分电路两端的电压即路端电压,U =R R +rE .2.在电磁感应现象中,电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和.若为纯电阻电路,则产生的电能将全部转化为内能;若为非纯电阻电路,则产生的电能除了一部分转化为内能,还有一部分能量转化为其他能,但整个过程能量守恒.能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线,抓住这条主线也就是抓住了解题的关键.在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中,机械能转化为电能,导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能.说明:求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时,要区别平均电动势和瞬时电动势,切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影.高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图4(a)中虚线MN 所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上.t =0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示.则在t =0到t =t 1的时间间隔内()图4A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C.圆环中的感应电流大小为B0rS4t0ρD.圆环中的感应电动势大小为B0πr24t0【举一反三】(2018年全国II卷)如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
2019高考物理真题 电磁学解答题及答案(8道题)

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟2019高考物理真题·电磁学综合题及答案(8道题)1.如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为B .磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M 、N ,MN =L ,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.质量为m 、电荷量为-q 的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d ,且d <L ,粒子重力不计,电荷量保持不变. (1)求粒子运动速度的大小v ;(2)欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M 的最大距离d m ; (3)从P 点射入的粒子最终从Q 点射出磁场,PM =d ,QN =2d,求粒子从P 到Q 的运动时间t .【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】(1)qBd v m =;(2)m d =;(3)A.当1L nd d =+(时,π2L m t d qB =(),B.当L nd d =+(时, π2L m t d qB =-()分析:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有:2v qvB m R=,解得:mv R qB = 由题可得:R d = 解得qBdv m=; (2)如图所示,粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切解得m d =(3)粒子的运动周期2πmT qB=设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t ',则 (1,3,5,)4Tt nt n '=+=A.当1L nd d =+(时,粒子斜向上射出磁场 112t T '=解得π2L m t d qB =+()B.当L nd d =+(时,粒子斜向下射出磁场 512t T '=解得π2L m t d qB =-().2.空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O 、P 是电场中的两点.从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B .A 不带电,B 的电荷量为q (q >0).A 从O 点发射时的速度大小为v 0,到达P 点所用时间为t ;B 从O 点到达P 点所用时间为2t.重力加速度为g ,求 (1)电场强度的大小;(2)B 运动到P 点时的动能.【来源】2019年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅲ)【答案】(1)3mg E q=;(2)222k 0=2()E m v g t +分析:(1)设电场强度的大小为E ,小球B 运动的加速度为a .根据牛顿定律、运动学公式和题给条件,有 mg +qE =ma ①2211()222t a gt =② 解得3mg E q=③(2)设B 从O 点发射时的速度为v 1,到达P 点时的动能为E k ,O 、P 两点的高度差为h ,根据动能定理有2k 112E mv mgh qEh -=+④且有102tv v t =⑤ 21书山有路勤为径,学海无涯苦作舟联立③④⑤⑥式得222k 0=2()E m v g t +⑦ 3.如图所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的面积S =0.3m 2、电阻R =0.6Ω,磁场的磁感应强度B =0.2T.现同时向两侧拉动线圈,线圈的两边在Δt =0.5s 时间内合到一起.求线圈在上述过程中 (1)感应电动势的平均值E ;(2)感应电流的平均值I ,并在图中标出电流方向; (3)通过导线横截面的电荷量q .【来源】江苏省2019年高考物理试题【答案】(1)E =0.12V ;(2)I =0.2A (电流方向见图);(3)q =0.1C分析:(1)由法拉第电磁感应定律有: 感应电动势的平均值E t∆Φ=∆ 磁通量的变化B S ∆Φ=∆ 解得:B SE t∆=∆ 代入数据得:E =0.12V ;(2)由闭合电路欧姆定律可得: 平均电流E I R=代入数据得I =0.2A由楞次定律可得,感应电流方向如图:(3)由电流的定义式qI t=∆可得:电荷量q =I ∆t 代入数据得q =0.1C 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
