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文档简介
对应学生
选择题专练(五)磁场/书嬴
1.(2022•广东阳江市一模)如图所示,三根长为L平行的直线电流在空间b
8
*、、
构成以«为顶点的等腰直角三角形,其中a、b电流的方向垂直纸面向里,c
电流方向垂直纸面向外,其中从C电流大小为/,在〃处产生的磁感应强度
的大小均为B,导线“通过的电流大小为g/,则导线。受到的安培力为()
Θc
A.2BIL,方向竖直向上
B.BlL,方向水平向右
C.√2BIL,方向竖直向上
D.ABIL,方向水平向左
A[b,C电流在。处产生的磁感应强度的大小均为B,根据矢量的叠加,结合几何关
系可得,氏C电流在“处产生的磁感应强度为瓦=啦B,方向水平向左,再由左手定则可
知,导线”所受安培力方向竖直向上,大小为F=@B•巾IL=2BIL,故A正确。]
2.(2022•广东东莞市模拟)如图,在等臂电流天平的右端托盘下固定一矩形线圈,线圈
匝数为〃,底边〃长为3调平衡后放在磁感应强度大小为8、方向垂直纸面向里的匀强磁
场中,线圈平面与磁场垂直;当线圈中通入图示方向的电流/时,在天平左、右两边加上质
量分别为,小、,〃2的祛码使天平再次平衡,重力加速度为g,则以下关系式正确的是()
Ql~~b
I
,X××!
:C1-----Id;
L×J?-×-..×.!
A.nBIL=(m↑-ιn2)gB.nBIL=(m2-m↑)g
C.BlL=(tn2~tn∖)gD.BJrL=Gnl+m2)g
B[根据左手定则可知线圈所受安培力方向为竖直向上,根据平衡条件有“2g—〃8〃=
,)
mlg,解得〃8/乙=(瓶2—"1g,故B正确。]
3.(2022∙广东广州高三一模)如图,虚线内有垂直纸面的匀强磁场,acb是半圆,圆心
是。,半径为r,NbOC=60。,现有一质量为加、电荷量为+q的离子,以速度。沿半径
OC射入磁场,从"边垂直边界离开磁场,贝∣J()
a厂7O'b:i
A.离子做圆周运动的半径为2r
B.离子离开磁场时距匕点为3r
C.虚线内的磁感应强度大小为赛
D.离子在磁场中的运动时间为空产
D[由题意,作出离子在磁场中运动轨迹示意图如图所示。
则根据几何关系可知,离子在磁场中做圆周运动的半径为R=√5r,离子离开磁场时距
v2
b点、为(√5+l)r,故A、B错误;离子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力,有qvB=n年,
nwmv
可得B=,故错误;由几何关系知,离子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
qRyβqrC
θΘ2∏r5λ∕3nr
150°,则运动时间为,=大-7=∙=—,故D正确。]
4.如图,在以。为圆心的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。一对一「‘;'、
,.........、
正、负电子从A点以相同的速度比沿与OA成37°角先、后进入该磁场,其;•:安、:::'
中正电子从B点离开磁场,负电子从C点离开磁场(图中未画出)。不计粒子
4''^-B
ΔΓ
受到的重力及粒子间的相互作用,已知NAoB=53°,则若为(取cos53°
/ɪZJ
=0.6)()
A妪B2C2D巡
C[根据几何关系得出两粒子的运动轨迹如图所示。在磁场中,根据
qVnB-nrγ^,解得r=詈ɪ,由几何关系得AB=2sin医一∙r,AC=2sin
∣27°AC
―2~*r,则丽=2,故C正确,A、B,D错误。]
5.如图所示,正六边形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。b....一一〜c
Jrxxxx、、
一带正电粒子以速度S从。点沿4d方向射入磁场,从C点离开磁场;∕χXXXX×∖
aXXXX⅛,d
若该粒子以速度。2从。点沿四方向射入磁场,则从d点离开磁场。<X2×XXX×/
∖XXXX/
\/z
f---------------e
不计粒子重力,Zi的值为()
V2
A•、G3RD.逅2C•亚2LD*•也§
C[带正电粒子以速度S从α点沿4d方向射入磁场,从C点离开磁场,设六边形的边
长为3则由几何关系得n=√5L,若该粒子以速度办从“点沿4e方向射入磁场,则从d
济ItlV
点离开磁场,则由几何关系得9=2"由洛伦兹力提供向心力得如8=0,则r=而,
故速度之比等于半径之比,即段=£=坐,故选C。]
6.如图所示,有一个环形磁场,处在半径分别为R和2R的内、
