江苏专用2019版高考物理大一轮复习第9单元磁场作业手册

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1、1第第 9 9 单元单元 磁场磁场课时作业(二十四) 第 24 讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 时间 / 40 分钟 基础巩固 1. 2017湖南十校联考 下列说法正确的是( ) A.将通电直导线放在某处,若通电直导线所受安培力为零,则该处的磁感应强度为零 B.磁场中某点的磁场方向与放在该点的极短的通电导线所受安培力的方向可以成任意夹角 C.磁场中某点的磁场方向与放在该点的小磁针静止时北极受到的磁场力的方向相同 D.给两平行直导线通以方向相反的电流时,两通电导线通过磁场相互吸引 2.如图 K24-1 所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中水平放置一根长直通电导线, 电流的方向垂

2、直纸面向里,以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点,连线ac和bd是相互垂 直的两条直径,且b、d在同一竖直线上,则( )图 K24-1 A.c点的磁感应强度的值最小 B.b点的磁感应强度的值最大 C.b、d两点的磁感应强度相同 D.a、b两点的磁感应强度相同 3.如图 K24-2 所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和直导线 ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状 态.在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当P中通以方向向里的电 流时( )图 K24-2 A.导线框将向左摆

3、动 B.导线框将向右摆动 C.从上往下看,导线框将顺时针转动 D.从上往下看,导线框将逆时针转动 4.如图 K24-3 所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反、大小相等的电流,a、b两点位于 两导线所在的平面内,则( )图 K24-32A.b点的磁感应强度为零 B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C.cd导线受到的安培力方向向右 D.同时改变两导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变 5.(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方 向如图 K24-4 所示.a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上,且到对应顶

4、点的距离相等.将 a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正确的是( )图 K24-4 A.B1=B2FN C.小球第一次到达M点的时间小于小球第一次到达N点的时间 D.磁场中小球能到达轨道另一端最高处,电场中小球不能到达轨道另一端最高处78.(多选) 2017河南百校联盟质检 如图 K25-6 所示,一单边有界匀强磁场的边界上有一粒子源,其以 与水平方向成角的不同速率向磁场中射入两个相同的粒子 1 和 2,粒子 1 经磁场偏转后从边界上A 点射出磁场,粒子 2 经磁场偏转后从边界上B点射出磁场,OA=AB,则( )图 K25-6 A.粒子 1 与粒子 2 的速度之比为

5、12 B.粒子 1 与粒子 2 的速度之比为 14 C.粒子 1 与粒子 2 在磁场中运动的时间之比为 11 D.粒子 1 与粒子 2 在磁场中运动的时间之比为 129.(多选) 2017郑州一中入学考试 如图 K25-7 所示,AOB为一边界为 圆的匀强磁场,O点为圆心,D 点为边界OB的中点,C点为边界上一点,且CDAO.现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁 场(不计粒子重力),其中粒子 1 从A点正对圆心射入,恰从B点射出,粒子 2 从C点沿CD射入,从某点离 开磁场,则可判断( )图 K25-7 A.粒子 2 在AB圆弧之间某点射出磁场 B.粒子 2 必在B点射出磁场 C.粒子

6、 1 与粒子 2 在磁场中的运行时间之比为 32 D.粒子 1 与粒子 2 的速度偏转角度相同 挑战自我 10.(多选) 2017广西桂林、崇左联合调研 如图 K25-8 所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在 垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一束质子在纸面内以相同的速度射向磁场区域,质子的电荷量为e,质量为m,速度为v=,则以下说法正确的是( )图 K25-8 A.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 B.从a点比从b点进入磁场的质子在磁场中运动时间短 C.所有质子都在磁场边缘同一点射出磁场D.若质子以相等的速率v=从同一点沿各个方向射入磁场,则它们离开磁场的出射方

7、向可能垂直 11. 2017绍兴高三模拟 如图 K25-9 所示,在矩形区域abcd内充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应 强度为B.在ad边中点O的粒子源在t=0 时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初速8度大小相同,方向与Od的夹角分布在 0180范围内.已知沿Od方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁 场边界cd上的P点离开磁场,ab=1.5L,bc=L,粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L,不计粒子的重力 和粒子间的相互作用,求: (1)粒子在磁场中的运动周期T; (2)粒子的比荷; (3)粒子在磁场中运动的最长时间.图 K25-912. 2017陕西咸阳模拟 如图 K25-1

8、0 所示,A点距坐标原点的距离为L,坐标平面内有边界过A点和 坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于坐标平面向里.有一电子(质量为m、电荷量为e)从A 点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场区域,在磁场中运动,从x轴上的B点射出磁场区域,此时速 度方向与x轴的正方向之间的夹角为 60,求: (1)磁场的磁感应强度大小; (2)磁场区域的圆心O1的坐标; (3)电子在磁场中运动的时间.图 K25-109专题训练(八) 专题 8 带电粒子在组合场中的运动 时间 / 40 分钟 基础巩固 1.(多选)回旋加速器工作原理示意图如图 Z8-1 所示.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,两盒间 的狭

