选择题6 磁场1.(单选)(2022四川泸州二诊)如图所示,三根长为L的直线电流在空间构成以A为顶点的等腰直角三角形,其中A、B电流的方向垂直纸面向里,C电流方向垂直纸面向外,其中B、C电流大小为I,在A处产生的磁感应强度的大小均为B0,导线A通过的电流大小为2I,则导线A受到的安培力是( )A.2B0IL,水平向左B.2B0IL,竖直向上C.22B0IL,水平向右D.02.(多选)(2022广东韶关统考)如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20cm的光滑圆弧导轨相接。导轨宽度为20cm,电阻不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。一根导体棒ab垂于导轨放置,质量m=60g、电阻R=1Ω,用长也为20cm的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触。当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态。导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角θ=53°(sin53°=0.8,g取10m/s2),则( )A.磁场方向一定竖直向上B.电源的电动势E=8.0VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=8ND.导体棒摆动过程中的最大动能为0.08J3.(单选)(2022湖南三湘名校大联考)如图所示,在间距为d的竖直虚线MN、PQ区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为+q的带电粒子沿与竖直方向成60°的方向,从A点以速度v0进入匀强磁场。不计粒子的重力,若要使粒子从MN飞出磁场,则磁感应强度的最小值为( )5\nA.B=mv02qdB.B=3mv02qdC.B=23mv03qdD.B=3mv02qd4.(多选)(2022东北三省三校一模)如图所示,半径为R的圆形区域位于正方形ABCD的中心,圆心为O,与正方形中心重合。圆形区域内、外有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速率v0沿纸面从M点平行于AB边沿半径方向射入圆形磁场,并从N点平行于AD边射出,且恰好没射出正方形磁场区域,粒子重力忽略不计,已知磁感应强度大小为mv0qR,则( )A.粒子由M点运动到N点时速度偏转角为90°B.正方形区域的边长为3RC.粒子再次回到M点时所经历的时间为4πRv0D.粒子再次回到M点时所经历的时间为3πRv05.(多选)(2022广东揭阳高三期末)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点沿BA方向射出,已知电荷的质量为m,带电荷量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是( )A.匀强磁场的磁感应强度为mv0qLB.电荷在磁场中运动的时间为πL2v0C.若减小电荷的入射速度,使电荷从CD边界射出,电荷在磁场中运动的时间会减小D.若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB边的中点射出6.(单选)(2022广东汕头质检)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。纸面内有两个半径不同的半圆在b点平滑连接后构成一绝缘光滑环。一带电小球套在环上从a点开始运动,发现其速率保持不变。则小球( )5\nA.带负电B.受到的洛伦兹力大小不变C.运动过程的加速度大小保持不变D.光滑环对小球始终没有作用力7.(单选)(2022江西六校联考)在图示的宽度范围内,用匀强电场可使以初速度v0垂直射入电场的某种正离子偏转θ角,若改用垂直纸面向外的匀强磁场,使该离子穿过磁场时偏转角度也为θ,则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )A.1∶cosθB.v0∶cosθC.tanθ∶1D.v0∶sinθ5\n选择题6 磁场1.B 解析B、C电流在A处产生的磁感应强度的大小分别为B0,根据力的平行四边形定则,结合几何关系,则有A处的磁感应强度为:BA=2B0,方向水平向左;再由左手定则可知,安培力方向竖直向上,大小为F=2B0·2IL=2B0IL;所以B正确、ACD错误;故选B。2.BD 解析当开关S闭合时,导体棒向右摆动,说明其所受安培力水平向右,由左手定则可知,磁场方向竖直向下,故A错误;设电路中电流为I,电源的电动势为E,由F=BIL=BERL,导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角θ=53°,则tanθ=Fmg,得E=8.0V,安培力F=0.8N,故B正确,C错误;根据动能定理得:FLsin53°-mgL(1-cos53°)=Ek-0,解得Ek=0.08J,故D正确。3.D 解析由题可得,粒子轨迹与PQ相切,由几何知识可得r+rcos60°=d,解得r=23d,电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力qv0B=mv02r,解得磁感应强度的最小值为B=3mv02qd,故ABC错误,D正确;故选D。4.AC 解析粒子在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示,设轨道半径为r1,由几何关系可知,粒子由M点运动到N点时速度偏转角为90°,r1=R,选项A正确;粒子在正方形磁场中的轨道半径为r2,粒子恰好不从AB边射出,则有qv0B=mv02r2,解得r2=mv0Bq=R;则正方形的边长L=2r1+2r2=4R,选项B错误;粒子在圆形磁场中做圆周运动的周期T1=2πRv0,在圆形磁场中运动时间t1=T12=πRv0;粒子在圆形以外的区域做圆周运动周期T2=2πRv0;在圆形以外的磁场中运动时间:t3=32T2=3πRv0;则再次回到M点的时间t=t1+t2=4πRv0,选项C正确,D错误;故选AC。5.AB 解析由图可以看出粒子圆周运动的半径R=L,根据牛顿第二定律qv0B=mv02r,得B=mv0qL,A正确;因为T=2πLv0,转过的圆心角为90°,则t=14×2πLv0=πL2v0,故B正确;若电荷从CD5\n边界射出,则转过的圆心角为180°,故电荷在磁场中运动的时间增大,C错误;若电荷的入射速度变为2v0,则半径变为2L,轨迹如图。设DF为h,由几何知识(2L-h)2+L2=(2L)2,得h=(2-3)L≠12L,可见E不是AB的中点,即粒子不会从AB中点射出,D错误。6.B 解析小球速率不变,则做匀速圆周运动,可知所受的电场力和重力平衡,所以小球受向上的电场力,则小球带正电,选项A错误;小球的速率不变,根据f=Bqv可知受到的洛伦兹力大小不变,选项B正确;因小球在不同的圆环中运动的半径不同,根据a=v2r可知,小球从小圆环过渡到大圆环的过程中加速度变小,选项C错误;小球从小圆环过渡到大圆环的过程中,加速度减小,根据FN+qvB=ma可知光滑环对小球作用力要发生变化,且作用力不可能总是零,选项D错误;故选B。7.B 解析设粒子的质量为m、电荷量为q、场区宽度为L,粒子在电场中做类平抛运动,则有:L=v0t①a=qEm②则:tanθ=atv0③由①②③得:tanθ=qELmv02④粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示。R=mv0qB⑤由几何知识得:sinθ=LR⑥由⑤⑥解得:sinθ=qBLmv0⑦由④⑦式解得:EB=v0cosθ,B正确;ACD错误。5
