2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十一 带电粒子在磁场中的运动 A卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题十一 带电粒子在磁场中的运动 A卷

1.关于奥斯特实验，下列说法正确的是(   )

A.说明磁体对通电直导线有磁场力的作用 

B.说明通电直导线对磁体有磁场力的作用

C.说明两个磁体之间有相互作用的磁场力 

D.说明两根相互平行的通电直导线之间有磁场力

2.有人根据公式提出以下看法，其中正确的是(   )

A.磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F的大小成正比

B.磁感应强度的数值跟通电导线的电流I成反比

C.磁感应强度的数值跟通电导线的长度成反比

D.磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关

3.如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线（在同一水平线上）连接而成的，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态.在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一长直导线Q.当Q中通以方向垂直纸面向里的电流时，下列判断正确的是(   )

A.导线框将向右摆动  B.导线框将向左摆动

C.从上往下看，导线框将逆时针转动 D.从上往下看，导线框将顺时针转动

4.如图所示，电流从A点分两路通过对称的环形支路汇合于B点，则环形支路的圆心O处的磁感应强度(   )

A.垂直于环形支路所在平面，且指向“纸外”

B.垂直于环形支路所在平面，且指向“纸内”

C.大小为零

D.在环形支路所在平面内，指向B点

5.如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当导线内通以大小为I，沿y轴负方向的电流时，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向，则匀强磁场的磁感应强度可能为(   )

A.沿z轴正方向，大小为 

B.平行于平面方向，大小为

C.平行于平面方向，大小为 

D.平行于平面方向，大小为

6.如图所示，为边长为L的正方形，在四分之一圆区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿方向射入磁场，粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为(   )

A. B. 

C. D.

7.如图所示，大量质量为m、带电荷量为的离子通过宽度为d的狭缝，沿着与边界垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，已知离子进入磁场的速度大小，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。则带电离子在磁场中可能经过的区域的面积是(   )

A. B. 

C. D.

8.如图，纸面内虚线上下两侧存在方向均垂直纸面向外的匀强磁场，虚线下方磁场的磁感应强度是虚线上方磁场磁感应强度的2倍。一带正电的粒子（重力不计）从虚线上O点，沿与虚线成角的方向以某速度垂直射入上方磁场，粒子从虚线上的P点第一次进入下方磁场，一段时间后粒子再次经过P点。粒子从O点至第一次到P点的过程中，平均速度为，从O点至第二次到P点的过程中，平均速度为，则等于（   ）

A.1：1 B.1：2 C.1：7 D.7：1

9.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为（   ）

A. B. C. D.

10.关于磁通量的单位，下列说法正确的是(   )

A.在国际单位制中，磁通量的单位为韦伯，简称为韦，符号为Wb

B.在国际单位制中，磁通量的单位为特斯拉，简称为特，符号为T

C.

D.

11.如图所示，竖直放置的长直导线中通有恒定电流，有一矩形导线框与导线在同一平面内，在下列情况中导线框中能产生感应电流的是(   )

A.导线框向右平动 B.导线框以导线为轴转动

C.导线框向下平动 D.导线框以边为轴转动

12.如图甲，一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向，磁感应强度在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向，则穿过圆环的磁通量、圆环中的感应电流、圆环的热功率随时间变化的图像可能正确的是(   )

A.  B.

C.  D.

13.如图所示，环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（b区域），圆形a区域内无磁场.设环形区域的内半径，外半径，磁场的磁感应强度.a区域内有一放射源，可向各个方向放射氘核、氚核、氦核三种带电粒子.已知氘核的比荷为，若a区域中沿半径方向射入磁场的速度大小相同三种带电粒子都不能穿越磁场，则粒子的速度可能是(   )

A. B. C. D.

14.如图所示，空间两个区域存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，为其边界，为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，则(   )

A.当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量向外

B.当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量为零

C.在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量一直减少

D.在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加

15.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线中的电流方向向左，中的电流方向向上；的正上方有两点，它们相对于对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外。已知两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则(   )

A.流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为

B.流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为

C.流经的电流在b点产生的磁感应强度大小为

D.流经的电流在a点产生的磁感应强度大小为

答案以及解析

1.答案：B

解析：奥斯特实验说明了电流对磁体有磁场力的作用，选项ACD错，B对。

2.答案：D

解析：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关，只是由通电导线所受的磁场力与导线的电流和长度的乘积的比值来度量，故选D。

3.答案：D

解析：由安培定则判断出通电导线Q在导线处产生的磁场方向竖直向上，在导线处产生的磁场方向竖直向下，根据左手定则，知导线受到的安培力垂直导线框平面向里，导线受到的安培力垂直导线框平面向外，从上往下看，导线框将顺时针转动，故D正确.

4.答案：C

解析：由安培定则可判断上边环形电流在O点处产生磁场的方向垂直纸面向里，下边环形电流在O点处产生磁场的方向垂直纸面向外，方向相反，两环形支路的电流相等，两环形支路关于直径对称，所以O处的磁感应强度为零，故C正确。

5.答案：D

解析：已知电流沿y轴负方向，安培力方向沿x轴正方向，根据左手定则知匀强磁场的磁感应强度方向平行于平面内，设磁场与导线的夹角为α，则，当时，由可知，B有最小值为，当时，，所以和是可能的，故A、B、C错误，D正确.

6.答案：C

解析：粒子沿磁场圆半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过c点，因此粒子出磁场时一定沿方向，轨迹如图所示.由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律得，解得，故C正确.

7.答案：B

解析：根据向心力公式和洛伦兹力公式得，解得。如图所示，磁场中带电离子可能经过的区域的面积，所以只有B项正确。

8.答案：D

解析：粒子运动轨迹如图，粒子在上方磁场做圆周运动的周期，在下方磁场做圆周运动的周期，，则，结合几何关系得，，则，答案为D。

9.答案：B

解析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由可知，第一象限粒子的运动半径是第二象限的运动半径的二倍，整个运动轨迹如图，即运动由两部分组成：第一部分是个周期，第二部分是个周期，故总时间，故B正确。

10.答案：AD

解析：特斯拉为磁感应强度的单位，A对，B错；根据可知C错，D对。

11.答案：AD

解析：导线框向右平动时，导线框中的磁感应强度减小，故磁通量减小，可以产生感应电流，故A正确；导线框以导线为轴转动时，穿过导线框的磁通量不变，故不会产生感应电流，选项B错误；导线框向下平动时，导线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流，故C错误；导线框以边为轴转动时，导线框中的磁通量发生变化，故会产生感应电流，故D正确。

12.答案：AC

解析：由可知，图像与图像类似，A正确；若无二极管，由和可知，图像与图像类似，由于二极管具有单向导电性，故B错误，C正确；由可知，在和时间内的图像与图像类似，D错误。

13.答案：AB

解析：要使沿方向运动的粒子不能穿越磁场，则其在环形区域磁场内的运动轨迹圆中最大者与磁场外边界圆相切，如图所示.设轨迹圆的半径为，则有，代入数据解得.设沿该轨迹圆运动的粒子速度为v，则有，解得，由于三种粒子中比荷最小是氚核（约为氘核的），代入数据得，所以A、B正确.

14.答案：BD

解析：正方形闭合回路运动到关于对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A错误，B正确；正方形闭合回路在从边与重合的位置运动到完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误，D正确。

15.答案：AC

解析：由对称性可知，流经的电流在两点产生的磁感应强度大小相等，设为，流经的电流在两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为，由磁场的叠加原理有，联立解得，所以AC正确，BD错误。