2024年高考物理试题分类汇编 磁场 2

发布 2022-03-26 14:57:28 阅读 1630

四川卷)24.(19分)如图,一半径为r的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球p在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为o’。

球心o到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球p相应的速率。重力加速度为g。

解析:据题意,小球p在球面上做水平的匀速圆周运动,该圆周的圆心为o’。p受到向下的重力mg、球面对它沿op方向的支持力n和磁场的洛仑兹力。

f=qvb式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向o’。根据牛顿第二定律。

由①②③式得。

由于v是实数,必须满足。

由此得b可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为。

此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为

由⑦⑧式得。

重庆卷)25.(20分)题25题为一种质谱仪工作原理示意图。在以o为圆心,oh为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场。

对称于oh轴的c和d分别是离子发射点和收集点。cm垂直磁场左边界于m,且om=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从c射出,这些离子在cm方向上的分速度均为v0.

若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到d,试求:

1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿cm方向运动的离子为研究对象);

2)离子沿与cm成θ角的直线cn进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;

3)线段cm的长度。

解析:1)设沿cm方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r由 得b=

磁场方向垂直纸面向外。

2)设沿cn运动的离子速度大小为v,在磁场中的轨道半径为r′,运动时间为t

由。vcosθ=v0

得v=r′=

方法一:设弧长为s

t=s=2(θ+r′

t=方法二:

离子在磁场中做匀速圆周运动的周期t=t=t×

方法一:cm=mncotθ

以上3式联立求解得。

cm=dcotα

方法二:设圆心为a,过a做ab垂直no,可以证明nm=bo

nm=cmtanθ

又∵bo=abcotα

r′sinθcotα

cm=dcotα

宁夏卷)14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向。

a.与ab边平行,竖直向上。

b.与ab边平行,竖直向下。

c.与ab边垂直,指向左边。

d.与ab边垂直,指向右边。

答案:c 解析】本题考查了左手定则的应用。导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断,即垂直ac向左,同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下,则由平行四边形定则,过c点的合场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边,指向左边。

广东文科基础)61.如图8所示,电流强度为i的一段通电直导线处于匀强磁场中,受到的安培力为f,图中正确标志i和f方向的是。

答案】a解析】安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直,且满足左手定则。

广东理科基础)17.有关洛仑兹力和安培力的描述,正确的是。

a.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用。

b.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现。

c.带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功。

d.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行。

答案】b解析】通电直导线与磁场平行,不受安培力,选项a错误,安培力方向与磁场垂直,选项d错误。洛仑兹力对带电粒子不做功,选项c错误,安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现,选项b正确。

广东理科基础)18.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法正确的是。

a.速率越大,周期越大 b.速率越小,周期越大。

c.速度方向与磁场方向平行 d.速度方向与磁场方向垂直。

答案】d 解析】由可知,选项a、b错误,做匀速圆周运动时,速度方向与磁场方向垂直,选项d正确。

广东卷)4.2024年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质d形合d1、d2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是。

a.离子由加速器的中心附近进入加速器。

b.离子由加速器的边缘进入加速器。

c.离子从磁场中获得能量。

d.离子从电场中获得能量。

答案】ad解析】离子由加速器的中心附近进入加速器,从电场中获取能量,最后从加速器边缘离开加速器,选项a、d正确。

广东卷)9.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场b垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是。

a.粒子先经过a点,再经过b点。

b.粒子先经过b点,再经过a点。

c.粒子带负电。

d.粒子带正电。

答案】ac解析】由可知,粒子的动能越小,圆周运动的半径越小,结合粒子运动轨迹可知,粒子选经过a点,再经过b点,选项a正确。根据左手定则可以判断粒子带负电,选项c正确。

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