2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十一 带电粒子在磁场中的运动 B卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练专题十一带电粒子

在磁场中的运动 B卷

1.2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠肺炎病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作.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Q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( )

A.带电离子所受洛伦兹力方向水平向左

B.正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的

C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速

D.只需要测量M N

、两点间的电压就能够推算废液的流量

2.现代科技往往和电磁场联系，现代化的装备很多是在电磁场原理下制作的，如回旋加速器、质谱仪、速度选择器等.现有一种装置，原理如下：半径为R的圆内分布着磁感应强度为B的匀强磁场，CD是圆的直

径，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，由静止开始经加速电场加速后，沿着与直径CD平行且相距

2

R

的直线从A点进入磁场，如图所示.若带电粒子在磁场中的运动时间是π

2

m

qB

，那么加速电场的加速电压是

( )

A.22

2qB R m B.22qB R m C.222R m D.22R m

3.如图所示，三根长度相同的绝缘轻质细线下悬挂有相互平行的三根无限长通电直导线a b c 、、，且均处于平衡状态，三根导线在同一水平面内，导线a b c 、、中电流大小分别为12I I 、和3I ，已知a b 、间的距离大于b c 、间的距离，导线c 中电流方向垂直纸面向里.已知无限长通电直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小B 与电流大小I 成正比，与到导线的距离成反比，下列说法正确的是( )

A.213I I I <<

B.312I I I >>

C.312I I I <<

D.213I I I >>

4.如图甲所示，一条形磁铁P 固定在水平桌面上，以P 的右端点为原点，中轴线为x 轴建立一维坐标系.将一灵敏的小磁针Q 放置在x 轴上的不同位置，设Q 与x 轴之间的夹角为θ.实验测得sin θ与x 之间的关系如图乙所示.已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为0B .下列说法正确的是( )

A.P 的右端为S 极

B.P 的中轴线与地磁场方向平行

C.P 在0x 处产生的磁感应强度大小为0B

D.0x 处合磁场的磁感应强度大小为02B

5.如图所示，边长为L 的正三角形abc 区域内有匀强磁场，方向垂直于纸面向里.质量为m ，电荷量为q 的三个粒子A B C 、、，以大小不等的速度沿与ab 边成30°角方向垂直射入磁场后从ac 边穿出，穿出位置距a

点的距离分别是233

L L L 、、，不计粒子所受的重力.则下列说法正确的是( )

A.A B C 、、三个粒子的初速度之比为3:2:1

B.C 粒子的运动半径为2L

C.A B C 、、三个粒子从磁场中穿出的方向相同，都与ab 边垂直

D.如果要使B 粒子从c 点穿出，其他条件未变，磁场的磁感应强度应变为原来的1.5倍

6.如图所示，在半径为R 的圆形区域内有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场区域的上方有一水平放置的与磁场方向平行的感光板MN .从磁场区域最左端Q 点垂直磁场方向射入大量的带电荷量为q 、质量为m 、速度为v 的粒子，且速度满足qBR v m

=，最后都打在了感光板上.不考虑粒子间的相互作用和粒子的重力，关于这些粒子，以下说法正确的是( )

A.这些粒子都带负电

B.沿着圆心方向入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心

C.只有沿着圆心方向入射的粒子，出射后才垂直打在感光板MN 上

D.沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在感光板MN 上

7.如图所示，三根通电长直导线A B C 、、互相平行，它们在横截面为等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A C 、中电流方向垂直于纸面向外，B 中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B k r

I =，其中I 为通电导线中的电流强度，r 为点到通电直导

线的距离，k为常量.下列说法正确的是( )

A.A所受磁场作用力的方向与B C

、所在平面垂直

B.B所受磁场作用力的方向与A C

、所在平面垂直

C.A B

、单位长度所受的磁场作用力大小之比为2:1

D.A B

、单位长度所受的磁场作用力大小之比为

8.在一次南极科考活动中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度.其原理如图所示，电路中有一段长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a b c

、、，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中电流方向沿x轴正方向，大小为I.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，自由电子做定向移动可视为匀速运动，通过测出金属导体前、后两个侧面间电压U来判断磁感应强度的大小，则( )

A.金属导体的前侧面电势较低

B.金属导体的电阻为U I

C.自由电子定向移动的速度大小为

I neab

D.磁感应强度的大小为necU I

9.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置，两直导线中的电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a b c d

、、、中感应电流的情况是( )

A.线圈a中有感应电流

B.线圈b中有感应电流

C.线圈c中无感应电流

D.线圈d中无感应电流

10.如图所示是磁流体发电机的示意图，间距为d的两平行金属板P Q

、之间有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，P Q

、与电阻R相连接，一束含有大量正、负带电离子的等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场。若两平行金属板P Q

、之间的内阻为r，则下列说法正确的是( )

A.流过电阻R的电流方向由b到a

B.流过电阻R的电流大小为Bdv R r +

C.电阻R的热功率为

222

2 () B d v R R r

+

D.当2

R r

=时，磁流体发电机输出电功率最大

11.如图所示,在某粒子设备中分布有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.AC AD

、两块挡板垂直于纸面放置,夹角为90°,一束电荷量为q

+、质量为m的同种粒子,从AD板上距A点为L的小孔P以不同速率沿纸面射入磁场,速度方向与AD板的夹角均为60°,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,粒子打在挡