高中物理高考总复习强化练习 41-45

高中物理高考总复习强化练习41-45

高中物理高考总复习强化练习41

一、选择题

1.为测定某一电池的电动势和内电阻，下面几组器材中，能完

成实验的是（）

A.一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线

B.一只电流表、两只变阻器、开关和导线

C.一只电流表、一只电阻箱、开关和导线

D.一只电压表、一只电阻箱、开关和导线

［答案］ACD

［解析］只有电流表和滑动变阻器是不能求出E、r.

2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方

法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（）

A.测出两组/、U的数据，代入方程组£=■+//和£=S+

I2r,求出E、r

B.多测几组/、U的数据，求出几组£、r,最后分别求出其平

均值

C.测出多组/、U的数据，画出〃一/图象，再根据图象求出E、

D.测出多组/、U的数据，分别求出1和U的平均值，用电压

表测出断路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出

内电阻r

［答案］C

［解析］测出多组/、U的数据，画出U—/图象可消除某次测量

不准造成的偶然误差，选C.

3.（2011•东北三校模拟）关于多用电表的使用，下列操作正确的

是.

A.测电压时，应按图甲连接方式测量

B.测电流时，应按图乙连接方式测量

C.测电阻时，应按图丙连接方式测量

D.测二极管的正向电阻时，应按图丁连接方式测量

［答案］BD

［解析］测电压时，红表笔应接电势高的点，黑表笔应接电势低

的点，所以A错，同理B对；测电阻时，应将电阻从电路中断开，

C错；由于黑表笔接的是内部电源的正极，所以测二极管的正向电阻

时，黑表笔应接二极管的正极，应按图丁连接方式测量，D正确.

4.如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表

V1>V2量程相同，内阻分别为&1、RV2,且Rvi>Rv2；两只电流表

Al、A2量程相同，内阻分别为&1、RA2,且KAI>RA2在实验中，为

了使£、r的测量值更精确一些，选择的电表可以是（）

A.Vi与AiB.Vi与A2

C.V2与AiD.V2与A?

［答案］AB

［解析］本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影

响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实

值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻

大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表内阻与星是串

联，不需知道A与&的值，故电流表选用哪一个都可以.故选A、

B.

二、非选择题

5.（2011•南昌模拟）如图（甲）所示，用螺旋测微器测得某金属丝

的直径d=mm,如图（乙）所示，用多用电表的“XI”欧姆

挡，调零后测得某电阻的阻值尺=Q.

图甲

［答案］0.7308

［解析］①螺旋测微器的示数=固定刻度+可动刻度X0.01

mm,图（甲）中螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为23.0,

所以图（甲）中螺旋测微器读数为0.730mm；（0.728〜0.732mm均对）；

②欧姆表读数=示数X欧姆挡位，图（乙）中欧姆表示数是8,由于欧

姆表用的是“XI”欧姆挡，故电阻读数为80.

6.（20H•荆州模拟）用多用电表研究热敏电阻的阻值与温度的关

系.

（1）应将多用电表的选择开关置于挡（选填“电压”、

“电流”、“欧姆”）;

（2）多用电表使用时，将红表笔插入接线孔（选填“+”

或“一”）;

（3）正确选择多用电表的挡位后，将一热敏电阻接在多用电表两

表笔上，把热敏电阻放入盛有温度为100摄氏度热水的杯子中，表针

的偏角为〃；若将杯子中加入冷水，发现表针的偏角减小，这说明热

敏电阻的阻值随温度降低而（选填“增大”、“减小”或

“不变”）；

（4）多用电表使用后，应将选择开关置于挡（选填”电

流”、“直流电压”、“欧姆”、”交流电压最高”）.

［答案］（1）欧姆⑵+（3）增大（4）交流电压最高

［解析］用多用电表研究热敏电阻的阻值与温度的关系实质是

测量不同温度下热敏电阻的阻值，所以应将多用电表的选择开关置于

欧姆挡；多用电表使用时，将红表笔插入“+”接线孔，黑表笔插入

“一”接线孔；由多用电表原理可知，表针的偏角越大，通过电表的

电流越大，待测电阻的阻值越小.将杯子中加入冷水，发现表针的偏

角减小，这说明热敏电阻的阻值增大，热敏电阻的阻值随温度降低而

增大；多用电表使用后，应将选择开关置于交流电压最高挡或OFF

挡.

