考点一 磁场、磁场力
1.(2015·新课标全国Ⅱ,18,6分)(难度★★)(多选)指南针是我国古代四大发明之 一.关于指南针,下列说法正确的是( )
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
2.(2015·海南单科,1,3分)(难度★★)如图,a是竖直平面P上的一点,P前有 一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁 的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬 间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
3. (2015·江苏单科,4,3分)(难度★★)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 在天平的右臂下方.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( )
4.(2014·新课标全国Ⅰ,15,6分)(难度★★)关于通电直导线在匀强磁场中所受 的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
5.(2014·浙江理综,20,6分)(难度★★)(多选)如图1所示,两根光滑平行导轨水 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B.垂直于导 轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持续 交变电流I,周期为T,最大值为Im,图1中I所示方向为电流正方向.则金 属棒( )
A.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
6.(2012·全国卷,18,6分)(难度★★★)如图所示,两根相互平行的长直导线过 纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电 流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线 上,且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法 正确的是( )
A.O点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
7.(2012·天津理综,2,6分)(难度★★)如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质 细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平 衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应 变化情况是( )
A.棒中的电流变大,θ角变大
B.两悬线等长变短,θ角变小
C.金属棒质量变大,θ角变大
D.磁感应强度变大,θ角变小
考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
1.(2015·新课标全国Ⅰ,14,6分)(难度★★)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度 大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重 力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( )
A.轨道半径减小,角速度增大
B.轨道半径减小,角速度减小
C.轨道半径增大,角速度增大
D.轨道半径增大,角速度减小
2.(2015·新课标全国Ⅱ,19,6分)(难度★★★)(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ, Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍.两个速率相同的电子分别在两磁场区域做 圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( )
A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍
B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍
C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍
D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等
3.(2015·广东理综,16,4分)(难度★★★)在同一匀强磁场中,α粒子(He)和质 子(H)做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则α粒子和质子( )
A.运动半径之比是2∶1
B.运动周期之比是2∶1
C.运动速度大小之比是4∶1
D.受到的洛伦兹力之比是2∶1
4.(2015·四川理综,7,6分)(难度★★★★)(多选)如图所示,S处有一电子源, 可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L= 9.1 cm,中点O与S间的距离d=4.55 cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所 在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度 B=2.0×10-4 T.电子质量m=9.1×10-31 kg,电量e=-1.6×10-19 C,不计电 子重力.电子源发射速度v=1.6×106 m/s的一个电子,该电子打在板上可能 位置的区域的长度为l,则( )
A.θ=90°时,l=9.1 cm B.θ=60°时,l=9.1 cm
C.θ=45°时,l=4.55 cm D.θ=30°时,l=4.55 cm
5.(2014·新课标全国Ⅰ,16,6分)(难度★★★)如图,MN为铝质薄平板,铝板 上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝 板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O, 已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力.铝 板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A.2 B. C.1 D.
6.(2014·新课标全国Ⅱ,20,6分)(难度★★★)(多选)图为某磁谱仪部分构件的示 意图.图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中 运动的轨迹.宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒子从上部 垂直进入磁场时,下列说法正确的是( )
A.电子与正电子的偏转方向一定不同
B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
7.(2014·安徽理综,18,6分)(难度★★★)“人造小太阳”托卡马克装置使用强 磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能在装置内部,而不 与装置器壁碰撞.已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在 磁场中的运动半径不变.由此可判断所需的磁感应强度B正比于( )
A. B.T C. D.T2
8.(2013·新课标全国Ⅰ,18,6分)如图所示,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场 区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.一电荷量 为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点 与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°, 则粒子的速率为(不计重力)( )
A. B. C. D.
9.(2013·新课标全国Ⅱ,17,6分)(难度★★★)空间有一圆柱形匀强磁场区域, 该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面.一质量为m、电荷量 为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向 偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.
10.(2013·广东理综,21,4分)(难度★★★)(多选)两个初速度大小相同的同种离 子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上.不计重 力,下列说法正确的有( )
A.a、b均带正电
B.a在磁场中飞行的时间比b的短
C.a在磁场中飞行的路程比b的短
D.a在P上的落点与O点的距离比b的近
11.(2013·安徽理综,15,6分)(难度★★)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的 长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流, 方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外 运动,它所受洛伦兹力的方向是( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
12.(2012·广东理综,15,4分)(难度★★★)质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚 线所示.下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
考点三 带电粒子在复合场中的运动
1.(2014·江苏单科,9,4分)(难度★★★)(多选)如图所示,导电物质为电子的霍 尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应 强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件 的电流为IH,与其前、后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UH= k,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离.电阻R远大于RL, 霍尔元件的电阻可以忽略,则( )
A.霍尔元件前表面的电势低于后表面
B.若电源的正负极对调,电压表将反偏
C.IH与I成正比
D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
2.(2013·重庆理综,5,6分)(难度★★)如图所示,一段长方体形导电材料,左、 右两端面的边长都为a和b,内有带电荷量为q的某种自由运动电荷.导电材 料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B.当 通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U, 且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电材料单位体积内自由运动电 荷数及自由运动电荷的正、负分别为( )
A.,负 B.,正
C.,负 D.,正
3.(2013·浙江理综,20,6分)(难度★★★)(多选)在半导体离子注入工艺中,初速 度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强 度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示.已 知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动 时,离子P+和P3+( )
A.在电场中的加速度之比为1∶1
B.在磁场中运动的半径之比为∶1
C.在磁场中转过的角度之比为1∶2
D.离开电场区域时的动能之比为1∶3
4.(2012·海南物理,2,3分)(难度★★)如图所示,在两水平极板间存在匀强电场 和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里.一带电粒子以 某一速度沿水平直线通过两极板.若不计重力,下列四个物理量中哪一个改 变时,粒子运动轨迹不会改变( )
A.粒子速度的大小 B.粒子所带的电荷量
C.电场强度 D.磁感应强度
考点一 磁场、磁场力
1BC2A3A4B5ABC6C7A
考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
1D2AC3B4AD5AD6AC7A8B9A10AD11B12A
考点三 带电粒子在复合场中的运动
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