高三物理第一轮复习磁场辅导材料

高三物理第一轮复习磁场辅导材料

1．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是　

A.沿纸面逆时针转动
B.沿纸面顺时针转动
C.a端转向纸外，b端转向纸里
D.a端转向纸里，b端转向纸外

D

2．将长1 m的导线ac从中点b折成如图中所示的形状，放于B=0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直.若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力的大小为

A.2 N　　　　　　　　　　B.1 N

C. N　　　　　　　 D. /2 N

解析：根据左手定则可知ab段、bc段所受安培力方向成60°角，再根据F=BIL及力的合成求解.

答案：C

3．如图所示，两相切圆表示一个静止的原子核发生衰变后的生成物在匀强磁场中的运动轨迹.由此可推知

A.原子核发生了α衰变　　　　　 B.原子核发生了β衰变

C.原子核同时发生了α、β衰变　　D.该原子核放出一个中子

解析：原子核发生衰变的过程中动量守恒，因原子核衰变前静止，所以衰变后的生成物具有等大反向的动量.如图相切点即为原子核衰变前的位置，又由图可知新核与粒子尽管速度反向，但所受洛伦兹力方向相同，在磁场中运动轨迹弯曲方向一致，故粒子与新核带异种电荷.

答案：B

4．如图所示，长方形区域存在磁感应强度为B的匀强磁场，一束速度不同的电子从O处沿与磁场垂直方向进入磁场，磁场方向垂直于边界.若从a、b、c、d四处射出的电子在磁场中运动时间分别为t_a、t_b、t_c、t_d，则

A.t_a=t_b=t_c=t_dB.t_a＞t_b＞t_c=t_d

C.t_a=t_b＞t_c＞t_dD.t_a＜t_b＜t_c＜t_d

解析：因为不同速度的电子m/q相同，在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同，角速度相同；因不同电子速度不同，故圆周运动的半径不同，作弦、、、的垂直平分线与Ob及其延长线的交点，是对应圆弧的圆心.画出各圆弧：　、　 、　 、　 可知，

、　 对应的圆心角相同,均为π,　　、　 所对圆心角小于π，由t=θ/ω即可判断.

答案：C

5．如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c为运动的最低点.则

A.离子必带负电　　　　 B.a、b两点位于同一高度

C.离子在c点速度最大　 D.离子到达b点后将沿原曲线返回

解析：由题意知离子只受电场力F_电和洛伦兹力F_洛，根据F_电与F_洛产生的条件，静止离子只受电场力，产生向下的加速度，进而获得速度；由于速度方向垂直于磁场，将受到洛伦兹力F_洛作用，根据轨迹弯曲方向及左手定则可知离子带正电.洛伦兹力永远不做功，电场力做功与路径无关，故到达c点时，因a、b两点电势差最大，所以离子动能最大；到达b点速度为零，表明a、b在同一高度.离子到达b点的受力及运动状态与a点相同，故其将向右下方开始做一轨迹与acb相同形状的运动.

答案：BC

6．已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示.则

A.液滴在空间可能受4个力作用

B.液滴一定带负电

C.液滴的轨道半径r=

D.液滴在场中运动时总机械能不变

解析：此液滴只受三个力作用：重力、电场力、洛伦兹力，且重力与电场力平衡.由洛伦兹力提供向心力使液滴在竖直面内做匀速圆周运动,根据电场力方向与E方向相反知液滴带负电.在加速电压下，qU=mv²，在竖直方向受力平衡：mg=Eq,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动：qvB=mv²/r，解得r=.液滴在复合场中运动时电场力做功,机械能变化.

答案：BC

7．带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动（C ）

A．摆球每次经过最低点时受到的磁场力相同　　　　

B．摆球每次经过最低点时摆球的动能、动量相同

C．向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力

D．若磁场突然消失，小球摆动的周期将有所变化

8．如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t₁、t₂和t₃，比较t₁、t₂和t₃的大小，则有(粒子重力忽略不计)

A.t₁=t₂=t₃　　　　　　　B.t₂<t₁<t₃ C.t₁=t₂<t₃　　　　　　　D.t₁=t₃>t₂

C

9．如图所示是一种自动跳闸的闸刀开关，O是固定转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N是通电的电极，闸刀处在垂直纸面向里、磁感应强度B=1 T的匀强磁场中,CO间距离是10 cm,C处最大静摩擦力是0.1 N.今通以图示方向的电流,要使闸刀能自动跳闸,CO间所通电流至少为_________ A.

解析:由于安培力要克服摩擦力,故有F·=F_f·CO,即F=BIL=2F_f,故I==2 A.

答案:2

10．长为的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为，板不带电，现有质量为m,电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直于磁场方向以速度水平射入磁场，欲使粒子不打到极板上，应满足______________

11．一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子（H）加速到v，使它获得动能为E_k，则能使α粒子（He）加速到的速度为______,能使α粒子获得的动能为_________.

解析：（1）设加速器D形盒半径为R，磁场磁感应强度为B.

由R=得v=,

=×=×=

所以粒子获得的速度v_α=v/2.

(2)由动能E_k=mv²得

=()²×=×()²=1

所以粒子获得的动能也为E_k.

答案：v/2  E_k

12．如图所示，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入中。

（1）试画出粒子的运动轨迹；

（2）求经过多长时间粒子重新回到O点？

13．如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有直径相同的两个金属球a和b，质量分别为m_A=2m，m_b=m。b球带正电荷2q，静止在磁感强度为B的匀强磁场中。a球不带电，以速度V₀进入磁场与b球发生正碰。若碰后b球对桌面压力恰好为零，求a球对桌面压力是多大？（两球都不离开桌面，并且不考虑两球间的静电力）

解：根据B球对桌面压力为零可知碰后重力与洛伦兹力平衡，得

再根据碰撞过程动量守恒，得

讨论：

（1）若，则A球碰后继续向右，，向上

（2）若，则A球碰后静止，，向上

（3），则A球碰后向左，，向上

以上三种情况根据牛三定律，A对桌面压力大小与N相同，方向相反，向下

14．如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：

（1）中间磁场区域的宽度d;

（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.

解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：

带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：

由以上两式，可得。

可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图13所示，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO₁O₂O₃是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为

（2）在电场中

，

在中间磁场中运动时间

在右侧磁场中运动时间，

则粒子第一次回到O点的所用时间为

。