全品复习方案2020届高考物理一轮复习第9单元磁澄时作业含解析.pdf
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1、磁场课时作业磁场课时作业 磁场的描述 磁场对电流的作用 时间/40 分钟 基础达标 1.2016北京卷中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋, 则能指南,然常微偏东,不全南也.” 进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图 K24- 1 所示.结合上述材料,下列说法不正确的是( ) 图 K24-1 A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 图 K24-2 2.人教版选修 3-1 改编如图 K24-2 所示,两平行直
2、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( ) A.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于纸面向里 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 图 K24-3 3.2018梅州月考如图 K24-3 所示,两个完全相同的通电圆环A、B的圆心O重合且圆面相互垂 直放置,通电电流大小相等,电流方向如图所示,设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度 大小为B0,则O处的磁感应强度大小为( ) A.0 B.2B0 C.B0D.无法确定 图 K24-4 4.2018成都检测一直导线
3、ab平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图 K24-4 所示, 如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流,则关于导线ab受磁场力后的运动情况,下列 说法正确的是( ) A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 图 K24-5 5.2018海南卷如图 K24-5 所示,一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小 为B,方向垂直于斜面向上,通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上.若电流变为 0.5I,磁感应强 度大小变为 3B,电流和磁场的方向均不变,则金属细杆将(
4、) A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑 C.沿斜面匀速上滑D.仍静止在斜面上 图 K24-6 6.如图K24-6所示,某区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一正方形刚性线 圈边长为L,匝数为n,线圈平面与磁场方向垂直,线圈一半在磁场内.某时刻,线圈中通有大小为I 的电流,则此时线圈所受安培力的大小为( ) A.BILB.nBIL C.nBILD.nBIL 技能提升 图 K24-7 7.(多选)如图 K24-7 所示,在同一平面内有、三根等间距平行放置的长直导线,通入的电 流分别为 1A、2A、1A,的电流方向为cd且受到安培力的合力方向水平向右,则 ( ) A.的电流方向为
5、ab B.的电流方向为ef C.受到安培力的合力方向水平向左 D.受到安培力的合力方向水平向左 图 K24-8 8.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上、磁感应 强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成 60角,其截面图如图 K24-8 所示,重力加速度为g.关于导体棒中电流,下列分析正确的是 ( ) A.导体棒中电流垂直于纸面向外,大小为 B.导体棒中电流垂直于纸面向外,大小为 C.导体棒中电流垂直于纸面向里,大小为 D.导体棒中电流垂直于纸面向里,大小为 9.(多选)如图 K24-9 甲所示,两根光滑平行
6、导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场, 磁感应强度为B,垂直于导轨放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电 流I,周期为T,最大值为Im,图甲中I所示方向为电流正方向,则金属棒( ) 图 K24-9 A.一直向右移动 B.速度随时间周期性变化 C.受到的安培力随时间周期性变化 D.受到的安培力在一个周期内做正功 10.2018四川双流中学模拟如图 K24-10 所示,水平金属导轨与导体棒ab接触良好且电阻均忽 略不计,外加匀强磁场与导轨平面成=53角,细线对ab棒的拉力沿水平方向,不计一切摩擦.现 适当增加重物G的重力,需同时调节滑动变阻器R以保证ab棒始终
7、处于静止状态,在此过程中 ( ) 图 K24-10 A.需将滑动变阻器R的滑动触头P向左滑 B.A点电势降低 C.ab棒受到的安培力方向始终水平向左 D.ab棒受到的安培力的大小始终等于重物G的重力 11.音圈电机是一种应用于硬盘、 光驱等系统的特殊电动机.图 K24-11是某音圈电机的原理示意图, 它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感 应强度大小为B,方向垂直于线圈平面竖直向下,区域外的磁场忽略不计,线圈左边始终在磁场外, 右边始终在磁场内,前、后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I. (1)求此时线圈所受安培力
8、的大小和方向; (2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率. 图 K24-11 挑战自我 12.一质量m=0.05kg 的金属条搁在相距d=0.02m 的两金属轨道上,如图 K24-12 所示.现让金属条 以v0=m/s的初速度从AA进入水平轨道,再由CC进入半径r=0.05m的竖直圆轨道,完成圆周运 动后,再回到水平轨道上.整个轨道除圆轨道光滑外,其余均粗糙,运动过程中金属条始终与轨道 垂直.由外电路控制,使流过金属条的电流大小始终为I=5A,方向如图所示.整个轨道处于水平向 右的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,A、C间的距离L=0.2m,金属条恰好能完成竖直面里的圆周运 动
9、.(g取 10m/s2) (1)求金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小; (2)求金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数; (3)若将CC右侧 0.06m 处的金属轨道在DD向上垂直弯曲(弯曲处无能量损失),试求金属条能上 升的最大高度. 图 K24-12 课时作业(二十五) 第 25 讲 磁场对运动电荷的作用 时间/40 分钟 基础达标 1.2018河北定州中学模拟关于电荷所受电场力和洛伦兹力,下列说法正确的是 ( ) A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B.电荷在电场中一定受电场力作用 C.电荷所受的电场力一定与该处的电场方向一致 D.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 图 K25-1 2
10、.(多选)如图 K25-1 所示,物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部 分组成.励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈,两线圈之间能产生匀强磁场.玻璃泡内充有 稀薄的气体,电子枪在加速电压下发射电子,电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹. 若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形.若只增大电子 枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是 ( ) A.增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径变大 B.增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变 C.增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小 D.增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道
