2019年高考物理大二輪復(fù)習(xí)專題三電場(chǎng)和磁場(chǎng)專題跟蹤訓(xùn)練9磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、謝謝你的觀賞專題跟蹤訓(xùn)練（九）磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題1. （2018 全國卷H ）（多選）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)體 Li、L2, Li 中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；Li的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱.整 個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Be,方向垂直于紙面向外.已知 a、一 一 11b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 §B和/Be,方向也垂直于紙面向外.則 （）baLiA.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為172B）B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 B) 12C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)

2、度大小為1 B) 12D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為7 B0 12解析由對(duì)稱性可知，流經(jīng) L的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為B,流經(jīng)L2的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等但方向相反，設(shè)其大小為R,由磁場(chǎng)疊加原理有 RB 巳=!巳，Bo-B1+B2=1Bd,聯(lián)立解得B = ：7R,巳=友已，所以A、C 321212正確.答案AC2. （2018 河南六市一聯(lián)）如圖所示，PQB MN水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距L=1m P、M間接有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為 E= 6 V.內(nèi)阻不計(jì)的電源和一只滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)體棒 ab跨放 在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，棒的質(zhì)量為m= 0.2

3、kg ,棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量 M= 0.4 kg.棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.5（設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，導(dǎo)軌與棒的電阻不計(jì)，g取10 m/s2）,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B- 2 T,方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值不可能的是（）a. 2 aC. 3 aB. 2.5 Qd. 4 a解析對(duì)棒ab受力分析可知,其受繩的拉力T= Mg安培力BEL ,十、F安=BIL= "和水平方RR=4 Q;若摩擦力向BEL向的摩擦力.若摩擦力向左，且滿足BE-+ wmg= Mg代入數(shù)據(jù)解得R,一BEL ，右，且滿足 it mg= Mg代入數(shù)據(jù)解得

4、F2= 2.4 Q ,所以R的取值氾圍為2.4 Q < R<4 rvQ ,則選A.答案A3. （2018 廣東佛山質(zhì)檢）（多選）如圖所示，在空間內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì) 子和某種粒子從磁場(chǎng)下邊界MN上白O點(diǎn)以相同的速度 vo（vo在紙面內(nèi)，vo與MN夾角0為銳角）射入磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子從邊界上的 F點(diǎn)離開磁場(chǎng)，另一粒子從E點(diǎn)離開磁場(chǎng).已知百 = 2d, OF = d,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力.下列說法正確的是XXX XXX XXX 乂 乂 X MEXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX*乂. xF O NA.從E點(diǎn)飛出的可能是 a粒子B.從E點(diǎn)飛出的可能是瓶核

5、C.兩種粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.兩種粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角相等謝謝您的觀賞XXXXX XX XX XX XXXX XLR父產(chǎn)一XFXXXXXX XXXX XX XX XX XX XX X X X吊X-解析設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為ri,另一種粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2,兩種粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則由幾何關(guān)系可知,d=2risin 0 , 3d =mvo 一 2r2sin 0 ,兩式聯(lián)立可解得2=3ri,由洛倫茲力提供向心力可得ri = -另一種粒子的半qi B徑3器可得I 3m,故從E點(diǎn)飛出的可能是瓶核,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確；由幾何知識(shí)可知，兩粒子在磁場(chǎng)

6、中運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)過的圓心角均為 a = 2（兀- 0 ）,故選項(xiàng)D正確；根據(jù)T2 7tm. .0.運(yùn)可知兩種粒子的周期不同,由t=22TT可知,兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等,選 項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案BD4. （2018 安徽示范高中質(zhì)檢）（多選）電磁動(dòng)力發(fā)射裝置原理如圖所示，把待發(fā)射導(dǎo)體放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中的M N兩平行導(dǎo)軌中并與導(dǎo)軌良好接觸，導(dǎo)軌長度為x（不變），再給導(dǎo)體通以大電流，使導(dǎo)體在安培力作用下沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)，并以某一速度發(fā)射出去. 已知磁場(chǎng)方向垂直兩導(dǎo)軌所在平面向上，下列說法正確的是（）A.要把導(dǎo)體向右發(fā)射出去，應(yīng)將 N接電源正極，M接電源負(fù)極B.在導(dǎo)體質(zhì)量、電流大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定時(shí)，要增

