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2022《金版新学案》高三一轮物理:第8章《电流》第三讲本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!一、选择题如右图所示,一个带负电的物体从粗拙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v,若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时A.v变大B.v变小C.v不变D.不能确定解析:洛伦兹力虽然不做功,但其方向垂直斜面向下,使物体与斜面间的正压力变大,故摩擦力变大,损失的机械能增加.答案:B2在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为
m的带正电小球,在该地区内沿水平方向向右做直线运动,如右图所示,对于场的散布情况不可能的是A.该处电场方向和磁场方向垂直B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里解析:带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力,是否受洛伦兹力需详细剖析.A选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直,则洛伦兹力与电场力垂直,如果与重力的协力为0就会做直线运动.B选项中电场力、洛伦兹力都向上,若与重力协力为0,也会做直线运动.C选项中电场力斜向里侧上方,洛伦兹力向外侧下方,若与重力的协力为0,就会做直线运动.D选项三个力的协力不可能为0,因此选D答案:D地面邻近空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直于纸面向里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动,如下图,由此可判断①如果油滴带正电,它是从M点运动到N点;②如果油滴带正电,它是从N点运动到M点;③如果水平电场方向向右,油滴是从M点运动到N点;④如果水平电场方向向左,油滴是从M点运动到N点A.①③正确B.①④正确C.②③正确D.②④正确答案:B4.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测经过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S组成,磁极间的磁场是平均的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如上图所示.由于血液中的正负离子随血流一同在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的协力为零.在某次监测中,两触点间的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160μV,磁感觉强度的大小为T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A.1.3m/,a正、b负B.2.7m/,a正、b负C.1.3m/,a负、b正D.2.7m/,a负、b正解析:根据左手定则,可知a正b负,所以C、D错;因为离子在场中所受协力为零,Bqv=错误!q,所以v=错误!=1.3m/,A对B错.答案:A52022·浙江杭州市模拟有一个带电荷量为+q、重为G的小球,从两竖直的带电平行板上方h处自由落下,两极板间还有匀强磁场,磁感觉强度为方向如右图所示,则带电小球经过有电场和磁场的空间时,下列说法正确的是A.一定作曲线运动
B,B.不可能做曲线运动C.有可能做匀加快运动D.有可能做匀速运动解析:由于小球的速度变化时,洛伦兹力会变化,小球所受协力变化,小球不可能做匀速或匀加快运动,B、C、D错,A正确.答案:A下面对于带电粒子在其中运动情况的判断,正确的有A.若不计重力,粒子做匀速运动的方向可沿轴正方向,也可沿轴负方向B.若不计重力,粒子可沿轴正方向做匀加快直线运动C.若重力不能忽略,粒子不可能做匀速直线运动D.若重力不能忽略,粒子仍可能做匀速直线运动答案:D当前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感觉强度.磁强计的原理如右图所示,电路有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为的长方形,放在沿轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿轴正方向、大小为I的电流.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,金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触,、N的正负为,M正、N负,M正、N负,M负、N正,M负、N正解析:由左手定则知,金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面齐集,故M负、N正.由F电=F洛即错误!e=Bev,I=nevS=nevab,得B=错误!答案:C82022·石家庄教学检测劳伦斯和利文斯设计出盘旋加快器,工作原理示意图如下图.置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感觉强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频沟通电频次为f,、电荷量为+q,在加快器中被加快,且加快过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的选项是A.质子被加快后的最大速度不可能超过2πRfB.质子走开盘旋加快器时的最大动能与加快电压U成正比C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为D.不改变磁感觉强度B和沟通电频次f,该盘旋加快器也能用于
1∶错误!α粒子含两个质子,两其中子加快解析:粒子被加快后的最大速度受到D形盒半径R的限制,因v=错误!=2πRf,A正确;粒子走开盘旋加快器的最大动能Em=错误!mv2=错误!m×4π2R2f2=2mπ2R2f2,与加快电压U无关,B错误;根据R=错误!,Uq=错误!mv错误!,2Uq=错误!mv错误!,得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为错误!∶1,C错误;因盘旋加快器的最大动能Em=2mπ2R2f2与m、R、f均相关,D错误.答案:A9如右图所示的虚线地区内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场.一带电粒子a不计重力以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场地区,恰巧沿直线由地区右边界的O′点图中未标出穿出.若撤去该地区内的磁场而保存电场不变,另一个同样的粒子b不计重力仍以相同初速度由O点射入,从地区右边界穿出,则粒子bA.穿出地点一定在O′点下方B.穿出地点一定在
O′点上方C.运动时,在电场中的电势能一定减小D.在电场中运动时,动能一定减小解析:带电粒子的电性可正也可负,当只有电场作用时,粒子穿出地点可能在也可能在O′点下方.电场力一定对粒子做正功,粒子的电势能减小,动能一定增加.答案:C10在一绝缘、粗拙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为
O′点上方,m的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感觉强度为B的水平匀强磁场中,磁感觉强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体战胜摩擦力所做的功不可能为A.0m错误!2mv错误!m错误!解析:若带电球体所受的洛伦兹力qv0B=mg,带电球体与管道间没有弹力,也不存在摩擦力,故带电球体战胜摩擦力做的功为0,A可能;若qv0Bmg,则带电球体开始时受摩擦力的作用而减速,当速度达到v=错误!时,带电球体不再受摩擦力的作用,所以战胜摩擦力做的功为错误!m错误!,D可能.所以不可能的是B答案:B二、非选择题11.2022·福建理综如下列图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,可以沿直线经过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立刻进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为qq>0,速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感觉强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.1求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;2若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度间的关系式用E0、B0、E、q、m、L表示.解析:1能从速度选择器射出的离子知足qE0=qv0BO①
v0
方向飞翔的距离为,求出与离子质量
m之v0=错误!②2离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动,则v0t③L=错误!at2④由牛顿第二定律得qE=ma⑤由②③④⑤解得=错误!错误!答案:1错误!2错误!错误!12.2022·黑龙江适应性测试在如右图所示的平面直角坐标系中,存在一个半径R=0.2m的圆形匀强磁场地区,磁感觉强度B=T,方向垂直纸面向外,该磁场地区的右边缘与坐标原点O相切.轴右侧存在电场强度大小为E=×104N/C的匀强电场,方向沿轴正方向,电场地区宽度=0.1m.现从坐标为-0.2m,-0.2m的=×10-9kg、带电荷量q=×10-5C的带正电粒子,沿轴正方向射入匀强磁场,速度大小v0=×103m/重力不计.求该带电粒子射出电场时的地点坐标;为了使该带电粒子能从坐标为0.1m,-0.05m的点回到电场后,可在紧邻电场的右侧一正方形地区内加匀强磁场,试求所加匀强磁场的磁感觉强度大小和正方形地区的最小面积.解析:1带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有qv0B=m错误!解得r=0.20m=R根据几何关系可知,带电粒子恰从O点沿轴进入电场,带电粒子做类平抛运动.设粒子抵达电场边缘时,竖直方向的位移为,有=v
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