2024届新高考物理专题复习《磁场》冲刺提升二(Word版附答案)

由天下分享时间：2025/2/25 4:44:34 加入收藏我要投稿点赞

磁场

1.如图所示的虚线区域内,充满垂直纸面向内的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,一带电颗粒A以一定初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿水平直线从区域右边界O'点穿出,射出时速度的大小为vA,若仅撤去磁场,其他条件不变,另一个相同的颗粒B仍以相同的速度由O点射入并从区域右边界穿出,射出时速度的大小为vB,则颗粒B( ) A.穿出位置一定在O'点上方,vBvA C.穿出位置一定在O'点下方,vBvA

2.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )

A.ma>mb>mc B.mb>ma>mc C.mc>ma>mb D.mc>mb>ma

3.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为( ) A.11 B.12 C.121 D.144

4.(多选)如图所示为一利用海流发电的装置原理图.用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板M、N,板长为a、宽为b,板间的距离为d,将管道沿海流方向固定在海水中,在管道中施加与前后表面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B,将航标灯与两金属板连接(图中未画出).海流方向如图,海流速率为v,下列说法正确的是( )

A.M板的电势高于N板的电势

B.该海流发电机的电动势为Bdv C.该海流发电机的电动势为Bav

D.管道内海水受到的安培力方向向左

5.(多选)如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器,静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器.下列说法正确的是( )

A.磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内 B.加速电场中的加速电压U=2ER

C.磁分析器中圆心O2到Q点的距离d=√

BqD.任何离子若能到达P点,则一定能进入收集器

6.随着电子技术的发展,霍尔传感器被广泛应用在汽车的各个系统中.其中霍尔转速传感器在测量发动机转速时,情景简化如图甲所示,被测量转子的轮齿(具有磁性)每次经过霍尔元件时,都会使霍尔电压发生变化,传感器的内置电路会将霍尔电压调整放大,输出一个脉冲信号,霍尔元件的原理如图乙所示.下列说法正确的是( )

mER1

A.霍尔电压是由于元件中定向移动的载流子受到电场力作用发生偏转而产生的 B.若霍尔元件的前端电势比后端低,则元件中的载流子为负电荷

C.在其他条件不变的情况下,霍尔元件的厚度c越大,产生的霍尔电压越高

D.若转速表显示1 800 r/min,转子上齿数为150个,则霍尔传感器每分钟输出12个脉冲信号

7.(多选)在一次南极科考中,科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度.其原理如图所示,电路中有一段长方体的金属导体,它长、宽、高分别为a、b、c,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中电流沿x轴正方向,大小为I.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e,自由电子做定向移动可视为匀速运动,测出金属导体前后两个侧面间电压为U,则( )

A.金属导体的前侧面电势较低 B.金属导体的电阻为

C.自由电子定向移动的速度大小为D.磁感应强度的大小为I 8.如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求

necU

I neabUI

(1)磁场的磁感应强度大小; (2)甲、乙两种离子的比荷之比.

9.回旋加速器是现代高能物理研究中用来加速带电粒子的常用装置.图甲为回旋加速器原理示意图,置于高真空中的两个半径为R的D形金属盒,盒内存在与盒面垂直且磁感应强度为B的匀强磁场.两盒间的距离很小,带电粒子穿过的时间极短可以忽略不计.位于D形盒中心A处的粒子源能产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子通过两盒间被加速,经狭缝进入盒内磁场.两盒间的加速电压按图乙所示的余弦规律变化,其最大值为U0.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.已知t0=0时刻产生的粒子每次通过狭缝是都能被最大电压加速.求:

(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0;

(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比;

(3)t1=12与t2=60时刻产生的粒子到达出口处的时间差.

10.如图所示,水平桌面上方区域存在竖直向上的匀强电场,电场强度E=5 N/C,过桌左边缘的虚线PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=T,虚线PQ与水平桌面成45°角,现将一个质量m1=2.0×10 kg,带正电q=4.0×10 C的物块A静置在桌面上,质量m2=1.0×-3

10 kg、不带电的绝缘物块C从与A相距L=2.0 m处的桌面上以v0=5.0 m/s 的初速度向左运动.物块A、C与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,二者在桌面上发生碰撞(碰撞时间极短,A、C间无电荷转移),碰撞后C反弹速度大小为vC=1.0 m/s,A向左运动进入磁场,求:

(1)碰撞后物块A的速度;

(2)物块A从进入磁场到再次回到桌面所用时间;(结果保留两位有效数字)

(3)若一段时间后A、C在桌面上相遇,求碰撞前A与桌左边缘P的距离.(结果保留两位有效数字)

11.如图所示,ABCD矩形区域内存在互相垂直的有界匀强电场和匀强磁场的叠加场.有一质量为m、带电荷量大小为q的小球在光滑绝缘的水平面上,从静止开始经电压为U的电场加速后,水平进入ABCD区域中,恰能在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,且从B点射出,已知AB长度为√3L,AD长度为L,求:

-3

π3

(1)小球带何种电荷及进入叠加场时的速度大小; (2)小球在叠加场中做圆周运动的轨迹半径; (3)小球在叠加场中运动的时间.