10專題10磁場(chǎng)的性質(zhì)與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)x

1、專題10磁場(chǎng)的性質(zhì)與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)A組 限時(shí)：25分鐘陷答案鏈接P1021. （2018山東德州模擬）易指南針是我國(guó)古代的四大發(fā)明之一. 當(dāng)指南針靜止時(shí)，其N 極指向如圖中虛線（南北向）所示，若某一條件下該指南針靜止時(shí) N極指向如圖實(shí)線（N極指 向北偏東）所示.則以下判斷正確的是 （）Jt:P_東南;A. 可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有由東向西的電流B. 可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置，通有由西向東的電流C. 可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有由北向南的電流D .可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有由南向北的電流12. （2019河北邯鄲質(zhì)檢）易如圖所示，將直導(dǎo)線彎成半

2、徑為R的&圓弧形狀，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以大小為 I的電流時(shí),1該1圓弧形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（）4A. 0 B. BIRC. 2BIRtBIRD丁3. （2019江西期末聯(lián)考）易兩根平行放置的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線ab和cd,固定放置在與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示.當(dāng)導(dǎo)線ab通過的電流大小為 2I、導(dǎo)線cd通過的電流大小為I時(shí)，導(dǎo)線ab受到的磁場(chǎng)力大小為F1、方向垂直于導(dǎo)線向左，導(dǎo)線cd受到的磁場(chǎng)力大小為 F2、方向垂直于導(dǎo)線向右.已知直導(dǎo)線ab中的電流由b到a.下列判斷正確的是（）A.直導(dǎo)線cd中的電流由

3、c到d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.直導(dǎo)線cd中的電流由c到d,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為C.直導(dǎo)線cd中的電流由d到c,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為F1 F2ILF 土 F23ILF1 F2IL1 >cX XXX XXX XX2 /!X XXs x xD直導(dǎo)線cd中的電流由d到c,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4. （2018廣東廣州模擬）易法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖所示條形磁鐵豎直固定在圓形水 銀槽中心，N極向上.一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中.從上往下看，金屬桿（）A.向左擺動(dòng)B.向右擺動(dòng)C.

4、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D .逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)5. （2019河北名校聯(lián)盟質(zhì)量監(jiān)測(cè)）易如圖所示，邊長(zhǎng)為I、質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線 框用絕緣細(xì)線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通一逆時(shí)針方向的電流，圖中虛線過ab邊中點(diǎn)和ac邊中點(diǎn)，在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,此時(shí)導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線中的拉力為F1 ；保持其他條件不變，現(xiàn)將虛線下方的磁場(chǎng)移至虛2F2 F1C. BlF2 F1F2 F1BlB. 2BI2F2 F1D. 3Bl線上方，此時(shí)細(xì)線中拉力為 F2.導(dǎo)線框中的電流大小為（）.3mgBL3mg3BL3mgBL,3mg3BL6. 中質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧

5、軌道上，整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60°角，其截面圖如圖所示.則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是（）A. 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為B. 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為C. 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為 D 導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為B組限時(shí)：25分鐘答案鏈接P1027. （2019河南豫南九校質(zhì)檢）中已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B = k-,即某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與導(dǎo)線中的電流I成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比.如圖所示，兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距為R,通以大小相等

6、、方向相同的電流，規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里為正，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小ft一KB隨x變化的圖線可能是（BC& （2019河北衡水中學(xué)調(diào)研 面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，D)中（多選）如圖所示，在區(qū)域I和區(qū)域n內(nèi)分別存在與紙 帶電粒子僅在洛倫茲力作用下沿著aPb由區(qū)域I運(yùn)動(dòng)到區(qū)域n 已知aP與Pb弧長(zhǎng)之比為2 : 1,A. 粒子在區(qū)域I和區(qū)域n中的速率之比為1 : 1B. 粒子通過aP與Pb弧長(zhǎng)的時(shí)間之比為 2 : 1C. aP與Pb弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角之比為2 : 1D .區(qū)域I和區(qū)域n的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反9. （2018湖北荊州中學(xué)模擬）中（多選）如圖，一粒子發(fā)射源 P位于足夠長(zhǎng)的絕緣板 AB 的

7、上方d處，能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為V、比荷為k的帶正電的粒子，空間存在已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力.-JA.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 kVB.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為kd7 nd6vnd6vC 同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為D .同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為10. （2019湖南長(zhǎng)沙聯(lián)考）中如圖，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為 m、帶電荷量為+ q且不計(jì)重力的粒子以速度v沿與半徑PO夾角0= 30°的方向從P點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，最后垂直于MN射出，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）A

8、 mvmvA.B-qR2qRmvmvC. 3qRD.碩11. （2019河南鄭州二模）中如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) ABCD，帶電 粒子從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng)，恰好從 C點(diǎn)飛出磁場(chǎng)；若帶電粒子以相同的速度從AD的中點(diǎn)P垂直AD射入磁場(chǎng)，從 DC邊的M點(diǎn)飛出磁場(chǎng)（M點(diǎn)未畫出）.設(shè)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 到C點(diǎn)所用時(shí)間為t1,由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用時(shí)間為t2（帶電粒子重力不計(jì)），則t1 : t2為（ ）為K X XN|CA. 2 : 1 B. 2 : 3C. 3 : 2 D. .3 : .212. （2019山東淄博模擬）中如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一以O(shè)為圓心、R為半徑的 半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)