7.（2011•四川）为测量一电源的电动势及内阻

⑴在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表

A.量程为IV、内阻大约为Ik。的电压表⑨

B.量程为2V、内阻大约为2ko的电压表®

C.量程为3V、内阻为3k。的电压表®

选择电压表串联k。的电阻可以改装成量程为

9V的电压表.

(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此

表用符号⑨、可或®与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压

表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50V

时、电阻箱的阻值为15.0。；电压表示数为2.00V时，电阻箱的阻值

为40.0。，则电源的电动势后=V、内阻r=Q.

［答案］(1)6)或C6

(2)如图所示

(3)7.510

［解析］考查电压表的改装、电表的选择.考查学生实验原理的

分析、灵活处理实际问题的能力.电压表的改装，需已知待改装电表

的内阻，故电压表选择⑨；电压表满偏时，串联电阻两端电压为6V,

根据串联分压原理，串联电阻应为待改装电表内阻的2倍，即6k。,

改装后电压表所测电压为其示数的3倍，由闭合电路欧姆定律可知，

E=U+*,代入已知数据解得：E=7.5V,r=10Q.

8.（2011•江西九校模拟）听说水果也能做电池，某兴趣小组的同

学用一个柠檬做成电池，他们猜想水果电池的内阻可能较大，于是设

计了一个如图所示的电路来测定该柠檬电池的电动势和内阻.实验中

他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流表

示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中.

外电阻砥。）电流/

(mA)电流倒数/mA-1）

90000.050219.92

80000.052818.93

60000.059416.84

50000.063315.80

40000.068014.71

(1)利用图象法处理数据可以减小实验误差.在讨论作图方案时,

甲同学认为应作£一/图，而乙同学认为应该作/?一：图，你认为哪个

同学的想法更科学？(填“甲”或“乙”)，其简单理由是：

(2)按照⑴中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图象.

(3)利用你作出的图象，可求出该柠檬电池的电动势为

V,内阻为Q.

［答案］(1)乙画出的£一；图线是一条直线，容易求出电池的

电动势和内阻

(2)如图所示

(3)0.9(0.75〜1.2均可)10500(9000〜11000均可)

［解析］(1)根据闭合电路的欧姆定律得：£=/(K+r),整理得：

p

R=J-r,画出尺一1押象是一条直线，斜率表示电源的电动势，纵

轴截距为电源的内阻.

(2)在纵横坐标上选择合适的标度，用描迹法画出区一：图象，图

象如图所示.

⑶图象与纵轴的截距大小表示电源内阻，从图象可看出电源内

(4.5-0)X103_

阻r=10500。，图象斜率表示电源的电动势E=(15-10)X103V=

0.90V.

9.（2011•长沙模拟）如图甲所示为一黑箱装置，盒内有由两节干

电池和几个电阻等元件组成的电路，。、b为黑箱的两个输出端，«

端连接盒内电池的正极.

⑴为了探测黑箱，某同学准备进行以下几步测量：

①用多用电表的电阻挡测量。、b间的电阻.

②用多用电表的直流电压挡测量。、方间的输出电压.

③用多用电表的直流电流挡测量。、b间的输出电流.

你认为以上测量中不妥的有：（填序号），理由是

（2）若他用已经调零且选择开关指向欧姆挡“X10”挡位的多用

电表测量其电阻，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换

成欧姆挡的“”（填“X100”或“XI”）挡位；调零后测量，

其表盘及指针所指位置如图乙所示，则此电阻的阻值为Q.

（3）黑箱内的电路可看成一个“等效电源”，。、b是等效电源的

两极.为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图丙

所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，记录下电压表和电流表的示数,

并在方格纸上建立了U―/坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图

丁所示.请你作进一步处理，并由图求出等效电源的电动势E=

V,内阻r=Q.