7、大發(fā)射速度，應(yīng)減小導(dǎo)軌間距和導(dǎo)體直徑C.在其他條件不變時(shí)，可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，使之與導(dǎo)軌所在平面平行來增大發(fā)射速度D.在其他條件不變時(shí)，可增大電流來增大發(fā)射速度解析由左手定則可知，要把導(dǎo)體向右發(fā)射出去，導(dǎo)體中的電流方向應(yīng)垂直紙面向里， 則應(yīng)將N接電源正極，M接電源負(fù)極，A正確；導(dǎo)體發(fā)射的過程中，安培力對(duì)導(dǎo)體做正功， 則由動(dòng)能定理BILx = 2m2可知，丫=-，在導(dǎo)體的質(zhì)量、電流大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 一定時(shí)，要增大發(fā)射速度，應(yīng)增大導(dǎo)軌間距和導(dǎo)體直徑，B錯(cuò)誤；在其他條件不變時(shí)，若磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與導(dǎo)軌所在平面平行，導(dǎo)體所受的安培力在垂直導(dǎo)軌所在平面方向上，則導(dǎo)體不能發(fā)射出去，C錯(cuò)誤；由v=

8、y2Bmx可知，在其他條件不變時(shí)，可增大電流來增大發(fā) 射速度，D正確.答案AD帶電粒子流5. （2018 衡水中學(xué)高三調(diào)研）如圖所示，紙面內(nèi)有寬為 L,水平向右飛行的帶電粒子流，粒子質(zhì)量均為 m電荷量均為一q、速率均為V0,不考慮粒子的重力及相互間的作用，要使粒子都會(huì)聚到一點(diǎn)，可以在粒子流的右側(cè)虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，則磁場(chǎng)區(qū)域的形狀及對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以是哪一種（其中巳=邛，A、C、D選項(xiàng)中曲線均為半徑是 L的Tq圓弧，B選項(xiàng)中曲線為半徑是L的圓）（）mv解析若帶電粒子水平向右射入選項(xiàng)A所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，qvoBo=,解得粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑R= L,恰好等于磁場(chǎng)圓

9、形邊界的半徑，所以可以R使粒子都會(huì)聚到一點(diǎn)（梭形磁場(chǎng)區(qū)域的最下方點(diǎn)），選項(xiàng)A正確；對(duì)于選項(xiàng)B中的圖象，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑是磁場(chǎng)圓半徑的2倍，所以帶電粒子流無法從磁場(chǎng)區(qū)域的同一點(diǎn)離開，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理可知，選項(xiàng) D的圖象也不符合題意，選項(xiàng) D錯(cuò)誤；又選項(xiàng)C的圖象分析，可知粒子都從磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界離開，但不能會(huì)聚到同一點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案A6. （2018 石家莊質(zhì)檢一）（多選）如圖所示，等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,直角邊bc的長度為L.三個(gè)相同的帶正電粒子從b點(diǎn)沿bC方向分別以速率V1、V2、V3射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為tl、t2、t3

10、,且ti ： t2 ： t3=3 ： 3 ： 2.不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用，下列說法正確的是（）A.粒子的速率關(guān)系一定是vi=v2<v3B.粒子的速率關(guān)系可能是v2<vi<v3C.粒子的比荷為q 工mT Bt2D.粒子的比荷為q=端 m 2BL2解析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力知，qvB= m,解1_ mv ，.一一 一、一一一，.得RU mv,設(shè)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為qBm,即運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角0成正比，可知帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所qB對(duì)的圓心角01： 0 2 ： 0 3= t 1 ： t 2 ： t 3

11、= 3 ： 3 ： 2,分析可知v3較大，vi和v2的大小關(guān)系可能為vi>v2、vi = V2或vi<v2,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)題述ti：t2：t3=3：3：2,可知速率為vi和V2的粒子從ab邊射出，軌跡所對(duì)的圓心角相同，速率為V3的粒子從ac邊射出，從ab邊射出的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為,其時(shí)間t2=ti = £粒子比荷為9 =消7,22qBm 2Bt2 兀 .一.一選項(xiàng)C錯(cuò)誤；速率為v3的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為工，由幾何關(guān)系可得 RCos300 = L,32（3mvq J3V3解得R= ¥l,代入R= -h,解得粒子比荷q =朱甲，選項(xiàng)D正

12、確.3qBm 2BL答案BD7. （2018 昆明市高三摸底）（多選）如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 R、方向水平向 右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一通電直導(dǎo)線 abc從中點(diǎn)折成夾角為 120°的兩段（abc平面位于紙面 內(nèi)），為使兩段通電導(dǎo)線 ab、bc所受安培力大小相等， 在紙面內(nèi)abc所在區(qū)域再加上另一磁 感應(yīng)強(qiáng)度也為Bo的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽,則（ ）A. B= 3B)C. B= Bo解析假設(shè)選項(xiàng)A正確，即B= V3B0,考慮到另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小也為B）,應(yīng)用平行四邊形定則可得，合磁場(chǎng) B的方向與水平方向成30。角，這樣將合磁場(chǎng)分別沿著通電導(dǎo)線一一一 33. 一和

