訓(xùn)練三 磁 場(chǎng)

《教學(xué)考試》物理命題研究中心

1．(2017·福建省廈門(mén)第一中學(xué)月考)粗糙絕緣水平面上垂直穿過(guò)兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，俯視圖如圖所示，兩根導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相同，方向相反的電流，電流方向如圖所示，水平面上一帶電滑塊(電性未知)以某一初速v沿兩導(dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)的中垂線(xiàn)入射，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊始終未脫離水平面，下列說(shuō)法正確的是

( )

A．滑塊一定做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B．滑塊一定做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C．滑塊一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

D．滑塊一定做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

2．(2017·天津市五區(qū)縣高三上學(xué)期期末考試)如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O是A、B連線(xiàn)的中點(diǎn)。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線(xiàn)為x軸，O、C連線(xiàn)為y軸，建立坐標(biāo)系。過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等、方向向里的電流。則過(guò)C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向?yàn)?/p>

( )

A．沿y軸正方向

B．沿y軸負(fù)方向

C．沿x軸正方向

D．沿x軸負(fù)方向

(2)用直線(xiàn)將各點(diǎn)連接，如圖所示：

10.(1)③ ⑥ (2)圖見(jiàn)解析 (3)左 (4)r1=(k-1)R1

【解析】(1)由于待測(cè)電流表G1量程等于電流表G2量程的一半，所以應(yīng)將阻值與待測(cè)電流表內(nèi)阻相等的電阻③R1并聯(lián)進(jìn)行改裝，使得改裝后的電流表的量程與G2量程相等，以便于測(cè)量，由于滑動(dòng)變阻器采用的分壓式，阻值越小越方便調(diào)節(jié)，所以變阻器應(yīng)選用R4。

(2)連接電路圖時(shí)，應(yīng)先連好分壓電路，然后再連接測(cè)量電路，連線(xiàn)圖如圖。

(3)為保護(hù)電流表，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片置于輸出電壓最小時(shí)，故置于最左端。

3．(多選)(2017·廣東省肇慶市高三第二次模擬考試)如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線(xiàn)MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t=0時(shí)導(dǎo)線(xiàn)恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說(shuō)法正確的是

( )

A．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)

B．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)一直向左運(yùn)動(dòng)

C．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)的加速度先增大后減小

D．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)的速度先增大后減小

4．(2017·山東省壽光市現(xiàn)代中學(xué)高三月考)一圓柱形磁鐵豎直放置，如圖所示，在它的右側(cè)上方有一帶正電小球，現(xiàn)使小球獲得一水平速度，小球若能在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是

( )

A．俯視觀(guān)察，小球的運(yùn)動(dòng)方向可以是順時(shí)針，也可以是逆時(shí)針

B．俯視觀(guān)察，小球的運(yùn)動(dòng)方向只能是順時(shí)針

C．俯視觀(guān)察，小球的運(yùn)動(dòng)方向只能是逆時(shí)針

D．不可能實(shí)現(xiàn)小球在平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

5．(2017·湖南省衡陽(yáng)市第八中學(xué)月考)如圖所示，不同帶電粒子以不同速度由左端中線(xiàn)水平射入如圖裝置，左側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，右側(cè)是垂直于紙面向外的磁場(chǎng)B2，中間有一小孔，不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法正確的是

( )

A．只有正電荷才能沿中線(xiàn)水平通過(guò)B1區(qū)域進(jìn)入到B2磁場(chǎng)區(qū)域

D．若甲、乙兩個(gè)粒子的電荷量相等，打在膠片上離小孔的距離是2∶3，則甲、乙粒子的質(zhì)量比為2∶3

6．(多選)(2017·高考押題)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，O為圓心，P為邊界上的一點(diǎn)。相同的帶電粒子a、b(不計(jì)重力)從P點(diǎn)先后射入磁場(chǎng)，粒子a正對(duì)圓心射入，速度方向改變60°后離開(kāi)磁場(chǎng)，粒子b射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與粒子a射入時(shí)的速度方向成60°，已知它們離開(kāi)磁場(chǎng)的位置相同，下列說(shuō)法正確的是

