2019版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 考前基礎(chǔ)回扣練10 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc
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回扣練10：磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．如圖所示，將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池負(fù)極，金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn)、下端開口的導(dǎo)線框，使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源正極和磁鐵都接觸良好但不固定，這樣整個(gè)線框就可以繞電池軸心旋轉(zhuǎn)起來．下列判斷中正確的是( ) A．俯視觀察，線框沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) B．線框能旋轉(zhuǎn)起來，這是屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C．電池輸出的電功率等于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率 D．旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，線框中電流比剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的大 解析：選A.線框中的電流方向由上至下，線框下端處于強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)中，磁體外部的磁場(chǎng)方向總體來說是向上，對(duì)線框的下部(主要是水平部分)，利用左手定則可判斷出線框所受安培力的方向．所以，由上往下看(俯視)，線框沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以該裝置的原理是電流在磁場(chǎng)中的受力，不是電磁感應(yīng)．故A正確，B錯(cuò)誤；因?yàn)殡娫聪牡目偣β室徊糠洲D(zhuǎn)化為內(nèi)能，另一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以總功率大于熱功率，故C錯(cuò)誤；受到的安培力開始時(shí)使線圈做加速運(yùn)動(dòng)，線框切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)，穩(wěn)定時(shí)電流略?。蔇錯(cuò)誤． 2．為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的長(zhǎng)方體流量計(jì)．該裝置由絕緣材料制成，其長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極．污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是( ) A．M端的電勢(shì)比N端的高 B．電壓表的示數(shù)U與a和b均成正比，與c無關(guān) C．電壓表的示數(shù)U與污水的流量Q成正比 D．若污水中正負(fù)離子數(shù)相同，則電壓表的示數(shù)為0 解析：選C.根據(jù)左手定則，知正離子所受的洛倫茲力方向向里，則向里偏轉(zhuǎn)，N板帶正電，M板帶負(fù)電，則M板的電勢(shì)比N板電勢(shì)低．故A錯(cuò)誤； 最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下平衡，有：qvB＝q，解得U＝vBb，與污水中正負(fù)離子數(shù)無關(guān)．故BD錯(cuò)誤．因v＝，則流量Q＝vbc＝，因此U＝，與污水流量成正比．故C正確． 3．美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步．下圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，如圖所示．帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D型盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是( ) A．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次 B．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2＝P2P3 C．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān) D．加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化 解析：選C.因加速電場(chǎng)被限制在AC板之間，故可知，粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，只有在AC板間時(shí)才被加速，即每運(yùn)動(dòng)一周加速一次，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知Bqv＝m，故可知P1P2＝2(R2－R1)＝(v2－v1)，同理P2P3＝2(R3－R2)＝(v3－v2)，根據(jù)動(dòng)能定理可知Uq＝mv－mv＝mv－mv，故可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子的最大速度vmax＝∝R，故可知選項(xiàng)C正確；因每次粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向一樣，故電場(chǎng)方向無需變化 ，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．圖中虛線PQ上方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．O是PQ上一點(diǎn)，在紙面內(nèi)從O點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)域的任意方向連續(xù)發(fā)射速率為v0的粒子，粒子電荷量為q、質(zhì)量為m.現(xiàn)有兩個(gè)粒子先后射入磁場(chǎng)中并恰好在M點(diǎn)相遇，MO與PQ間夾角為60，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用，則下列說法正確的是( ) A．兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔可能為 B．兩個(gè)粒子射入磁場(chǎng)的方向分別與PQ成30和60角 C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子離邊界的最大距離為 D．垂直PQ射入磁場(chǎng)中的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) 解析：選A.A項(xiàng)：以粒子帶正電為例分析，先后由O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，并在M點(diǎn)相遇的兩個(gè)粒子軌跡恰好組成一個(gè)完整的圓，從O點(diǎn)沿OP方向入射并通過M點(diǎn)的粒子軌跡所對(duì)圓心角為240，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T＝可知，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝＝，則另一個(gè)粒子軌跡所對(duì)圓心角為120，該粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2＝＝，可知，兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差可能為Δt＝，故A正確；B項(xiàng)：射入磁場(chǎng)方向分別與PQ成30和60角的兩粒子軌跡所對(duì)圓心角之和不是360，不可能在M點(diǎn)相遇，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)：在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子離邊界的最大距離為軌跡圓周的直徑d＝，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：沿OP方向入射的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)圓心角最大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤． 5．如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子(重力不計(jì))從y軸上的A點(diǎn)，以速度v垂直磁場(chǎng)方向射入第一象限，v與y軸正方向的夾角為60，若A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為l，要使粒子能從x軸射出磁場(chǎng)，則粒子的速度v應(yīng)滿足( ) A．v> B．v> C．v> D．v> 解析：選A.由幾何知識(shí)知，帶電粒子恰從x軸射出時(shí)，Rsin 60＋R＝l，由牛頓第二定律得，R＝，聯(lián)立解得，v＝，故選A. 6．(多選)如圖所示，等腰直角三角形abc區(qū)域存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.三個(gè)相同的帶電粒子從b點(diǎn)沿bc方向分別以速度v1、v2、v3射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2、t3，且t1∶t2∶t3＝3∶3∶1.直角邊bc的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是( ) A．三個(gè)速度的大小關(guān)系一定是v1＝v2下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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