11、半径不变 图 K25-2 3.2018江西五校联考一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如 图 K25-2 所示,径迹上的每一小段都可近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能 量逐渐减小(带电荷量不变),从图中情况可以确定 ( ) A.粒子从a运动到b,带正电 B.粒子从a运动到b,带负电 C.粒子从b运动到a,带正电 D.粒子从b运动到a,带负电 4.已知粒子(即氦原子核)质量约为质子的 4 倍,带正电荷,电荷量为元电荷的 2 倍.质子和粒 子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法正确的是( ) A.若它们的动量大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为 2
12、1 B.若它们的速度大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为 14 C.若它们的动能大小相同,则质子和粒子的运动半径之比约为 12 D.若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场,则质子和粒子的运动半径之比约为 12 图 K25-3 5.2018衡阳联考如图 K25-3 所示,矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向 里.a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子,它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射 入磁场,图中画出了它们在磁场中的运动轨迹,粒子重力不计.下列说法正确的是( ) A.粒子a带负电 B.粒子c的动能最大 C.粒子b在磁场中运动的时间最长 D.粒子b在磁
13、场中运动时的向心力最大 技能提升 图 K25-4 6.如图 K25-4 所示,一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内, 速度方向跟磁场左边界垂直,从右边界离开磁场时速度方向偏转角=30,磁场区域的宽度为d, 则下列说法正确的是( ) A.该粒子带正电 B.磁感应强度B= C.粒子在磁场中做圆周运动的半径R=d D.粒子在磁场中运动的时间t= 图 K25-5 7.(多选)2018四川五校联考如图 K25-5 所示,在x0,y0 的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应 强度的大小为B,方向垂直于xOy平面向里.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(未画出)
14、沿着与x轴成 30角的方向射入磁场,不计重力的影响,则下列说法正确的是 ( ) A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点 B.粒子在磁场中运动的时间可能为 C.粒子在磁场中运动的时间可能为 D.粒子在磁场中运动的时间可能为 图 K25-6 8.(多选)2018甘肃平凉质检如图 K25-6 所示,ABCA为一半圆形的有界匀强磁场边界,O为圆 心,F、G分别为半径OA和OC的中点,D、E点位于边界圆弧上,且DFEGBO.现有三个相同的带 电粒子(不计重力)以相同的速度分别从B、D、E三点沿平行BO方向射入磁场,其中由B点射入磁 场的粒子 1 恰好从C点射出,由D、E两点射入的粒子 2 和粒子
15、 3 从磁场某处射出,则下列说法正 确的是( ) A.粒子 2 从O点射出磁场 B.粒子 3 从C点射出磁场 C.粒子 1、2、3 在磁场中的运动时间之比为 323 D.粒子 2、3 经磁场偏转角相同 图 K25-7 9.(多选)如图 K25-7 所示,AOB是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( ) A.粒子 2 在AB圆弧之间某点射出磁场 B.粒子 2 一定在B点射出磁场
16、 C.粒子 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 图 K25-8 10.(多选)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( ) 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向可能垂 直 11
17、.如图 K25-9 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 K25-9 12.2018天津红桥区模拟边长为L的等边三角形OAB区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.在 纸面内从O点沿纸面向磁场区域AOB各个方向同时射入质量为m、电荷量为q的带正电的粒
18、子,所 有粒子的速率均为v.如图 K25-10 所示,沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出,不计粒子之 间的相互作用和重力的影响,已知 sin350.577.求: (1)匀强磁场的磁感应强度大小; (2)带电粒子在磁场中运动的最长时间; (3)沿OB方向射入的粒子从AB边的中点C射出时,还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例. 图 K25-10 专题训练(七)A 专题七 带电粒子在组合场中的运动 时间/40 分钟 基础达标 图 Z7-1 1.人教版选修 3-1 改编如图 Z7-1 所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子经过由正交的 匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场
19、中并分离为A、B两束.下列说法 正确的是( ) A.组成A束和B束的离子都带负电 B.组成A束和B束的离子质量一定不同 C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷 D.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 图 Z7-2 2.如图 Z7-2 所示,a、b是两个匀强磁场边界上的两点,左边匀强磁场的磁感线垂直于纸面向里,右 边匀强磁场的磁感线垂直于纸面向外,两边的磁感应强度大小相等.电荷量为 2e的正离子以某一 速度从a点垂直磁场边界向左射出,当它运动到b点时,击中并吸收了一个处于静止状态的电子, 不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互作用,电子质量远小于正离子质量,则它 们在磁场中的运动轨迹是
20、图 Z7-3 中的( ) 图 Z7-3 图 Z7-4 3.(多选)2018德州期末图 Z7-4 是一个回旋加速器示意图,其核心部分是两个 D 形金属盒,两 金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.现分别加速氘核H)和氦核He), 下列说法中正确的是( ) A.它们的最大速度相同 B.它们的最大动能相同 C.两次所接高频电源的频率相同 D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 图 Z7-5 4.2018山西五校联考质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.图 Z7-5 中的 铅盒A中的放射源放出一带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S1进入电压为U的加速电场区 加速后,再通过
21、狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为切线、 磁感应 强度为B、方向垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场.现在MN上的F点(图中未画出)接收 到该粒子,且GF=R,则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计) ( ) A.B. C. D. 技能提升 5.(多选)如图 Z7-6 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
22、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 Z8-10 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,
23、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
24、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,
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