( )

7．(2017·河北省衡水市冀州中學(xué)一輪檢測(cè))一帶負(fù)電的小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，達(dá)到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，則

( )

A.h1=h3________________ B.h1lt;h4

C.h2與h3無(wú)法比較 D.h2lt;h4

8．(多選)(2016·江蘇省阜寧縣月考)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差UCD，下列說(shuō)法正確的是

( )

A．電勢(shì)差UCD僅與材料有關(guān)

B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢(shì)差UCDlt;0

C．僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD變大

D．在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平

9．(2017·河南省開(kāi)封市高三第一次模擬)如圖所示，真空中有一以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，半徑為R=0.5 m，磁場(chǎng)垂直紙面向里。在ygt;R的區(qū)域存在沿-y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1.0×105V/m。在M點(diǎn)有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿+x方向射入磁場(chǎng)，粒子穿出磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)，速度減小到0后又返回磁場(chǎng)，最終又從磁場(chǎng)離開(kāi)。已知粒子的比荷為q/m=1.0×107C/kg，粒子重力不計(jì)。

(1)求圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；

(2)求沿+x方向射入磁場(chǎng)的粒子，從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次穿出磁場(chǎng)所走過(guò)的路程。

(1)求出粒子速度的大小，判定粒子的電性；

(2)這束粒子中，粒子質(zhì)量最小值和最大值各是多少？

參考答案

1．D 【解析】根據(jù)安培定則，知兩導(dǎo)線(xiàn)連線(xiàn)上的垂直平分線(xiàn)上磁場(chǎng)方向豎直向下，滑塊運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力，只受恒定的摩擦力作用，所以滑塊一定做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故D正確。

2．B 【解析】等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C處均有一通電導(dǎo)線(xiàn)，且導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等的恒定電流。由安培定則可得：導(dǎo)線(xiàn)A、B的電流在C處的合磁場(chǎng)水平向右，導(dǎo)線(xiàn)O的電流在C處的磁場(chǎng)也是水平向右，故三條導(dǎo)線(xiàn)的電流在O處的合磁場(chǎng)方向水平向右。再由左手定則可得,C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向?yàn)樨Q直向下，沿著y軸的負(fù)方向，故B正確。

3．AD 【解析】當(dāng)t=0時(shí)，由左手定則可知，MN受到向右的作用力，根據(jù)F安=BLI，由于B最大，故此時(shí)的安培力最大，則MN的加速度最大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度B減小，故加速度減小，而MN的速度在增大，當(dāng)B=0時(shí)，加速度為0，速度最大，當(dāng)B反向時(shí)，安培力也會(huì)反向，則加速度也反向，MN做減速運(yùn)動(dòng)，到半個(gè)周期時(shí)，MN減速到0，此時(shí)的加速度反向最大，然后MN再反向運(yùn)動(dòng)，到一個(gè)周期時(shí)MN又回到原出發(fā)的位置，故在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)的加速度先減小后增大，而其速度則是先增大后減小，故C錯(cuò)誤，D正確。

4．B 【解析】小球若能在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到合力提供向心力，所以洛倫茲力與重力的合力指向圓心，根據(jù)左手定則判斷B正確。

8．BC 【解析】電勢(shì)差UCD與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、材料有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若霍爾元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，則電勢(shì)差UCDlt;0，選項(xiàng)B正確；僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD變大，選項(xiàng)C正確；在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直且東西放置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

9.解：(1)沿+x方向射入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，速度減小到0，粒子一定是從如圖所示的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，逆著電場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=R=0.5 m

(2)粒子返回磁場(chǎng)后，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，MN為直徑，粒子在磁場(chǎng)中的路程為二分之一圓周長(zhǎng)s1=πR

設(shè)在電場(chǎng)中的路程為s2，

當(dāng)粒子質(zhì)量有最大值時(shí)，R最大，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡恰過(guò)C點(diǎn)(見(jiàn)圖乙)。