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专题能力提升练(四) 电场和磁场
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)
1.(2016·永州二模)如图所示,四根完全相同的垂直于纸面放置的长直导线,其横截面分别位于正方形abcd的四个顶点上,直导线分别通有方向垂直于纸面向外、大小分别为I=I,I=2I,I=3I,I=4I
的恒定电流, B=k,式中常量k>0,I为电流大小已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为,忽略电流间的相互作用,若电流I在正方形的中心O点产生的磁感应强度
0cda000b
大小为B,则O点处实际的磁感应强度大小及方向为 ( )
a
A.10B,方向垂直于纸面向里
B.10B,方向垂直于纸面向外
C.2B,方向由O点指向bc中点
B,D.2方向由O点指向ad中点
【解析】选C。电流I在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B,四根通电导线到O
点的距离 B=k可得b、c、d在O点产生的磁感应强度大小分别,,I结合题意相等,:I=I,I=2I=3I,I=4I由公式为2B、3B、4B,由安培定则可知,b导线在中心O点产生的磁
a
0b0dc0a0
感应强度方向由c→a,c导线在中心O点产生的磁感应强度方向由d→b,d导线在中心O点产生的磁感应强度方向由a→c,根据矢量的合成法则可知,a、c两导线在O点产生的合磁感应强度大小
为2B,方向d→b,b、d两导线在O点产生的合磁感应强度大小为错误。D 最新教育教学资料精选． 最新教育教学资料精选
C故选项,中
点bc点指向O方向由B,2B=2Oc,a2B,方向由→所以点处实际的磁感应强度大小为· B、,A正确、
2.如图所示,三种均带正电荷的带电粒子(重力不计)从O点以相同的速度进入同一偏转电场,射出后均打在一个竖直放置的足够大的荧光屏上。若三种带电粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列说法中正确的是 ( )
A.三种粒子在偏转电场中的运动时间之比为2∶1∶1 B.三种粒子离开偏转电场时的速度相同 C.三种粒子将打在荧光屏上的同一点 D.偏转电场对三种粒子做功之比为2∶1∶2 l,偏转电场极板长为板间距U,粒子进入偏转电场时的速度大小为v,D【解析】选。设偏转电场的
电压为
0
t=,所以带电粒子通过偏转电场的时间是相同的d,则带电粒子在偏转电场中运动的时间为,故
选离为项A错误;由于粒子进入电场时的初速度大小相同,所以粒子离开偏转电场时的速度取决
于粒子在偏转电场
∝,因为三种粒子的比荷之比为2∶1∶1,故选项Bv中竖直方向上获得的速度v,又因为错误
=at=t;
yy
22
,所以粒子不会打在荧光屏上的同一点,∝粒子在偏转电场中偏转的距离故选项y=at=·C错t
∝,W所以偏转电场对三种粒子做功之比为y,偏转电场对三种粒子做的功为W=因为y,∝所以误;
12∶∶2,故选项D正确。3.(2016·日照一模)如图甲为水平放置的两根平行光滑导轨,处在垂直轨道平面向里的匀强磁场中,均匀金属棒AB垂直于导轨水平静止放置。从t=0时刻开始在AB棒上通有图乙所示的交变电流,规定甲图所示的电流方向为正方向。下列说法正确的是 ( )
A.金属棒将在某一范围内往复运动
B.t时刻金属棒的速度最大 最新教育教学资料精选．
1
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C.t时刻金属棒的加速度最大 D.安培力时而做正功,时而做负功
2
【解析】选D。根据左手定则可知,当电流的方向向下时,棒受到的安培力的方向向右,同理,当电流的方向向上时,棒受到的安培力的方向向左。由于电流随时间按照正弦规律变化,而安培力F=BIL与电流成正比,所以金属棒受到的安培力也随时间按照正弦规律变化,在前半个周期内(0～t时间内)棒受到的安培力的方向向右,所以棒向右做加速运动;在后半个周期内棒受到的安
2
培力的方向向左,将向右做减速运动,由于加速阶段的加速度和减速阶段的加速度具有对称性,所以由运动的对称性可知,当t=t时刻棒的速度恰好为0,t时刻金属棒的速度最大,此后棒将不断
4
重复第一个周期内的运动,所以棒将一直向右运动,故选项A、B错误;由F=BIL可知在t时刻金
2
属棒受到的安培力最大,加速度最大,故选项C错误;金属棒一直向右运动,前半个周期内(0～t
1
时间内)棒受到的安培力的方向向右,安培力做正功;后半个周期内棒受到的安培力的方向向左,
2
安培力做负功,故选项D正确。 【加固训练】
如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心。两金属
。质量为0.05kg匀强磁场方向如图所示,大小为0.5T轨道之间的宽度为0.5m,点。当在金属 、
细杆内通以电流强度的金属细杆置于金属轨道上的M长为0.5 mMN=OP=1m,金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动。已知2A的恒定电流时,为) ( 则
2
5 m/sA.金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s 金属细杆运动到P点时的速度大小为B. 点
2
时的向心加速度大小为10m/sC.金属细杆运动到P0.75N
P点时对每一条轨道的作用力大小为D.金属细杆运动到金属细0.5N=0.5 N,F=BIL=0.5×2×【解
析】选D。金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小为
2
安
W安培力做功P点的运动过程,Ma==10m/s,A错误;对金属细杆从点到杆开始运动时的加速度大
小为
2
安
点时的P=mv,解得金属细杆运动到W=-mg(MN+OP)=1J,=F·重力做功W·ON=-0.5J,由动能定理
得+W
G安G安
点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方金属细杆运动到P;
2024届高三物理二轮复习专题能力提升练四电场和磁场