9、缝很小,粒子穿过的时间可忽略,它们接在电压为U、频率为f的交流电源上,A处粒子源产生的质 子在加速器中被加速.下列说法正确的是( )图 Z8-1 A.若只增大交流电压U,则质子获得的最大动能增大 B.若只增大交流电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C.若磁感应强度B增大,交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能用于加速 粒子 2.(多选) 2017河北辛集中学测试 如图 Z8-2 所示,在xOy坐标系中,y0 的范围内存在着沿y轴正 方向的匀强电场,在y0)、质量为m的a 粒子从板的左侧O点沿两板间的中线以初速度v0射入板间,结果粒子

10、恰好从上板的右侧边缘与静止在 此处的另一不带电、等质量的b粒子碰后粘在一起,进入一圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面,圆 形磁场的圆心与上板在同一直线上.两粒子经磁场偏转后射出磁场,沿水平方向返回两板间,它们又刚好返回到O点.不计粒子重力,金属板长为L,板上所加电压为U=,求:(1)a粒子刚出电场时的速度大小; (2)两粒子从板右端返回电场时的位置与下板间的距离; (3)两粒子在磁场运动过程中所受洛伦兹力大小和洛伦兹力对两粒子的冲量.图 Z9-7挑战自我 8.如图 Z9-8 所示,在平面直角坐标系中,AO是xOy的角平分线,x轴上方存在水平向左的匀强电场,下 方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸

11、面向里的匀强磁场,两电场的电场强度大小相等.一质量为m、电 荷量为+q的质点从OA上的M点由静止释放,质点恰能沿AO运动而通过O点,经偏转后从x轴上的C点进入第一象限内并击中AO上的D点(C、D均未画出).已知OD= OM,匀强磁场的磁感应强度大小为B=(T),重力加速度g取 10 m/s2.求: (1)两匀强电场的电场强度E的大小; (2)OM的长度L;17(3)质点从M点出发到击中D点所经历的时间t.图 Z9-8教师详解(作业手册) 课时作业(二十四) 1.C 解析 当通电直导线和磁场方向平行放置时,不受安培力作用,所以不能说若通电直导线所受安 培力为零,则该处的磁感应强度为零,A 错误;

12、根据左手定则,磁场方向和安培力方向垂直,B 错误;小磁针 静止时北极受到的磁场力的方向就是该点磁场方向,C 正确;当通以相反方向的电流时,它们相互排斥,D 错误. 2.A 解析 由安培定则知,通电导线在圆周上产生的磁场的磁感线为顺时针方向,磁感应强度大小恒 定(设为B),通电导线的磁场与匀强磁场叠加,c点合磁感应强度大小为|B-B|,a点的合磁感应强度大小为B+B,b、d两点的合磁感应强度大小为,但方向不同,因此c点的磁感应强度最小,a点的磁感应强度最大,b、d两点的磁感应强度方向不同,选项 A 正确,选项 B、C、D 错误. 3.C 解析 ab边受到垂直纸面向里的安培力,cd边受到垂直纸面向

13、外的安培力,从上往下看,导线框 将顺时针转动,选项 C 正确. 4.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. 5.AC 解析 由于通过三条导线的电流大小相等,结合安培定则可判断出三条导线在a、b处产生的合 磁感应强度垂直纸面向外,在c处产生的合磁感应强度垂直纸面向里,且B1=B2vN,故小球 在M点的向心加速度大于小球在N点的向心加速度,且小球第一次经过M点时还受到向下的洛伦兹力, 所以轨道的M点对小球的支持

14、力较大,即小球对轨道M点的压力也较大,选项B 正确;在甲图中小球受到 的洛伦兹力总与速度的方向垂直,洛伦兹力不做功,而在乙图中,其受到的电场力总是水平向左,对小球 的运动起到了阻碍的作用,故选项 C 正确;在甲图中洛伦兹力不做功,故小球能够到达右侧最高点,而乙 图中电场力对小球做负功,故小球不能到达右侧最高点,选项 D 正确. 8.AC 解析 粒子 1 进入磁场时速度的垂线与OA的垂直平分线的交点为粒子 1 在磁场中做圆周运动 的圆心,同理,粒子 2 进入磁场时速度的垂线与OB的垂直平分线的交点为粒子 2在磁场中做圆周运动的圆心.由几何关系可知,两个粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为r1r2=

15、12,由r=可知,粒子 1和 2 的速度之比为 12,A 正确,B 错误;由粒子在磁场中做圆周运动的周期均为T=,且两粒子在磁 场中做圆周运动的轨迹所对圆心角相同,可知粒子 1 和 2 在磁场中运动的时间相同,C 正确,D 错误.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

16、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=90 60=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