［答案］⑴①、③

①用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻；

③用电流挡直接测量可能会造成电源短路

(2)X112

(3)图象见解析1.45(±0.02)0.75(±0.03)

［解析］(1)测量中不妥的有：①、③，理由是：①用欧姆挡不能

直接测量带电源电路中的电阻;③用电流挡直接测量可能会造成电源

短路

(2)多用电表用欧姆挡测量时，如果指针偏转角度太大，说明所

测电阻的阻值小，应当选用“XI”挡进行测量；图中所示读数为

12d

(3)如图所示，作出伏安特性曲线，图线与轴的交点表示电源

的电动势E,约为1.45V；图线的斜率表示等效电源的内阻，取纵坐

标为1.45V和1.15V的两个点，则==方=----西----=0.750.

10.（2011•泸州模拟）图甲是测量一节新干电池的电动势和内阻的

实验电路,实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时,

电压表，原因是_______________________________________

从而影响测量的准确性.为了较准确地测量一节新干电池的内

阻，可用以下器材连成图乙所示的电路完成实验，器材：量程3V的

理想电压表V,量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻%（%

=1.50。），滑动变阻器R（0〜10。），滑动变阻器&（0-200。），开关

（1）在图乙的实验电路中，加接电阻Ro有两方面的作用，一是方

便实验操作和数据测量，二是___________________________________

⑵为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用

(选填“Ri”或“心”).

(3)实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为八时,

电压表读数为G;当电流表读数为心时，电压表读数为心，则新干

电池内阻的表达式r=.(用八、八、Ui、和表示)

［答案］读数变化很小新干电池的内阻很小，内电路的电压降

很小

(1)防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏(或限流,

防止电源短路)

Ui-U

⑵"(3厂二厂2一品

/2<1

［解析］由于新干电池的内阻很小，内电路的电压降很小，故电

压表读数变化很小.

(1)在电路中接入心的目的是：防止滑动变阻器电阻过小时，电

池被短路或电流表被烧坏.

(2)由于电源内阻较小，故所选滑动变阻器的阻值应小一些，所

以选用R.

(3)由闭合电路欧姆定律：£=Ui+/i(r+£o)

解得：

r12Tl0,

11.(2011•银川模拟)用电流表和电压表测1节干电池的电动势和

内电阻，图中给出了(a)、(b)两个供选用的电路图，为了较精确地测

定电动势和内电阻，实验中应选用电路.正确选用电路后,

根据图©所示的器材，请用实线表示导线，将图(c)中器材连成实验

用电路，实验时经测量得出的数据如表，请在图(d)的方格纸上画出

U-I图线，利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为、

123456

Z/A0.120.200.310.320.500.57

UN1.371.321.241.181.101.05

若不作出图线，只选用其中两组U和1的数据，利用公式£=U

+〃列方程求£和「，这样做可能得出的结果误差很大，其中选用第

组和第组的数据，求得的E和r误差最大.

［答案］(b)实验电路见解析图线见解析

1.45V0.70。34

［解析］电流表与电源的内阻相差不大，图(a)测出的是电流表与

电源的内阻之和，故误差太大，应选图(b)测量，实验电路如图所示.

作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍

由图线与纵轴的交点可得电动势F=1.45V,再读出图线与横轴

交点的坐标(0.64,1.00),由£=U+/r得

E-U1.45-1.00

0.64£1=0.700

由图线可以看出第4组数据点偏离直线最大，应舍去，若选用第

3组和第4组数据求£和「，相当于过图中3和4两点作一直线求£

和r,而此直线与所画的直线偏离最大，所以选用第3组和第4组数

据求得的E和r误差最大.

高中物理高考总复习强化练习42

一、选择题

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等Ba>Bb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba<Bb

C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

［答案］B

［解析］磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟

该处的B的大小和I、L有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的

夹角有关，故。、。错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出

Bb>Ba,所以3正确.

2.（2011•新课标全国）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：

地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图

中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）

［答案］B

［解析］本题考查的是电流的磁效应问题，意在考查学生应用物

理知识解决实际问题的能力.由日常知识可知，地球的南极为磁场的

N极，由右手螺旋定则可知，电流方向如上图3,故选项3正确.

3.（2010•安庆模拟）如下图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水

平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以

直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）

A.a、b两点磁感应强度相同

B.c、d两点磁感应强度大小相等

C.a点磁感应强度最大

D.b点磁感应强度最大

［答案］BD

［解析］磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的

磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向.根据矢量合成法则，可

得A、。错误，B、O正确.

