【物理】2020届二轮复习高考题型一专项练6　磁场作业

【物理】2020届二轮复习高考题型一专项练6　磁场作业

专项练6　磁场 ‎1.‎ 如图所示,三根长为L的直线电流在空间构成以A为顶点的等腰直角三角形,其中A、B电流的方向垂直纸面向里,C电流方向垂直纸面向外,其中B、C电流大小为I,在A处产生的磁感应强度的大小均为B0,导线A通过的电流大小为‎2‎I,则导线A受到的安培力是(　　)‎ ‎ 　　　　　　　　　　　　　‎ A.‎2‎B0IL,水平向左 ‎ B.2B0IL,竖直向上 C.2‎2‎B0IL,水平向右 ‎ D.0‎ ‎2.(多选)(2019湖北七市联考)圆心为O、半径为R的半圆的直径两端,分别固定有一根垂直圆平面的长直导线a、b,两导线中通有大小分别为2I0和I0且方向相同的电流。已知长直导线产生的磁场的磁感应强度B=kIr,其中k为常量、I为导线中电流、r为点到导线的距离。则下列说法中正确的是(　　)‎ A.圆心O处的磁感应强度的方向由a指向b B.在该直径上,磁感应强度为0的点与导线b距离为‎2R‎3‎ C.在该直径分割的半圆上一定存在“磁感应强度方向平行于直径ab”的位置 D.在该直径分割的半圆上一定存在“磁感应强度方向沿半圆切线方向”的位置 ‎3.‎ 如图所示,在间距为d的竖直虚线MN、PQ区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为+q的带电粒子沿与竖直方向成60°的方向,从A点以速度v0进入匀强磁场。不计粒子的重力,若要使粒子从MN飞出磁场,则磁感应强度的最小值为(　　)‎ A.B=mv‎0‎‎2qd B.B=‎‎3‎mv‎0‎‎2qd C.B=‎2‎3‎mv‎0‎‎3qd D.B=‎‎3mv‎0‎‎2qd ‎4.‎ ‎(2019四川成都九校联考)1931年,著名的英国物理学家狄拉克认为,既然电有基本电荷——电子存在,磁也应有基本磁荷——磁单极子存在,这样,电磁现象的完全对称性就可以得到保证,他从理论上用极精美的数学物理公式预言,磁单极子是可以独立存在的,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,类似于孤 立的点电荷的电场线。以某一磁单极子N为原点建立如图所示O-xyz坐标系,z为竖直方向,则一带电微粒可以在此空间做圆周运动的平面为(　　)‎ A.一定是z>0且平行于xOy的平面 B.一定是在xOy平面 C.一定是z<0且平行于xOy的平面 D.只要是过坐标原点O的任意平面均可 ‎5.‎ ‎(多选)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点沿BA方向射出,已知电荷的质量为m,带电荷量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是(　　)‎ A.匀强磁场的磁感应强度为mv‎0‎qL B.电荷在磁场中运动的时间为πL‎2‎v‎0‎ C.若减小电荷的入射速度,使电荷从CD边界射出,电荷在磁场中运动的时间会减小 D.若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB边的中点射出 ‎6.‎ 如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。纸面内有两个半径不同的半圆在b点平滑连接后构成一绝缘光滑环。一带电小球套在环上从a点开始运动,发现其速率保持不变。则小球(　　)‎ A.带负电 B.受到的洛伦兹力大小不变 C.运动过程的加速度大小保持不变 D.光滑环对小球始终没有作用力 ‎7.‎ 在图示的宽度范围内,用匀强电场可使以初速度v0垂直射入电场的某种正离子偏转θ角,若改用垂直纸面向外的匀强磁场,使该离子穿过磁场时偏转角度也为θ,则电场强度E和磁感应强度B的比值为(　　)‎ A.1∶cos θ B.v0∶cos θ C.tan θ∶1 D.v0∶sin θ 专项练6　磁场 ‎1.