2022届高三物理二轮复习练习：专题分层突破练8　磁场　带电粒子在磁场中的运动含解析

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专题分层突破练 8　磁场　带电粒子在磁场中的运
动
A组
1.(2021 浙江绍兴高三二模)如图所示,在架子上吊着一根绝缘导线,右侧导线下部某处装有一个铅坠,
使导线保持竖直状态,下端连接着一个铝箔刷子,刷子下方放置一张铝箔,调整刷子的高度使之下端刚
好与铝箔接触。将左侧导线接到电源的正极上,电源的负极连接铝箔,用可移动的夹子水平地夹住一
根强磁铁,右端 N极正对右侧导线,接通电源,发现右侧导线在摆动。下列判断正确的是(
　　
)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.右侧导线开始时垂直纸面向里摆动
B.右侧导线在摆动过程中一直受到安培力作用
C.右侧导线在整个摆动过程中安培力对其做正功
D.同时改变电流方向及磁铁的磁极方向,右侧导线开始摆动方向与原来相同
2.
(2021 山东临沂高三一模)如图所示,在垂直纸面的方向上有三根长直导线,其横截面位于正方形的三
个顶点 b、c、d上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示,一带负电的粒子从正方形的中心 O点
沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是(
　　
)
A.沿O到a方向 B.沿O到c方向
C.沿O到d方向 D.沿O到b方向
3.
(2021 河北高三月考)已知通电直导线磁场中某点的磁感应强度大小为 B=k(式中 k为常数,I为电流大
小,r为该点距导线的距离)。现有垂直纸面放置的三根通电直导线 a、b、c,其中三点间的距离之比
为ab
∶
bc
∶
ca=5
∶
3
∶
4。已知 a、b导线在 c点产生的磁感应强度方向平行于 a、b的连线。设
a、b的电流之比为 n,则(
　　
)
A.a、b的电流同向,n= B.a、b的电流反向,n=
C.a、b的电流同向,n=1 D.a、b的电流反向,n=1
4.(2021 贵州高三月考)比荷相同的带电粒子 M和N,经小孔 S以相同的方向垂直射入匀强磁场中,M
和N仅在洛伦兹力作用下运动的部分轨迹分别如图中虚线 a、b所示。下列说法正确的是(
　　
)
A.M带负电,N带正电
B.N的速度大于 M的速度
C.M、N在磁场中运动的周期相等
D.洛伦兹力对 M、N均做正功
5.
如图所示,有界匀强磁场边界线 SP 与MN 平行,速率不同的同种带电粒子从 S点沿 SP 方向同时射入
磁场,粒子的比荷相同,其中从 a点射出的粒子的速度 v1与MN 垂直;从b点射出的粒子的速度 v2与
MN 成60°角,设两粒子从 S到a、b所需时间分别为 t1和t2,不计重力和粒子间的相互作用,则t1
∶
t2为
(
　　
)
A.1
∶
3 B.4
∶
3
C.1
∶
1 D.3
∶
2
6.
(多选)(2021 山东枣庄高三二模)如图所示的长方体金属导体,前表面为 abcd,已知 Lab=10 cm、Lbc=5
cm。当 C、D两端加电压 U时,其中电流为 2 A;当A、B两端加电压 2U时,其中电流为 I。下列说法
正确的是(
　　
)
A.I=2 A
B.I=1 A
C.若A端接电源正极、B端接负极,同时加一垂直于 abcd 面向里的匀强磁场,则C端电势高
D.若A端接电源正极、B端接负极,同时加一垂直于 abcd 面向里的匀强磁场,则D端电势高
7.(多选)(2021 河南高三月考)如图所示,磁感应强度为 B的匀强磁场中,垂直磁场方向固定一边长为 L
的正方形线框 abcd,线框每边电阻均为 R。将线框的顶点 a、b接在电动势为 E、内阻为 R的电源上,
开关 S闭合电路稳定后 (
　　
)
A.线框的 ad 边和 bc 边受到的安培力方向相反
B.线框的 ab 边与 dc 边受到的安培力方向相反
C.整个线框受到的安培力大小为 0
D.整个线框受到的安培力大小为
8.(2021 福建厦门高三一模)如图所示,在x轴上方有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B的匀强
磁场,在x轴下方也有垂直纸面的匀强磁场(图中未画出)。一个质量为 m、电荷量为 q的带负电粒子,
在纸面内以大小为 v的速度从 O点与 x轴负方向成 60°角射入 x轴上方磁场,粒子第 1次经过 x轴时
的位置为 P(图中未画出),第2次经过 x轴时的位置为 Q(图中未画出),且粒子从 O点到 P点的运动时
间等于粒子从 P点到 Q点的运动时间,不计粒子受到的重力。求:
(1)从P点到 O点的距离;
(2)x轴下方匀强磁场的磁感应强度大小。
B组
9.(多选)(2021 湖北武汉高三月考)如图所示,直线 POQ 的上方有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,两
带电粒子 P、Q先后射入磁场,P的速度与磁场边界的夹角为 30°,Q的速度与磁场边界的夹角为
60°。已知两粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间相同,且均从 O点射出磁场,PO=2OQ,则(
　　
)
A.P和Q均带正电
B.P和Q的比荷之比为 1
∶
2
C.P和Q的速度大小之比为
∶
1
D.P和Q在磁场中运动的半径之比为 2
∶
1
10.
(多选)(2021 广东东莞高级中学高三月考)如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图,励磁线圈产生的匀强
磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直。电子速度的大小和磁场
强弱可分别由电子枪的加速电压和通过励磁线圈的电流来调节。下列操作一定能使电子的轨道半
径增大的是 (
　　
)
A.仅提高电子枪加速电压
B.仅增大励磁线圈中电流
C.提高电子枪的加速电压同时减小励磁线圈中的电流
D.提高电子枪的加速电压同时增大励磁线圈中的电流
11.(2021 浙江 6月选考)如图甲所示,空间站上某种离子推进器由离子源、间距为 d的中间有小孔的
两平行金属板 M、N和边长为 L的立方体构成,其后端面 P为喷口。以金属板 N的中心 O为坐标原
点,垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在电场强度为 E、方向沿 z轴正
方向的匀强电场;立方体内存在磁场,其磁感应强度沿 z方向的分量始终为零,沿x和y方向的分量 Bx
和By随时间周期性变化规律如图乙所示,图中 B0可调。氙离子(Xe2+)束从离子源小孔 S射出,沿z方
向匀速运动到 M板,经电场加速进入磁场区域,最后从端面 P射出,测得离子经电场加速后在金属板 N
中心点 O处相对推进器的速度为 v0。已知单个离子的质量为 m、电荷量为 2e,忽略离子间的相互作
用,且射出的离子总质量远小于推进器的质量。
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