高考物理選修知識點鞏固練習_磁場 復習與鞏固 提高

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題： 1．一個松弛的螺旋線圈如圖所示，當線圈通有電流I時，線圈中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ） A．軸向收縮，徑向變大 B．軸向收縮，徑向收縮 C．軸向伸長，徑向變大 D．軸向伸長，徑向收縮 2．如圖所示，始終靜止在斜面上的條形磁鐵P，當其上方固定的水平長直導線L中通以垂直紙面向外的電流時，斜面對磁體的彈力N和摩擦力f的大小變化是（ ） A．N和f都增大 B．N和f都減小 C．N增大，f減小 D．N減小，f增大 3．如圖所以，固定不動的絕緣直導線mn和可以自由移

2、動的矩形線框abcd位于同一平面內(nèi)，mn與ad、bc邊平行且離ad邊較近。當導線mn中通以向上的電流，線框中通以順時針方向的電流時，線框的運動情況是（ ） A．向左運動 B．向右運動 C．以mn為軸轉(zhuǎn)動 D．靜止不動 4．電子與質(zhì)子速度相同，都從O點射入勻強磁場區(qū)，則圖中畫出的四段圓弧，哪兩個是電子和質(zhì)子運動的可能軌跡（　 ） 　 　A．a(chǎn)是電子運動軌跡，d是質(zhì)子運動軌跡 　　B．b是電子運動軌跡，c是質(zhì)子運動軌跡 　　C．c是電子運動軌跡，b是質(zhì)子運動軌跡 　　D．d是電子運動軌跡，a是質(zhì)子運動軌跡 5．如圖所示，長方形abcd長ad=0.

3、6 m，寬ab=0.3 m，O、e分別是ad、bc的中點，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場（邊界上無磁場），磁感應(yīng)強度B=0.25 T。一群不計重力、質(zhì)量、電荷量的帶電粒子以速度 沿垂直ad方向且垂直于磁場射入磁場區(qū)域（　 ） 　 A．從Od 邊射入的粒子，出射點全部分布在Oa邊 　　B．從aO邊射入的粒子，出射點全部分布在ab邊 　　C．從Od 邊射入的粒子，出射點分布在Oa邊和ab邊? 　　D．從aO邊射入的粒子，出射點分布在ab邊和bc邊 6．如圖所示，始終靜止在斜面上的條形磁鐵P，當其上方固定的水平長直導線L中通以垂直紙面向外的電流時，斜面對磁體的彈力FN和

4、摩擦力f的大小變化是（　 ） 　　 A．FN和f都增大 　　B．FN和f都減小 　　C．FN增大，f減小 　　D．FN減小，f增大 7．如圖所示，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直紙面向里，三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動，比較它們的重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系，正確的是（　 ） 　　 A．Ga最大 　　B．Gb最大 　　C．Gc最大 　　D．Gb最小 8．如圖所示，虛線框內(nèi)有方向正交的勻強電場和勻強磁場，一離子束垂直于電場和磁場方向飛入此區(qū)域，恰好做勻速直線運動，從O點離開此區(qū)域。如果僅有電場，離子將從

5、a點飛離此區(qū)域，經(jīng)歷時間為t1，飛離速度為v1；如果僅有磁場，飛離時速度為v2，則下列說法正確的是（　 ） 　　 A．v1＞v2?　B．a(chǎn)O＞bO 　　C．t1＞t2　 D．以上都不正確 二、填空題: 1.將長為1 m的導線ac從中點b折成如圖所示的形狀，放入B=0.08 T的勻強磁場中，abc平面與磁場垂直。若在導線abc中通入25 A的直流電，則整個導線所受安培力大小為________N。 2．如圖所示，在正交的勻強磁場B和勻強電場E中，有一豎直的長絕緣管，管內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小球，球與管壁之間的動摩擦因數(shù)為μ，磁場和電場足夠大，則小球運動的最大加速度

6、為________；在有最大加速度時的速度為________；小球運動的最小加速度為________，在有最小加速度時的速度為________。 三、計算題: 1．核聚變反應(yīng)需幾百萬度高溫，為把高溫條件下高速運動的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），可采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，在一個環(huán)狀區(qū)域內(nèi)加上勻強磁場B，“約束”在中空區(qū)域中的高速帶電粒子具有各個方向的速度，其中在中空區(qū)域邊緣處沿切線方向射入磁場的帶電粒子最容易穿越磁場的外邊緣。設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)徑R1=0.5 m，外半徑R2=1.0 m，若被“約束”的帶電粒子的比荷，速度v可達1×107 m / s。

7、為使所有被約束的帶電粒子都不能穿越磁場，則磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大？ 2．在傾角的斜面上，固定一金屬框，寬L=0.25 m，接入電動勢E=12 V，內(nèi)阻不計的電池，垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)，整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.8 T，垂直框面向上的勻強磁場（如圖）。當調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時，可使金屬棒靜止在框架上？框架與棒的電阻不計，g取10 m / s2。 3．如圖所示，與水平面成傾角為的絕緣正方形斜面abcd上放有一質(zhì)量為m=0.01 kg，帶電荷量的小滑塊，與斜面間的動摩擦因數(shù)，整個裝置處在垂直于斜面向上的勻強磁

