2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題10磁澄件

專(zhuān)題十磁場(chǎng)考點(diǎn)1磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2016北京·17,6分,難度★★☆☆☆]中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針?shù)h,則能指南,然常微偏東,不全南也.”進(jìn)一步研究表明,地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意如圖.結(jié)合上述材料,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用題組1磁場(chǎng)磁感線(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度答案1.C

【解題思路】

由《夢(mèng)溪筆談》中的記載和題中磁感線(xiàn)分布示意圖可知,地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近,地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合,在兩極附近地球表面的地磁場(chǎng)方向不與地面平行,C項(xiàng)錯(cuò)誤,AB項(xiàng)正確;射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子與地磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)不平行,故受洛倫茲力的作用,D項(xiàng)正確.【方法技巧】

地球本身是一個(gè)巨大的磁體,地球周?chē)拇艌?chǎng)叫作地磁場(chǎng).地磁北極在地理南極附近,地磁南極在地理北極附近,所以地磁場(chǎng)的方向是從地磁北極到地磁南極.2.[2021年1月浙江·8,3分,難度★★☆☆☆]如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線(xiàn)圈和螺線(xiàn)管的磁感線(xiàn)分布圖.若通電螺線(xiàn)管是密繞的,下列說(shuō)法正確的是(

)A.電流越大,內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.螺線(xiàn)管越長(zhǎng),內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)C.螺線(xiàn)管直徑越大,內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)D.磁感線(xiàn)畫(huà)得越密,內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng)題組1磁場(chǎng)磁感線(xiàn)磁感應(yīng)強(qiáng)度答案2.B

【解題思路】

通電密繞長(zhǎng)螺線(xiàn)管內(nèi)部的磁場(chǎng)可以視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),螺線(xiàn)管越長(zhǎng),內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng),與電流大小無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;螺線(xiàn)管直徑越小,內(nèi)部的磁場(chǎng)越接近勻強(qiáng)磁場(chǎng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁感線(xiàn)是為了形象化描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線(xiàn),磁感線(xiàn)的密疏,與磁場(chǎng)是否是勻強(qiáng)磁場(chǎng)無(wú)關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.[2016上海·8,2分,難度★☆☆☆☆]如圖,一束電子沿z軸正向流動(dòng),則在圖中y軸上A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是(

)A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向題組2安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)的疊加答案3.A

【解題思路】

由題可知,電子束沿+z方向流動(dòng),形成的等效電流方向沿-z方向,根據(jù)安培定則可以判斷電流激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)通過(guò)y軸A點(diǎn)時(shí),方向垂直y軸,沿+x方向,A項(xiàng)正確.4.[2021全國(guó)甲·16,6分,難度★★☆☆☆]兩足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)均折成直角,按圖示方式放置在同一平面內(nèi),EO與O'Q在一條直線(xiàn)上,PO'與OF在一條直線(xiàn)上,兩導(dǎo)線(xiàn)相互絕緣,通有相等的電流I,電流方向如圖所示.若一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電流I時(shí),所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線(xiàn)d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則圖中與導(dǎo)線(xiàn)距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為(

)A.B、0 B.0、2BC.2B、2B

D.B、B題組2安培定則的應(yīng)用及磁場(chǎng)的疊加答案4.B

【解題思路】

根據(jù)安培定則可知沿EOQ的等效電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里、在M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,且大小均為B,沿POF的等效電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在N、M兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向里且大小均為B,根據(jù)磁場(chǎng)的疊加原理可得N點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BN=2B,M點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BM=0,故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.5.[2014課標(biāo)Ⅰ·15,6分,難度★★☆☆☆]關(guān)于通電直導(dǎo)線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力,下列說(shuō)法正確的是(

)A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線(xiàn)B.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線(xiàn)和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D.將直導(dǎo)線(xiàn)從中點(diǎn)折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半題組3安培力的分析與計(jì)算

答案6.[2020海南·6,3分,難度★★☆☆☆]如圖,在一個(gè)蹄形電磁鐵的兩個(gè)磁極的正中間放置一根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通有垂直于紙面向里的電流I時(shí),導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向?yàn)?

