2018届高三物理二轮复习专题三电场和磁场第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动对点规范演练

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1、专题3第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动1.(2016·贵州贵阳检测)(多选)在赤道附近水平放置一根长L的直导线,导线中通有恒定电流I,地磁场在赤道的磁感应强度为B,若不考虑磁偏角的影响,那么地磁场对该导线的作用力大小及方向可能是( AB )A.0B.,竖直向下C.BIL,向西D.,向东解析当水平通电直导线与磁场方向平行时,地磁场对通电导线的作用力为零,选项A正确;当水平通电直导线与磁场方向垂直时,地磁场对通电导线的作用力大小为BIL,且为最大值;当水平通电直导线与磁场方向成一夹角时,地磁场对通电导线的作用力大小应介于0和BIL之间,方向均沿竖直方向,选项B正确,C、D错误.2.(2017·

2、福建泉州质检)如图,在匀强磁场中,两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流,匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线,此时a受到的磁场力大小为F1.若撤去b,保留匀强磁场,则a受到的磁场力大小为F2;若撤去匀强磁场,保留b,则b受到的磁场力大小为( C )A.F1-F2 B.F1+F2C.D.  解析假设导线a、b之间相互作用的斥力大小为F0,匀强磁场对两导线的作用力大小为F,则导线a所受的合磁场力大小为F1=.如果撤去导线b,导线a所受的磁场力大小为F2=F;如果撤去匀强磁场,导线a所受到的磁场力大小为F0,由以上可求得F0=,故选项C正确.3.(2017·湖

3、南十三校联考一)如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为M半圆弧的圆心,∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为B1,若将N处长直导线移至O处,则O点的磁感应强度大小为B2,那么B2与B1之比为( B )A.1∶1 B.1∶2C.∶1D.∶2解析由安培定则可知,导线M、N在O处产生的磁场的方向相同,均垂直MN连线向下,设导线M在O处产生的磁场的磁感应强度大小为B,则B1=2B;将导线N移至P处后,导线N在O处产生的磁场方向与MN连线夹角为30°,斜向上指向M一侧,故此时导线M、N在O处产生

4、的磁场方向夹角为120°,因此合磁感应强度大小仍为B,即B2=B,故B2∶B1=1∶2,B项正确.4.(2016·全国卷Ⅱ)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为( A )A.B.C.D.解析带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示(图中画出了轨迹圆弧所在的整个圆).由几何关系知轨迹所对的圆心角为30°,则带电粒

5、子在磁场中的运动时间为t==,N点转到此处的所用时间与带电粒子在磁场中运动时间相同,有t=,联立解得带电粒子的比荷为=,选项A正确.5.(2017·河南郑州三模)(多选)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点在cd边的中点,一个带正电的粒子从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,仅在磁场力的作用下,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面内与Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,下列说法中正确的是( AD )A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从cd边射出磁场B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定

6、从ad边射出磁场C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从bc边射出磁场解析粒子从O点垂直于cd边射出后从c点射出磁场的过程,其运动轨迹为半个圆周,由此可知粒子在该磁场中的运动周期为T=2t0,若粒子刚好能从ad边射出磁场(即粒子轨迹与ad边相切),则粒子在磁场中运动速度偏转了60°角,对应的运动时间为t3==,因此粒子若从ad边射出磁场,其运动时间应小于,由此可知,选项B错误;若粒子刚好能从ab边射出磁场(即粒子轨迹与ab边相切),则粒子在磁场中运动速度偏移了150°角,对应的运动时间为t4=T=,从ab边射出的粒

7、子在磁场中的最短时间为,因此粒子若从ab射出,其运动时间一定大于,因此选项C错误;若粒子刚好能从bc边射出磁场(即粒子轨迹与bc边相切),则粒子在磁场中运动速度偏转了240°角,对应的运动时间为t1=T=,因此粒子若从bc边射出,其运动时间一定小于,但大于,因此选项D正确;若粒子能回到cd边,其偏转角一定是300°角,对应的时间一定为t2=T=,因此选项A正确.6.(2017·河北二校联考)(多选)如图所示,

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