【文档说明】第十章 磁场.docx,共(5)页,96.842 KB,由小赞的店铺上传
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第十章磁场做真题明方向授课提示:对应学生用书97页1.[2024·全国甲卷](多选)如图,一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面(纸面)内的光滑定滑轮,绳的一端连接一矩形金属线框,另一端连接一物块.线框与左侧滑轮
之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场,磁场上下边界水平.在t=0时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场.运动过程中,线框始终在纸面内且上下边框保持水平.以向上为速度的正方向,下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正
确的是()答案:AC解析:线框在减速进入磁场的过程中,对线框受力分析,根据牛顿第二定律有mg+B2L2vR-T=ma,对物块受力分析,根据牛顿第二定律有T-Mg=Ma,联立解得a=B2L2v(M+m)R-M-mM+mg,则随着速度的减小,加速度不断减小,B错误;结合B项分析可知,若匀强磁场区域
高度与线框宽度相等且物块质量与线框质量相等,则线框在磁场中一直做加速度逐渐减小的减速运动,出磁场后匀速运动,则A选项的图像可能正确;若匀强磁场区域高度大于线框宽度且物块质量与线框质量相等,则线框进磁场和
出磁场阶段均做加速度逐渐减小的减速运动,完全在磁场中运动时不受安培力,做匀速运动,完全出磁场后,也做匀速运动,则C选项的图像可能正确;D选项的图像中线框出磁场后匀加速,说明物块质量大于线框质量,但在此情况下,结合B
项分析可知,存在第二段匀速阶段时,不会存在第三段减速阶段,D错误.2.[2023·新课标卷]一电子和一α粒子从铅盒上的小孔O竖直向上射出后,打到铅盒上方水平放置的屏幕P上的a和b两点,a点在小孔O的正上方,b点在a点的右侧,如图所示.已知α粒子的速度约
为电子速度的110,铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场,则电场和磁场方向可能为()A.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里B.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外C.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里D.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外答案:C解析:
假设电子打在a点,即其所受电场力与洛伦兹力大小相等,方向相反,故eE=evB,由于α粒子的速度v′小于电子的速度v,所以2eE>2ev′B,α粒子经过电、磁组合场后向右偏转,即其所受合力方向向右,由于α粒子带正电,所以电场方向水平向右,AB错误
;电子所受电场力水平向左,则其所受洛伦兹力水平向右,则磁场方向垂直纸面向里,D错误,C正确.假设α粒子打在a点,同样可以得出C正确.3.[2023·全国乙卷]如图,一磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于
纸面(xOy平面)向里,磁场右边界与x轴垂直.一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中,在磁场另一侧的S点射出,粒子离开磁场后,沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点;SP=l,S与屏的距离为l2,与x轴的距离为a.如果保持所有条件不变,在磁场区域再加上电场强度
大小为E的匀强电场,该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏.该粒子的比荷为()A.E2aB2B.EaB2C.B2aE2D.BaE2答案:A解析:由题知,一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中,在磁场另一侧的S点射出,则根据几何关系可知粒子做圆周运动的半径r=2a则粒子做圆周运动有qvB=mv2
r则有qm=v2a·B如果保持所有条件不变,在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场,该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏,则有Eq=qvB联立有qm=E2a·B2故选A.4.[2023·湖南卷]如图,真空中有区域Ⅰ
和Ⅱ,区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里,等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.图中A、C、O三点在同一直线上,AO与GF垂直,且与电场和磁场方向均垂直.A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同
的粒子射入区域Ⅰ中,只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ.若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1,区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2,则粒子从CF的中点射出,它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0.若改变电场或磁场强弱,能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t,不计粒子的重力及粒子之
间的相互作用,下列说法正确的是()A.若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1,则t>t0B.若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E,则t>t0C.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为34B2,则t=t02D.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为24B2,则t=2t0答案:D解析:由题知粒子在A
C做直线运动,则有qv0B1=qE区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2,则粒子从CF的中点射出,则粒子转过的圆心角为90°,根据qvB=m4π2T2r,有t0=πm2qB2若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1,则粒子沿AC做直线
运动的速度,有qvA·2B1=qE则vA=v02再根据qvB=mv2r,可知粒子运动半径减小,则粒子仍然从CF边射出,粒子转过的圆心角仍为90°,则t=t0,A错误;若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E,则粒子沿AC做直线运动的速度,有qv1=q·2E则v1=2v0再根据qvB=mv
2r,可知粒子运动半径变为原来的2倍,则粒子F点射出,粒子转过的圆心角仍为90°,则t=t0,B错误;若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为34B2,则粒子沿AC做直线运动的速度仍为v0,再根据qvB=mv2r,可知粒子半径变为原来的43>2,则粒子从OF边射
出,根据几何关系可知转过的圆心角为60°,根据qvB=m4π2T2r,有t=43πm9qB2则t=83t09C错误;若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为24B2,则粒子在AC做直线运动的速度仍为v0,再根据qvB=mv2r,可知
粒子半径变为原来的42>2,则粒子从OF边射出,根据几何关系可知转过的圆心角为45°,根据qvB=m4π2T2r,有t=2πm2qB2则t=2t0D正确.故选D.