4.（2011•武汉模拟）如下图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂

直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒.当导体棒中的电流I

垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁

场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上

逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的说法

是（）

A.逐渐增大B.逐渐减小

C.先减小后增大D.先增大后减小

［答案］C

［解析］导体棒受三个力，三力构成的矢量三角形如下图所

示.安培力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大，由F=BIL

知，B的大小应是先减小后增大，故只有选项C正确.

5.（2011•绵阳模拟）如下图所示，一正方形线圈，其中电流I恒

定不变，用两条长度相等的绝缘细线静止悬挂于水平长直导线CD的

正下方.当导线CD中没有电流时，两条细线中拉力都是T,当导线

CD中电流为Ii时，两条细线中拉力都是kiT(O<ki<l),当导线CD

中电流为L时，两条细线中拉力都是k2T化2>1).下列正确的是()

［答案］A

［解析］由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，当导线

CD中电流为L时，细线拉力减小，故CD与线圈间为引力，所以

CD中电流方向为CfD,4项正确；导线CD中电流为L时，细线

拉力增大，故CD与线圈间为斥力，所以CD中电流方向为D-C,

B项错；由题中信息无法确定L和I2的大小关系，C、0项错.

6.某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行时

平稳而无声，时速可达100英里.这种船的船体上安装一组强大的超

导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会

推动船舶前进，如下图所示是超导电磁船的简化原理图，AB和CD

是与电池相连的导体，磁场由超导线圈产生.以下说法正确的是

--------X-X-X-X-X-XX

——玄］买

-二二二XXX二X二TXX

一二二二荚买二又二买二夫X灰

三至；乏；三

A.船体向左运动

B.船体向右运动

C.无法断定船体向哪个方向运动

D.这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速

［答案］BD

［解析］导电的海水的电流方向垂直AB方向从CD板流向AB

板，海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导体线圈所受的

作用力向右，故推动船体向右运动，5、。正确.

7.（2011•大连模拟）如下图所示，MN、PQ为水平放置的平行导

轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m=lkg,

长I=2.0m,通过的电流I=5.0A,方向如图所示，导体棒与导轨间

的动摩擦因数"=芋.若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所

加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小，则磁场的方向与轨道平面的夹

角是（g=10/n/s2）（

PbQ

A.30°B.45°

C.60°D.90°

［答案］C

［解析］对导体棒进行受力分析，如下图所示，受到竖直向下的

重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，故要使导体棒

匀速直线运动，则安培力需为动力，则设磁场方向与轨道平面成0

角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，

如图所示，则BIk加8=JIFN①，FN+BIIcos8=mg②，联立①、②式

11

一gumg22

可付：B=sinQ+［icosQII=工=§加（。+30。）'故0=60°

2s加

时，磁感应强度最小，故。正确.

8.（2011•新课标全国）电磁轨道炮工作原理如下图所示.待发射弹体

可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触.电流I从一

条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在

弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与

I成正比.通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲

使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（）

L

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，

其他量不变

［答案］BD

［解析］本题考查的是安培力和动能定理的知识，意在考查学生

应用物理知识解决实际问题的能力.由题意可知磁感应强度B=kl,

安培力F=BId=kI2d,由动能定理可得:FL=¥'，解得v=I\/瞿,

由此式可判断3。选项正确.

二、非选择题

9.某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用

多根导线捆在一起代替长直导线,不断改变多根导线中的总电流和测

试点与直导线的距离r,测得下表所示数据：

I/A

B/T5.010.020.0

r/m

0.0204.98X10-510.32X10-519.73X10-5

0.0402.54X10-55.12X10-59.95X10-5

0.0601.63X10-53.28X10-56.72X10-5

0.0801.28X10-52.57X10-55.03X10T

由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B

T-（要求估算出比例系数，用等式表示）

［答案］2X10号

［解析］分析表格中数据可得，B与电流I成正比，与测试点到

直导线的距离r成反比，即B=kp取表格中的第一单元格进行计

算可得k^2Xl（）-7,即B=2X10-7X：T.