)A.向上

B.向下C.向左

D.向右題組3安培力的分析與計(jì)算答案6.B

【解題思路】

根據(jù)安培定則,可知蹄形電磁鐵的磁場(chǎng)分布情況如圖所示.導(dǎo)線(xiàn)所處位置的磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向?yàn)樗较蛴?根據(jù)左手定則,可以判斷導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向?yàn)橄蛳?選項(xiàng)B正確.7.[2019全國(guó)Ⅰ·17,6分,難度★★★☆☆]如圖,等邊三角形線(xiàn)框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線(xiàn)框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,線(xiàn)框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接.已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F,則線(xiàn)框LMN受到的安培力的大小為(

)A.2F

B.1.5FC.0.5F

D.0題組3安培力的分析與計(jì)算答案

真題分層2中檔題組1.[2012天津·2,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,棒中通以由M向N的電流,平衡時(shí)兩懸線(xiàn)與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變下列某一個(gè)條件,θ角的相應(yīng)變化情況是(

)A.棒中的電流變大,θ角變大B.兩懸線(xiàn)等長(zhǎng)變短,θ角變小C.金屬棒質(zhì)量變大,θ角變大D.磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,θ角變小答案1.A

【解題思路】

棒中電流變大,金屬棒所受安培力變大,θ角變大,選項(xiàng)A正確;兩懸線(xiàn)等長(zhǎng)變短,θ角不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金屬棒質(zhì)量變大,θ角變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,金屬棒所受安培力變大,θ角變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.[2013海南·9,5分,難度★★★☆☆](多選)三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)搭成一等邊三角形,在導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流均為I,方向如圖所示.a、b和c三點(diǎn)分別位于三角形的三個(gè)頂角的平分線(xiàn)上,且到相應(yīng)頂點(diǎn)的距離相等.將a、b和c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別記為B1、B2和B3,下列說(shuō)法正確的是(

)A.B1=B2<B3B.B1=B2=B3C.a和b處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里D.a處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,b和c處磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里答案2.AC

【解題思路】

根據(jù)右手螺旋定則、矢量的疊加性可知,與a、b兩點(diǎn)相鄰的兩根導(dǎo)線(xiàn)在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,故三根通電導(dǎo)線(xiàn)在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于紙面向外且大小相等,即B1=B2;三根通電導(dǎo)線(xiàn)在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于紙面向里,且B3>B2=B1,故AC兩項(xiàng)正確.3.[2021重慶適應(yīng)性測(cè)試·4,4分,難度★★★☆☆]如圖所示,兩根相同且豎直懸掛的彈簧上端固定,下端連接一質(zhì)量為40g的金屬導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒部分處于邊界寬度為d=10cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.導(dǎo)體棒通入4A的電流后靜止時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量是未通電時(shí)的1.5倍.若彈簧始終處于彈性限度內(nèi),導(dǎo)體棒一直保持水平,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為(取重力加速度g=10m/s2)(

)A.0.25T B.0.5T C.0.75T D.0.83T答案3.B

【解題思路】

導(dǎo)體棒不通電時(shí),受重力和彈簧向上的拉力,由力的平衡條件有2kx1=mg,當(dāng)通入4A的電流時(shí),導(dǎo)體棒受重力、向下的安培力和彈簧向上的拉力,由力的平衡條件有2k·(1.5x1)=IBd+mg,聯(lián)立解得B=0.5T,故B正確.4.[2016海南·8,5分,難度★★★☆☆](多選)如圖(a)所示,揚(yáng)聲器中有一線(xiàn)圈處于磁場(chǎng)中,當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng),發(fā)出聲音.俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈(線(xiàn)圈平面即紙面),磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示.在圖(b)中(

)

A.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外答案4.BC

【解題思路】

由左手定則,可判斷出當(dāng)線(xiàn)圈中電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向外,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)線(xiàn)圈中電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí),線(xiàn)圈所受安培力的方向垂直于紙面向里,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.【易錯(cuò)警示】

解答此題易錯(cuò)點(diǎn)有兩處:一是不能正確理解輻射狀磁場(chǎng);二是不能正確將左手定則運(yùn)用在輻射狀磁場(chǎng)中.

