热点16+磁场-40热点2019年高考名校物理模拟试题分项解析

热点16+磁场-40热点2019年高考名校物理模拟试题分项解析

一．选择题 ‎1．（2019广东七校联考）如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线M和N，通有等大反向的电流，该平面内的a、b两点关于导线N对称，且a点与两导线的距离相等。若a点的磁感应强度大小为B，则下列关于b点磁感应强度Bb的判断正确的是（ ）‎ A．，方向垂直该平面向里　　　　B．，方向垂直该平面向外 C．，方向垂直该平面向里　　D．，方向垂直该平面向外 ‎【参考答案】 B ‎【命题意图】本题考查安培定则、直线电流产生的磁场的叠加及其相关知识点。‎ ‎2．（2019四川成都摸底）关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是 A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 B．通电导线在磁场中一定受到安培力作用 C．洛伦兹力一定对运动电荷不做功 D．安培力一定对通电导线不做功 ‎【参考答案】 D ‎【命题意图】本题考查安培力和洛伦兹力及其相关知识点。‎ ‎【解题思路】【错误项分析】运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向相同，所受洛伦兹力为零即不受洛伦兹力作用，选项A错误；通电导线在磁场中若电流方向与磁场方向相同，则所受安培力为零即不受安培力作用，选项B错误；安培力方向通电导线垂直，可以对通电导线做功，选项D错误。【正确项分析】由于洛伦兹力方向永远垂直于速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力一定对运动电荷不做功，选项C正确。 ‎ ‎5. （2018年11月浙江选考物理）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是 A. 当天平示数为负时，两线圈电流方向相同 B. 当天平示数为正时，两线圈电流方向相同 C. 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力 D. 线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力 ‎【参考答案】A ‎【名师解析】当天平示数为负时，指针向下偏转，两线圈靠近，根据同向电流相吸，反向电流相斥，可知两线圈电流方向相同，选项A正确B错误；两线圈之间的作用力为作用力和反作用力，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力，选项C错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力是磁场力，而托盘对线圈Ⅱ的作用力是弹力，二者性质不同，不是一对相互作用力，选项D错误。 ‎ ‎（2）匀强电场中，由动量定理得：‎ ‎ （1分）‎ 从原点出发后第一次经过x轴，由 （1分）‎ 得磁场产生的冲量 （2分）‎ ‎2.（18分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为，电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。‎ ‎（1）求粒子到达O点时速度的大小； （2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小； （3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。‎ ‎【参考答案】（1）；（2）；（3）。‎ ‎【名师解析】 （2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是60°，在磁场中运动的轨迹如图1，轨迹圆心角θ=60°（2分） ‎ ‎ 根据几何关系，粒子圆周运动的半径为r="L" （2分） 考点：动能定理，牛顿第二定律，带电粒子在磁场中的运动。‎ ‎3．（16分）（2019河南名校联盟尖子生调研）如图所示，直角坐标系xOy平面内有垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个半径为R的绝缘圆筒垂直于坐标平面放置，圆心P在x轴上，O、P间的距离为2R，y轴上各点处均可沿x轴正方向发射质量为m、电荷量为q的同种带正电粒子，粒子的发射速度大小均为v0＝，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：‎ ‎（1）所有打到圆筒上的粒子中，在磁场中运动时间最短的粒子在磁场运动的时间及在y轴上发射的位置坐标；‎ ‎（2）从y轴上什么范围内发射的粒子能打在圆筒上?‎ 粒子在磁场中做圆周运动的周期： （1分）‎ 则最短时间：（1分）‎ 根据几何关系，发射点距坐标原点O的距离 ‎（2分），即对应粒子在y轴上发射的位置坐标为（0，）‎ ‎（2）设从圆筒上面恰好能打在圆筒上的粒子从y轴上射出的位置在M点，坐标为M（0，y1）‎ 由几何关系可知，（3分）‎ 设从圆筒下面恰好打在圆筒上的粒子从y轴上射出的位置在Q点，坐标为Q（0，y2）。‎ 由几何关系可知，（3分） ‎ 因此能打在圆筒上的粒子在y轴上射出的范围是：‎ ‎ （1分）‎