10.（2011•江西师大附中、临川一中模拟）两条金属导轨上水平放

置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中，如下图所示，导电

棒质量为1.2kg,长1m.当导电棒中通入3A电流时，它可在导轨上匀

速滑动，若电流强度增大为5A时，导电棒可获得2〃/—的加速度，

求装置所在处的磁感应强度的大小.

［答案］1.2T

［解析］导电棒匀速运动有：摩擦力等于安培力：f=F］=BLL

导电棒加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度：F2-f

=ma

即BI2L—f=ma

BLL-BLL=ma即5B-3B=1.2X2T

解之得B=1.2T

11.如下图所示，在倾角为37。的光滑斜面上有一根长为0.4处

质量为6义10-2版的通电直导线，电流强度1=14,方向垂直于纸面

向外，导线用平行斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每

秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中.设t=0时，B=0,则需要多

长时间，斜面对导线的支持力为零？（g取10Ms'

［答案］5s

［解析］斜面对导线的支持力为零时导线的受力如下图所示.

由平衡条件FTCOS37°=F①

FTs/n37°=mg②

由①②解得：F=.

代入数值得：F=0.8N

由F=BIL得：

B与t的变化关系为B=0.4t

所以：t=5s

12.(2011•潍坊模拟)如下图所示，一质量为m的导体棒MN两

端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L,导

轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I

时，导体棒静止在与竖直方向成37。角的导轨上，取s加37。=0.6,

cos37°=0.8,求：

AA

⑴磁场的磁感应强度B；

(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.

［答案］（1）罂（2）1mg

［解析］

（1）从右向左看受力分析如上图所示，由受力平衡得：

^^=337。①

mg

解得：B=^②

（2）两导轨对棒的支持力2FN,满足：

2FNCOs37o=mg③

解得：FN=|mg（4）

即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为*ng

13.（2011•北京东城模拟）如下图所示，在倾角为9=30。的斜面

上，固定一宽L=0.25机的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑

动变阻器R.电源电动势E=12匕内阻r=10,一质量m=20g的金

属棒ab与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B=

0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）.金

属导轨是光滑的，取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止，求：

(1)金属棒所受到的安培力；

(2)通过金属棒的电流；

⑶滑动变阻器R接入电路中的阻值.

［答案］(1)O.1N(2)0.5A(3)23。

［解析］(1)F安=mgs加30°,得F安=0.1N

(2)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如下图所示

解得I=BL=0・5A

(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为Ro,根据闭合电路欧姆定律

得:E=I(R0+r)

解得R()=j—r=230

高中物理高考总复习强化练习43

一、选择题

1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作

用.下列表述正确的是（）

A.洛伦兹力对带电粒子做功

B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能

C.洛伦兹力的大小与速度无关

D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向

［答案］B

［解析］根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A

错B对；根据F=qvB,可知洛伦兹力大小与速度有关，。错；洛伦

兹力的作用效果就是改变粒子的运动方向，不改变速度的大小，。错.

2.（2011•北京海淀模拟）在我们生活的地球周围，每时每刻都会

有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效

地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达

地面，这对地球上的生命有十分重要的意义.若有一束宇宙射线在赤

道上方沿垂直于地磁场方向射向地球，如下图所示.在地磁场的作用

下，射线方向发生改变的情况是（）

A.若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移

B.若这束射线由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移

C.若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向东偏移

D.若这束射线由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移

［答案］D

［解析］本题考查地磁场的分布以及带电粒子在磁场中的运

动.由地磁场的分布可知，在赤道地区的磁场分布特点为：与地面平

行由南指向北.若这束射线由带正电荷的粒子组成，由左手定则可得

所受的安培力向东，所以将向东偏移，A、B错误；若这束射线由带

负电荷的粒子组成，由左手定则可得所受的安培力向西，所以将向西

偏移，C错误，。正确.

3.如下图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子

在管内的运动应该是（）

A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动

B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动

C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动

D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动

［答案］C

［解析］通电螺线管内部磁感线方向与螺线管轴线平行，电子束

不受洛伦兹力，故做匀速直线运动，。项正确.