答案

答案

【方法技巧】

磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,對(duì)于此題來(lái)說(shuō)a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由三個(gè)磁場(chǎng)的疊加形成的,先根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)線(xiàn)在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,再利用矢量疊加來(lái)求解即可.7.[2021廣東適應(yīng)性測(cè)試·6,4分,難度★★★☆☆]如圖所示,矩形abcd中,bc是ab的2倍.兩細(xì)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通有大小相等、方向相反的電流,垂直穿過(guò)矩形平面,與平面交于e、f兩點(diǎn),其中e、f分別為ad、bc的中點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是(

)A.a點(diǎn)與b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.a點(diǎn)與c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C.a點(diǎn)與d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同D.a點(diǎn)與b、c、d三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均不相同答案

答案

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】

本題關(guān)鍵為利用安培定則判斷磁場(chǎng)的方向,再根據(jù)幾何關(guān)系進(jìn)行磁場(chǎng)的疊加和計(jì)算.9.[2017全國(guó)Ⅱ·21,6分,難度★★★★☆](多選)某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示.矩形線(xiàn)圈由一根漆包線(xiàn)繞制而成,漆包線(xiàn)的兩端分別從線(xiàn)圈的一組對(duì)邊的中間位置引出,并作為線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)軸.將線(xiàn)圈架在兩個(gè)金屬支架之間,線(xiàn)圈平面位于豎直面內(nèi),永磁鐵置于線(xiàn)圈下方.為了使電池與兩金屬支架連接后線(xiàn)圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),該同學(xué)應(yīng)將(

)A.左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B.左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C.左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D.左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉,右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉答案9.AD

【解題思路】

如果將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉,則線(xiàn)圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),每轉(zhuǎn)一周安培力驅(qū)動(dòng)一次,可保證線(xiàn)圈不斷地轉(zhuǎn)動(dòng),A項(xiàng)正確;如果左、右轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉,不能保證線(xiàn)圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去,B項(xiàng)錯(cuò)誤;如果僅左轉(zhuǎn)軸的上側(cè)絕緣漆刮掉,右轉(zhuǎn)軸的下側(cè)絕緣漆刮掉,則線(xiàn)圈中不可能有電流,因此線(xiàn)圈不可能轉(zhuǎn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;如果左轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉,右轉(zhuǎn)軸僅下側(cè)的絕緣漆刮掉效果與A項(xiàng)相同,因此D項(xiàng)正確.10.[2012海南·10,4分,難度★★★★☆](多選)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用.電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌,L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿.當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈兩端a、b,導(dǎo)軌兩端e、f,分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí),L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng).下列說(shuō)法正確的是(

)A.若a接正極,b接負(fù)極,e接正極,f接負(fù)極,則L向右滑動(dòng)B.若a接正極,b接負(fù)極,e接負(fù)極,f接正極,則L向右滑動(dòng)C.若a接負(fù)極,b接正極,e接正極,f接負(fù)極,則L向左滑動(dòng)D.若a接負(fù)極,b接正極,e接負(fù)極,f接正極,則L向左滑動(dòng)答案10.BD

【解題思路】

若a接正極,b接負(fù)極,則根據(jù)安培定則可知線(xiàn)圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng),e接正極,f接負(fù)極,L中將通有向外的電流,根據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng),A錯(cuò);若a接正極,b接負(fù)極,則根據(jù)安培定則可知線(xiàn)圈之間產(chǎn)生向上的磁場(chǎng),e接負(fù)極,f接正極,L中將通有向里的電流,根據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng),B正確;若a接負(fù)極,b接正極,則根據(jù)安培定則可知線(xiàn)圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng),e接正極,f接負(fù)極,L中將通有向外的電流,根據(jù)左手定則可知L向右運(yùn)動(dòng),C錯(cuò);若a接負(fù)極,b接正極,則根據(jù)安培定則可知線(xiàn)圈之間產(chǎn)生向下的磁場(chǎng),e接負(fù)極,f接正極,L中將通有向里的電流,根據(jù)左手定則可知L向左運(yùn)動(dòng),D正確.

答案

12.[2019上?！?5,4分,難度★★★☆☆]圓弧中的電流在圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與其半徑成反比,直線(xiàn)電流在其延長(zhǎng)線(xiàn)上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,則圖中a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為Ba

Bb,a處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)?/p>

.

