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高中物理选修3-1磁场 安培力 洛伦兹力

来源:用户分享 时间:2025/6/4 4:18:42 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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参考答案

1.A 【解析】

试题分析:带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,由洛伦兹力提供向心力,由几何知识求出轨迹半径r,根据牛顿第二定律求出磁场的磁感应强度. 解:带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,画出轨迹如图,根据几何知识得知,轨迹的圆心角等于速度的偏向角60°, 且轨迹的半径为 r=Rcot30°= R 根据牛顿第二定律得 qv0B=m故选:A

得,B=

=,故A正确,BCD错误;

【点评】本题是带电粒子在匀强磁场中运动的问题,画轨迹是关键,是几何知识和动力学知识的综合应用,常规问题. 2.C 【解析】

试题分析:导线在磁场内有效长度为2lsin30°=l,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI2lsin30°=BIL,选项C正确. 考点:安培力 【名师点睛】本题考查安培力的计算,熟记安培力公式F=BIL,注意式中的L应为等效长度,但要理解等效长度的意义;此题还可以分别求出两部分导线所受的安培力,然后将二力根据平行四边形法则合成也可以求解. 3.ABD 【解析】根据右手定则(磁感线穿掌心,四指指正电荷的运动方向或者负电荷运动的反方向,则拇指指受力方向)可判断ABD对,C情况电荷平行于磁感线运动不受洛伦兹力 【答案】D 【解析】

F,IL但是磁感应强度与电流元受到的安培力的大小无关,与电流元无关,与导线的长度无关,是

试题分析:若电流元IL垂直放置在磁场中所受力为F,则磁感应强度B一定等于B?答案第1页,总10页

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由磁场本身的性质决定的,故选项D正确,选项ABC错误。 考点:磁感应强度

【名师点睛】本题考查磁感应强度,知道磁感应强度与电流元受到的安培力的大小无关,与电流元无关,与导线的长度无关,是由磁场本身的性质决定的。 5.D

【解析】同相电流相互吸引,异向电流相互排斥,I2受到的磁场力水平向右,A错;根据右手螺旋定则,各个电流在周围空间形成的磁场为环形同心圆环,I1在周围空间形成顺时针方向的磁场;I2在周围空间形成逆时针方向的磁场;根据磁场的叠加,b、点磁场向下,没给出电流大小,所以d点磁感应强度的方向可能竖直左下,也可能竖直右下,C错;a点磁场方向向上和一定不为零; c点位置的磁感应强度方向向下,大小不可能为零;D对。 6.B 【解析】

试题分析:A、洛仑兹力的大小不仅与速度大小有关,还与速度和磁场的方向有关;错误 B、由左手定则可知B正确

C、洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向确定的平面,但是磁场方向与电荷运动方向不一定垂直;错误

D、洛伦兹力不做功所以,粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能不变;错误 故选B

考点:对洛伦兹力的理解

点评:容易题。注意洛伦兹力不做功,大小与磁场方向和电荷运动方向有关,决定洛伦兹力方向的因素有三个:电荷的电性(正或负)、速度方向、磁感应强度的方向. 7.1∶2 、 2∶1 【解析】

试题分析:当从A点射出时,半径为正方形边长的一半,即r1?根据半径公式可得a,轨迹的圆心角为?1??,2eBa?mamvA2?m?,tA?,解得vA?,tA? ??2BqBq2?Be2m当从C点射出时,半径为正方形的边长,即r2?a,轨迹的圆心角为?2?式可得a??2,根据半径公eBa?mmvB2?m?2,tB?,解得vB?,tA?,所以vA:vC?1:2,?BqBq2?2BemtA:tC?2:1,

考点:考查了带电粒子有界磁场中的运动,

8.BD 【解析】

试题分析:粒子走过的路程为L,粒子在匀强磁场中做匀速率圆周运动,则运动时间t=L,vA故B正确、A错误;洛伦兹力始终与运动方向垂直,不做功,故C错误;洛伦兹力不做功,粒子速度大小不变,但速度方向改变,故AB处速度不同,速率相同,D正确.故选BD. 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动

答案第2页,总10页

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9.C 【解析】 试题分析:根据右手螺旋定则可得导线下方的磁感应强度方向为垂直纸面向里,根据左手定则可得电子受到向下的洛伦兹力,故向下偏转,C正确; 考点:考查了洛伦兹力方向的判断 10.BC 【解析】 试题分析:根据右手螺旋定则得出直导线周围的磁场方向,分别在圆形通电导线左右两边各取一小段,判断出所受安培力的方向,结合电流大小相等,磁感应强度不等,比较安培力的大小,从而确定导线环所受的合力方向,根据作用力和反作用力的关系确定直导线所受合力的方向.

