专题跟踪训练(九)磁场及带电粒子在磁场中的运动
一、选择题
1.(2018·全国卷Ⅱ) (多选)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导体L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称.整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外.已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外.则( )
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
[解析] 由对称性可知,流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等,设为B1,流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反,设其大小为B2,由磁场叠加原理有B0-B1-B2=B0,B0-B1+B2=B0,联立解得B1=B0,B2=B0,所以A、C正确.
[答案] AC
2.(2018·河南六市一联)如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m.P、M间接有一个电动势为E=6 V.内阻不计的电源和一只滑动变阻器,导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好,棒的质量为m= 0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.4 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10 m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )
A.2 Ω B.2.5 Ω
C.3 Ω D.4 Ω
[解析] 对棒ab受力分析可知,其受绳的拉力T=Mg、安培力F安=BIL=和水平方向的摩擦力.若摩擦力向左,且满足+μmg=Mg,代入数据解得R1=4 Ω;若摩擦力向右,且满足-μmg=Mg,代入数据解得R2=2.4 Ω,所以R的取值范围为2.4 Ω≤R≤4 Ω,则选A.
[答案] A
3.(2018·广东佛山质检)(多选)如图所示,在空间内有垂直纸面向里的匀强磁场,质子和某种粒子从磁场下边界MN上的O点以相同的速度v0(v0在纸面内,v0与MN的夹角θ为锐角)射入磁场中,发现质子从边界上的F点离开磁场,另一粒子从E点离开磁场.已知=2d,=d,不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.下列说法正确的是( )
A.从E点飞出的可能是α粒子
B.从E点飞出的可能是氚核
C.两种粒子在磁场中的运动时间相等
D.两种粒子在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角相等