答案12.【參考答案】

小于

垂直紙面向外【解題思路】

由題意,設(shè)半徑較大的圓弧電流在圓心處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,其方向垂直紙面向里;設(shè)半徑較小的圓弧電流在圓心處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,在a處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,b處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里,所以a處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2-B1,方向垂直紙面向外,b處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2+B1,方向垂直紙面向里,所以Ba<Bb.13.[2015課標(biāo)Ⅰ·24,12分,難度★★★☆☆]如圖,一長(zhǎng)為10cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T,方向垂直于紙面向里;彈簧上端固定,下端與金屬棒絕緣.金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12V的電池相連,電路總電阻為2Ω.已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5cm;閉合開(kāi)關(guān),系統(tǒng)重新平衡后,兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0.3cm.重力加速度大小取10m/s2.判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量.答案13.【解析】

依題意,開(kāi)關(guān)閉合后,電流方向從b到a,由左手定則可知,金屬棒所受的安培力方向豎直向下.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),兩彈簧各自相對(duì)于其原長(zhǎng)伸長(zhǎng)為Δl1=0.5cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kΔl1=mg

①答案式中,m為金屬棒的質(zhì)量,k是彈簧的勁度系數(shù),g是重力加速度的大小.開(kāi)關(guān)閉合后,金屬棒所受安培力的大小為F=IBL

②式中,I是回路電流,L是金屬棒的長(zhǎng)度.兩彈簧各自再伸長(zhǎng)了Δl2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡條件得2k(Δl1+Δl2)=mg+F

③由歐姆定律有E=IR

④式中,E是電池的電動(dòng)勢(shì),R是電路總電阻.聯(lián)立①②③④式,并代入題給數(shù)據(jù)得m=0.01kg

⑤【方法技巧】

對(duì)于與安培力相關(guān)的物體平衡類(lèi)問(wèn)題,其解題方法和技巧是:首先選擇通電導(dǎo)體作為研究對(duì)象,分析通電導(dǎo)體所受的各種力,運(yùn)用平衡條件列出平衡方程;然后運(yùn)用安培力公式、閉合電路歐姆定律列出安培力表達(dá)式,聯(lián)立解得.考點(diǎn)2洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用真題分層1基礎(chǔ)題組1.[2015海南·1,3分,難度★★☆☆☆]如圖,a是豎直平面P上的一點(diǎn),P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn),P后一電子在偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn).在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間,條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向(

)A.向上

B.向下

C.向左

D.向右題組1對(duì)洛倫茲力的理解答案1.A

【解題思路】

條形磁鐵在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直豎直平面P向外,電子運(yùn)動(dòng)方向水平向右,由左手定則可知,電子所受洛倫茲力方向向上,A項(xiàng)正確.2.[2013安徽·15,6分,難度★★☆☆☆]圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相同的電流,方向如圖所示.一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng),它所受洛倫茲力的方向是(

)A.向上

B.向下C.向左

D.向右題組1對(duì)洛倫茲力的理解答案2.B

【解題思路】

根據(jù)安培定則及磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加,可得O點(diǎn)處的磁場(chǎng)向左,再根據(jù)左手定則判斷帶電粒子受到的洛倫茲力向下.3.[2015重慶·1,6分,難度★★☆☆☆]圖中曲線(xiàn)a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡,氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里.以下判斷可能正確的是(

)A.a、b為β粒子的徑跡B.a、b為γ粒子的徑跡C.c、d為α粒子的徑跡D.c、d為β粒子的徑跡題組1對(duì)洛倫茲力的理解答案3.D

【解題思路】

由左手定則可知,a、b為帶正電的粒子的徑跡,c、d為帶負(fù)電的粒子的徑跡,又α粒子帶正電,β粒子帶負(fù)電,γ粒子不帶電,所以D項(xiàng)正確.4.[2015課標(biāo)Ⅰ·14,6分,難度★★☆☆☆]兩相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行.一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力),從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后,粒子的(

)A.軌道半徑減小,角速度增大B.軌道半徑減小,角速度減小C.軌道半徑增大,角速度增大D.軌道半徑增大,角速度減小題組2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

6.[2012大綱·17,6分,難度★★☆☆☆]質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知兩粒子的動(dòng)量大小相等.下列說(shuō)法正確的是(

)A.若q1=q2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等B.若m1=m2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等C.若q1≠q2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等D.若m1≠m2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等題組2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

7.[2012廣東·15,4分,難度★★★☆☆]質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線(xiàn)所示,下列表述正確的是(

)A.M帶負(fù)電,N帶正電B.M的速率小于N的速率C.洛倫茲力對(duì)M、N做正功D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間題組2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

8.[2019北京·16,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出.下列說(shuō)法正確的是(

)A.粒子帶正電B.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率C.若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度,則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出D.若僅減小入射速率,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短題組2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

真題分層2中檔題組

答案

答案

答案

4.[2015課標(biāo)Ⅱ·19,6分,難度★★★☆☆](多選)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是Ⅱ中的k倍.兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng).與Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的電子相比,Ⅱ中的電子(

)A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是Ⅰ中的k倍B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是Ⅰ中的k倍D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與Ⅰ中的相等答案

答案

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】

對(duì)于帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是根據(jù)題給情境畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系求出軌跡半徑,然后利用洛倫茲力提供向心力列方程解答.