外两个同心圆之间,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。有一个粒
子源可以在纸面内各个方向发射质量为m,带电量为q的正电粒子,
粒子源处于P点,P是内圆半径OA的中点。不计粒子间的相互作用
力和重力,下列说法正确的是()
A.若没有粒子射出磁场,粒子的速率不大于嘻
B.若没有粒子射出磁场,粒子的速率不大于要
C.若粒子的速率大于甯,所有粒子都会射出磁场
D.若粒子的速率大于喈,将有部分粒子射出磁场
A[如图所示,当粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切
时,被磁场约束的粒子的半径最大,速度为最大值,设粒子运动半
径为小在AoC0'中,由几何知识得OC2+C<72=oo%0C=坐
13
R,CO'=r÷2R,00'=2R-r,解得r=§R,由运动半径r
__mv3C∣BR
—~qβ,解何B"max—5,"'故选Ao]
7.(2022∙江苏无锡高三期末)如图所示,M、N为两块带等量异M--
种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各
种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为皿不计重力),从*p
点产经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感
应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,8为磁场边界上的一绝缘
板,它与N板的夹角为。=30°,孔Q到板的下端C的距离为L当M、N两板间电压取
最大值时,粒子恰垂直打在CO板上,贝∣J()
A.两板间电压的最大值Um=瞭2
B.能打到N板上的粒子的最大动能为噂舁
2克m
C.粒子在磁场中运动的最长时间
D.CC板上可能被粒子打中区域的长度S=^2L
A[如图,由几何关系得∕⅛=L,根据动能定理qUm=fMn?,
O2f7θ2∕21
又qVmB=nr那,解得Um=>茄-,A正确;最大动能为Ekm=I
Z2R2∕2
2Z
∕≡m,解得Ekm=/廿,B错误;粒子在磁场中运动的最长时间
为小=:7,7=2等,解得M=矍,C错误;如图,设轨迹和CO相切时的半径为r2,
ZC{DQn
j
Δ=r2+-⅛-,解得r2=⅜,被粒子打中区域的长度为s=rm--^~,解得S=
sin303tan30
金二警,D错误。]
8.如图甲所示的电磁流速/流量仪是一种为多种行业测量流速/流量的便携式测量仪表,
其简化模型如图乙所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为。
的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速。流动时,导电液体切割磁感线产生电动势,在
管道截面上垂直于磁场方向的直径两端安装一对电极,该电动势被信号电极采集,通过测量
电压的仪表放大转换实现流速的测量,也可以实现流量(单位时间内流经某一段管道的流体
体积)的测量。则关于电磁流速/流量仪的说法正确的是()
A.测量电压仪表α端的电势高于匕端的电势
B.稳定时信号电极采集到的电势差与流速。大小成反比
C.仪表盘如果是刻度盘,流速/流量刻度都是均匀的
D.流量的测量值与电磁流速/流量仪管道的长度成正比
C[根据左手定则可知测量电压的仪表。端的电势低于〃端的电势,A错误;当导电液
体在管道中以流速。流动时,正、负离子在磁场的作用下偏转,电极两端形成了电势差,当
√5=发B,即U=BvD,电势差恒定,保持稳定输出,所以信号电极采集到的电势差与流
VπD2V
速大小成正比,B错误;流量为Q=:=一了一,流量的测量值与流速。成正比,与电磁
流速/流量仪管道的长度无关,在仪表内部参数确定后,测量流速和流量的仪表盘刻度都是
均匀的,C正确,D错误。]
9.(多选)(2022・湖南长沙二模)如图所示,边长为0.64m的正方形内有
磁感应强度B=O.3T的匀强磁场,方向垂直于纸面向外。在正方形中央处
有一个点状的放射源P,它在纸面内同时向各个方向均匀连续发射大量同
7
种粒子,该种粒子速度大小为o=3.0X106m∕s,比荷、=5.0×IOC∕kgo
不考虑粒子重力及粒子间相互作用,sin37°=0.6,下列说法中正确的是()
53π
A.粒子在磁场中运动的最短时间为乐×IO^7S
B.粒子在磁场中运动的最长时间为竽XKT,$
C.正方形边界上有粒子射出的区域总长为1.6m
D.在射出磁场的粒子当中存在有粒子刚好垂直边界出磁场
