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1、课时作业(二十四)1.C解析根据“则能指南,然常微偏东,不全南也”知,选项A正确.由图可知地磁场的南极在地理北极附近,选项B正确.由图可知在两极附近地磁场与地面不平行,选项C错误.由图可知赤道附近的地磁场与地面平行,射向地面的带电宇宙粒子运动方向与磁场方向垂直,会受到磁场力的作用,选项D正确.2.D解析根据右手螺旋定则可知,b处的两个分磁场方向均为垂直纸面向外,选项A错误;ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外,选项B错误;根据左手定则可判断,方向相反的两个电流互相排斥,选项C错误,选项D正确.3.C解析据安培定则可知,图中A环在圆心O处产生的磁感应强度的方向为x轴负方向,B环在圆心O处产生
2、的磁感应强度的方向为z轴负方向,根据平行四边形定则可知,圆心O处磁感应强度大小为B0.4.D解析由安培定则可判断出通电螺线管产生的磁场方向,导线等效为Oa、Ob两电流元,由左手定则可判断出两电流元所受安培力的方向,Oa向纸外,Ob向纸里,所以从上向下看导线逆时针转动,当转过90时,由左手定则可判断出导线所受磁场力向下,即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管,D正确.5.A解析原来,有BIl=mgsin,后来,有a=,沿斜面向上,A正确.6.D解析磁场中线圈的有效长度为L=L,故线圈受到的安培力为F=nBIL=nBIL,选项D正确.7.BCD解析根据“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”,因的电
3、流方向为cd且受到安培力的合力方向水平向右,可知的电流方向为ba,的电流方向为ef,选项A错误,B正确;受到和的排斥力,故安培力的合力方向水平向左,选项C正确;受到的吸引力和的排斥力,因的吸引力大于的排斥力,故受到安培力的合力方向水平向左,选项D正确.8.C解析导体棒受到竖直向下的重力和指向圆心的弹力,要使导体棒平衡,应使其受水平向右的安培力,重力和安培力的合力大小与弹力大小相等,方向相反,由平衡条件有tan60=,解得导体棒中电流I=,由左手定则可判断,导体棒中电流的方向应垂直于纸面向里,选项C正确.9.ABC解析由左手定则可判断,金属棒一开始向右做匀加速运动,当电流反向以后,金属棒开始做匀
4、减速运动,经过一个周期,速度变为0,然后重复上述运动,选项A、B正确;安培力F=BIL,由图像可知,前半个周期内安培力水平向右,后半个周期内安培力水平向左,之后不断重复,选项C正确;一个周期内,金属棒初、末速度相同,由动能定理可知安培力在一个周期内做功为零,选项D错误.10.B解析对ab棒受力分析,受到重力、导轨对ab棒的支持力、安培力和细线的拉力,根据左手定则可判断,安培力斜向左上方,水平方向上,有Fsin=T,即BLsin=G,现适当增大重物G的重力,为了保证ab棒始终处于静止状态,可以将滑动变阻器R的滑动触头P向右滑,减小电阻,故A、C、D错误;滑动变阻器R的滑动触头P向右滑,接入电路的
5、阻值减小,总电阻减小,总电流增大,根据U=E-Ir可知,路端电压减小,A点电势降低,故B正确.11.(1)nBIL方向水平向右(2)nBILv解析(1)线圈前、后两边所受安培力的合力为零,线圈所受的安培力即为右边所受的安培力,由安培力公式得F=nBIL由左手定则可判断,安培力方向水平向右.(2)安培力的功率为P=Fv联立解得P=nBILv.12.(1)m/s(2)(3)0.10m解析(1)在圆轨道的最高点,由牛顿第二定律得BId+mg=m解得v=m/s.(2)金属条从进入水平轨道到上升到圆轨道最高点,根据动能定理得-(mg+BId)2r-(mg+BId)L=mv2-m解得=.(3)金属条从进入
