专题9+磁场章末检测-2018年高三物理一轮总复习名师伴学
专题9+磁场章末检测
一、单项选择题
1. 如图所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O′点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与竖直方向夹角均为θ，重力加速度为g.则( )
A．金属棒中的电流方向由N指向M
B．金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO′平面向上
C．金属棒中的电流大小为tan θ
D．每条细线所受拉力大小为mgcos θ
【答案】 C
2.不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的径迹如图所示.分别用vM与vN、tM与tN、与表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比，则( )
A．如果＝，则vM>vN
B．如果＝，则tM
D．如果tM＝tN，则>
2、【答案】 A
3.如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e点射出，则( )
A．如果粒子的速度增大为原来的2倍，将从d点射出
B．如果粒子的速度增大为原来的3倍，将从f点射出
C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，将从d点射出
D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短
【答案】 A
4．如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度大小为B，某种比荷为、速度大小为v的一群离子以一定发散角α由原点O出射，y轴正好平分该发散角，离子束偏转后打在x轴上长度为L的区域MN内，则cos 为( )
A.－ B．1－
C．1－ D．1－
【答案】 B
【解析】 由洛伦兹力提供向心力得
qvB＝m，
解得r＝.
根据题述，当离子速度方向沿y轴正方向时打在N点，当离子速度方向与y轴正方向夹角为 时打在M点，画出三种情况下离子的运动轨迹如图所示，
设OM之间的距离为x，则有
2rcos ＝x,2r＝x＋L，
联立解得cos ＝1－，选项B正确．
二、多项选择题
5．如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，两极间距为d，极板长和宽分别为a和b，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体，等离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导出．不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻的阻值，则( )
A．运动的等离子体产生的感应电动势为E＝Bav
B．可变电阻R中的感应电流方向是从Q到P
C．若可变电阻的阻值为R＝ρ，则其中的电流为I＝
D．若可变电阻的阻值为R＝ρ，则可变电阻消耗的电功率为P＝
5、【答案】 CD
变电阻的阻值为R＝ρ，由闭合电路欧姆定律有I＝＝，可变电阻消耗的电功率P＝I2R＝，C、D正确．
6．如图所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，垂直磁场方向的平面内有一长方形区域abcd，其bc边长为L，ab边长为L.两同种带电粒子(重力不计)以相同的速度v0分别从a点和ab边上的P点垂直射入磁场，速度方向垂直于ab边，两粒子都恰好经过c点，则下列说法中正确的是( )
A．粒子在磁场中运动的轨道半径为L
B．粒子从a点到c点的运动时间为
C．粒子的比荷为
D．P点与a点的距离为
【答案】 ACD
【解析】 如图，
系，可以求出轨迹圆心O2点到b点的距离为＝L，P点与a点的距离为L＋L－L＝L，P点与O1点重合，D正确．
7.如图所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块A和B，A带负电、质量为m、电荷量为q，B质量为2m、不带电，A和B间动摩擦因数为0.5.初始时A、B处于静止状态，现将大小为F＝mg的水平恒力作用在B上，g为重力加速度．A、B处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B0.若A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )
A．水平力作用瞬间，A的加速度大小为
B．A做匀加速运动的时间为
C．A的最大速度为
D．B的最大加速度为g
【答案】 BC
三、非选择题
8．aa′、bb′、cc′为足够长的匀强磁场分界线，相邻两分界线间距均为d，磁场方向如图8所示，Ⅰ、Ⅱ区域磁感应强度分别为B和2B，边界aa′上有一粒子源P，平行于纸面向各个方向发射速率为的带正电粒子，Q为边界bb′上一点，PQ连线与磁场边界垂直，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子间相互作用力，求：
(1)沿PQ方向发射的粒子飞出Ⅰ区时经过bb′的位置；
(2)粒子第一次通过边界bb′的位置范围；
(3)进入Ⅱ区的粒子第一次在磁场Ⅱ区中运动的最长时间和最短时间．
【答案】 见解析
则经过bb′的位置为Q下方(2－)d处
(2)当带正电粒子速度竖直向上进入磁场Ⅰ，距离Q点上方最远，如图乙所示，由几何关系得
cos α1＝＝，
α1＝60°
QH1＝2dsin α1＝d
当带正电粒子进入磁场Ⅰ后与bb′相切时，距离Q点下方最远，如图丙所示，由几何关系得
cos α2＝＝，
α2＝60°
QH2＝2dsin α2＝d
粒子通过的范围长度为L＝2d
9．如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：
(1)电场强度的大小E；
(2)磁感应强度的大小B；
(3)粒子在磁场中运动的时间t.
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】 (1)粒子运动轨迹如图所示，
(2)粒子到达O点时，沿y轴正方向的分速度
vy＝at＝·＝v0
则速度方向与x轴正方向的夹角α满足：tan α＝＝1
即α＝45°
粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场，垂直于NP射出磁场，粒子在磁场中的速度为：v＝v0
轨道半径R＝h
又由qvB＝m得B＝