答案

【關(guān)鍵點(diǎn)撥】

本題解題的關(guān)鍵是要正確地審題,并能根據(jù)審題結(jié)果正確地畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,并找準(zhǔn)幾何關(guān)系,否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)解.7.[2013廣東·21,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b,從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打到屏P上.不計(jì)重力.下列說(shuō)法正確的有(

)A.a、b均帶正電B.a在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短C.a在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短D.a在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近答案

【技巧點(diǎn)撥】

解決離子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí),做好“三定”即定圓心、定軌跡、定半徑是解題的關(guān)鍵.

答案

【方法技巧】

本題中粒子源發(fā)出的粒子射向各個(gè)方向,由于同一速率的粒子在同一磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡圓的半徑相同,因此可用旋轉(zhuǎn)圓的方法找出臨界條件,由臨界條件確定幾何關(guān)系,求出粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,再由半徑公式確定速度的關(guān)系.

答案

答案

11.[2016四川·4,6分,難度★★★☆☆]如圖所示,正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)速度大小為vb時(shí),從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb;當(dāng)速度大小為vc時(shí),從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc.不計(jì)粒子重力,則(

)A.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=2∶1B.vb∶vc=2∶1,tb∶tc=1∶2C.vb∶vc=2∶1,tb∶tc=2∶1D.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=1∶2答案

【方法技巧】

處理粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法是:定圓心,畫(huà)軌跡,由幾何關(guān)系求半徑,再由半徑公式求粒子的速度、電荷量、質(zhì)量、磁感應(yīng)強(qiáng)度等,最后找圓心角求時(shí)間.12.[2021福建適應(yīng)性考試·10,4分,難度★★★☆☆]分析航天探測(cè)器中的電子束運(yùn)動(dòng)軌跡可知星球表面的磁場(chǎng)情況.在星球表面某處,探測(cè)器中的電子束垂直射入磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中的部分軌跡為圖中的實(shí)線(xiàn),它與虛線(xiàn)矩形區(qū)域ABCD的邊界交于a、b兩點(diǎn).a點(diǎn)的軌跡切線(xiàn)與AD垂直,b點(diǎn)的軌跡切線(xiàn)與BC的夾角為60°.已知電子的質(zhì)量為m,電荷量大小為e,電子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),速度大小為v0,矩形區(qū)域的寬度為d,此區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng).據(jù)此可知,星球表面該處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

,電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所用的時(shí)間為

.

答案

13.[2019全國(guó)Ⅰ·24,12分,難度★★★☆☆]如圖,在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外.一帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場(chǎng);一段時(shí)間后,該粒子在OP邊上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出.已知O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),N點(diǎn)在y軸上,OP與x軸的夾角為30°,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)之間的距離為d,不計(jì)重力.求(1)帶電粒子的比荷;(2)帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間.答案

專(zhuān)項(xiàng)1帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題

題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題答案

題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題答案

題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題答案

題組1帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題答案

4.[2018北京·18,6分,難度★★☆☆☆]某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后,做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若僅撤除電場(chǎng),則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是(

)A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向

B.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C.粒子的電性和電荷量

D.粒子入射時(shí)的速度題組2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

5.[2017全國(guó)Ⅰ·16,6分,難度★★★☆☆]

如圖,空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上(與紙面平行),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等,質(zhì)量分別為ma、mb、mc.已知在該區(qū)域內(nèi),a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b在紙面內(nèi)向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),c在紙面內(nèi)向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).下列選項(xiàng)正確的是(

)A.ma>mb>mc

B.mb>ma>mcC.mc>ma>mb

D.mc>mb>ma題組2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題組2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

【規(guī)律總結(jié)】

帶電粒子在包含勻強(qiáng)磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中無(wú)約束情況下運(yùn)動(dòng)的幾種常見(jiàn)形式.受力特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)方法規(guī)律其他場(chǎng)力的合力與洛倫茲力等大反向勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平衡條件除洛倫茲力外,其他力的合力為零勻速圓周運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律除洛倫茲力外,其他力的合力既不為零,也不與洛倫茲力等大反向較復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理、能量守恒定律6.[2018全國(guó)Ⅲ·24,12分,難度★★★☆☆]如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直.已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙種離子在MN的中點(diǎn)射出;MN長(zhǎng)為l.不計(jì)重力影響和離子間的相互作用.求(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(2)甲、乙兩種離子的比荷之比.題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

答案題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

【技巧點(diǎn)撥】

處理帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,首先要運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)情況,再選擇合適方法處理.對(duì)于勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),常常運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法,將其分解為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合成,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解;對(duì)于磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng),要正確畫(huà)出軌跡,由幾何知識(shí)求解半徑.

