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2019-2020年高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷二十六 磁場2（含解析） 一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的） 1.（xx廣東高考真題）在同一勻強磁場中，α粒子()和質(zhì)子()做勻速圓周運動，若它們的動量大小相等，則α粒子和質(zhì)子 A．運動半徑之比是2∶1 B．運動周期之比是2∶1 C．運動速度大小之比是4∶1 D．受到的洛倫茲力之比是2∶1 2.（xx四川高考真題）小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓 A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是 D．有效值是 3.（xx北京高考真題）實驗觀察到，靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意如圖，則（ ） A、軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向外 B、軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外 C、軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里 D、軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面向里 v θ c d a b M N l 4.（xx安徽高考真題）如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成θ角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動（金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好）。則 A．電路中感應(yīng)電動勢的大小為 B．電路中感應(yīng)電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的發(fā)熱功率為 二 、多選題（本大題共3小題 ） 5.（xx新課標(biāo)2高考真題）指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說明正確的是 A. 指南針可以僅具有一個磁極 B. 指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場 C.指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾 D.在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn) 6.（xx山東高考真題）如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，以下說法正確的是 A．處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高 B．所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動 C．若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動 D．若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動 7. 質(zhì)量為m，帶電量為q的小物塊，從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，如圖所示，若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是（ ） A．小物塊一定帶正電荷 B．小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動 C．小物塊在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動 D．小物塊在斜面上下滑過程中，當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速度為 三 、簡答題（本大題共2小題 ） 8.（xx浙江高考真題）小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1m，豎直邊長H=0.3m，匝數(shù)為。線圈的下邊處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0~2.0A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使得天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量。（重力加速度?。? （1）為使電磁天平的量程達(dá)到0.5kg，線圈的匝數(shù)至少為多少 （2）進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選匝、形狀相同的線圈，總電阻，不接外電流，兩臂平衡，如圖2所示，保持不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾?。?dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強度的變化率。 9.（xx天津高考真題）現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運動。在真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的勻強電場和勻強磁場，電場和磁場的寬度均為d。電場強度為E，方向水平向右；磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里。電場、磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在第1層電場左側(cè)邊界某處由靜止釋放，粒子始終在電場、磁場中運動，不計粒子重力及運動時的電磁輻射 （1）求粒子在第2層磁場中運動時速度的大小與軌跡半徑 （2）粒子從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時，速度的方向與水平方向的夾角為，試求 （3）若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出，試問在其他條件不變的情況下，也進(jìn)入第n層磁場，但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場右側(cè)邊界，請簡要推理說明之 xx萬卷作業(yè)卷（二十六）答案解析 一 、單選題 1.【答案】B 【解析】帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動時，由可知，由于兩粒子的動量mv大小相等，則α粒子與質(zhì)子的運動半徑之比等于電荷量之比的倒數(shù)，即為1：2，A項錯誤；由可知，兩粒子的運動周期之比，B項正確；由p=mv可知，速度之比等于質(zhì)量比的倒數(shù)，即為1：4，C項錯誤；由f=qvB可知，洛倫茲力大小之比為1：2，D項錯誤。 2.【答案】D 【解析】由題意可知，線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，因此對單匝矩形線圈總電動勢最大值為2e0，又因為發(fā)電機線圈共N匝，所以發(fā)電機線圈中總電動勢最大值為2Ne0，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，在不計線圈內(nèi)阻時，輸出電壓等于感應(yīng)電動勢的大小，即其峰值為2Ne0，故選項A、B錯誤；又由題意可知，若從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關(guān)系可知，U＝，即U＝，故選項C錯誤；選項D正確。 3.【答案】D 【解析】 靜止的核發(fā)生衰變（）由內(nèi)力作用，滿足動量守恒，則新核和電子的動量等大反向，垂直射入勻強磁場后均做勻速圓周運動，由可知，則兩個新核的運動半徑與電量成反比，即，則新核為小圓，電子為大圓；而新核帶正電，電子帶負(fù)電，由左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，選項D正確。 4.【答案】B 【解析】金屬棒的有效切割長度為l，電路中感應(yīng)電動勢的大小，選項A錯誤；金屬棒的電阻，根據(jù)歐姆定律電路中感應(yīng)電流的大小，選項B正確；金屬桿所受安培力的大小，選項C錯誤；根據(jù)焦耳定律，金屬桿的發(fā)熱功率為，選項D錯誤．答案為B． 二 、多選題 5.【答案】BC 【解析】指南針不可以只有一個磁極，故A錯誤；指南針能夠指向南北，說明地球有磁場，故B正確；當(dāng)附近的鐵塊磁化是，指南針的指向會收到附近鐵塊的干擾，故C正確；根據(jù)安培定則，在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時會產(chǎn)生磁場，指南針會偏轉(zhuǎn)與導(dǎo)線垂直，故D項錯誤。 6.【答案】ABD 【解析】思路點撥根據(jù)右手定則可知，圓盤切割磁場部分產(chǎn)生的電流方向指向圓心D，電源內(nèi)部電流方向由電勢低處流向電勢高處，故靠近圓心處電勢高，A項正確；磁場越強，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，圓盤受到的阻力越大，圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動，B項正確；磁場反向，切割部分產(chǎn)生的感應(yīng)電流反向，根據(jù)左手定則可知圓盤受到的阻力的方向不變，C項錯誤；若所加磁場充滿整個圓盤，則穿過圓盤任意位置的磁通量不變，圓盤不產(chǎn)生感應(yīng)電流，同盤不受阻力，故圓盤將做勻速轉(zhuǎn)動，D項正確。 7.BD 三、簡答題 8.【答案】（1）匝（2） 【解析】（1）線圈收到安培力F=NBIL ① 天平平衡mg= NBIL ② 代入數(shù)據(jù)得N=25匝 ③ （2）由電磁感應(yīng)定律得E= ④ E= ⑤ 由歐姆定律得I`=E/R ⑥ 線圈受到安培力F`= ⑦ 天平平衡mg`= ⑧ 代入數(shù)據(jù)可得=0.1T/s ⑨ 9.【答案】（1）； （2）； （3）見解析； 【解析】(1)粒子在進(jìn)入第2層磁場時，經(jīng)過兩次電場加速，中間穿過磁 場時洛倫茲力不做功。由動能定理，有2qEd=0.5mv 解得 粒子在第2層磁場中受到的洛倫茲力充當(dāng)向心力，有 聯(lián)立解得r2= （2）設(shè)粒子在第n層磁場中運動的速度為vn，軌跡半徑為rn（下標(biāo)表示粒子所在層數(shù)）， 粒子進(jìn)入到第n層磁場時，速度的方向與水平方向的夾角為,從第n層磁場右側(cè)邊界突出時速度方向與水平方向的夾角為，粒子在電場中運動時，垂直于電場線方向的速度分量不變，有： 由圖根據(jù)幾何關(guān)系可以得到： 聯(lián)立可得： 由此可看出，，…，為一等差數(shù)列，公差為d，可得： 當(dāng)n=1時，由下圖可看出： 聯(lián)立可解得： （3）若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出，則： ， 在其他條件不變的情況下，打印服務(wù)比荷更大的粒子，設(shè)其比荷為，假設(shè)通穿出第n層磁場右側(cè)邊界，粒子穿出時速度方向與水平方向的夾角為，由于，則導(dǎo)致： 說明不存在，即原假設(shè)不成立，所以比荷較該粒子大的粒子不能穿出該層磁場右側(cè)邊界。