2019版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 考前基礎(chǔ)回扣練10 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc
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回扣練10:磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1.如圖所示,將圓柱形強(qiáng)磁鐵吸在干電池負(fù)極,金屬導(dǎo)線折成上端有一支點(diǎn)、下端開(kāi)口的導(dǎo)線框,使導(dǎo)線框的頂端支點(diǎn)和底端分別與電源正極和磁鐵都接觸良好但不固定,這樣整個(gè)線框就可以繞電池軸心旋轉(zhuǎn)起來(lái).下列判斷中正確的是( ) A.俯視觀察,線框沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) B.線框能旋轉(zhuǎn)起來(lái),這是屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C.電池輸出的電功率等于線框旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功率 D.旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),線框中電流比剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的大 解析:選A.線框中的電流方向由上至下,線框下端處于強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)中,磁體外部的磁場(chǎng)方向總體來(lái)說(shuō)是向上,對(duì)線框的下部(主要是水平部分),利用左手定則可判斷出線框所受安培力的方向.所以,由上往下看(俯視),線框沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),所以該裝置的原理是電流在磁場(chǎng)中的受力,不是電磁感應(yīng).故A正確,B錯(cuò)誤;因?yàn)殡娫聪牡目偣β室徊糠洲D(zhuǎn)化為內(nèi)能,另一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,所以總功率大于熱功率,故C錯(cuò)誤;受到的安培力開(kāi)始時(shí)使線圈做加速運(yùn)動(dòng),線框切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng),穩(wěn)定時(shí)電流略?。蔇錯(cuò)誤. 2.為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的長(zhǎng)方體流量計(jì).該裝置由絕緣材料制成,其長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開(kāi)口.在垂直于上下底面方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng),前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極.污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.M端的電勢(shì)比N端的高 B.電壓表的示數(shù)U與a和b均成正比,與c無(wú)關(guān) C.電壓表的示數(shù)U與污水的流量Q成正比 D.若污水中正負(fù)離子數(shù)相同,則電壓表的示數(shù)為0 解析:選C.根據(jù)左手定則,知正離子所受的洛倫茲力方向向里,則向里偏轉(zhuǎn),N板帶正電,M板帶負(fù)電,則M板的電勢(shì)比N板電勢(shì)低.故A錯(cuò)誤; 最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下平衡,有:qvB=q,解得U=vBb,與污水中正負(fù)離子數(shù)無(wú)關(guān).故BD錯(cuò)誤.因v=,則流量Q=vbc=,因此U=,與污水流量成正比.故C正確. 3.美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量,使人類(lèi)在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步.下圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定,且被限制在A、C板間,如圖所示.帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng),經(jīng)加速后再進(jìn)入D型盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說(shuō)法正確的是( ) A.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次 B.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2=P2P3 C.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān) D.加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化 解析:選C.因加速電場(chǎng)被限制在AC板之間,故可知,粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有在AC板間時(shí)才被加速,即每運(yùn)動(dòng)一周加速一次,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第二定律可知Bqv=m,故可知P1P2=2(R2-R1)=(v2-v1),同理P2P3=2(R3-R2)=(v3-v2),根據(jù)動(dòng)能定理可知Uq=mv-mv=mv-mv,故可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子的最大速度vmax=∝R,故可知選項(xiàng)C正確;因每次粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向一樣,故電場(chǎng)方向無(wú)需變化 ,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 4.圖中虛線PQ上方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.O是PQ上一點(diǎn),在紙面內(nèi)從O點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)域的任意方向連續(xù)發(fā)射速率為v0的粒子,粒子電荷量為q、質(zhì)量為m.現(xiàn)有兩個(gè)粒子先后射入磁場(chǎng)中并恰好在M點(diǎn)相遇,MO與PQ間夾角為60,不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔可能為 B.兩個(gè)粒子射入磁場(chǎng)的方向分別與PQ成30和60角 C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子離邊界的最大距離為 D.垂直P(pán)Q射入磁場(chǎng)中的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) 解析:選A.A項(xiàng):以粒子帶正電為例分析,先后由O點(diǎn)射入磁場(chǎng),并在M點(diǎn)相遇的兩個(gè)粒子軌跡恰好組成一個(gè)完整的圓,從O點(diǎn)沿OP方向入射并通過(guò)M點(diǎn)的粒子軌跡所對(duì)圓心角為240,根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期T=可知,該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1==,則另一個(gè)粒子軌跡所對(duì)圓心角為120,該粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2==,可知,兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差可能為Δt=,故A正確;B項(xiàng):射入磁場(chǎng)方向分別與PQ成30和60角的兩粒子軌跡所對(duì)圓心角之和不是360,不可能在M點(diǎn)相遇,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng):在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子離邊界的最大距離為軌跡圓周的直徑d=,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):沿OP方向入射的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)圓心角最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),故D錯(cuò)誤. 5.如圖所示,在xOy直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子(重力不計(jì))從y軸上的A點(diǎn),以速度v垂直磁場(chǎng)方向射入第一象限,v與y軸正方向的夾角為60,若A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為l,要使粒子能從x軸射出磁場(chǎng),則粒子的速度v應(yīng)滿足( ) A.v> B.v> C.v> D.v> 解析:選A.由幾何知識(shí)知,帶電粒子恰從x軸射出時(shí),Rsin 60+R=l,由牛頓第二定律得,R=,聯(lián)立解得,v=,故選A. 6.(多選)如圖所示,等腰直角三角形abc區(qū)域存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.三個(gè)相同的帶電粒子從b點(diǎn)沿bc方向分別以速度v1、v2、v3射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2、t3,且t1∶t2∶t3=3∶3∶1.直角邊bc的長(zhǎng)度為L(zhǎng),不計(jì)粒子的重力,下列說(shuō)法正確的是( ) A.三個(gè)速度的大小關(guān)系一定是v1=v2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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