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

【壓軸題透析】

結(jié)合洛倫茲力提供向心力,可求得甲粒子在y軸兩側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑,進(jìn)而可求得d;甲粒子在y軸右側(cè)運(yùn)動(dòng)半周,再在y軸左側(cè)運(yùn)動(dòng)半周,完成一個(gè)周期,每運(yùn)動(dòng)一個(gè)這樣的周期,上升一定的距離,分析可知,經(jīng)過(guò)三個(gè)這樣的周期后,甲粒子再次經(jīng)過(guò)P點(diǎn).10.[2021全國(guó)甲·25,20分,難度★★★★★]如圖,長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的兩塊擋板豎直相對(duì)放置,間距也為L(zhǎng),兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線(xiàn)上,在該水平線(xiàn)的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射,恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng),從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子未與擋板碰撞.已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60°,不計(jì)重力(1)求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離;(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍;(3)若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離.題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案

題組3帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

答案專(zhuān)項(xiàng)2常見(jiàn)的電磁儀器1.[2018年下半年浙江·7,3分,難度★★☆☆☆]電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置,如圖所示.兩相距很近的通電平行線(xiàn)圈Ⅰ和Ⅱ,線(xiàn)圈Ⅰ固定,線(xiàn)圈Ⅱ置于天平托盤(pán)上.當(dāng)兩線(xiàn)圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí),天平示數(shù)恰好為零.下列說(shuō)法正確的是(

)A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí),兩線(xiàn)圈電流方向相同B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí),兩線(xiàn)圈電流方向相同C.線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力大于線(xiàn)圈Ⅱ?qū)€(xiàn)圈Ⅰ的作用力D.線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力與托盤(pán)對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力是一對(duì)相互作用力答案1.A

【解題思路】

兩線(xiàn)圈電流方向相同時(shí),線(xiàn)圈相互吸引,天平托盤(pán)上翹,根據(jù)杠桿原理,指針指向負(fù)數(shù),故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤.根據(jù)牛頓第三定律,線(xiàn)圈Ⅰ對(duì)線(xiàn)圈Ⅱ的作用力與線(xiàn)圈Ⅱ?qū)€(xiàn)圈Ⅰ的作用力是一對(duì)相互作用力,大小相等,C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案

答案

【方法技巧】

處理本題的關(guān)鍵是弄清霍爾元件的原理,即當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),在導(dǎo)體的前、后表面之間產(chǎn)生電壓,此電壓稱(chēng)為霍爾電壓,最終當(dāng)電子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí),前、后表面間的電勢(shì)差保持穩(wěn)定.4.[2016全國(guó)Ⅰ·15,6分,難度★★★☆☆]現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng).若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng),需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比值約為(

)

A.11 B.12

C.121

D.144答案

5.[2014課標(biāo)Ⅱ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖.圖中,永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng),硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡.宇宙射線(xiàn)中有大量的電子、正電子和質(zhì)子.當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是(

)A.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B.電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C.僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D.粒子的動(dòng)能越大,它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小答案

【易錯(cuò)分析】

求解本題時(shí)不少考生易錯(cuò)選B項(xiàng),錯(cuò)誤原因是忽視軌跡半徑大小與速度的關(guān)系,其實(shí)電子和正電子質(zhì)量相等,電荷量的大小相等,但電性相反,而速度是可以不相同的.

