【先学后教新思路】2020高考物理一轮复习-教案38-磁场对电流或运动电荷作用.docx

磁场对电流或运动电荷作用的综合训练(限时：45分钟)一、单项选择题1 关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是()A电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力B电场力对在电场中的电荷确定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上D只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用答案D解析静止在磁场中的电荷不行能受到洛伦兹力，A错；尽管电场力对电荷可以做功，但假如电荷在电场中不动或沿等势面移动，电场力做功为零，B错；洛伦兹力的方向与磁感线垂直，与运动方向垂直，C错只有D是正确的2 在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面对里如图1所示，A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()图1AB、D两点的磁感应强度大小相等BA、B两点的磁感应强度大小相等CC点的磁感应强度的值最大DB点的磁感应强度的值最大答案A解析由安培定则可推断通电直导线在C点的磁感应强度方向与B0的方向相反，B、D两点的磁感应强度方向与B0垂直，故B、D两点磁感应强度大小相等，A点的磁感应强度方向与B0相同，由磁场的叠加知A点的合磁感应强度最大故只有A项正确3. 如图2所示，在半径为R的圆形区域内布满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动，以下说法正确的是 ()图2A只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上B对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不愿定过圆心C对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长D只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上答案D解析当vB时，粒子所受洛伦兹力充当向心力，做半径和周期分别为R，T的匀速圆周运动；只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上，选项D正确4. 如图3所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面对里的匀强磁场，则小球的落点()图3A仍在A点B在A点左侧C在A点右侧D无法确定答案C解析加上磁场后，洛伦兹力虽不做功，但可以转变小球的运动状态(转变速度的方向)，小球做曲线运动，在运动中任一位置受力如图所示，小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向的加速度ayr2并相切于P点，设T1、T2，v1、v2，a1、a2，t1、t2，分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经受的时间，则 ()图7AT1T2 Bv1v2Ca1a2 Dt1r2则v1v2.B错误由a，T，得av，则a1a2，C正确又两质子的周期相同，由题图知质子1从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所转过的圆心角比质子2小，由tT知，t1t2，D正确三、非选择题9. 在倾角30的斜面上，固定一金属框，宽l0.25 m，接入电动势E12 V、内阻不计的电池垂直框面放置一根质量m0.2 kg的金属棒ab，它与框架间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度B0.8 T、垂直框面对上的匀强磁场中，如图8所示当调整滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(框架与金属棒的电阻不计，g取10 m/s2)图8答案1.4 R8.0 解析金属棒受到四个力作用：重力mg、垂直框面对上的支持力FN、沿框面对上的安培力F安及沿框面的静摩擦力Ff.金属棒静止在框架上时，静摩擦力Ff的方向可能沿框面对上，也可能沿框面对下，需分两种状况考虑：(1)当滑动变阻器R取值较大时，I较小，安培力F安较小，在金属棒重力重量mgsin 作用下金属棒有沿框面下滑的趋势，金属棒所受静摩擦力Ff沿框面对上，受力状况如图所示此时金属棒刚好不下滑，满足平衡条件：Blmgcos mgsin 0解得Rmax8.0 (2)当滑动变阻器R取值较小时，I较大，安培力F安较大，会使金属棒产生上滑的趋势，因此金属棒所受静摩擦力Ff沿框面对下，如图所示此时金属棒刚好不上滑，满足平衡条件：Blmgcos mgsin 0解得Rmin1.4 所以要使金属棒静止在框架上，滑动变阻器R的取值范围为1.4 R8.0 10如图9所示，在坐标系xOy中，第一象限内布满着两个匀强磁场a和b，OP为分界线，在区域a中，磁感应强度为2B，方向垂直纸面对里；在区域b中，磁感应强度为B，方向垂直纸面对外，P点坐标为(4l,3l)一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点O，不计粒子重力(sin 370.6，cos 370.8)求：图9(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？答案(1)(2)(n1,2,3，)解析(1)设粒子的入射速度为v，用Ra、Rb、Ta、Tb分别表示粒子在磁场a区和b区运动的轨道半径和周期，则：Ra，Rb，Ta，Tb粒子先从b区运动，后进入a区运动，然后从O点射出时，粒子从P运动到O点所用时间最短如图所示tan ，得37粒子在b区和a区运动的时间分别为：tbTb，taTa故从P到O时间为ttatb.(2)由题意及图可知n(2Racos 2Rbcos )解得：v(n1,2,3，)