第11講 磁場(chǎng)（解析版）-2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講

2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講第11講、磁場(chǎng)第一部分織網(wǎng)點(diǎn)睛，綱舉目張1.磁場(chǎng)的疊加及安培力(1)地磁場(chǎng)的分布：北半球，豎直重量向下；南半球，豎直重量向上；地球上各處，水平重量向北；赤道上空，磁感應(yīng)強(qiáng)度水平向北。(2)磁場(chǎng)的疊加：幾根通電導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)的疊加——安培定則(右手螺旋定則)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于半徑線(xiàn)；遵循矢量疊加。(3)安培力2．帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力狀況(1)磁場(chǎng)只對(duì)不沿磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的電荷有力的作用，對(duì)靜止的電荷或沿磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的電荷無(wú)力的作用。(2)洛倫茲力的大小和方向：其大小為F＝qvBsinθ，留意：θ為v與B的夾角；F的方向由左手定則判定，四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向。(3)洛倫茲力做功的特點(diǎn)：由于洛倫茲力始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力永不做功。其次部分實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，高考真題演練1.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．L形導(dǎo)線(xiàn)通以恒定電流I，放置在磁場(chǎng)中．已知ab邊長(zhǎng)為2l，與磁場(chǎng)方向垂直，bc邊長(zhǎng)為l，與磁場(chǎng)方向平行．該導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力為（）A.0 B.BIl C.2BIl D.【參考答案】C【名師解析】因bc段與磁場(chǎng)方向平行，則不受安培力；ab段與磁場(chǎng)方向垂直，則受安培力Fab=BI?2l=2BIl則該導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力為2BIl。2.（2023高考選擇性考試遼寧卷）安培通過(guò)試驗(yàn)爭(zhēng)辯，發(fā)覺(jué)了電流之間相互作用力的規(guī)律。若兩段長(zhǎng)度分別為和、電流大小分別為I1和I2的平行直導(dǎo)線(xiàn)間距為r時(shí)，相互作用力的大小可以表示為。比例系數(shù)k的單位是（）A.kg·m/（s2·A） B.kg·m/（s2·A2） C.kg·m2/（s3·A） D.kg·m2/（s3·A3）【參考答案】B【名師解析】依據(jù)題干公式整理可得代入相應(yīng)物理量單位可得比例系數(shù)k單位為B正確。3．（2023全國(guó)高考新課程卷）一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后，打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點(diǎn)，a點(diǎn)在小孔O的正上方，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右側(cè)，如圖所示。已知α粒子的速度約為電子速度的，鉛盒與屏幕之間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向可能為（）A．電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里B．電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外C．電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里D．電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外【參考答案】C【名師解析】A項(xiàng)，電場(chǎng)方向水平向左、α粒子所受電場(chǎng)力向左，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，α粒子所受洛倫茲力向左，不行能得出如圖所示的軌跡，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，對(duì)電子，洛倫茲力向左fe=evB，電場(chǎng)力向右Fe=eE，電子軌跡為直線(xiàn)，說(shuō)明二者平衡，v=E/B；對(duì)α粒子，α粒子所受洛倫茲力向右，fα=2eB，所受電場(chǎng)力向左Fα=2eE，大于洛倫茲力，與題述軌跡不符，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，對(duì)電子，洛倫茲力向右fe=evB，電場(chǎng)力向左Fe=eE，電子軌跡為直線(xiàn)，說(shuō)明二者平衡，v=E/B；對(duì)α粒子，α粒子所受洛倫茲力向左，fα=2eB，所受電場(chǎng)力向右Fα=2eE，大于洛倫茲力，與題述軌跡相符，C正確；D項(xiàng)，電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，對(duì)電子，所受電場(chǎng)力向左，所受洛倫茲力向左，有關(guān)向左偏轉(zhuǎn)，與題述軌跡不符，D錯(cuò)誤。4.（2023高考選擇性考試遼寧卷）如圖，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且始終平行于OP。導(dǎo)體棒兩端的電勢(shì)差u隨時(shí)間t變化的圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【參考答案】C【名師解析】導(dǎo)體棒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)線(xiàn)速度為v，設(shè)導(dǎo)體棒從到C過(guò)程，棒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，如圖所示，則導(dǎo)體棒垂直磁感線(xiàn)方向的分速度為可知導(dǎo)體棒垂直磁感線(xiàn)的分速度為余弦變化，依據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒經(jīng)過(guò)B點(diǎn)和B點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)時(shí)，電流方向發(fā)生變化，依據(jù)=BLvcosθ，可知導(dǎo)體棒兩端電勢(shì)差u隨時(shí)間t變化的圖像為余弦圖像。5.（2023新高考福建卷）奧斯特利用如圖所示試驗(yàn)裝置爭(zhēng)辯電流的磁效應(yīng)。一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針?lè)旁诎捉鸾z導(dǎo)線(xiàn)正下方，導(dǎo)線(xiàn)兩端與一伏打電池相連。接通電源瞬間，小磁針發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn)。奧斯特接受把握變量法，連續(xù)爭(zhēng)辯了導(dǎo)線(xiàn)直徑、導(dǎo)線(xiàn)材料、電池電動(dòng)勢(shì)以及小磁針位置等因素對(duì)小磁針偏轉(zhuǎn)狀況的影響。他能得到的試驗(yàn)結(jié)果有（）A.減小白金絲直徑，小磁針仍能偏轉(zhuǎn) B.用銅導(dǎo)線(xiàn)替換白金絲，小磁針仍能偏轉(zhuǎn)C.減小電源電動(dòng)勢(shì)，小磁針肯定不能偏轉(zhuǎn) D.小磁針的偏轉(zhuǎn)狀況與其放置位置無(wú)關(guān)【參考答案】AB【命題意圖】此題考查磁場(chǎng)、磁場(chǎng)疊加及其相關(guān)學(xué)問(wèn)點(diǎn)?！