答案

7.[2017江蘇·15,16分,難度★★★★☆]一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示.大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng),其初速度幾乎為0,經(jīng)加速后,通過(guò)寬為L(zhǎng)的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后打到照相底片上.已知甲、乙兩種離子的電荷量均為+q,質(zhì)量分別為2m和m,圖中虛線(xiàn)為經(jīng)過(guò)狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡.不考慮離子間的相互作用.(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x;(2)在圖中用斜線(xiàn)標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域,并求該區(qū)域最窄處的寬度d;(3)若考慮加速電壓有波動(dòng),在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之間變化,要使甲、乙兩種離子在底片上沒(méi)有重疊,求狹縫寬度L滿(mǎn)足的條件.答案

答案

答案

答案

答案

易錯(cuò)疑難集訓(xùn)

易錯(cuò)點(diǎn)1不能正確地理解有效長(zhǎng)度易錯(cuò)點(diǎn)1不能正確地理解有效長(zhǎng)度答案

【易錯(cuò)分析】

處理此類(lèi)問(wèn)題關(guān)鍵要注意有效長(zhǎng)度,表達(dá)式F=BIl中的l即為有效長(zhǎng)度.如在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度l等于導(dǎo)線(xiàn)兩端點(diǎn)所連線(xiàn)段的長(zhǎng)度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿l由始端流向末端.因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線(xiàn)圈,其有效長(zhǎng)度為零,所以閉合線(xiàn)圈通電后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,受到的安培力的矢量和為零.2.[2015四川·7,6分,難度★★★★☆](多選)如圖所示,S處有一電子源,可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子,平板MN垂直于紙面,在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L=9.1cm,中點(diǎn)O與S間的距離d=4.55cm,MN與SO直線(xiàn)的夾角為θ,板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-4T.電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg,電荷量e=-1.6×10-19C,不計(jì)電子重力.電子源發(fā)射速度v=1.6×106m/s的一個(gè)電子,該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l,則(

)

A.θ=90°時(shí),l=9.1cmB.θ=60°時(shí),l=9.1cmC.θ=45°時(shí),l=4.55cmD.θ=30°時(shí),l=4.55cm易錯(cuò)點(diǎn)2對(duì)臨界狀態(tài)把握不清易錯(cuò)點(diǎn)2對(duì)臨界狀態(tài)把握不清答案

易錯(cuò)點(diǎn)2對(duì)臨界狀態(tài)把握不清答案

疑難點(diǎn)1帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系問(wèn)題疑難點(diǎn)1帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系問(wèn)題答案

【疑難點(diǎn)撥】

1.求解帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵是要搞清楚幾何關(guān)系.這類(lèi)題首先要根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)情況,確定運(yùn)動(dòng)的大致軌跡.2.要作出正確的圖象必須注意一些點(diǎn)、線(xiàn)、角的關(guān)系.比如入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、軌跡圓圓心;軌跡半徑r、入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的連線(xiàn);速度偏向角、圓心角、弦切角等.一定要記住速度偏向角等于圓心角,也等于弦切角的兩倍.圓心角常用來(lái)計(jì)算粒子通過(guò)圓弧軌跡的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

疑難點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題疑難點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題答案

疑難點(diǎn)2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題答案

【壓軸題透析】

本題考查了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),此類(lèi)問(wèn)題基本的解題思路是畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡以確定圓心、找到幾何關(guān)系并求出粒子的軌跡半徑.在求解本題的第(2)問(wèn)時(shí)要注意描繪出臨界狀態(tài)下粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,通過(guò)幾何關(guān)系求出入射點(diǎn)到M的最大距離;第(3)問(wèn)要注意粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重復(fù)性,重復(fù)性往往要對(duì)應(yīng)多解.素養(yǎng)題型專(zhuān)練1.[2018年4月浙江·7,3分,難度★★☆☆☆](物質(zhì)觀念、模型建構(gòu))處于磁場(chǎng)B中的矩形金屬線(xiàn)框可繞軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)框中通以電流I時(shí),如圖所示,此時(shí)線(xiàn)框左右兩邊受安培力F的方向正確的是(

)答案1.D

【解題思路】

利用左手定則,使大拇指與其余四個(gè)手指垂直,四指指向電流方向,讓磁感線(xiàn)穿過(guò)手掌心,大拇指所指的方向即為受力方向,故選項(xiàng)D正確.