7)~nw
ABC[粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据WB=行,解得r=请,代入数据解得
r=0.2m,假设粒子逆时针转动,则粒子射出范围如图所示。
当轨迹对应弦最短时(图中未画出),对应圆心角最小,此时在磁场
中运动时间最短,由题意知,当弦恰好垂直于磁场边界时弦最短,由几
1Γ∖fL°
何关系知,此时对应圆心角为O=IO6°,所以最短时间为tmin=证h
ɔOl)
×⅛=畏×10-7s,同理可知,最长弦恰好为直径,所以最长时
CjD1JJ
间为,max=JX?:二.=M"×10~7s,故A、B正确;由几何关系知r+rsina=0.32m,
cos£=0*m,解得α=37°,£=37°,则AO=2rsinβ÷rcosa=0.4m,所以边界
上有粒子射出的总长度为0.4义4m=1.6m,且射出磁场的粒子当中不存在有粒子刚好垂直
边界出磁场,故C正确,D错误。]
10.(多选)如图所示,等腰直角三角形区域分布有垂直纸面,,
向里的匀强磁场,腰长A8=2m,。为BC的中点,磁感应强度/'x义
/XX×∖
8=0.25T,一群质量m=IXICT7kg、电荷量q=-2X10-3c的∕χX×x∖
B,'XXXX×∖c
0
带电粒子以速度o=5X103m∕s垂直于80,从BO之间射入磁场j^^∣^fj^j^^f'""
区域,带电粒子不计重力和粒子间的相互作用,则()
A.在AC边界上有粒子射出的长度为(啦-ɪ)m
B.C点有粒子射出
C.在48边界上有粒子射出的长度为Im
D.磁场中运动时间最长的粒子从底边距B点(陋一l)m处入射
ACD[粒子在磁场中偏转,根据洛伦兹力提供向心力,则有
7;2t∏7)
qvB=my,粒子在磁场中运动的轨道半径为r=第=
1n-7×5×103/
2X103X025m=lm,作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示以1
由图可知,从AC边有粒子射出的长度为"53=√2r-r=(√2-l)m,故A正确;粒
子不可能到达C点,故B错误;由图可知,在AB边界上有粒子射出的长度为8F=r=lm,
故C正确;磁场中运动时间最长的粒子运动半个圆周,轨迹与A3、AC相切,由图可知从
底边距B点(√5-l)m处入射,故D正确。]
11.(多选)如图甲所示的平面直角坐标系中,X轴上方有磁感应强度大小为8、垂直纸
面向外的匀强磁场,在。点处有一粒子源,沿纸面不断地放出同种粒子,粒子的速率均为
粒子射入磁场的速度方向与X轴正方向的夹角范围为60。〜120。。粒子的重力及粒子间的相
互作用均不计。图乙中的阴影部分表示粒子能经过的区域,其内边界与X轴的交点为E,外
边界与X轴的交点为F,与y轴的交点为。(4,0)o下列判断正确的是()
A.粒子所带电荷为正
B.。尸的长度为坐a
7)
C.粒子源放出的粒子的比荷为官
D.从点E离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为冬
CD[由左手定则可知,粒子所带电荷为负,选项A错误;
画出粒子的运动轨迹如图所示,OD=a=r,则OF=2r=2a,选
项B错误;根据cfoB=inV—-解得2a=瓦V=瓦V,选项C正确;
从点E离开磁场的粒子在磁场中转过的角度可能为120°,也可能是240。,则在磁场中运
动的时间可能为f=(=转F,也可能是/'=苧=号F,选项D正确。]
12.(多选)(2022•广东汕头市模拟)如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,
相距为d,a、b间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度如竖直向上
射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变成水平方向,且刚好从高度也为d
的狭缝穿过b板而进入儿区域,历宽度也为止所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感
应强度方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小等于京,重力加速度为g,则下列说法中正
确的是()
A.微粒在浦区域中做匀变速运动,运动时间为T
O
B.微粒在be区域中做匀速圆周运动圆周半径r="
πd
C.微粒在be区域中做匀速圆周运动,运动时间为肃
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