‎ B　解析 B、C电流在A处产生的磁感应强度的大小分别为B0,根据力的平行四边形定则,结合几何关系,则有A处的磁感应强度为:BA=‎2‎B0,方向水平向左;再由左手定则可知,安培力方向竖直向上,大小为F=‎2‎B0·‎2‎IL=2B0IL;所以B正确、ACD错误;故选B。‎ ‎2.BD　解析 假设导线a、b中电流方向均垂直于圆平面向里,且a在水平直径左端,根据右手定则可判断a在O点的磁场的方向竖直向下,b在O点的磁场的方向竖直向上,由磁感应强度B=kIr知,a在O处产生的磁场的磁感应强度比b的大,故叠加后O点磁场方向竖直向下,故A错误;设在直径上,磁感应强度为0的点与导线b距离为r',kI‎0‎r'‎=k‎2‎I‎0‎‎2R-r'‎,解得r'=‎2R‎3‎,所以B正确;在半圆上任取一点P,a在P点的磁场的磁感应强度为B1=k‎2‎I‎0‎r‎1‎,b在P 点的磁场的磁感应强度为B2=kI‎0‎r‎2‎,设该处磁感应强度的方向与aP的夹角为α,则tan α=B‎1‎B‎2‎‎=‎‎2‎r‎2‎r‎1‎,设aP与ab的夹角为β,则tan β=r‎2‎r‎1‎,所以tan α=2tan β,故B的方向不可能与ab平行,且一定存在B的方向沿半圆切线方向的位置,所以C错误,D正确。‎ ‎3.‎ D　解析 由题可得,粒子轨迹与PQ相切,由几何知识可得r+rcos 60°=d,解得r=‎2‎‎3‎d,电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力qv0B=mv‎0‎‎2‎r,解得磁感应强度的最小值为B=‎3mv‎0‎‎2qd,故ABC错误,D正确;故选D。‎ ‎4.A　解析 在z>0的区域,磁场的方向是斜向上的圆锥形状,带电微粒若能在平行于xOy的平面内做圆周运动,所受的洛伦兹力方向可以垂直磁感线斜向上,重力竖直向下,合力的方向水平指向z轴,故可满足做圆周运动的条件,故选项A正确,B、C、D错误。‎ ‎5.AB　解析 由图可以看出粒子圆周运动的半径R=L,根据牛顿第二定律qv0B=mv‎0‎‎2‎r,得B=mv‎0‎qL,A正确;因为T=‎2πLv‎0‎,转过的圆心角为90°,则t=‎1‎‎4‎‎×‎2πLv‎0‎=‎πL‎2‎v‎0‎,故B正确;若电荷从CD边界射出,则转过的圆心角为180°,故电荷在磁场中运动的时间增大,C错误;若电荷的入射速度变为2v0,则半径变为2L,轨迹如图。‎ 设DF为h,由几何知识(2L-h)2+L2=(2L)2,得h=(2-‎3‎)L≠‎1‎‎2‎L,可见E不是AB的中点,即粒子不会从AB中点射出,D错误。‎ ‎6.B　解析 小球速率不变,则做匀速圆周运动,可知所受的电场力和重力平衡,所以小球受向上的电场力,则小球带正电,选项A错误;小球的速率不变,根据f=Bqv可知受到的洛伦兹力大小不变,选项B正确;因小球在不同的圆环中运动的半径不同,根据a=v‎2‎r可知,小球从小圆环过渡到大圆环的过程中加速度变小,选项C错误;小球从小圆环过渡到大圆环的过程中,加速度减小,根据FN+qvB=ma可知光滑环对小球作用力要发生变化,且作用力不可能总是零,选项D错误;故选B。‎ ‎7.B　解析 设粒子的质量为m、电荷量为q、场区宽度为L,粒子在电场中做类平抛运动,则有:L=v0t①‎ a=qEm②‎ 则:tan θ=atv‎0‎③‎ 由①②③得:tan θ=qELmv‎0‎‎2‎④‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示。‎ R=mv‎0‎qB⑤‎ 由几何知识得:sin θ=LR⑥‎ 由⑤⑥解得:sin θ=qBLmv‎0‎⑦‎ 由④⑦式解得:EB‎=‎v‎0‎cosθ,B正确;ACD错误。‎