答案

3.[2020北京·19,10分,難度★★★★☆](模型建構(gòu)、科學(xué)推理)如圖甲所示,真空中有一長(zhǎng)直細(xì)金屬導(dǎo)線(xiàn)MN,與導(dǎo)線(xiàn)同軸放置一半徑為R的金屬圓柱面.假設(shè)導(dǎo)線(xiàn)沿徑向均勻射出速率相同的電子,已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e.不考慮出射電子間的相互作用.(1)可以用以下兩種實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量出射電子的初速度:a.在柱面和導(dǎo)線(xiàn)之間,只加恒定電壓;b.在柱面內(nèi),只加與MN平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)電壓為U0或磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0時(shí),剛好沒(méi)有電子到達(dá)柱面.分別計(jì)算出射電子的初速度v0.(2)撤去柱面,沿柱面原位置放置一個(gè)弧長(zhǎng)為a、長(zhǎng)度為b的金屬片,如圖乙所示.在該金屬片上檢測(cè)到出射電子形成的電流為I,電子流對(duì)該金屬片的壓強(qiáng)為p.求單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)出射電子的總動(dòng)能.答案

答案

答案

1.[2020年7月浙江·9,3分,難度★★★☆☆](以新情境為載體考查電磁場(chǎng))特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程.如圖所示,兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)分別通有方向相同的電流I1和I2,I1>I2.a、b、c三點(diǎn)連線(xiàn)與兩根導(dǎo)線(xiàn)等高并垂直,b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線(xiàn)間的中點(diǎn),a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等,d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方.不考慮地磁場(chǎng)的影響,則(

)A.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B.d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0C.a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下D.c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下1.C

【解題思路】

由于I1、I2不相等,而兩長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)到b、d的距離相等,所以?xún)砷L(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)各自在這兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不等,雖方向相反但矢量和不為零,故A、B錯(cuò)誤;根據(jù)安培定則可知,兩電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向下,在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向上,C正確,D錯(cuò)誤.答案2.[2020全國(guó)Ⅱ·17,6分,難度★★★☆☆](以新情境為載體考查電磁場(chǎng))CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線(xiàn)斷層掃描技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng),CT掃描機(jī)可用于對(duì)多種病情的探測(cè).圖(a)是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖,其中X射線(xiàn)產(chǎn)生部分的示意圖如圖(b)所示.圖(b)中M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng),虛線(xiàn)框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng);經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開(kāi)始沿帶箭頭的實(shí)線(xiàn)所示的方向前進(jìn),打到靶上,產(chǎn)生X射線(xiàn)(如圖中帶箭頭的虛線(xiàn)所示);將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn).則(

)

A.M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)B.增大M、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移C.偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外D.增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移

答案【名師點(diǎn)撥】本題以CT掃描機(jī)中X射線(xiàn)的產(chǎn)生為情境命題,時(shí)代性強(qiáng),與所學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密,考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)建立物理模型、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,激發(fā)考生學(xué)習(xí)物理的興趣.專(zhuān)題綜合訓(xùn)練1.[2020北京·8,3分,難度★★☆☆☆]如圖所示,在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤(pán)附近懸掛一個(gè)小磁針.現(xiàn)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn).下列說(shuō)法正確的是(

)A.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)嬖陔妶?chǎng)B.偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)a(chǎn)生了磁場(chǎng)C.僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,偏轉(zhuǎn)方向不變D.僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性,偏轉(zhuǎn)方向不變答案1.B

【解題思路】

帶負(fù)電荷的橡膠圓盤(pán)繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),形成電流,電流周?chē)?即圓盤(pán)周?chē)?產(chǎn)生了磁場(chǎng),小磁針在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向或者僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性,都會(huì)形成相反方向的電流,產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也會(huì)反向,因此小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.2.[2020上海·7,3分,難度★★☆☆☆]如圖所示,接有直流電源E的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置.導(dǎo)軌間存在垂直于紙面向外的磁場(chǎng),電阻不可忽略的導(dǎo)體棒ab靜止于導(dǎo)軌上,當(dāng)電鍵S閉合的瞬間,導(dǎo)體棒(

)

A.向左移動(dòng)

B.向右移動(dòng)C.上下彈跳

D.保持不動(dòng)答案2.A

【解題思路】

電鍵S閉合的瞬間,根據(jù)電源的正、負(fù)極可判斷ab棒中的電流由a指向b,在垂直紙面向外的磁場(chǎng)中,根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)體棒ab受到向左的安培力,將向左移動(dòng),A項(xiàng)正確.3.[2012大綱·18,6分,難度★★★☆☆]如圖,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等、方向相反的電流.a、o、b在M、N的連線(xiàn)上,o為MN的中點(diǎn),c、d位于MN的中垂線(xiàn)上,且a、b、c、d到o點(diǎn)的距離均相等.關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同答案3.C

【解題思路】

由安培定則可知,兩導(dǎo)線(xiàn)在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)均豎直向下,合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零,選項(xiàng)A錯(cuò);由安培定則,兩導(dǎo)線(xiàn)在a、