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-人教版高三全册物理试题.doc

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eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)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eq\f(7,12)B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(7,12)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＝eq\f(1,3)B0，B0－B1＋B2＝eq\f(1,2)B0，联立解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，所以A、C正确．
[答案]AC
2．(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＝0.4kg.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．2Ω B．2.5Ω
C．3Ω D．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＝eq\f(BEL,R)和水平方向的摩擦力．若摩擦力向左，且满足eq\f(BEL,R1)＋μmg＝Mg，代入数据解得R1＝4Ω；若摩擦力向右，且满足eq\f(BEL,R2)－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]A
3．(2018·广东佛山质检)(多选)如图所示，在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eq\x\to(EF)＝2d，eq\x\to(OF)＝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＝2r2sinθ，两式联立可解得r2＝3r1，由洛伦兹力提供向心力可得r1＝eq\f(m1v0,q1B)，另一种粒子的半径r2＝eq\f(m2v0,q2B)，可得eq\f(m2,q2)＝3eq\f(m1,q1)，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＝eq\f(2πm,qB)可知两种粒子的周期不同，由t＝eq\f(α,2π)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]BD
4．(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