磁场【满分:110分时间:90分钟】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中, 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.关于磁感的磁感线,下列说法正确的是()A.条形磁铁的磁感线从磁铁的N极出发,终止于磁铁的S极B.磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线疏的地方磁场弱,磁感线密的地方磁场强C.磁感线是客观存在的物质,没画磁感线的地方就表示磁场不存在D.通电长直导线周围的磁感线是以导线为圆心的均匀分布的同心圆【答案】 B2.有一长直螺线管通有正弦交流电(i=I m sinωt),当电子沿螺线管轴线射入后,若不计电子重力,则电子的运动情况是A.变速直线运动 B.匀速直线运动C.匀速圆周运动 D.沿轴线来回往复【答案】 B【解析】试题分析:由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线,与电子的运动方向平行,则电子在磁场中不受洛伦兹力,电子重力又不计,则电子做匀速直线运动.故B正确,ACD错误。
(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力方向时,要注意判断结果与正电荷恰好相反.(4)洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功,不改变速度的大小,但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方向,影响带电体所受其他力的大小,影响带电体的运动时间等.6.一束带电粒子以同一速度v0从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示。
若粒子A的轨迹半径为r1,粒子B的轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是它们的带电荷量,m1、m2分别是它们的质量。
则下列分析正确的是A.A带负电、B带正电,荷质比之比为B.A带正电、B带负电,荷质比之比为C.A带正电、B带负电,荷质比之比为D.A带负电、B带正电,荷质比之比为【答案】 C点睛:解决本题的关键掌握左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向以及洛伦兹力方向的关键,以及掌握带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式mvrqB =。
7.如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动,其轨道半径为R,已知该电场的电场强度为E,方向竖直向下;该磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,设重力加速度为g,则( )A.液滴带正电 B.液滴沿顺时针方向运动C.液滴比荷 D.液滴运动速度大小v=【答案】 B【解析】【分析】液滴在复合场中做匀速圆周运动,可判断出电场力和重力为平衡力,从而可求出液滴的比荷并可判断电场力的方向,结合电场的方向便可知液滴的电性;根据洛伦兹力的方向,利用左手定则可判断液滴的旋转方向;结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式,可求出线速度。
【详解】A项:液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动,可知,液滴受到的重力和电场力是一对平衡力,重力竖直向下,所以电场力竖直向上,与电场方向相反,故可知液滴带负电,故A错误;B项:磁场方向垂直纸面向里,洛伦兹力的方向始终指向圆心,由左手定则可判断液滴的旋转方向为顺时针,故B正确;【点睛】此题考查了液滴在复合场中的运动问题.复合场是指电场、磁场、重力场并存,或其中某两种场并存的场.液滴在这些复合场中运动时,必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用,因此对液滴的运动形式的分析就显得极为重要.该题就是根据液滴的运动情况来判断受到的电场力情况。
8.在图甲所示虚线框内存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B。
一群质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从左侧边界中央S1处,以不同大小的初速度v0水平向右同时射入。
图乙表示初速度不同的粒子对应的轨迹,图中反映粒子运动空间周期性的参量。
忽略粒子重力和粒子间的相互作用,可以推断A.只有的粒子能从S2射出B.只要虚线框的尺寸合适,所有粒子都能从S2射出C.若以的粒子为参考系,则其他粒子都做匀速圆周运动,且半径和周期都相同D.若以的粒子为参考系,则其他粒子都做匀速圆周运动,但半径和周期都不同【答案】 B【解析】【分析】由粒子的运动轨迹图可知,若虚线框的长度满足L=ns所有粒子都能从S2射出;满足v0=E/B的粒子也满足Eq=qv0B,即粒子将沿直线s1s2匀速射出场区,从而判断其它粒子的运动特点.【详解】9.如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为F1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后,台秤读数为F2,则以下说法正确的是( )A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.F1>F2D.F1<F2【答案】 BC【解析】当在磁铁上方偏左位置固定一导体棒时,右图所示的电流,由右手螺旋定则的,产生绕导线的顺时针的磁场,磁感应强度随距离的增而减小,所以相当于给了磁铁一个向左上的力,所以弹簧长度将变短,F1大于F2。
