高考物理热点专项练习九：磁场

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1、高考热点专项练（九）磁场热点一安培力与力学知识的综合应用1.（2015-江苏物理・4）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右借下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）解析：由题图可知，回路A中线圈在磁场中的有效长度厶最长，由F=nBIL可知，磁场发生相同微小变化的前提下，A中安培力的变化量最大，最容易失去平衡，A正确。答案：A1.（2014-浙江卷・20）（多选妆口图1所示，两根

2、光滑平行导轨水平放置，间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从/=（）时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流/,周期为T,最大值为厶，图1中/所示方向为电流正方向。则金属棒（）-Im/mA.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解析：根据左手定则知金属棒在0〜才内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒向右做匀加速运动，在*〜T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等，方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一

3、个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项A、B、C正确；在0〜彳时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功，在彳〜卩时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做负功，在一个周期內，安培力所做总功为零，选项D错误。答案：ABC3.（2017-杭州市第一次教学质量检测）如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜血上,导轨间距为厶劲度系数为鸟的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒“相连，弹簧与导轨平面平行并与”垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场，闭合开关K

4、后导体棒屮的电流为/,导体棒平衡时，弹簧伸长量为小；调转图中电源极性，使导体棒中电流反向，导体棒中电流仍为/,导体棒平衡时弹簧仲长量为兀2,忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为（）D.27l（x2-X

5、）解析：调转电源极性时导体棒受到的安培力方向与调转前相反。由平衡条件可得加gsina=kx}+BIL调转电源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得m^sina+BIL=kx2,联£立解得3=页（兀2—兀1）,选项D正确。答案：D热点二带电粒子在匀强磁场中的运动（2016-pq川理综⑷如

6、图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从/点沿应方向射入磁场区域，当速度大小为％时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为治当速度大小为"时，从c点离开磁场，在磁场屮运动的时间为匕不计粒子重力。则（）A.%：ve=l:2,tb:t<=2:1B.%：vc=2：1,lb：厶=1:2A.Vb:vc=2：1,th-以=2:1B.vhIvc=1：2,tb-tc=1:2解析：由定圆心的方法知，粒子以巩射入时轨迹圆心在Q点，半径为正六边形边长厶;粒子以4射入时轨迹圆心在M点，半径为2L;由

7、半径公式厂=爺可得5:vc=rh:/;.=1:2,由几何图形可看出，两个圆弧轨迹所对圆心角分别是120。、60°,所以th:4-=2:1,A项正确。答案：A5.如图，在兀轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为#的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与兀轴成60。角的方向斜向上射入磁场，且在上方运动半径为/?（不计重力），贝"）A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在兀轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2：IC.粒子再次回到x轴上方所需的吋I'可为祐D.粒子第

8、二次射入兀轴上方磁场时，沿兀轴前进了3/?解析：根据/?=两可知粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1：2,则B错误；根据对称性，作岀粒子的运动轨迹如图所示，则由图可知A选项错误；根据轨迹可知，粒子完成一次周期性运动的时间为/=*><辔+*><譽=辔，则C选项正确；粒子第二次射入兀轴上方磁场时，沿兀轴前进的距离为x=2/?Xcos30°+4/?Xcos30°=3^3R,则D选项错误。答案：C6.:XX11XXj:XX11XX：11:XX11XX：•1；XX1XX；；XX1XX：P(2017-江苏常州

9、模拟)如图所示，在矩形区域内充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B,在ad边中点O有一粒子源，在/=0时刻垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与Od的夹角分布在0~180。范围内。己知沿Od方向发射的粒子在/=/()时刻刚好从磁场边界c〃上的P点离开磁场，ab=1.5L,bc=y[3L.粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L,不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：(1)粒子在磁场中的