2022年高三物理一轮复习磁场-强化训练-新人教版选修31

这是一份2022年高三物理一轮复习磁场-强化训练-新人教版选修31，共14页。试卷主要包含了选择题，本题共2小题，共20分，本题共6小题，共90分等内容，欢迎下载使用。

说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba0，b>0）.若撤去磁场则小球落在xOz平面的P（l、0、0）点．已知重力加速度为g．
（1）已知磁场方向与某个坐标轴平行，请确定其可能的具体方向．
（2）求出电场强度的大小．
（3）求出小球落至N点时的速率．

18．（16分）一对平行金属板水平放置，板间距离为d，板间有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，将金属板连入如图所示的电路，已知电源内阻为r，滑动变阻器的总电阻为R，现将开关S闭合，并调节滑动触头P至右端长度为总长度的处，一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区，恰好做匀速圆周运动.
（1）求电源的电动势；
（2）若将滑动变阻器的滑动触头P调到R的正中央位置，可以使原带电质点以水平直线从两板间穿过，求该质点进入磁场的初速度v0;
（3）若将滑动变阻器的滑动触头P移到R的最左端，原带电质点恰好能从金属板缘飞出，求质点飞出时的动能．
参考答案
1． 答案：B 根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba（2分）
因此要使粒子在磁场中运动的时间最长，则粒子在磁场中运动的圆弧所对应的弦长最长，从右图中可以看出，以直径ab为弦、R为半径所作的圆，粒子运动的时间最长． （2分）
设该弦对应的圆心角为，而（1分）
运动时间（2分）
又，故s（2分）
（2）（2分）
粒子在磁场中可能出现的区域：如图中以Oa为直径的半圆及以a为圆心Oa为半径的圆与磁场相交的部分．绘图如图． （2分）
15．解析：如图所示，带电小球在做圆周运动的过程中受到电场力FE、洛伦兹力FB和弹力FN的作用，其合力即为小球做圆周运动的向心力，由图可知：
（3分）
∴（2分）
其中FB=qvB，FE=kQq/R2，代入上式可得，
（2分）
上式中m、R、B、q、k、Q均为常数，所以FN为v的二次函数．对照y=ax2+bx+c，有a=m/R，b=－Bq，c=kQq/R2． （2分）
因a>0，故FN有最小值，且当时，FN最小（临界条件），最小值为．（2分）
可见，随着小球运动速度的增大，圆环对小球的弹力FN先减小、后增大，且临界状态（最小值）出现在v=BqR/2m时． （3分）
16．解析：（1）要求光斑的长度，只要找到两个边界点即可．初速度沿x轴正方向的电子，沿弧OB运动到P；初速度沿y轴正方向的电子，沿弧OC运动到Q．
设粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿第二定律得，
（4分）
即，从图中可以看出（4分）
（2）沿任一方向射入第一象限的电子经磁场偏转后都能垂直打到荧光屏MN上，需加最小面积的磁场的边界是以（0，R）为圆心，半径为R的圆的一部分，如图中实线所示． （4分）
所以磁场范围的最小面积．（4分）
17．解析：（1）用左手定则判断出：磁场方向为－x方向或－y方向． （4分）
（2）在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P点，设运动时间为t，
小球自由下落，有H=gt2/2（1分）
小球沿x轴方向只受电场力作用，Fe=qE（1分）
小球沿x轴的位移为l=at2/2（1分）
小球沿x轴方向的加速度为a=Fe/m（1分）
联立求解，得E=mgl/qH． （2分）
（3）带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛伦兹力不做功．电场力做功为：We=qEl，（1分）
重力做功为WG=mgH（1分）
设落到N点时速度大小为v，根据动能定理得，（2分）
解得，（2分）
18．解析：（1）因带电质点做匀速圆周运动，故电场力与重力平衡，①（1分）
又②
两板间电场强度③（1分）
两板间电压④（1分）
由闭合电路欧姆定律得，⑤（1分）
由①～⑤得，（2分）
（2）由题意知，电场力竖直向上，故质点带负电，由左手定则得洛伦兹力竖直向下，由平衡条件可得，⑥（2分）
因两极板间电压
故，⑦（2分）
由⑥⑦解得，⑧（1分）
（3）因板间电压变为⑨
故电场力（2分）
由动能定理得，⑩（2分）
由⑧⑨⑩解得．（1分）