1、1专题 16 磁场一选择题1（2019 广东七校联考 ）如图，同一平面内有两根互相平行的长直导线 M 和 N，通有等大反向的电流，该平面内的 a、b 两点关于导线 N 对称，且 a 点与两导线的距离相等。若 a 点的磁感应强度大小为 B，则下列关于 b 点磁感应强度 Bb的判断正确的是（ ）A B2b，方向垂直该平面向里 BB21b，方向垂直该平面向外C1，方向垂直该平面向里 D ，方向垂直该平面向外【参考答案】 B【命题意图】本题考查安培定则、直线电流产生的磁场的叠加及其相关知识点。2（2019 四川成都摸底）关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是A运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用B通电
2、 导线在磁场中一定受到安培力作用C洛伦兹力一定对运动电荷不做功D安培力一定对通电导线不做功【参考答案】 D【命题意图】本题考查安培力和洛伦兹力及其相关知识点。【解题思路】【错误项分析】运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向相同，所受洛伦兹力为零即不受洛伦兹力作用，选项 A 错误；通电导线在磁场中若电流方向与磁场方向相同，则所受安培力为零即不受安培力作用，选项 B 错误；安培力方向通电导线垂直，可以对通电导线做功，选项 D 错误。【正确项分析】由于洛伦兹力方向永远垂直于速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力一定对运动电荷不做功，选项2C 正确。 5. （2018 年 11 月浙江选考物理）电流
3、天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈和，线圈固定，线圈置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是A. 当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B. 当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C. 线圈对线圈的作用力大于线圈对线圈的作用力D. 线圈对线圈的作用力与托盘对线圈的作用力是一对相互作用力【参考答案】A【名师解析】当天平示数为负时，指针向下偏转，两线圈靠近，根据同向电流相吸，反向电流相斥，可知两线圈电流方向相同，选项 A 正确 B 错误；两线圈之间的作用力为作用力和反作用力，线圈对线圈的作用力等于线圈对线圈的作用力，选项 C 错误；线圈对线
4、圈的作用力是磁场力，而托盘对线圈的作用力是弹力，二者性质不同，不是一对相互作用力，选项 D 错误。 （2）匀强电场中，由动量定理得：（1 分）从原点出发后第一次经过 x 轴，由 （1 分）得磁场产生的冲量 02Imv （2 分） 32.（18 分）“太空粒子探测器”是由加 速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图 1 所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为 O，外圆弧面 AB 的半径为 L，电势为 1，内圆弧面 CD 的半径为 ，电势为 2。足够长的收集板 MN 平行边界 ACDB，O 到 MN 板的距离 OP=L。假设太空中漂浮着质量为 m，电量为 q 的带正电
5、粒子，它们能均匀地吸附到 AB 圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。（1）求粒子到达 O 点时速度的大小；（2）如图 2 所示，在边界 ACDB 和收集板 MN 之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为 O，半径为 L，方向垂直纸面向内，则发现从 AB 圆弧面收集到的粒子经 O 点进入磁场后有 2/3 能打到 MN 板上（不考虑过边界 ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从 AB 圆弧面收集到的粒子经 O 点进入磁场后均不能到达收集板 MN，求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板 MN 上的收集效率 与磁感应强度 B
6、 的关系的相关式子。【参考答案】（1） ；（2） ；（3） 。【名师解析】（2）从 AB 圆弧面收集到的粒子有 2/3 能打到 MN 板上，刚好不能打到 MN 上的粒子从磁场中出来后速度方向与 MN 平行，则入射的方向与 AB 之间的夹角是 60，在磁场中运动的轨迹如图 1，轨迹圆心角 =60（2 分）4根据几何关系，粒子圆周运动的半径为 r=“L“ （2 分） 考点：动能定理，牛顿第二定律，带电粒子在磁场中的运动。3（16 分）（2019 河南名校联盟尖子生调研）如图所示，直角坐标系 xOy 平面内有垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，一个半径为 R 的绝缘圆筒垂直于坐标平面放置
7、，圆心 P 在 x 轴上，O、P 间的距离为 2R，y 轴上各点处均可沿 x 轴正方向发射质量为 m、电荷量为 q 的同种带正电粒子，粒 子的发射速度大小均为 v02qRm，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：（1）所有打到圆筒上的粒子中，在磁场中运动时间最短的粒子在磁场运动的时间及在 y 轴上发射的位置坐标；（2）从 y 轴上什么范围内发射的粒子能打在圆筒上? 5粒子在磁场中做圆周运动的周期： qBm2（1 分）则最短时间： （1 分）根据几何关系，发射点距坐标原点 O 的距离（2 分），即对应粒子在 y 轴上发射的位置坐标为（0， R3-2）（2）设从圆筒上面恰好能打在圆筒上的粒子从 y 轴上射出的位置在 M点，坐标为 M（0， y1）6由几何关系可知， （3 分）设从圆筒下面恰好打在圆筒上的粒子从 y 轴上射出的位置在 Q 点，坐标为 Q（0， y2）。由几何关系可知， （3 分） 因此能打在圆筒上的粒子在 y 轴上射出的范围是：（1 分）