4.（2011•深圳五校模拟）如下图所示，在x>0,y>0的空间中有

恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里.现有一

带正电粒子，在x轴上到原点的距离为X。的P点，以平行于y轴的

初速度v射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁

场.不计重力的影响，由这些条件可知（）

,XxxBx

xxxx

XxX

A.能确定粒子通过y轴时的位置

B.能确定粒子的质量

C.能确定粒子在磁场中运动的时间

D.能确定粒子的比荷

［答案］AC

［解析］由于初速度与x轴垂直，粒子做匀速圆周运动的圆心为

O点，半径r=x0,故粒子从y轴上射出的位置距离O点为x0,A对;

由Bqv=詈0^r=器，由于B未知，则比荷不能求，质量也不能

求，但时间为t=T/4,而T=2m/v,故。对，B、。错.

5.（2011•深圳模拟汝口下图所示为圆柱形区域的横截面.在没有

磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入

射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加垂直该区域的匀强磁场，

磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞

出此区域时，速度方向偏转了多根据上述条件可求得的物理量为

()

A.带电粒子的初速度

B.带电粒子在磁场中运动的半径

C.带电粒子在磁场中运动的周期

D.带电粒子的比荷

［答案］CD

［解析］①假设圆柱截面半径为R,则没有磁场时2R=v0t；加

上磁场时，由几何关系可知，粒子运动的半径为r=*R,已知速度

71

偏转角为l可知粒子在磁场中的运动时间为=^T=-,可求得

36Vo

周期T,故C正确；②由周期丁=黑，可求得带电粒子的比荷，选

qB

项O正确；③因半径R不知，因此无法求出带电粒子的初速度及带

电粒子在磁场中运动的半径，故选项A、3错误.

6.(2011•安徽六校联考)如下图所示，Li和LZ为两平行的虚线，

L上方和L2下方都是范围足够大，且磁感应强度相同的匀强磁场，

A、B两点都在L2上.带电粒子从A点以初速度V。与L2成30。角斜

向右上方射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜

向上，不计重力，下列说法不正确的是（）

XXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXX

A.带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同

B.若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），它仍能经

过B点

C.若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与L2成60。角斜向

右上方，它将不能经过B点

D.此粒子既可以是正电荷，也可以是负电荷

［答案］C

［解析］带电粒子在运动的过程中，洛伦兹力对电荷不做功，故

速度的大小不变，根据左手定则、画出粒子运动的轨迹，可知A正

确；带电粒子沿直线运动，进入上方磁场做圆周运动，出磁场时的速

度大小不变，沿直线运动后又进入下边磁场，继续做圆周运动，两次

圆周运动的圆弧刚好组成一个完整的圆周，所以无论是正电荷还是负

电荷都能经过B点，又粒子向右的偏移量只与入射的角度有关，与

速度的大小无关，故B、。正确；若斜向上的角度改变为60。，则通

过计算可知粒子此时运动一个周期的偏移量是角度为30。时粒子运动

一个周期的偏移量的;，所以粒子仍能回到B点，。错误.

7.（2011•郑州模拟）如下图所示，直角三角形框架ABC竖直放置,

比荷相同的E、F两个带电粒子（不计重力）从A点沿AB方向入射，

分别打在AC边的P、Q两点.质量相同的两个不带电的小球M、N

分别以不同的速度从A点水平抛出，也恰好分别落在P、Q两点，

则下列说法正确的是（）

A.E、F两粒子到达P、Q的时间相同

B.E、F两粒子到达P、Q两点的速度方向相同

C.M、N两小球到达P、Q两点的时间相同

D.M、N两小球到达P、Q两点的速度方向相同

［答案］ABD

［解析］做圆周运动的E、F两个带电粒子具有相同的弦切角，

所以有相同的圆心角，又因两粒子的周期相同，所以到达P、Q两点

的时间相同；作图可知两粒子圆心均在过A点垂直于AB的直线上,

又因轨迹对应的圆心角相同，所以两粒子出磁场的速度方向相同；平

抛运动的时间由高度决定，显然平抛的两小球下落高度不同，所以到

达P、Q两点时间不同；平抛运动存在特点勿〃（p=2a,（p为末速

度与初速度的夹角，偏转角a为位移与初速度的夹角，两小球具有

相同的a,所以二者在P、Q两点的速度方向相同.