6、水平轨道到上升到竖直轨道最高点,根据动能定理得-(mg+BId)(L+LCD)-(mg+BId)hm=0-m解得hm=0.10m.课时作业(二十五)1.B解析当电荷的运动方向与磁场方向平行时,电荷不受洛伦兹力,故A错误;电荷在电场中一定受到电场力作用,故B正确;正电荷所受的电场力方向与该处的电场强度方向相同,负电荷所受的电场力方向与该处的电场强度方向相反,故C错误;根据左手定则知,电荷若受洛伦兹力,则洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直,故D错误.2.AC解析若只增大电子枪的加速电压,电子速度增大,由R=、qU=mv2可知,电子束的轨道半径变大,选项A正确,B错误.若只增大励磁线圈中的电流,磁感应
7、强度增大,由R=、qU=mv2可知,电子束的轨道半径变小,选项C正确,D错误.3.C解析由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小,速度逐渐减小,根据粒子在磁场中运动的半径公式r=可知,粒子运动的轨迹半径是逐渐减小的,所以粒子的运动轨迹是从b到a,选项A、B错误;根据左手定则可判断,粒子带正电,选项C正确,D错误.4.A解析设质子的质量为m,电荷量为q,则粒子的质量为4m,电荷量为2q,它们在同一匀强磁场中做匀速圆周运动过程中,洛伦兹力充当向心力,故Bqv=m,解得r=,若它们的动量大小相同,即mv相同,则r,所以运动半径之比为21,A正确;若它们的速度相同,则=,B错误;若它们的动能大
8、小相同,根据p=可得=1,C错误;若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场,根据动能定理可得进入磁场的速度为v=,即v=vH,故半径之比为=,D错误.5.D解析由左手定则可判断,a粒子带正电,故A错误;由qvB=m,可得r=,由图可知,粒子c的轨迹半径最小,粒子b的轨迹半径最大,又m、q、B相同,所以粒子c的速度最小,粒子b的速度最大,由Ek=mv2知,粒子c的动能最小,由洛伦兹力提供向心力,有F向=qvB,可知粒子b的向心力最大,故D正确,B错误;由T=可知,粒子a、b、c的周期相同,但是粒子b的轨迹所对的圆心角最小,则粒子b在磁场中运动的时间最短,故C错误.6.D解析由左手定则可判
9、断,该粒子带负电,A错误;分别作出入射方向和出射方向的垂线,交点为圆周运动的圆心O,由几何关系可得,圆心角=30,半径R=2d,C错误;由洛伦兹力提供向心力,有qvB=m,得R=,将R=2d代入可得B=,B错误;粒子做圆周运动的周期T=,将B=代入可得T=,则运动时间t=T=,D正确.7.BC解析带正电粒子从P点与x轴成30角入射,则粒子运动轨迹的圆心在过P点与速度方向垂直的直线上,粒子在磁场中要想到达坐标原点,转过的圆心角一定大于180,如图所示,而磁场有边界,故粒子不可能通过坐标原点,A错误;由于P点的位置不定,所以粒子在磁场中的轨迹圆弧对应的圆心角也不定,粒子从x轴射出时,对应的圆心角最
10、大,为300,运动的时间t=T=,当粒子的入射点P在原点时,对应的圆心角最小,为120,所以运动时间t=T=,故粒子在磁场中运动的时间范围是t,B、C正确,D错误.8.ABD解析从B点射入磁场的粒子1恰好从C点射出,可知带电粒子运动的轨迹半径等于磁场的半径,由D点射入的粒子2的轨迹圆心为E点,由几何关系可知,该粒子从O点射出,同理可知粒子3从C点射出,A、B正确;1、2、3三个粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角分别为90、60、60,运动时间之比为322,C错误,D正确.9.BC解析粒子1从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子在磁场中运动的圆心角为90,粒子轨道半径等于BO,粒子2从C点沿CD射