13、垂直通電導(dǎo)線分解，則Fab= Bcos30 IL=2®IL, Fbc=Bcos30 - IL=2BoIL,符合題設(shè)要求，因此，選項(xiàng) A正確；同理可分析，選項(xiàng) C正確，B D均錯(cuò)誤.答案AC8. （2018 沈陽市高三質(zhì)檢一 ）（多選）如圖所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹閐,縱向范圍足夠大.現(xiàn)有一群電子從坐標(biāo)原點(diǎn) O以相同的速率v沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng), 并從右側(cè)射出.若電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為d,忽略電子間的相互作用，則下列判斷正確的是（ ）A.右邊界有電子射出的范圍為一d<y<dB.右邊界有電子射出的范圍為0<yw dC. .% d電子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最短

14、時(shí)間為D.電子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為記解析沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的電子從右邊界上y = d處射出，沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與右邊界在y=- d處相切，所以右邊界有電子射出的范圍為一3Vd<y<d,選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電子射入點(diǎn)和射出點(diǎn)的連線越短，電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角越小， 運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，當(dāng)電子射出點(diǎn)在 x軸上時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的最小圓心角為0=-,電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間t=* 工選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.答案AC9. （多選）如圖所示，在正方形abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)弓雖度為B的勻強(qiáng)間ti從d點(diǎn)射出磁場(chǎng)，乙粒子沿與磁場(chǎng).a處有比荷相等的甲、乙兩

15、種粒子，甲粒子以速度 vi沿ab方向垂直射入磁場(chǎng)，經(jīng)時(shí)ab成30°角的方向以速度 V2垂直射入磁場(chǎng)經(jīng)時(shí)間 t2垂直cd射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力，則下列說法中正確的是A. vi ： V2 = 1 ： 2C. ti ： t2 = 2 : 1B. vi ： V2= 口 : 4D. 11 ： 12= 3 ： 1解析甲、乙兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)行周期為T=法£因Bq為甲、乙兩種粒子的比荷相等，故T甲=丁乙.設(shè)正方形的邊長為 L,則由圖知甲粒子運(yùn)行半徑為心，運(yùn)行時(shí)間為g"乙粒子運(yùn)行半徑為r2=cos3o-,運(yùn)行時(shí)間為匕4,而rmv的所以

16、V1 ： V2= r12=43 : 4,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；t1 ： t2=3： 1,選項(xiàng) C錯(cuò)誤、D正確.答案BD二、非選擇題離子源I口U*II XII X"TXM1：XX X X X X X X X X XX X X X10. (2018 全國卷出)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直.已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為V1,并在磁場(chǎng)邊界的 N點(diǎn)射出；乙種離子在 MN的中點(diǎn)射出；MN£為I.不計(jì)重力影響和離子間的相互作用.求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；(2

17、)甲、乙兩種離子的比荷之比.解析(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為 印、質(zhì)量為m,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 為R,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由動(dòng)能定理有12 GqiU= 2mvi 2Vi由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有q1V1B= m15R由幾何關(guān)系知2R = l,4 4U_由式得B=Iv i(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2,射入磁場(chǎng)的速度為V2,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R.同理有12q?U= 2m2V2 2V2 cq2V2B= m2R Co由題給條件有2R = ；由式得，甲、乙兩種離子的比荷之比為：仁1：4m m24U答案詔(2)1 ：411. (2018 江蘇卷)如圖所示，真

18、空中四個(gè)相同的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，高為4d,寬為d, 中間兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域間隔為 2d,中軸線與磁場(chǎng)區(qū)域兩側(cè)相交于 O O'點(diǎn)，各區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.某粒子質(zhì)量為 m電荷量為+ q,從O沿軸線射入磁場(chǎng).當(dāng)入射速度為 V0時(shí)，粒d子從 O上萬2處射出磁場(chǎng).取 sin53 = 0.8 , cos53 = 0.6.J1|IX X X X 1x X X X!x X X X1IX X X X1X X X X1O fl X xxx ""A 1X X X4d|X X X Xlx X X X1(X X X X 1IX XXX 1;x x x xIf 1, 1«,*, 一d hH2d> , , , , X X X XX X X XX X X XX X