专题限时集训9 磁场的性质 带电粒子在磁场及复合场中的运动-2021新高考物理二轮复习【名师导航】Word练习(广东专版)

专题限时集训(九) (建议用时：40分钟) 1.如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当导线内通以大小为I，沿y轴负方向的电流时，测得其受到的安培力大小为F，方向沿x轴正方向，则匀强磁场的磁感应强度可能为(　　) A．沿z轴正方向，大小为 B．平行于xOy平面方向，大小为 C．平行于xOy平面方向，大小为 D．平行于zOy平面方向，大小为 D　[已知电流沿y轴负方向，安培力方向沿x轴正方向，根据左手定则知匀强磁场的磁感应强度方向平行于zOy平面内，设磁场与导线的夹角为α，则0°<α≤90°，当α＝90°时，由F＝BILsin α可知，B有最小值为Bmin＝是可能的，故A、B、C错误，D正确。]和B＝，所以B＝，当0°<α<90°时，B> 2．(创新题)如图甲所示，一条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系。将一灵敏的小磁针Q放置在x轴上的不同位置，设Q与x轴之间的夹角为θ。实验测得sin θ与x之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A．P的右端为S极 B．P的中轴线与地磁场方向平行 C．P在x0处产生的磁感应强度大小为B0 D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0 C　[当x趋向于无穷大时，小磁针静止时N极所指的方向为地磁场方向。根据题图乙可知，当x趋向于无穷大时，sin θ趋向于1，则θ趋向于90°，即小磁针的方向与x轴的方向垂直。当x非常小时，小磁针的N极沿x轴正方向。由题图乙可知，开始时小磁针的N极背离O点，所以O点处的磁极是条形磁铁P的N极，选项A错误。由以上分析可知，P的中轴线与地磁场方向垂直，选项B错误。由题图乙可知，x0处sin θ＝B0，选项D错误。]＝，所以BP＝B0，选项C正确。x0处合磁场的磁感应强度大小为B＝，即θ＝45°，设P在x0处产生的磁感应强度大小为BP，tan 45°＝ 3.(名师原创)如图所示是磁电式仪表中的辐向磁场。假设长方形线圈的匝数为n，垂直于纸面的边长为L1，平行于纸面的边长为L2，线圈垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当通入电流I，线圈以角速度ω绕垂直纸面的中心轴OO′转动到水平位置时，下列判断正确的是(　　) A．穿过线圈的磁通量为BL1L2 B．线圈左侧边所受的安培力方向竖直向上 C．线圈左侧边所受的安培力大小为nBIL1 D．线圈左侧边转动的线速度v＝ C　[线圈在水平位置时，穿过线圈的磁通量为零，选项A错误；根据左手定则可知，线圈位于水平位置时，其左侧边所受的安培力方向竖直向下，选项B错误；由于线圈匝数为n，根据安培力公式可知，线圈左侧边所受的安培力大小为F＝nBIL1，选项C正确；根据线速度与角速度的关系可知，线圈左侧边转动的线速度v＝，选项D错误。] 4.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 D　[带电粒子在加速电场中运动时，有qU＝＝144，选项D正确。]。由于质子与一价正离子的电荷量相同，B1∶B2＝1∶12，当半径相等时，解得：，由以上两式整理得：r＝mv2，在磁场中偏转时，其半径r＝ 5.(多选)(2020·天津高考·T7)如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ＝45°。粒子经过磁场偏转后在N点(图中未画出)垂直穿过x轴。已知OM＝a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则(　　) A．粒子带负电荷 B．粒子速度大小为 C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a D．N与O点相距(＋1)a AD　[粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确；粒子运动的轨迹如图 由于速度方向与y轴正方向的夹角θ＝45°，根据几何关系可知∠OMO1＝∠OO1M＝45°，OM＝OO1＝a，则粒子运动的轨道半径为r＝O1M＝a，洛伦兹力提供向心力qvB＝m 解得v＝＋1)a，D正确。]，B、C错误；N与O点的距离为NO＝OO1＋r＝( 6.(易错题)(多选)在半径为R的圆形区域内，存在垂直圆面向里的匀强磁场。圆边界上的P处有一粒子源，沿垂直于磁场的各个方向，向磁场区发射速率均为v0的同种粒子，如图所示。当磁感应强度大小为B1时，粒子均从由P点开始弧长为πR的圆周范围内射出磁场。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，