解:根据右手螺旋定则知,直导线周围的磁场在导线的左侧垂直纸面向里,在圆形导线的左右两侧各取一小段,根据左手定则,左端所受的安培力方向向右,右端所受安培力的方向向左,因为电流的大小相等,圆环左端的磁感应强度小于右端的磁感应强度,可知左端的受力小球右端的受力,则圆环B所受的合力方向向左,大小不为零.根据牛顿第三定律知,直导线所受的合力大小不为零,方向水平向右.故B、C正确,A、D错误. 故选:BC. 【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向,会根据左手定则判断安培力的方向. 11.CD 【解析】

试题分析:c点的磁感应强度为0,说明通电导线在O点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,由安培定则判断出通电导线中电流方向.通电导线在abcd四点处产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形定则进行合成,来分析b、a、d三点的磁感应强度大小和方向. 解:

A、由题,c点的磁感应强度为0,说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左,根据安培定则判断可知,直导线中的电流方向垂直纸面向外.故A错误.

B、通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上,根据磁场的叠加可知d点感应强度为T,方向与B的方向成45°斜向上,不为0.故B错误.

C、通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右,则a点磁感应强度为2T,方向向右.故C正确.

D、由上知道,通电导线在b点产生的磁感应强度大小为1T,由安培定则可知,通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下,根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知,b点感应强度为T,方向与B的方向成45°斜向下.故D正确. 故选:CD. 【点评】本题关键掌握安培定则和平行四边形定则,知道空间任意一点的磁感应强度都通电导线产生的磁场和匀强磁场的叠加而成的. 12.AC 【解析】

试题分析:本题中带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,粒子转过半圈,时间等于半个周期,根据半径公式r=

和周期公式T=

分析:

答案第3页,总10页

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仅把该粒子改为带负电,粒子的半径不变,仍转过半个圈射出磁场,将从B点射出; 仅增大磁感应强度,周期减小,转过半个周期射出磁场,即可分析时间的变化; 仅将磁场方向改为垂直于纸面向外,由左手定则判断洛伦兹力的方向,确定粒子的偏转方向向下从B离开磁场,半径不变,周期不变,即可知粒子在磁场中运动时间不变. 仅减少带正电粒子速度,半径减小,粒子将从AM之间的某点射出. 解:A、仅把该粒子改为带负电,由半径公式r=粒子将从B点射出.故A正确. B、仅增大磁感应强度,由周期公式T=

知,周期减小,粒子在磁场中运动半圈射出磁

得知,粒子的半径不变,向下偏转,则知场,运动时间是半个周期,则知粒子在磁场中运动时间将减小.故B错误.

C、仅将磁场方向改为垂直于纸面向外,粒子运动的周期不变,粒子的半径不变,粒子向下偏转从B射出磁场,粒子在磁场中运动半圈射出磁场,运动时间是半个周期,故粒子在磁场中运动时间不变.故C正确.

D、仅减少带正电粒子速度,由半径公式r=将从AM之间的某点射出.故D错误. 故选AC

【点评】本题的解题关键是掌握粒子圆周运动的半径公式r=

和周期公式T=

,根据得知粒子的半径减小,偏转方向不变,则粒子

轨迹进行分析. 13.BC 【解析】

试题分析:由左手定则可知,a带负电,b带正电,选项A错误;由轨迹图可知,a运动的

2122周期,而b运动的半径满足(rb?1)?3?rb,解得rb=2,41110

故转过的圆弧为60,运动了周期,则因为两粒子同时到达C点,则Ta?Tb,解得:466半径ra?3,运动的时间为Ta22?m?,选项B正确;两粒子的半径比为ra:rb?3:2选项 C正确;根据T?可得Tb3qBm?qBT?T,则质量之比为2:3,选项D错误;故选BC. 2?考点:带电粒子在匀强磁场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在匀强磁场中的运动问题;解题的关键是能画出粒子运动的轨迹图,结合几何关系找到粒子运动的圆心角和半径,在根据周期关系及半径关系求解其他的物理量. 14.A 【解析】

试题分析:如图所示,画出粒子在磁场中运动的轨迹.

答案第4页,总10页

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