2021届课标版高考物理一轮复习专题训练：专题十 磁 场

产生的磁感应强度大小为B0,则导线N在b点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,

故b点合磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,A错误.导线M在a点产生的磁感应强度大小

为B0,方向垂直纸面向外,导线N在a点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,故a点

合磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,a、b两点磁感应强度大小不相等,方向相反,B错误.

导线M和N在c点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,合磁感应强度为零,C错误.导线M在d点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,导线N在d点产生的磁感应强度大小为,

方向垂直纸面向外,故d点合磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外,故a、d两点磁感应强度大小之比为6∶1,方向相同,D正确.

7.C 题图乙中霍尔元件中的电流I是由电子定向运动形成的,由左手定则可知前表面电势要比后表面电势低,选项A错误;根据霍尔元件工作原理可知q=Bqv,得U=Bdv,即霍尔电压只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速率有关,与车轮转速无关,选项B错误;根据单位时间内的脉冲数可知车轮的转速,自行车车轮的半径已知,根据v车=2πrn即可获知车速大小,选项C正确;若电源的内阻增大,则通过霍尔元件的电流减小,即电子定向移动的速率减小,霍尔电压减小,选项D错误.

8.ABD 线圈中电流的大小为I==0.1 A,又U=I(R1+R),联立两式可得R=4 Ω,A正确;矩形线圈下边所受安培力F=nBIL,将数值代入可得F=0.05 N,天平两侧平衡,若F的方向竖直向下,则有m1g=m0g+F,代入数据解得砝码质量为m1=15 g,若安培力的方向竖直向上,则m1g+F=m0g,解得砝码质量为m1=5 g,B正确,C错误;仅将磁场反向,则安培力方向反向,若开始时,安培力竖直向下,此时变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以需要在右边添加质量为Δm==10 g的砝码,可使天平重新平衡,若开始时,安培力竖直向上,此时变为竖直向下,相当于右边多了两

倍的安培力大小,所以需要在左边添加质量为Δm==10 g的砝码,可使天平重新平衡,故D正确.

【易错警示】 本题中没有给出电流的方向,安培力的方向有竖直向上和竖直向下两种情况,解题时一定要分类讨论,才能正确解题. 9.AC 设粒子在磁场中转动的圈数为n、最大速度为v,因每加速一次粒子获得的能量为qU,每圈有两次加速,则Ek=2nqU,得n=

,故A正确;由Ek=mv2和qvB=m

得rmax=

=

,故B

错误;一周内粒子加速两次,加速度大小为a=,由匀变速直线运动规律有v=at,Ek=mv2,解得

t==,故C正确;由粒子在磁场中运动的周期为T=,频率f=知,回旋加速器所加交

流电压的频率为f=,由于粒子经过D形盒狭缝之间需要时间,故回旋加速器所加交流电压的

周期应大于粒子回旋的周期,即回旋加速器所加交流电压的频率f<,故D错误.

【易错警示】 本题要注意的是题目中狭缝之间的距离不能忽略,故计算粒子的运动周期时不能只考虑粒子在磁场中的运动. 10.BD 发电机稳定发电时,有B0qv=q,其中E为电动势,解得E=B0dv,电路中的电流为

I===,A错误;电路消耗的总电功率是P==,B正确;发电机稳定发电时,A板带

正电,B板带负电,正离子受到向下的电场力、向上的洛伦兹力,C错误;发电机的效率η=,A、

B之间等离子体的电阻r=ρ,所以η=,与等离子体的运动速度无关,D正确.

11.解析:(1)导体棒所受安培力F=IBL2 导体棒受力平衡,则mgtan θ=F

解得I=(1分)

所以当θ=60°时,I60==(1分)

光电池输出功率为P60=UI60=.(1分)

(2)当θ=45°时,根据I=可知维持受力平衡需要的电流为I45==

根据几何关系可知==(1分)

可得P45=P60=(1分)

而光电池产生的电流为I光电==(1分)

所以能提供的额外电流为I额外=I光电-I45=(-1)(1分)

可提供的额外功率为P额外=I额外U=(-1).(1分)

12.解析:(1)若粒子流恰好从Q点离开磁场,在磁场中运动的轨迹如图甲所示,设轨迹半径为r1,则

qv1B=m(1分)

其中r1==d(1分)

解得v1=(1分)

粒子在磁场中运动的时间t1=(1分)

解得t1=.(1分)

(2)在粒子的运动轨迹与AD边相切的情况下,粒子从F点射出磁场时,F点与D点的距离最小,如图乙所示

由几何关系得 r2+r2sin(90°-θ)=d(1分) qv2B=m(1分)

解得v2=(1分)

r2=d(1分)

由几何关系得r2sin α+r2cos(90°-θ)=(L=r2-r2cos α(1分) 解得L=

d.(1分)

+)d(1分)

13.解析:(1)根据题意可知粒子X在磁场中运动的轨迹半径 r=l(1分)

粒子在磁场中运动时,有qv0B=

,解得v0=(1分)

又qU=m(1分)

解得U=.(1分)

(2)设粒子Y加速后的速度为v1 根据动能定理有q1U=m1