第10练　磁场（含解析）--2024年高考物理大二轮复习

这是一份第10练　磁场（含解析）--2024年高考物理大二轮复习，共15页。
1.(2023·江苏卷·2)如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力为( )
A．0 B．BIl C．2BIl D.eq \r(5)BIl
2．(2022·北京卷·7)正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是( )
A．磁场方向垂直于纸面向里
B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D．轨迹3对应的粒子是正电子
3.(2022·江苏卷·3)如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向( )
A．平行于纸面向上
B．平行于纸面向下
C．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D．左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
4.如图所示为一棱长为d的正方体，在FE、ND两边放置足够长直导线，通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中C、O两点处的磁感应强度大小分别为( )
A．2B、0 B．2B、2B
C．0、eq \r(2)B D.eq \r(2)B、eq \r(2)B
5.如图所示，直角三角形ABC区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，∠B＝90°，∠C＝30°。某种带电粒子(重力不计)以不同速率从BC边上D点垂直BC边射入磁场，速率为v1时粒子垂直AC边射出磁场，速率为v2时粒子从BC边射出磁场，且运动轨迹恰好与AC边相切，粒子两次在磁场中运动轨迹半径分别为r1、r2，运动时间分别为t1、t2。下列说法正确的是( )
A．粒子带正电 B．r1∶r2＝2∶1
C．v1∶v2＝3∶1 D．t1∶t2＝1∶4
6．(2023·江苏盐城市三模)通电直导线ab的质量为m，长为l，用两根细线把导线ab水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导线处于平衡时悬线与竖直方向成θ＝30°角，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A．mg＝eq \f(\r(3),3)BIl
B．悬线的拉力FT＝eq \f(1,2)mg
C．若增大磁感应强度，则悬线的偏角将不变
D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导线ab可摆过的最大角度为60°
7.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电荷量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子，从静止开始经U0＝2.5 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝15 cm(粒子重力不计，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0. 8)。
(1)求带电粒子到达P点时速度v的大小；
(2)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x 轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离；
(3)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件。
[争分提能练]
8.空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面，线段MN是屏与纸面的交线，长度为4L，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；SP⊥MN，P为垂足，如图所示，已知SP＝MP＝L，若MN上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率至少为( )
A.eq \f(\r(2)qBL,m) B.eq \f(2qBL,m)
C.eq \f(\r(5)qBL,m) D.eq \f(\r(10)qBL,m)
9.(2023·江苏盐城市三模)如图所示，纸面内有宽为L、水平向右飞行的带电粒子流，粒子的质量为m、电荷量为＋q、速率为v0，不考虑粒子的重力及相互作用。要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域。设B0＝eq \f(mv0,qL)。选项A、B、C中的曲线均为半径是L的四分之一圆弧，其中A、B的磁感应强度B＝B0，C的磁感应强度B＝2B0，选项D中曲线是直径为L的圆，磁感应强度B＝B0。则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可能是( )
10．(2022·湖北卷·8改编)在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为( )
A.eq \f(1,3)kBL,0° B.eq \f(1,5)kBL,0°
C．kBL,60° D．2kBL,60°
11.(2023·江苏盐城中学三模)如图所示，在直角坐标系xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为直径。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从b点以某一初速度v0(v0大小未知)沿平行于x轴正方向进入磁场区域，从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。下列说法不正确的是( )
A．该粒子的速度为v0＝eq \f(BqR,m)
B．该粒子从b点运动到a点的时间为eq \f(πm,2qB)
C．以eq \f(\r(2),2)v0从b点沿各个方向垂直进入磁场的该种粒子从边界出射的最远点恰为a点
D．以eq \r(2)v0从b点沿各个方向垂直进入磁场的该种粒子在磁场中运动的最长时间是eq \f(πm,4qB)
12.空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。某同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以速率v向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，OH⊥MQ, ∠MOH＝∠QOH＝60°。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。
(1)求垂直磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t；
(2)若所有粒子均不能从磁场右边界穿出，从而达到屏蔽作用，求磁场区域的最小宽度d(结果可保留根号)。
[尖子生选练]
13.(2023·江苏南京市三模)如图所示，空间有垂直于xOy平面向里的两个匀强磁场，y0空间的磁感应强度大小为kB(k>1)。原点O处有一个粒子源，同时射出两个速度大小均为v0、比荷均为eq \f(q,m)的同种带正电粒子。沿y轴负方向的粒子记为A粒子，沿与x轴正方向的夹角为θ＝30°的粒子记为C粒子。不计粒子重力，不考虑粒子之间的碰撞和其他相互作用。求：
(1)A粒子发射后，第二次经过x轴时距原点O的距离；
(2)C粒子发射后，经过x轴射向y