高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題講練突破三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練3
《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題講練突破三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練3》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題講練突破三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng)限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練3(9頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練建議用時(shí):40分鐘1(多選)如圖所示,在xOy平面內(nèi)有兩根平行于y軸水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線,通有沿y軸正方向、大小相同的電流I,兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對(duì)稱,P為x軸上一點(diǎn),Q為z軸上一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零BP、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直CP、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行D正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力作用解析:選AB.根據(jù)安培定則可判斷兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,再利用矢量合成法則可判斷O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿z軸正方向,Q點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向,選項(xiàng)A、B正確,C錯(cuò)誤在z軸上,z0范圍內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均沿x軸負(fù)方向,正電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)受洛倫茲力作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(2016湖北宜昌二模)如圖所示,兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b垂直紙面放置,兩導(dǎo)線內(nèi)通有大小相等、方向相反的電流,O點(diǎn)到兩直導(dǎo)線的距離相等,M、N是過(guò)O點(diǎn)的豎直線上的兩點(diǎn),現(xiàn)將一個(gè)速度為v的帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向釋放,粒子重力不計(jì),下列說(shuō)法正確的是()A粒子沿MN方向先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)B粒子沿MN方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)C粒子偏向MN左側(cè)先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)D粒子偏向MN右側(cè)先做減速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng)解析:選B.根據(jù)右手螺旋定則和磁場(chǎng)疊加原理可知,兩直導(dǎo)線中的電流在直線MN上所產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向始終沿MN方向,當(dāng)帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向正好沿合磁場(chǎng)方向,根據(jù)洛倫茲力特點(diǎn)可知,帶電粒子不受洛倫茲力作用,故粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng),故只有B正確3(多選)如圖所示,MN水平邊界下方和上方分別有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)區(qū)域、,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1、B2.一個(gè)重力不計(jì)的帶電離子從MN上的O點(diǎn)垂直于MN向下射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示已知OQ的長(zhǎng)度為PQ長(zhǎng)度的一半,則以下說(shuō)法中正確的是()A此離子可能帶正電,也可能帶負(fù)電B當(dāng)離子運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度方向垂直于MNC當(dāng)離子運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度變大DB12B2解析:選BD.根據(jù)左手定則可知離子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因?yàn)閹щ婋x子從O點(diǎn)開始垂直進(jìn)入磁場(chǎng),進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故軌跡圓心在磁場(chǎng)邊界MN上,根據(jù)幾何關(guān)系可知帶電離子離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向與MN垂直,選項(xiàng)B正確;因?yàn)閹щ婋x子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)離子運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度大小不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑是離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑的一半,由r可知B12B2,選項(xiàng)D正確4如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域里有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),M、N是磁場(chǎng)邊界上兩點(diǎn)且M、N連線過(guò)圓心,在M點(diǎn)有一粒子源,可以在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向向磁場(chǎng)里發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小均為v的帶正電的粒子,不計(jì)粒子的重力,若某一個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則該粒子從M點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí),入射速度方向與MN間夾角的正弦值為()A.B.C. D.解析:選A.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑r,由于該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT,因此該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可知,MOP為正三角形,粒子從M點(diǎn)射入的速度方向與MN的夾角為30,夾角正弦值為,A正確5(多選)如圖甲所示,兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L(zhǎng),其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒從t0時(shí)刻起,棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I,周期為T,最大值為Im,圖甲中I所示方向?yàn)殡娏髡较騽t金屬棒()A一直向右移動(dòng)B速度隨時(shí)間周期性變化C受到的安培力隨時(shí)間周期性變化D受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功解析:選ABC.根據(jù)左手定則、牛頓第二定律解決問(wèn)題根據(jù)左手定則知金屬棒在0內(nèi)所受安培力向右,大小恒定,故金屬棒向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在T內(nèi)金屬棒所受安培力與前半個(gè)周期大小相等,方向相反,金屬棒向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),一個(gè)周期結(jié)束時(shí)金屬棒速度恰好為零,以后始終向右重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B、C正確;在0時(shí)間內(nèi),安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同,安培力做正功,在T時(shí)間內(nèi),安培力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反,安培力做負(fù)功,在一個(gè)周期內(nèi),安培力所做總功為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤6如圖所示,空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),從P點(diǎn)平行直線MN射出的a、b兩個(gè)帶電粒子,從它們射出到第一次到達(dá)直線MN所用的時(shí)間相同,到達(dá)MN時(shí)速度方向與MN的夾角分別為60和90,不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用力,則兩粒子速度大小之比vavb為()A21 B32C43 D.解析:選C.兩粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖,設(shè)P點(diǎn)到MN的距離為L(zhǎng),由圖知b粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為RbL,對(duì)于a粒子有LRacos 60Ra,解得:Ra2L,即兩粒子的半徑之比為RaRb21,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,由題意知,得兩粒子的比荷之比為23,粒子所受的洛倫茲力提供其所需的向心力,有qvBm,得v,聯(lián)立得.7如圖甲所示,M、N是寬為d的兩豎直線,其間存在垂直紙面方向的磁場(chǎng)(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化(垂直紙面向外為正,T0為已知)現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的離子在t0時(shí)從直線M上的O點(diǎn)沿著OM線射入磁場(chǎng),離子重力不計(jì),離子恰好不能從右邊界穿出且在2T0時(shí)恰好返回左邊界M.則圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小和離子的初速度v0分別為()AB0,v0 BB0,v0CB0,v0 DB0,v0解析:選B.由題意及題圖乙可畫出離子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力知B0qv0m,由軌跡圖可知離子運(yùn)動(dòng)的半徑滿足d4R,由軌跡圖可知離子運(yùn)動(dòng)的周期為TT0,而T,聯(lián)立得B0,v0,A、C、D錯(cuò),B對(duì)8(2016河南開封三模)(多選)如圖所示,直角三角形ABC區(qū)域中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相同的兩個(gè)粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng),分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出,則()A從P點(diǎn)射出的粒子速度大B從Q點(diǎn)射出的粒子速度大C從Q點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)解析:選BD.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系(如圖所示,弦切角相等),粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的圓心角相等,根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT,粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,故D項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;如圖所示,粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),分別從P點(diǎn)和Q點(diǎn)射出,由圖知,粒子運(yùn)動(dòng)的半徑RPRQ,又粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R,可知粒子運(yùn)動(dòng)速度vPvQ,故A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確9(多選)如圖所示,在區(qū)域和區(qū)域內(nèi)分別存在與紙面垂直但方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度是區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的2倍,一帶電粒子在區(qū)域左側(cè)邊界處以垂直邊界的速度進(jìn)入?yún)^(qū)域,發(fā)現(xiàn)粒子離開區(qū)域時(shí)速度方向改變了30,然后進(jìn)入?yún)^(qū)域,測(cè)得粒子在區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,則下列說(shuō)法正確的是()A粒子在區(qū)域和區(qū)域中的速率之比為11B粒子在區(qū)域和區(qū)域中的角速度之比為21C粒子在區(qū)域和區(qū)域中的圓心角之比為12D區(qū)域和區(qū)域的寬度之比為11解析:選ACD.由于洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,故粒子在兩磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率不變,故A正確;由洛倫茲力fqBvma和av可知,粒子運(yùn)動(dòng)的角速度之比為12B1B212,則B錯(cuò)誤;由于粒子在區(qū)域和區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,由t可得t,且B22B1,所以可得1212,則C正確;由題意可知,粒子在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的圓心角為30,則粒子在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的圓心角為60,由R可知粒子在區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)半徑是在區(qū)域中運(yùn)動(dòng)半徑的2倍,設(shè)粒子在區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)半徑為r,作粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則由圖可知,區(qū)域的寬度d12rsin 30r;區(qū)域的寬度d2rsin 30rcos(1806060)r,故D正確10(2016河北唐山質(zhì)檢)如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)0.5 m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m1 kg,電阻R00.9 ,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E10 V,內(nèi)阻r0.1 ,電阻R4 ;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B5 T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角53;ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),細(xì)線對(duì)ab的拉力為水平方向,且細(xì)線通過(guò)定滑輪與重物相連重力加速度g10 m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài)已知sin 530.8,cos 530.6.求:(1)通過(guò)ab的電流大小和方向;(2)ab受到的安培力大小;(3)重物重力G的取值范圍解析:(1)I2 A方向?yàn)橛蒩到b(2)FBIL5 N(3)受力如圖,fm(mgFcos 53)3.5 N當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時(shí),F(xiàn)TFsin 53fm0.5 N當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí),F(xiàn)TFsin 53fm7.5 N所以0.5 NG7.5 N答案:(1)2 A方向由a到b(2)5 N(3)0.5 NG7.5 N11.如圖所示,在真空中坐標(biāo)xOy平面的x0區(qū)域內(nèi),有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0102T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向與xOy平面垂直,在x軸上的P(10,0)點(diǎn),有一放射源,在xOy平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率v104 m/s的帶正電的粒子,粒子的質(zhì)量為m1.61025kg,電荷量為q1.61018C,求帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍解析:帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)由牛頓第二定律得:qvBm,解得:R0.1 m10 cm.如圖所示,當(dāng)帶電粒子打到y(tǒng)軸上方的A點(diǎn)與P連線正好為其圓軌跡的直徑時(shí),A點(diǎn)即為粒子能打到y(tǒng)軸上方的最高點(diǎn)因OP10 cm,AP2R20 cm,則OA10 cm.當(dāng)帶電粒子的圓軌跡正好與y軸下方相切于B點(diǎn)時(shí),若圓心再向左偏,則粒子就會(huì)從縱軸離開磁場(chǎng),所以B點(diǎn)即為粒子能打到y(tǒng)軸下方的最低點(diǎn)易得OBR10 cm,綜上所述,帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍為10 cm10 cm.答案:10 cm10 cm12如圖所示為圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O.O點(diǎn)處有一放射源,沿紙面向各方向射出速率均為v的某種帶電粒子,帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑的兩倍已知該帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,不考慮帶電粒子的重力(1)推導(dǎo)帶電粒子在磁場(chǎng)空間做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑(2)求帶電粒子通過(guò)磁場(chǎng)空間的最大偏轉(zhuǎn)角(3)沿磁場(chǎng)邊界放置絕緣彈性擋板,使帶電粒子與擋板碰撞后以原速率彈回,且其電荷量保持不變?nèi)魪腛點(diǎn)沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子速度減小為0.5v,求該粒子第一次回到O點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間解析:(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后,受洛倫茲力作用,設(shè)其做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,由牛頓第二定律得:Bqvm解得:r(2)設(shè)粒子飛出和進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向的夾角為,如圖所示,則sin,x是粒子在磁場(chǎng)中軌跡的兩端點(diǎn)的直線距離x最大值為2R,對(duì)應(yīng)的就是最大值,且2Rr所以sin,即max60(3)當(dāng)粒子的速度減小為時(shí),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1R故粒子轉(zhuǎn)過(guò)四分之一圓周,對(duì)應(yīng)圓心角為時(shí)與邊界相撞并彈回,由對(duì)稱性知粒子經(jīng)過(guò)四個(gè)這樣的過(guò)程后第一次回到O點(diǎn),即經(jīng)歷時(shí)間為一個(gè)周期,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T所以從O點(diǎn)沿x軸正方向射出的粒子第一次回到O點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間是tT答案:(1)(2)60(3)- 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