8、場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B=0.4 T，滑塊在a點具有沿ac方向、大小v=30 m / s的初速度，g取10 m / s2。要使滑塊由a點沿直線運動到達c點，應(yīng)在絕緣斜面內(nèi)加一個怎樣的恒定勻強電場？ 4．下圖是某裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻強磁場分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強度B=0.4 T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。在A1A2左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L=0.2 m。在薄板上P處開一小孔，P與A1A2線上點D的水平距離為L。在小孔處裝一個電子快門。起初快門

9、開啟，一旦有帶正電微粒剛通過小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔T=3.0×10－3 s開啟一次并瞬間關(guān)閉。從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到P處小孔。通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。 （1）經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？ （2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比。只考慮紙面上帶電微粒的運動。） 【答案與解析】 一、選擇題： 1．A 解析：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥． 2．A

10、解析：如圖所示，根據(jù)左手定則可判定導線所受安培力方向斜向右上方，由牛頓第三定律，電流對磁鐵的作用力斜向左下方，由于磁鐵仍然保持靜止，故FN、f均增大．故選A項． 3．B 解析：ad邊的電流在mn電流的磁場中受到向右的吸引力，bc邊中的電流與mn中電流方向相反，受到向右的排斥力，所以線框受到向右的合力而向右運動，B選項正確。 4．C 解析：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑在電荷量相同的情況下，質(zhì)量大的半徑大，結(jié)合左手定則可知，C選項正確。 5．D 解析：由左手定則可知粒子射入后向上偏轉(zhuǎn)，軌跡半徑。若整個矩形區(qū)域都有磁場，從O點射入的粒子必從b點射出，在題給磁場中粒子的運動

11、軌跡如圖所示，出射點必落在be邊。 6．A 解析：直導線通電后會對磁鐵產(chǎn)生作用力，但導線對磁鐵作用力的方向不好確定，可先求磁鐵磁場對電流的作用力的方向，由牛頓第三定律即可求得電流對磁鐵作用力的方向，而后分析磁鐵受力即可確定其所受FN、f的變化情況。 當導線中通以電流時，磁鐵的磁場對電流有作用力，如圖所示，根據(jù)左手定則可判定導線所受安培力方向斜向右上方，由牛頓第三定律，電流對磁鐵的作用力斜向左下方，由于磁鐵仍然保持靜止，故FN、f均增大。故選A項。 7．CD 解析：據(jù)F合=0可知：a帶負電。顯然，b、c也帶負電，所以b所受洛倫茲力方向豎直向下，c所受洛倫茲力方向豎直向上。 設(shè)

12、三個油滴的電荷量為q，電場的場強為E，磁場的磁感應(yīng)強度為B，運動電荷的速度為v。 據(jù)F合=0得：對a有：； 對b有：； 對c有：。 所以有。 8．A 解析：只有電場時，電場力對粒子做功，其動能增加；，。只在磁場時，洛倫茲力對粒子不做功，其功能不變。，，與大小無法比較。 二、填空題： 1． 解析：折線abc受力等效于a和c連線受力，由幾何知識可知。。 2．g 0 解析：當qE=qvB時，摩擦力為0。此時加速度最大，且ax=g，；當時，合力為0，加速度最小也為0，此時速度最大，且。 三、計算題： 1．1 T 解析：當帶電粒子以最大速度v=1×107 m / s

13、沿中空區(qū)域與內(nèi)圓相切方向射入磁場且軌跡與外圓相切時，恰不能穿越磁場。則以速度v沿各個方向射入該磁場區(qū)的帶電粒子都不能穿越磁場。 如圖所示， 又， 使粒子不穿出磁場時滿足R≤r，即 。 2．1.6Ω≤R≤4.8Ω 解析：當變阻器R取值較大時，I較小，安培力F較小，在金屬棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框架下滑趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面向上，如圖甲所示。金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件。 。 得 。 當變阻器R的取值較小時，I較大，安培力F較大，會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑趨勢。因此，框架對棒的摩擦力F2沿框面向下，如圖乙所示。金屬棒剛好不上滑時滿足平衡條

14、件。 得 所以滑動變阻器R的取值范圍為。 3． 與速度方向垂直，沿斜面斜向上方 解析：要使滑塊沿直線到達c點，滑塊必須做勻速直線運動。 滑動在斜面所在的平面內(nèi)受力如圖所示，滑塊重力沿斜面向下的分力為。 G1在x方向的分力為 。 滑塊受到的滑動摩擦力為。 x方向上：f=G1x。由于滑塊做勻速直線運動，其受力平衡，設(shè)所加電場場強為E，則在y方向上有：，代入數(shù)據(jù)解得：。 電場的方向：與速度方向垂直，沿斜面斜向上。 4．（1）100 m / s （2）2.8×10－2 s 解析：（1）如下圖所示，設(shè)帶正電微粒在S1S2之間任意點Q以水平速度v0進入磁場，

15、微粒受到的洛倫茲力為f，在磁場中做圓周運動的半徑為r，有： ① ② 由①②得： 欲使微粒能進入小孔，半徑r的取值范圍為： ③ 代入數(shù)據(jù)得： 欲使進入小孔的微粒與擋板一次相碰返回后能通過小孔，還必須滿足條件： 其中n=1，2，3…… ④ 由①②③④可知，只有n=2滿足條件，即有：v0=100 m / s ⑤ （2）設(shè)微粒在磁場中做圓周運動的周期為T0，從水平進入磁場到第二次離開磁場的總時間為t，設(shè)t1、t4分別為帶電微粒第一次、第二次在磁場中運動的時間，第一次離開磁場運動到擋板的時間為t2，碰撞后再返回磁場的時間為t3，運動軌跡如上圖所示，則有： ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