11、入,其运动轨迹如图所示,设对应的圆心为O1,运动轨道半径也为BO=R,连接O1C、O1B,O1COB是平行四边形,O1B=CO,则粒子2一定从B点射出磁场,故A错误,B正确;粒子的速度偏转角即粒子在磁场中转过的圆心角,1=90,过B点作O1C的垂线交O1C于P点,可知P为O1C的中点,由数学知识可知,2=BO1P=60,两粒子的速度偏转角不同,粒子在磁场中运动的周期T=,两粒子的周期相等,粒子在磁场中的运动时间t=T,故运动时间之比t1t2=12=9060=32,故C正确,D错误.10.AC解析质子做圆周运动的半径为r=R,对着圆心入射的质子的出射方向的反向延长线一定过圆心,选项A正确;质子射
12、入磁场中,受到向下的洛伦兹力而向下偏转,因质子的运动半径相同,故从a点比从b点进入磁场的质子在磁场中运动经过的弧长更长,则时间长,选项B错误;所有质子做圆周运动的半径都等于R,画出各个质子的运动轨迹,由几何关系可知,所有质子都在O点的正下方同一点射出磁场,选项C正确;质子的速度为v=时,质子运动的半径r=R,若质子从同一点沿各个方向射入磁场,画出各个质子的运动轨迹,由几何关系可知,不存在离开磁场的出射方向垂直的情况,选项D错误.11.(1)(2)(3)(1)电子在圆形磁场区域内受洛伦兹力而做圆周运动,设轨迹半径为r,磁场的磁感应强度为B,有ev0B=m过A、B点分别作速度的垂线交于C点,则C点
13、为轨迹圆的圆心,已知电子在B点速度方向与x轴夹角为60,由几何关系得,轨迹圆的圆心角C=60AC=BC=r已知OA=L,得OC=r-L由几何知识得r=2L联立解得B=.(2)由于A、B、O在圆周上,AOB=90,所以AB为磁场圆的直径,故AB的中点为磁场区域的圆心O1,且ABC为等边三角形,由几何关系可得磁场区域的圆心O1的坐标为L,.(3)电子做匀速圆周运动,则圆周运动的周期为T=联立解得电子在磁场中运动的时间t=.12.(1)(2)(3)解析(1)OC=Lcos30=L沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,由几何知识得粒子做圆周运动的圆弧对应的圆心角为60.半径r=OC=L由qvB=解
14、得B=.(2)从A点射出的粒子在磁场中运动时间最长,设弦OA对应的圆心角为,由几何关系得sin=0.577解得70最长时间tm=.(3)设从OA上D点射出的粒子做圆周运动的弦长OD=OC,粒子做圆周运动的圆弧对应的圆心角也为60,如图所示,由几何知识得入射速度与OD的夹角应为30,即沿OC方向射入的粒子在磁场中运动的时间与沿OB方向射入的粒子在磁场中运动的时间相同,则当沿OB方向射入的粒子从C射出时,从OB方向到OC方向这30范围内射入的粒子此时都还在磁场中,而入射的范围为60,故还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例是.专题训练(七)A1.C2.D解析正离子以某一速度击中并吸收了一个处于静止状
15、态的电子后,速度不变,电荷量变为+e,由左手定则可判断出正离子过b点时所受洛伦兹力方向向下,由r=可知,轨迹半径增大到原来的2倍,所以在磁场中的运动轨迹是图D.3.AC解析由R=得最大速度v=,两粒子的比荷相同,所以最大速度相同,A正确;最大动能Ek=mv2,因为两粒子的质量不同,最大速度相同,所以最大动能不同,B错误;高频电源的频率f=,因为相同,所以两次所接高频电源的频率相同,C正确;粒子的最大动能与高频电源的频率无关,D错误.4.C解析设粒子被加速后获得的速度为v,由动能定理得qU=mv2,粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r=R,又Bqv=m,解得=,故C正确.5.BC解析带电粒子在电场中受到的电场力沿y轴负方向,做类平抛运动,根据牛顿第二定律得qE=ma,在x轴方向上,有2L=v0t,在y轴方向上,有L=at2,解得E=,选项A错误,选项B正确;粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据左手定则可判断,磁场方向垂直于纸面向里,画出粒子的运动轨迹如图所示,粒子在电场中,在x轴方向上,有2L=v0t,在y轴方向上,
