专题分层突破练8 磁场 带电粒子在磁场中的运动 A组 1.(2024贵州卷)如图所示,两根相互平行的长直导线与一“凸”形导线框固定在同一竖直平面内,导线框的对称轴与两长直导线间的距离相等。已知左、右两长直导线中分别通有方向相反的恒定电流I1、I2,且I1>I2,则当导线框中通有顺时针方向的电流时,导线框所受安培力的合力方向( ) A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 2.(2025安徽合肥模拟)根据经典电磁理论,运动的电荷会产生磁场。某带电荷量为+q的点电荷以速率v沿x轴正方向运动,该运动电荷在x轴上各点产生的磁感应强度恰为0,在y轴上距其r处的M点产生的磁感应强度大小为,方向垂直于平面xOy,其中k是静电常数,c是真空中的光速,据此可以确定半径为R、大小为I的环形电流在其圆心处产生的磁感应强度的大小为( ) A. B. C. D. 3.(2024广西南宁二中期中)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向可以是( ) A.B=,方向垂直斜面向下 B.B=,方向竖直向下 C.B=,方向水平向左 D.B=,方向水平向右 4.如图所示,报废的近地卫星离轨时,从卫星中释放一根导体缆绳,缆绳的下端连接有空心导体。缆绳以轨道速度v在地磁场B中运动,使得缆绳中产生感应电流。电荷向缆绳两端聚集,同时两端与电离层中的离子中和,使得电流持续。由于感应电流在地磁场中受到安培力的作用,从而能加快废弃卫星离轨。设缆绳中电流处处相等,那么( ) A.缆绳中电流的方向由卫星流向空心导体 B.相同长度的缆绳受到安培力的大小相等 C.缆绳受到安培力的方向与卫星速度方向间的夹角大于90° D.由于安培力做负功,故在卫星降轨的过程中,其动能一定减小 5.(多选)如图所示,在长方形abcd区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,已知ab长为l,ad长为l,磁感应强度大小为B,a处有一个粒子源,在某时刻向长方形区域发射大量质量为m、电荷量为q的带负电粒子(粒子重力不计),速度方向均在纸面内。则下列说法正确的是( ) A.沿ab方向入射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越长 B.沿ab方向入射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越短 C.沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度大小为 D.沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度大小为 6.(多选)如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直磁场方向固定一边长为l的正方形线框abcd,线框每边电阻均为R。将线框的顶点a、b接在电动势为E、内阻为R的电源上,开关S闭合电路稳定后( ) A.线框的ad边和bc边受到的安培力方向相反 B.线框的ab边和dc边受到的安培力方向相反 C.整个线框受到的安培力大小为0 D.整个线框受到的安培力大小为 7.如图所示,在x轴上方有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴下方也有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,在纸面内以大小为v的速度从O点与x轴负方向成60°角射入x轴上方磁场,粒子第1次经过x轴时的位置为P(图中未画出),第2次经过x轴时的位置为Q(图中未画出),且粒子从O点到P点的运动时间等于粒子从P点到Q点的运动时间,不计粒子受到的重力。求: (1)从P点到O点的距离; (2)x轴下方匀强磁场的磁感应强度大小和方向。 B组 8.(2024浙江杭州期末)1932年,美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子,并在云室中加入一块厚6 mm的铅板,借以减慢粒子的速度。当正电子通过云室内的强匀强磁场时,拍下如图所示的径迹照片,A、B是径迹上的两点,根据正电子的偏转情况,则( ) A.正电子从B运动到A B.磁场方向垂直于纸面向外 C.运动过程中洛伦兹力对正电子做负功 D ... ...
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