《高考物理二轮专题复习 专题四 电场和磁场4-2课后作业（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮专题复习 专题四 电场和磁场4-2课后作业（含解析）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2014年高考物理二轮专题复习课后作业：专题四电场和磁场 4-2 1.(2013江苏盐城二模)两根互相平行的通电长直导线 A、B 垂直于纸面放置，电流相同。OO是 AB连线的中垂线，沿 OO方向磁感应强度的大小()A逐渐变大 B逐渐变小C先变小后变大 D先变大后变小答案 D解析 根据磁感应强度的叠加原理可知，在 O点合磁感应强度为零，在无穷远处合磁感应强度也为零，在中垂线 OO上其他点合磁感应强度的方向是垂直于 OO水平向右，故沿 OO方向磁感应强度的大小先变大后变小， D正确。2.(2013广东汕头一模)如图，长方形线框 abcd通有电流 I，放在直线电流 I附近，线框与直线电流共面，则下列
2、表述正确的是()A线框四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B只有 ab和 cd边受安培力作用，它们的合力为零Cab 和 cd边所受安培力大小相等，方向相同D线框四个边都受安培力作用，它们的合力为零答案 A解析根据安培定则可知，线框处在垂直纸面向里的磁场中，线框四个边都受安培力作用。ab、cd 所在处的磁场相同，电流方向相反，故所受的合力为零。ad 所受安培力向左，bc所受安培力向右，但离导线越远磁场越弱，所以 ad，bc 所受的合力向左，故 A正确，B、 C、 D错误。3(2013安徽理综)图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同
3、的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心 O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A向上 B向下C向左 D向右答案 B解析根据右手定则及磁感应强度的叠加原理可得，四根导线在正方形中心 O点产生的磁感应强度方向向左，当带正电的粒子垂直于纸面的方向向外运动时，根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力的方向向下， B项正确。4(2013重庆理综)如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为 a和 b，内有带电量为 q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为 B。当通以从左到右的稳恒电流 I时，测得导电材料上、下表面之间的电压
4、为 U，且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为()A. ，负 B. ，正IB|q|aU IB|q|aUC. ，负 D. ，正IB|q|bU IB|q|bU答案 C解析假设粒子带正电，根据左手定则，粒子受的洛伦兹力向上，上面聚集正电荷，则上板电势高，与题意不符，所以粒子带负电；达到稳定状态后，粒子受的电场力与洛伦兹力平衡，有 q qvB，且 In|q|Svn|q|abv，两式结合得 a 。Ua IB|q|bU5(2013山东临沂一模)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的 M、N 两小孔中，O 为 M、N 连线中点，连线上 a
5、、b 两点关于 O点对称。导线通有大小相等、方向相反的电流。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度 Bk ，式中 k是常数，I 是导线中电流、r 为点到Ir导线的距离。一带正电的小球以初速度 v0从 a点出发沿连线运动到 b点。关于上述过程，下列说法正确的是()A小球先做加速运动后做减速运动B小球一直做匀速直线运动C小球对桌面的压力先增大后减小D小球对桌面的压力一直在增大答案 BC解析根据安培定则和磁感应强度的叠加原理可知，线段 ab产生的磁场方向平行于桌面向里，且 aOb部分的磁场强弱关于 O点对称分布，O 点磁场最弱。带正电的小球从 a沿连线运动到 b的过程中，所受的洛仑兹力竖直向上
6、，大小先减小后增大，小球对桌面的压力FNmgqvB，F N先增大后减小， C正确， D错误，小球水平方向不受外力作用，故小球做匀速直线运动， B正确， A错误。6(2013广东理综)如图，两个初速度大小相同的同种离子 a和 b，从 O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏 P上，不计重力。下列说法正确的有()Aa、b 均带正电Ba 在磁场中飞行的时间比 b的短Ca 在磁场中飞行的路程比 b的短Da 在 P上的落点与 O点的距离比 b的近答案 AD解析 由左手定则可判断粒子 a、b 均带正电，选项 A正确；由于是同种粒子，且粒子的速度大小相等，所以它们在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半径 R 相同
7、，周期 T 也相同，mvqB 2 mqB画出粒子的运动轨迹图可知，b 在磁场中运动轨迹是半个圆周，a 在磁场中运动轨迹大于半个圆周，选项 A、 D正确。7.(2013安徽黄山联考)如图所示，半径为 r的圆形空间内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从 A点以速度 v0沿 AO且垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且AOB120，则该粒子在磁场中运动的时间为()A. B.2 r3v0 23 r3v0C. D. r3v0 3 r3v0答案 D解析如图所示，粒子在磁场中运动的时间 t T T，而周期 T ，由几何2 16 2 Rv0关系得 Rr cot30 r，所以 t ，
8、D正确。33 r3v08.(2013广东揭阳一模)如图所示，在 x轴上方存在磁感应强度为 B的匀强磁场，一个电子(质量为 m，电荷量为 q)从 x轴上的 O点以速度 v斜向上射入磁场中，速度方向与 x轴的夹角为 45并与磁场方向垂直。电子在磁场中运动一段时间后，从 x轴上的 P点射出磁场。则()A电子在磁场中运动的时间为 m2qBB电子在磁场中运动的时间为 mqBCO、P 两点间的距离为2mvqBDO、P 两点间的距离为2mvqB答案 AC解析画出电子的运动轨迹如图：电子在磁场中的运动时间t T ， A正确， B错误；设电子在磁场中做圆周运动的半径为 R，2 22 2 mqB m2qB根据qv
