文档介绍：第十四单元磁场(磁场及带电粒子在磁场中的运动)
测试时间:90分钟满分:110分
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、选择题(本题共12小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项正确,第9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.[2016·北京高考]中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是( )
、北极与地磁场的南、北极不重合
,地磁南极在地理北极附近
答案 C
解析由《梦溪笔谈》中的记载和题中磁感线分布示意图可知,地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近,地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,在两极附近地球表面的地磁场方向不与地面平行,故C错误,A、B正确;射向地球赤道的带电宇宙射线粒子与地磁场的磁感线不平行,故受洛伦兹力的作用,故D正确。
2. [2017·沧州检测]如图所示,两平行光滑金属导轨PQ、MN间距为L,与电动势为E、内阻为r的电源相连,重力为G、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计。现在加上匀强磁场使ab棒保持静止,设回路中电流为I,则所加磁场的磁感应强度( )
,磁感应强度大小为
,磁感应强度大小为
答案 D
解析当金属棒ab受到沿斜面向上的安培力来平衡重力分力Gsinθ时,所加磁场的磁感应强度最小为,故A、B均错误;若磁场竖直向下,金属棒受到的安培力水平向右,根据受力平衡有Gsinθ=BILcosθ,磁感应强度B=,故C错误;若磁场水平向右,金属棒受到的安培力竖直向上,用以平衡重力,有G=BIL,此时的磁感应强度B=,故D正确。
3.[2016·全国卷Ⅱ]一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析由题可知,粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,由几何关系可知,粒子在磁场中做圆周运动的圆弧所对的圆心角为30°,因此粒子在磁场中运动的时间为t=×,粒子在磁场中运动的时间与筒转过90°所用的时间相等,即=×,求得=,故A正确。
4.[2016·广东七校二次联考]真空中两根金属导线平行放置,其中一根导线中通有恒定电流。在导线所确定的平面内,一电子从P点运动的轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示,则一定是( )
答案 C
解析通过观察电子的运动轨迹,靠近导线的cd处,电子的偏转程度大,说明靠近cd处偏转半径较小;在磁场中运动的电子所受洛伦兹力永远不做功,故电子速率不变,由带电粒子在磁场中运动的半径公式
R=知,偏转半径小说明cd处磁感应强度较大,所以cd导线中通有电流;根据曲线运动的特点,合外力指向弧内,即洛伦兹力指向左侧,根据左手定则可知cd左侧区域磁场方向垂直纸面向里,再由安培定则可知,电流的方向从c到d,故C项正确。
5.[2017·辽宁模拟]如图甲所示,a、b两平行直导线中通有相同的电流,当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上,且两导线与圆心连线的夹角为60°时,圆心处的磁感应强度大小为B。如图乙所示,c导线中通有与a、b导线完全相同的电流,a、b、c垂直圆平面放置在圆周上,且a、b两导线与圆心连线的夹角为120°,b、c两导线与圆心连线的夹角为30°,则此时圆心处的磁感应强度大小为( )
答案 A
解析当a、b两导线与圆心连线的夹角为60°时,它们在圆心处的磁感应强度如图1所示,设Ba=Bb=B1,则有B=B1。当a、b两导线与圆心连线夹角为120°时,如图2所示,它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B′=B1,再与c导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强度矢量和为
B1,因此圆心处的磁感应强度大小为B,故A正确。
6.[2016·四川高考]如图所示,正六边形abcdef区域