适用于新高考新教材广西专版2025届高考物理二轮总复习专题分层突破练8磁场带电粒子在磁场中的运动.docVIP

专题分层突破练8磁场带电粒子在磁场中的运动

A组

1.(2024河南联考模拟)下图为磁场天平原理示意图,可通过磁场天平测量磁感应强度。质量为m的均质细金属棒通过两相同的轻质弹簧悬挂,金属棒处于水平状态,弹簧劲度系数为k,金属棒通过轻质导线通有大小为I的电流。长方形abcd为志向磁场边界,磁场边界ab长度为l。金属杆的右端有绝缘轻指针,无磁场时,调整指针位置指到0刻度。当长方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直纸面对外时,金属棒稳定时指针向下移动距离x,则该磁场的磁感应强度B为()

A.kx-mgIl

C.kxIl D.

2.如图所示,在垂直于纸面的方向上有三根长直导线,其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示,一带负电的粒子从正方形的中心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.沿O到a方向

B.沿O到c方向

C.沿O到d方向

D.沿O到b方向

3.已知通电直导线磁场中某点的磁感应强度大小为B=kIr(式中k为常数,I为电流,r为该点距导线的距离)。现有垂直于纸面放置的三根通电直导线a、b、c,其中三根导线间的距离之比为lab∶lbc∶lca=5∶3∶4。已知a、b导线在c处产生的磁感应强度方向平行于a、b的连线。设a、b中的电流之比为n,则(

A.a、b中的电流同向,n=16

B.a、b中的电流反向,n=16

C.a、b中的电流同向,n=1

D.a、b中的电流反向,n=1

4.如图所示,报废的近地卫星离轨时,从卫星中释放一根导体缆绳,缆绳的下端连接有空心导体。缆绳以轨道速度v在地磁场B中运动,使得缆绳中产生感应电流。电荷向缆绳两端聚集,同时两端与电离层中的离子中和,使得电流持续。由于感应电流在地磁场中受到安培力的作用,从而能加快废弃卫星离轨。设缆绳中电流到处相等,那么()

A.缆绳中电流的方向由卫星流向空心导体

B.相同长度的缆绳受到安培力的大小相等

C.缆绳受到安培力的方向与卫星速度方向间的夹角大于90°

D.由于安培力做负功,故在卫星降轨的过程中,其动能肯定减小

5.(多选)如图所示,在长方形abcd区域有垂直于纸面对内的匀强磁场,已知ab长为l,ad长为3l,磁感应强度大小为B,a处有一个粒子源,在某时刻向长方形区域放射大量质量为m、电荷量为q的带负电粒子(粒子重力不计),速度方向均在纸面内。则下列说法正确的是()

A.沿ab方向入射、bc边射出的全部粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越长

B.沿ab方向入射、bc边射出的全部粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越短

C.沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为3

D.沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为2

6.(多选)如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直磁场方向固定一边长为l的正方形线框abcd,线框每边电阻均为R。将线框的顶点a、b接在电动势为E、内阻为R的电源上,开关S闭合电路稳定后()

A.线框的ad边和bc边受到的安培力方向相反

B.线框的ab边和dc边受到的安培力方向相反

C.整个线框受到的安培力大小为0

D.整个线框受到的安培力大小为4

7.如图所示,在x轴上方有方向垂直于纸面对里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴下方也有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,在纸面内以大小为v的速度从O点与x轴负方向成60°角射入x轴上方磁场,粒子第1次经过x轴时的位置为P(图中未画出),第2次经过x轴时的位置为Q(图中未画出),且粒子从O点到P点的运动时间等于粒子从P点到Q点的运动时间,不计粒子受到的重力。求:

(1)从P点到O点的距离;

(2)x轴下方匀强磁场的磁感应强度大小和方向。

B组

8.(2024辽宁沈阳二中三模)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第Ⅳ象限内有垂直于坐标平面对里的匀强磁场,一质量为5×10-8kg、电荷量为1×10-6C的带正电粒子,以20m/s的速度从y轴上的P点沿与y轴负方向成45°角的方向进入磁场。已知lOP=10(2+2)cm,不计粒子所受重力,若粒子恰好未进入x轴上方区域,则磁场的磁感应强度的大小为()

A.0.3T B.0.05T

C.3T D.5T

9.(2024江西质检)右图是离子速度选择器的原理示意图,在横截面半径r=10cm的圆形区域内有磁感应强度B=1×10-4T的匀强磁场,磁场方向平行于柱形圆筒的轴线O,在圆柱形筒壁上某始终径两端开有两个小孔a、b,它们分别作为离子的入射孔和出射孔,在a、b所在圆平面内从a孔射入,离子射入的角度不同,最终能从b孔射出的离子速度大小就不同。现有一束比荷为qm=2×1011C/kg的正离子,与a、b连线成θ=