2012届高考物理二轮《磁场》专题训练.doc

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2012届高考物理二轮《磁场》专题训练
1．如图6－17所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止。则()
A．磁场方向竖直向上
B．磁场方向竖直向下图6－17
C．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上
D．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下
解析：受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，B、C、D错误。
答案：A
2．如图6－18所示，带电量为＋q的金属圆环质量为m。套在固定的水平长直绝缘圆柱体上，环与圆柱体间的动摩擦因数为μ，环的直径略大于圆柱体的直径，整个装置处在垂直于纸面向内的范围足够大的匀强磁场中。现给环向右的水平初速度v0，设环在运动过程中带电量保持不变，则环运动过程中的速度图像可能是图6－19中的()图6－18

图6－19
解析：若v0＝eq\f(mg,qB)，则qBv0＝mg，因此金属环对圆柱体压力为零，摩擦力为零，金属环此后做匀速运动；若v0>eq\f(mg,qB)，则qBv0>mg，金属环对圆柱体压力向上，在摩擦力f＝μ(qvB－mg)＝ma的作用下金属环做加速度不断减小的变减速运动，当qBv＝mg后，金属环做匀速运动；若v0<eq\f(mg,qB)，则qBv0<mg，金属环对圆柱体压力向下，在摩擦力f＝μ(mg－qvB)＝ma的作用下金属环做加速度不断变大的变减速运动，直至静止。符合条件的为ABD三个选项。
答案：ABD
3．(2011·海南高考)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图6－20中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是()图6－20
A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
解析：带电粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据qvB＝eq\f(mv2,r)得轨道半径r＝eq\f(mv,qB)，粒子的比荷相同，故不同速度的粒子在磁场中运动的轨道半径不同，轨迹不同，相同速度的粒子，轨道半径相同，轨迹相同，故B正确。带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πm,qB)，故所有带电粒子的运动周期均相同，若带电粒子从磁场左边界出磁场，则这些粒子在磁场中运动时间是相同的，但不同速度轨迹不同，故A、C错误。根据eq\f(θ,t)＝eq\f(2π,T)得θ＝eq\f(2π,T)t，所以t越长，θ越大，故D正确。
答案：BD
4．如图6－21所示，MN是一段在竖直平面内半径为1m的光滑的1/4圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场。轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.1T。现有一带电荷量为1C、质量为100g的带正电小球从M点由静止开始自由下滑，恰能沿NP方向做直线运动，并进入右侧的复合场(NP沿复合场的中心线)。已知AB板间的电压为UBA＝2V，板间距离d＝2m，板的长度L＝3m，若小球恰能从板的边沿飞出，g取10m/s2。求：图6－21
(1)小球运动到N点时的速度v；
(2)水平向右的匀强电场的电场强度E；
(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B2。
解析：小球沿NP做直线运动，由平衡条件可得：
mg＝qvB1
得v＝10m/s。
(2)小球从M点到N点的过程中，由动能定理得：
mgR＋qER＝eq\f(1,2)mv2
代入数据解得：E＝4N/C。
(3)在板间复合场小球受电场力
qUBA/d＝1N/C，与重力平衡，
故小球做匀速圆周运动
设运动半径为R′，由几何知识得：
R′2＝L2＋(R′－eq\f(d,2))2
解得：R′＝5m
由qvB2＝mv2/R′，解得：B2＝0.2T。
答案：(1)10m/s(2)4N/C(3)0.2T
5．(2011·广东高考)如图6－22甲所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1＝R0，R2＝3R0，一电荷量为＋q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。
(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出