所以选BC。
12.如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B,足够长的斜面固定在水平面上,斜面倾角为45°。
有一带电的小球P静止于斜面顶端A处,且恰好对斜面无压力,若将小球P以初速度v0水向右抛出(P可视为质点),一段时间后,小球落在斜面上的C点,己知小球的运动轨迹在同一竖直平面内,则( )A.若抛出的初速度小于v0,小球在斜面上的落点与A点的距离小于AC间距B.若抛出的初速度小于v0,小球落在斜面上的时间将缩短C.若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球,小球仍会落回C点D.若沿竖直向上方向以初速度v0抛出小球,小球不会落回C点【答案】 AC【解析】A、B、由题意可知,带电的小球P静止于斜面顶端A处,且恰好对斜面无压力,mg=qE;由于重力与电场力等大反向合力为零,小球抛出后所受合力为洛伦兹力,小球P获得水平初速度后做匀速圆周运动,从A到C 的运动轨迹如图所示:【点睛】本题考查小球在复合场中,重力与电场力平衡,由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,掌握牛顿第二定律与运动学公式综合应用,理解几何关系中已知长度与半径的关系,注意画出正确的运动轨迹图是解题的关键.二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)13.两个相同的全长电阻为9 Ω、半径为8c m的均匀光滑圆环固定在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,两环的圆心连线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=T的匀强磁场(未画出),两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接的导线的电阻不计.今有一根质量为10 g、电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可沿环滑动,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θ=60°,重力加速度g 取10 m/s2.试求:(1)此电源电动势E的大小.(2)若换上两个电阻可忽略的光滑圆环和电动势E的大小为2V的电源,其他条件不变,现将棒从圆环最低点静止释放,问:棒经过P、Q点时对两环的弹力各为多少?棒能上升的最大高度?【答案】 (1)E=6 V.(2)0.2N 12cm【解析】【详解】(1)从左向右看,棒PQ的受力如图所示,棒受重力mg、安培力F安和环对棒的弹力F N作用;(2)若换上两个电阻可忽略的光滑圆环和电动势E的大小为2V的电源,则电路中的电流则粒子在磁场中运动的时间:,得t=()42mqBπα+15.平行金属板a、b水平放置,板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,两金属板间加上如图甲所示的电压U,忽略电场的边缘效应,在金属板右侧有一磁场区域,其左右总宽度s=0.4m,上下范围足够大,磁场边界MN和PQ均与金属板垂直,磁场区域被等宽划分为n(正整数)个竖直区间,磁感应强度大小均为B = 5×10-3T,从左向右磁场方向为垂直纸面向外,向内,向外,向内......依次交替(如图乙所示),在极板左端有一粒子源,不断地向右沿着与两板等距离的水平线OO/发射比荷q/m=1×108C/kg,初速度v0=2×105m/s的带正电粒子,忽略粒子重力及之间的相互作用。
(带电粒子穿过电场的极短时间内可认为两板间电压恒定)(1)当U为何值时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大;(2)若n=1,即只有一个磁场区间,其方向垂直纸面向外,设C、D为射出边界PQ相距最远的两个粒子(C、D未画出),则他们在磁场中运动的时间差t为多少?(3)若n趋向无穷大,则偏离电场的带电粒子在磁场中运动的时间t为多少?【答案】 (1) (2)(3)【解析】(1)当粒子恰好从极板右边缘出射时,竖直方向;水平方向:解得:当U取400V时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大(2)(3)考虑粒子以一般情况入射到磁场,速度为v,偏向角为θ,当n趋于无穷大时,运动轨迹趋于一条沿入射速度方向的直线(渐近线).又因为速度大小不变,因此磁场中运动可以等效视为匀速直线运动.轨迹长度为:,运动速率为:时间为:本题答案是:(1) (2)(3)点睛:本题较难,在分析本题时要挖掘出题中隐含的条件,当侧位移最大时偏向角也最大,但还要控制从平行板中出来,所以在竖直方向上的位移不能超过,利用此条件结合磁场中运动的规律求解本题。
16.如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第–象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右;,磁感应强度的方向垂直纸面向里。
–带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到A(l,l)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),粒子继续运动–段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场。
不计–切阻力,求:(1)电场强度E的大小;(2)磁感应强度B的大小;(3)粒子在复合场中的运动时间.【答案】(1);(2);(3);【解析】(1)微粒在到达A(l,l)之前做匀速直线运动,受力分析如图:根据平衡条件,有:;解得:;(2)根据平衡条件,有:;电场方向变化后,微粒所受重力与电场力平衡,微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹如图:根据牛顿第二定律,有:;由几何关系可得:;联立解得:;点睛:在电场中正确受力分析根据平衡可求出电场强度的大小,在磁场中运动时要找到运动轨迹的半径,再结合物理知识求解即可。