9、域，磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.位于O點(diǎn)的粒子 源向第二象限內(nèi)的各個(gè)方向連續(xù)發(fā)射大量同種帶電粒子，粒子均不會(huì)從磁場(chǎng)的圓弧邊界射出.粒子的速率相等，質(zhì)量為m、電荷量大小為 q,粒子重力及粒子間的相互作用均不計(jì).（1）若粒子帶負(fù)電，求粒子的速率應(yīng)滿足的條件及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間; 若粒子帶正電，求粒子在磁場(chǎng)中能夠經(jīng)過區(qū)域的最大面積.答案與解析A組1. C 【解析】若指南針靜止時(shí) N極指向北偏東方向，則有一指向東的磁場(chǎng)，由安培 定則知，可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置，通有由北向南的電流，故C正確.2. C【解析】 通電導(dǎo)線受到的安培力大小F = BIL = BI 2R= .

10、2BIR，選項(xiàng)C正確.3. A【解析】如果直導(dǎo)線cd中的電流由d到C,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)和直導(dǎo)線ab對(duì)直導(dǎo)線cd的作用力方向均垂直于 cd向左，不合題意，因此直導(dǎo)線cd中的電流由c到d兩根直導(dǎo)線 之間的作用力為相互排斥力，大小相等，設(shè)為Fo,對(duì)導(dǎo)線ab有Fi= Fo+ 2BIL，對(duì)導(dǎo)線cdFi F2有F2= Fo+ BIL，聯(lián)立解得勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=_|L -，選項(xiàng)A正確.4. D【解析】由左手定則知，圖示位置金屬桿所受安培力方向與金屬桿垂直向里，從上往下看，金屬桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確.15. A【解析】當(dāng)磁場(chǎng)在虛線下方時(shí)，通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度為21，受到的安培力方向一 1 1豎直向上，故F1+

11、2BI1 = mg,當(dāng)磁場(chǎng)在虛線上方時(shí)，通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度為刁，受到的安培1f 2一 F1力方向豎直向下，故 F2= 2BI1 + mg,聯(lián)立可得1= 一一，選項(xiàng)A正確.6. C 【解析】根據(jù)左手定則可知，不管電流方向向里還是向外，安培力的方向只能沿 水平方向，再結(jié)合導(dǎo)體棒的平衡條件可知，安培力只能水平向右，據(jù)此可判斷出，導(dǎo)體棒中的電流垂直紙面向里，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示并根據(jù)平衡條件可知，F(xiàn) = mgta n 60°又安培力為F = BIL，聯(lián)立可解得1 =7. D 【解析】 根據(jù)右手螺旋定則可得，左邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)方 向垂直于紙面向里，右邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之

12、間產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，在兩根導(dǎo)線中間位置磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.由于規(guī)定B的正方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶?，選項(xiàng) D正確.& ABD【解析】因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉?，則帶電粒子的速度大小不變，所以粒子在區(qū)域I和區(qū)域H中的速率之比為1 : 1，選項(xiàng)A正確；因?yàn)榛￠L(zhǎng)1= vt,弧長(zhǎng)之比為2 : 1,線速度大小相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 2: 1，選項(xiàng)B正確；因?yàn)閮蓚€(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知， 根據(jù)弧長(zhǎng)關(guān)系無法得出半徑關(guān)系，圓心角等于弧長(zhǎng)與半徑的比值，所以無法得出圓心角之間的關(guān)系，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；在P點(diǎn)前后所受的洛倫茲力方向相反，根據(jù)左手定則知，兩個(gè)區(qū)域 內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，選項(xiàng)

13、D正確.2能打9. BC 【解析】根據(jù)qvB = mV和R= d、= k得B = 土，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；Rmkd最長(zhǎng)到板上的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)和最短的軌跡示意圖如圖所示.由幾何關(guān)系， 時(shí)間t1 =獰，最短時(shí)間t2= , T = 經(jīng)，所以最大時(shí)間差 At= t1 t2=T = 7n，選項(xiàng)C正46 ' v12 6v確，D錯(cuò)誤.PO夾角0= 30。的方向從P點(diǎn)10. B 【解析】垂直射入磁場(chǎng)，最后垂直于MN射出”，可畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示.根據(jù)幾何關(guān)系可得rcos 60 = R, r = 2R.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心2力，qvB= m-，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B= 黑，選項(xiàng)B正確.r2qR11. C 【解析】如圖所示為粒子兩次運(yùn)動(dòng)軌跡圖.由幾何關(guān)系知，粒子由A點(diǎn)進(jìn)入C點(diǎn)飛出時(shí)軌跡所對(duì)圓心角0 = 90 °粒子由P點(diǎn)進(jìn)入M點(diǎn)飛出時(shí)軌跡所對(duì)圓心角12囂(2)8底解析：(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則:qvB = mr根據(jù)幾何關(guān)系：r<