2019年高考物理大二轮复习 专题三 电场和磁场 专题跟踪训练9 磁场及带电粒子在磁场中的运动

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1、专题跟踪训练(九)磁场及带电粒子在磁场中的运动一、选择题1．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导体L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度

2、大小为B0[解析]　由对称性可知，流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B2，由磁场叠加原理有B0－B1－B2＝B0，B0－B1＋B2＝B0，联立解得B1＝B0，B2＝B0，所以A、C正确．[答案]　AC2．(2018·河南六市一联)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1m．P、M间接有一个电动势为E＝6V．内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.4k

3、g.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是(　　)A．2ΩB．2.5ΩC．3ΩD．4Ω[解析]　对棒ab受力分析可知，其受绳的拉力T＝Mg、安培力F安＝BIL＝和水平方向的摩擦力．若摩擦力向左，且满足＋μmg＝Mg，代入数据解得R1＝4Ω；若摩擦力向右，且满足－μmg＝Mg，代入数据解得R2＝2.4Ω，所以R的取值范围为2.4Ω≤R≤4Ω，则选A.[答案]　A3．(2018·广东佛山质检)(多选)如图所示，在

4、空间内有垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从磁场下边界MN上的O点以相同的速度v0(v0在纸面内，v0与MN的夹角θ为锐角)射入磁场中，发现质子从边界上的F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场．已知＝2d，＝d，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力．下列说法正确的是(　　)A．从E点飞出的可能是α粒子B．从E点飞出的可能是氚核C．两种粒子在磁场中的运动时间相等D．两种粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角相等[解析]　设质子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r1，另一种粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r2，两种粒子的运动轨迹如图所示，则由几何关系可知，d＝2r1sinθ，3d

5、＝2r2sinθ，两式联立可解得r2＝3r1，由洛伦兹力提供向心力可得r1＝，另一种粒子的半径r2＝，可得＝3，故从E点飞出的可能是氚核，选项A错误，B正确；由几何知识可知，两粒子在磁场中运动时，转过的圆心角均为α＝2(π－θ)，故选项D正确；根据T＝可知两种粒子的周期不同，由t＝T可知，两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项C错误．[答案]　BD4．(2018·安徽示范高中质检)(多选)电磁动力发射装置原理如图所示，把待发射导体放置在强磁场中的M、N两平行导轨中并与导轨良好接触，导轨长度为x(不变)，再给导体通以大电流，使导体在安培力作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射

6、出去．已知磁场方向垂直两导轨所在平面向上，下列说法正确的是(　　)A．要把导体向右发射出去，应将N接电源正极，M接电源负极B．在导体质量、电流大小和磁感应强度大小一定时，要增大发射速度，应减小导轨间距和导体直径C．在其他条件不变时，可改变磁感应强度B的方向，使之与导轨所在平面平行来增大发射速度D．在其他条件不变时，可增大电流来增大发射速度[解析]　由左手定则可知，要把导体向右发射出去，导体中的电流方向应垂直纸面向里，则应将N接电源正极，M接电源负极，A正确；导体发射的过程中，安培力对导体做正功，则由动能定理BILx＝mv2可知，v＝，在导体的质量、电流大小和磁感应强度大小

7、一定时，要增大发射速度，应增大导轨间距和导体直径，B错误；在其他条件不变时，若磁感应强度的方向与导轨所在平面平行，导体所受的安培力在垂直导轨所在平面方向上，则导体不能发射出去，C错误；由v＝可知，在其他条件不变时，可增大电流来增大发射速度，D正确．[答案]　AD5．(2018·衡水中学高三调研)如图所示，纸面内有宽为L，水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量均为m、电荷量均为－q、速率均为v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以