9、B 得 R ，由几何关系得mv2R mvqBOP2R sin45 ， C正确， D错误。2mvqB9.(2013浙江嘉兴二模)如图，光滑半圆形轨道与光滑曲面轨道在 B处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从 A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过半圆形轨道最高点 C。现若撤去磁场，使球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度 H与原释放高度 H的关系是()AHH BHH D无法确定答案 C解析 有磁场时，设小球刚好通过最高点 C时的速度为 v，则小球在最高点有：mgqvBm ，显然，vH， C正确。12 gR 5210.(2013安徽黄山屯溪一中等三校联考)如图所示
10、，在 x0，y0 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，大小为 B。现有一质量为 m、电荷量为 q的带正电粒子，从 x轴上的某点 P沿着与 x轴成 30角的方向射入磁场。不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是()A只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点B粒子在磁场中运动所经历的时间一定为 5 m/3qBC粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 m/qBD粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 m/6qB答案 C解析根据同一直线边界上粒子运动的对称性可知，粒子不可能通过坐标原点， A错误；粒子运动的情况有两种，一种是从 y轴边界射出，最短时间要大于 ，故 D错；对应2
11、m3qB轨迹时，t 1 ， C正确，另一种是从 x轴边界飞出，如轨迹，时间T2 mqBt3 T ，此时粒子在磁场中运动时间最长，故 B错误。56 5 m3qB11如图所示，中轴线 PQ将矩形区域 MNDC分成上下两部分，上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场，下部分充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度皆为 B。一质量为 m，带电荷量为 q的带正电粒子从 P点进入磁场，速度与边 MC的夹角 30。MC 边长为 a，MN 边长为 8a，不计粒子重力。求：(1)若要该粒子不从 MN边射出磁场，其速度最大值是多少？(2)若要该粒子恰从 Q点射出磁场，其在磁场中的运行时间最少是多少？答案(1) (2)qBa
12、m 10 m3qB解析(1)设该粒子恰不从 MN边射出磁场时的轨迹半径为 r，由几何关系得：rcos60r a，解得 ra12又由 qvBmv2r解得最大速度 v 。qBam(2)粒子每经过分界线 PQ一次，在 PQ方向前进的位移为轨迹半径 R的 倍。3设粒子进入磁场后第 n次经过 PQ线时恰好到达 Q点有 n R8a，且 R 4.6283n所能取的最小自然数为 5。粒子做圆周运动的周期为 T ，2 mqB粒子每经过 PQ分界线一次用去的时间为 t T ，13 2 m3qB粒子到达 Q点的最短时间为 tmin5t 。10 m3qB12(2013山东泰安一模)在 xOy坐标系内存在按图示规律变化
13、的匀强电场和匀强磁场，电场沿 y轴正方向，场强为 E0。磁场垂直纸面向外，磁感应强度为 B0。一质量为 m、电荷量为 q的带正电粒子，在 t0 时刻从 y轴上某处沿 x轴正向射入，已知 01 时间内粒2 mqB0子做直线运动。不计粒子重力。求：(1)粒子射入时的速度。(2)在 04 时间内，粒子沿 y轴方向的位移。2 mqB0(3)若粒子的速度第二次沿 x轴负向时，恰好经过 x轴。则 t0 时粒子的纵坐标为何值？答案(1) (2) (3)(1 8 2)E0B0 8 2mE0qB20 16 2 1 mE0qB20解析(1)在 01 时间内粒子做直线运动2 mqB0qE0qvB 0解得：vE0B0
14、(2)在 1 4 时间内粒子做一圆周运动和 t2 的类平抛运动2 mqB0 2 mqB0 2 mqB0qE0ma y a t212解得： y8 2mE0qB20(3)在 t4 时2 mqB0vya t4 E0B0tan 4 vyvxv v2x v2y 1 16 2E0B0在 4 5 时间，粒子做圆周运动2 mqB0 2 mqB013如图甲所示的坐标系中，第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x 方向的宽度 OA20 cm，y 方向无限制，磁感应强度 B0110 4 T。现有一比荷为3210 11C/kg的正离子以某一速度从 O点射入磁场，60，离子通过磁场后刚好从 Aqm点射出。(1)求
15、离子进入磁场 B0的速度大小；(2)离子进入磁场 B0后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场，使离子做完整的圆周运动，求所加磁场的磁感应强度的最小值；(3)离子进入磁场 B0后，再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与 B0方向相同，不考虑磁场变化所产生的电场)，求离子从 O点到 A点的总时间。答案(1)410 6m/s(2)310 4 T(3) 107 s712解析(1)如图 a所示，由几何关系得离子在磁场中运动时的轨迹半径 r10.2 m离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力qvB0m ，得 v410 6m/sv2r1(2)由 qvBm 知，B 越小，r 越大。要求磁感应强度的最小值，即要求半径的最大值，v2r1离子的运动轨迹如图 a中的小圆。设离子在磁场中最大半径为 R，由几何关系得：R0.05 m由牛顿第二定律得 qvB1mv2R得 B1410 4 T则外加磁场的最
