2020版高2020届高2017级高三物理《金版教程》大二轮专题复习冲刺方案考前基础回扣练 十

十磁场及带电粒子在磁场中的运动

1.(教科版选修3－1 P92第1题改编)(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中, 当通过它的电流为I时, 所受安培力为F。以下关于磁感应强度B的说法正确的是()

A.磁感应强度B一定等于F IL

B.磁感应强度B可能大于或等于F IL

C.磁场中通电直导线受力大的地方, 磁感应强度一定大

D.在磁场中通电直导线也可以不受力

答案BD

解析只有当通电直导线与磁场垂直时, 才有B＝F

IL, 不垂直时B>

F

IL, 故A

错误, B正确；在磁场中同一位置, 导线的放置方向不同, 通电直导线受力也不一样, 但磁感应强度相同, C错误；当导线与磁场平行时, 导线不受力, D正确。

2. 如图所示, a、b两根垂直纸面的直导线通有等大的电流, 两导线旁有一点P, P点到a、b距离相等, 关于P点的磁场方向, 以下判断正确的是()

A.a中电流方向向纸外, b中电流方向向纸里, 则P点的磁场方向向右

B.a中电流方向向纸外, b中电流方向向纸里, 则P点的磁场方向向左

C.a中电流方向向纸里, b中电流方向向纸外, 则P点的磁场方向向右

D.a中电流方向向纸外, b中电流方向向纸外, 则P点的磁场方向向左

答案 A

解析若a中电流方向向纸外, b中电流方向向纸里, 根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场B a方向垂直于aP连线斜向上, b在P处产生的磁场B b 方向垂直于bP连线斜向下, 如图所示, 根据平行四边形定则进行合成, P点的磁感应强度方向水平向右, 故A正确, B错误；同理, 若a中电流方向向纸里, b中电流方向向纸外, 则可得P点的磁感应强度方向水平向左, 若a、b中电流方向均向纸外, P点的磁感应强度方向竖直向上, 故C、D错误。

3. 如图所示, 质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点, 处于竖直向上的匀强磁场中, 磁感应强度大小为B, 棒中通以某一方向的电流, 平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ, 重力加速度为g。则()

A.金属棒中的电流方向由N指向M

B.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上

C.金属棒中的电流大小为mg

BL tanθ

D.每条细线所受拉力大小为mg cosθ

答案 C

解析平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ, 故金属棒受到垂直于MN和磁场方向向右的安培力, 根据左手定则, 可判断金属棒中的电流方向由M指向N, 故A、B错误；设每条细线所受拉力大小为F T, 由受力分析可知, 2F T sinθ＝

BIL,2F T cosθ＝mg, 得I＝mg

BL tanθ, F T＝

mg

2cosθ, 故C正确, D错误。

4.(源于人教版选修3－1 P97“思考与讨论”)(2019·江苏南京、盐城一模)如图所示, 电视显像管中有一个电子枪, 工作时它能发射电子, 荧光屏被电子束撞击就能发光。在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行于纸面上下方向的磁场B2,

就是靠这样的磁场来使电子束偏转, 使整个荧光屏发光。经检测发现有一处故障：磁场B1不存在, 则荧光屏上()

A.不亮

B.仅有一个中心亮点

C.仅有一条水平亮线

D.仅有一条竖直亮线

答案 C

解析由左手定则可以判定, 电子束在平行纸面上下方向的磁场B2中所受洛伦兹力方向在水平面内垂直纸面指向外或指向内, 故打到荧光屏上会形成一条水平亮线, C正确。

5.科学研究发现, 在地球的南极或北极所看到的美丽极光, 是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁场的作用后, 与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果, 如图所示。则下列关于地磁场的说法中, 正确的是()

A.若不考虑磁偏角的因素, 则地理南极处的磁场方向竖直向下

B.若不考虑磁偏角的因素, 则地理北极处的磁场方向竖直向上

C.在地球赤道表面, 小磁针静止时南极指向北的方向

D.在地球赤道表面, 小磁针静止时南极指向南的方向

答案 D

解析 在不考虑磁偏角的情况下, 地理的南极相当于磁体的北极, 故该处的磁场方向竖直向上, 地理北极相当于磁体的南极, 该处的磁场方向竖直向下, A 、B 错误；赤道处的地磁场方向向北, 所以小磁针静止时南极指向南的方向, C 错误, D 正确。

6. 不计重力的两个带电粒子M 和N 沿同一方向经小孔S 垂直进入匀强磁场,

在磁场中的径迹如图所示, 分别用v M 与v N 、t M 与t N 、q M m M 与q N m N

表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比, 则( )

A.如果q M m M ＝q N m N

, 则v M >v N B.如果q M m M ＝q N m N

, 则t M q N m N

D.如果t M ＝t N , 则q M m M >q N m N

答案 A

解析 由洛伦兹力提供向心力可得q v B ＝m v 2r , q m ＝v rB , 由它们在磁场中的轨

迹可知, 两个带电粒子M 和N 轨迹的半径关系为r M >r N , 如果q M m M ＝q N m N

, 则v M >v N , 如果v M ＝v N , 则q M m M

, A 正确, C 错误；两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中轨迹均为半个圆周, 运动时间均为半个周期, 由T ＝2πm qB 可知, 如果q M m M ＝q N m N

, 则两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中运动周期相等, t M ＝t N , B 错误；同理, D 错误。

7. (多选)如图所示, 两方向相反、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场被边长为L 的等边三角形ABC 理想分开, 三角形内磁场垂直纸面向里, 三角形顶点A 处有一质子源, 能沿∠BAC 的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计), 所

有质子均能通过C 点, 质子比荷q m ＝k , 则质子的速度可能为( )