8.（2011•黄冈模拟）如下图所示，在平面直角坐标系中有一个垂

直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点3(0,

L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v()平行于x轴

正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x

轴正方向的夹角为60。.下列说法中正确的是()

。'、、、JbX

A.电子在磁场中运动的时间为竽

V。

B.电子在磁场中运动的时间为给

C.磁场区域的圆心坐标(李L,|)

D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)

［答案］BC

［解析］由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2L,故在磁

?-2L

场中运动的时间为t=—二=需，A错，3正确；ab是磁场区域圆

VoJV()

的直径，故圆心坐标为(乎L,y),电子在磁场中做圆周运动的圆心

为O',计算出其坐标为(0,-L),所以C正确，。错误.

二、非选择题

9.如下图MN表示垂直纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场

方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭

缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P

点.已知B、v以及P到O的距离1.不计重力，则此粒子的比荷为

xxBxxx

XXXXX

XXXX『X

MPON

k*--------------

［答案］m

［解析］因粒子经O点时的速度垂直于OP,故OP=2R,

又R=^所以*言

10.水平绝缘杆MN套有质量为m,电荷量为+q的带电小球，

小球与杆的动摩擦因数为H，将该装置置于垂直纸面向里的匀强磁场

中，磁场的磁感应强度为B,给小球一水平初速度vo,则小球的最终

速度可能为.

X%XBX

__________________N

XXX

［答案］0、V。、器

［解析］给小球初速度后，其所受洛伦兹力向上，如果洛伦兹力

qv0B<mg,则小球一直减速到速度为零；如果洛伦兹力qv0B=mg,

小球一直做匀速运动；如果洛伦兹力qv()B>mg,小球先做减速运动,

当qvB=mg时，小球开始做匀速运动.

11.(2011•辽宁六校模拟)许多仪器中可利用磁场控制带电粒子的

运动轨迹.如下图所示的真空环境中，有一半径r=0.05机的圆形区

域内存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，其右侧相距d=0.05m处

有一足够大的竖直屏.从S处不断有比荷t=1*1()8。必的带正电粒

子以速度v=2X10W沿SQ方向射出，经过磁场区域后打在屏

上.不计粒子重力，求：

(1)粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径；

(2)绕通过P点(P点为SQ与磁场边界圆的交点)垂直纸面的轴，

将该圆形磁场区域逆时针缓慢转动90。的过程中，粒子在屏上能打到

的范围.

［答案］(l)O.lm(2)Q点以上0.16机范围内

2

［解析］(l)qvB=m^

R=0.1/n

(2)粒子在磁场中通过的位移刚好等于磁场区域直径时，其速度

方向偏转的角度最大，能打到屏上的点最高，由于R=2r,如图aOPL

为等边三角形，可判断出粒子在磁场中的运动轨迹所对圆心角为

60。(图上标出圆心角为60。同样给分)

设从L点射出磁场的粒子能打在屏上的N点,LN的反向延长线

交PQ于M点，由对称性可知：

PM=Rton30°

MQ=PQ-PM

NQ=MQton60°

联立上式可得：NQ=(3V3-2)r^0.16m

当磁场区域转动90。时，粒子刚好没有进入磁场.

沿直线运动打在屏上Q点,所以粒子能打在屏上Q点以上0.16机

范围内

12.(2011•镇江模拟)如下图所示，在坐标系xOy中，第一象限

内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线，在区域a中，磁感应

强度为2B,方向垂直于纸面向里；在区域b中，磁感应强度为B,

方向垂直于纸面向外，P点坐标为(41,31).一质量为m、电荷量为q

的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b,经过一段时间后，

粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.(s加37。=0.6,孙37。=0.8)求:

XXXX

xxxP@，3✓Qj

一•

XX歹；.

---------------------------------------------------------------------►

0x

(1)粒子从P点运动到o点的时间最少是多少?

⑵粒子运动的速度可能是多少？

537ml25qBl

［答案］(1)(n=1,2,3,)

60qB’12nm…

［解析］(D设粒子的入射速度为V,用Ra、Rb、Ta、Tb分别表

示粒子在磁场a区和b区运动的轨道半径和周期

则：&=墨

27rm7rm

Ta=2qB=qB

—27rm

粒子先在b区运动，再进入a区运动，然后从O点射出，粒子从P

点运动到O点所用时间最短.如下图所示

勿〃a=^=w侍a=37。

粒子在b区和a区运动的时间分别为:

2(90°~«)

360°lb

_2(900-g)

3—360°la

故从P点运动到O点所用最短时间内：

537rm

t=ta+tb=60qB，

(2)由题意及图可知

22

n(2Racosa+2Rbcosa)=^/(31)+(41)

解得：v=^j^(n=1,2,3-).

13.(2011•新课标全国)如下图所示，在区域I(OWxWd)和区域

n(d<xW2d)内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B,

方向相反，且都垂直于Oxy平面.一质量为m、带电荷量q(q>0)的

粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正

向.已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正向的夹角为30。；此

时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射

入区域I,其速度大小是a的1/3,不计重力和两粒子之间的相互作

用力，求

y

B2B

x

In

°d\2d\

(1)粒子a射入区域I时速度的大小；

(2)当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差.

2d2dqB2V3—4

［答r案］⑴(2)弋—d

［解析］(1)设粒子a在磁场I中运动的半径为门，速度为v,运

动轨迹如下图所示，由几何关系知，

ri=2d①

由牛顿第二定律，得：qvB=-②

联立①②解得：丫=鬻

⑵设粒子a在磁场n中运动的半径为rj,周期为Ta

粒子b在磁场I中运动的半径为功，周期为

由牛顿第二定律得:

mv2

对a：qv(2B)=—③

n

2出'

T'=丁④

⑤

2门2

LU⑥

3

联立①②③⑤得：门'=d,r2=|d

联立④⑥解得：Ta=^

经分析，粒子a在磁场n中运动，所对圆心角为60。，射出磁场

n的位置与射入磁场n的位置等高.运动时间为

600-1-If

ta=360°Ta=6Ta=12Tb

360°冗

此时粒子b在磁场I中运动的圆心角为瓦==30。，未出

Tb12

磁场I,由几何关系此时两粒子y坐标之差为Ay=ri—(r2—r2cos30°)

4—2y[3

—ricos30。=­

b两粒子的y坐标之差ya-yb=-Ay=2g4d.

所以a、

J

高中物理高考总复习强化练习44

一、选择题

1.如下图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与

纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场（场区都足够大），现有

一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度V。射入场区，

下列有关判断正确的是（）

A.如果粒子回到MN上时速度增大，则空间存在的一定是电场

B.如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定

是电场

C.若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所

成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场

D.若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间

不变，则该空间存在的一定是磁场

［答案］AD

［解析］洛伦兹力对带电粒子不做功，不能使粒子速度增大，电

场力可对带电粒子做功，动能增大，故A项正确.若带电粒子以与

电场线平行的速度V。射入，粒子返回速率不变，故3、C项错.由T

=誓知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关，故。项正确.

Bq

2.（2011•江西九校模拟）如下图所示，有一重力不计的混合正离

子束先后通过正交的电场、磁场区域I和匀强磁场区域n,如果这束

正离子束在区域I中不偏转，进入区域n后偏转半径r相同，则它们

一定具有相同的（）

XXX•5•••

B\.2.

XX

XEX

!xTxX••••

A.速度B.质量

D.比荷

［答案］AD

［解析］混合正离子束不偏转，说明它们在区域I有Eq=Bqv,

则v=合，进入区域n的混合正离子速度都相同.在区域n中正离子

15

偏转半径「=霍，速度v相同，半径r相同，则T必定相同，即比

Bqq

荷相同，A、D正确.

3.如下图所示的虚线区域内，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、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O'

点（图中未标出）穿出.若撤去该区域内的磁场而保持电场不变，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，从区域右边

界穿出，则粒子b（）

XXXX

B

XXXX

0\xxXX

XXXX

v

E

A.穿出位置一定在O'点下方

B.穿出位置一定在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

［答案］C

［解析］本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，意在考查考

生发散思维的能力.带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时,

粒子穿出位置可能在O'点上方，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.

4.（2011•豫南九校模拟）如下图所示，在沿水平方向向里的匀强磁

场中，带电小球A与B在同一直线上，其中小球B带正电荷并被固

定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触（不粘连）而处于静止

状态.若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是（）

XXXX