久麕熃馕觥繙p小導(dǎo)線(xiàn)直徑，仍存在電流，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)仍能使小磁針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確；白金導(dǎo)線(xiàn)換成銅導(dǎo)線(xiàn)，仍存在電流，產(chǎn)生的磁場(chǎng)仍能使小磁針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確；減小伏打電池電動(dòng)勢(shì)，只要導(dǎo)線(xiàn)中有電流，小磁場(chǎng)還是會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；通電導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)疊加后，其空間磁場(chǎng)方向與位置有關(guān)，當(dāng)小磁針在不同位置時(shí)其偏轉(zhuǎn)狀況不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.（2023高考海南卷）如圖所示，帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)和受力說(shuō)法正確的是（）A.小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力水平向右 B.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度不變C.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度保持不變 D.小球受到的洛倫茲力對(duì)小球做正功【參考答案】A【名師解析】依據(jù)左手定則，可知小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力水平向右，A正確；小球受洛倫茲力和重力的作用，則小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度、加速度大小，方向都在變，BC錯(cuò)誤；洛侖茲力永不做功，D錯(cuò)誤。5.（2023高考福建卷）地球本身是一個(gè)大磁體，其磁場(chǎng)分布示意圖如圖所示。學(xué)術(shù)界對(duì)于地磁場(chǎng)的形成機(jī)制尚無(wú)共識(shí)。一種理論認(rèn)為地磁場(chǎng)主要源于地表電荷隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的環(huán)形電流?；诖死碚?，下列推斷正確的是（）A.地表電荷為負(fù)電荷B.環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同C.若地表電荷的電量增加，則地磁場(chǎng)強(qiáng)度增大D.若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則地磁場(chǎng)強(qiáng)度增大【參考答案】AC【名師解析】依據(jù)安培定則可知，地表電荷為負(fù)電荷，故A正確；由于表電荷為負(fù)電荷，則環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，故B錯(cuò)誤；若地表電荷的電量增加，則等效電流越大，地磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，故C正確；若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則等效電流越小，地磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，故D錯(cuò)誤。第三部分思路歸納，內(nèi)化方法1.磁場(chǎng)疊加問(wèn)題的一般解題思路(1)確定磁場(chǎng)場(chǎng)源，如通電導(dǎo)線(xiàn)。(2)定位空間中需求解磁場(chǎng)的點(diǎn)，利用安培定則判定各個(gè)場(chǎng)源在這一點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向。如圖所示，BM、BN為M、N處的通電直導(dǎo)線(xiàn)在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成，如圖中的c點(diǎn)合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。2.安培力(1)直線(xiàn)電流的安培力①大?。弘娏髋c磁場(chǎng)平行時(shí)，安培力為零；電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，安培力最大，為F＝BIL。②方向：由左手定則判定。(2)不規(guī)章外形通電導(dǎo)線(xiàn)的安培力①常規(guī)方法：接受分段法或微元法，先求出每段直導(dǎo)線(xiàn)或每個(gè)電流元受到的安培力，再運(yùn)用力的矢量合成法則求出總的安培力。②等效長(zhǎng)度法：如圖所示的虛線(xiàn)，用“導(dǎo)線(xiàn)兩端連線(xiàn)的長(zhǎng)度”代入安培力公式F＝BIL中的L。(3)利用結(jié)論①同向平行電流相互吸引，異向平行電流相互排斥。②兩個(gè)電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)。利用這兩個(gè)結(jié)論可以很簡(jiǎn)潔推斷出通電導(dǎo)線(xiàn)的受力方向。第四部分最新模擬集萃，提升應(yīng)試力量1.（2024山西三重教育聯(lián)盟9月聯(lián)考）粒子物理爭(zhēng)辯中使用的一種球狀探測(cè)裝置橫截面的簡(jiǎn)化模型如圖所示。內(nèi)圓區(qū)域有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，外圓是探測(cè)器。兩個(gè)粒子先后從P點(diǎn)沿徑向射入磁場(chǎng)，粒子1沿直線(xiàn)通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后打在探測(cè)器上的M點(diǎn)。粒子2經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在探測(cè)器上的N點(diǎn)。裝置內(nèi)部為真空狀態(tài)，忽視粒子重力及粒子間相互作用力。下列說(shuō)法正確的是（）A.粒子1可能為中子B.粒子2可能為電子C.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子1可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)D.若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)【參考答案】AD【名師解析】由題圖可看出粒子1沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子1不帶電，則粒子1可能為中子；粒子2向上偏轉(zhuǎn)，依據(jù)左手定則可知粒子2應(yīng)當(dāng)帶正電，A正確、B錯(cuò)誤；由以上分析可知粒子1為中子，則無(wú)論如何增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，粒子1都不會(huì)偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；粒子2在磁場(chǎng)中洛倫茲力供應(yīng)向心力有解得可知若增大粒子入射速度，則粒子2的半徑增大，粒子2可能打在探測(cè)器上的Q點(diǎn)，D正確。2．(2024江蘇鹽城期初摸底質(zhì)檢)如圖所示，在直角坐標(biāo)xOy平面內(nèi)，有一半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面對(duì)里，邊界與x、y軸分別相切于a、b兩點(diǎn)，ac為直徑。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)以某一初速度v0（v0大小未知）沿平行于x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，從a點(diǎn)垂直于x軸離開(kāi)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。下列推斷不正確的是（）

A．該粒子的速度為vB．該粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)的時(shí)間為πmC．以22v0從bD．以2v0從b【參考答案】．D【名師解析】粒子從b點(diǎn)以某一初速度QUOTE沿平行于x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，從a點(diǎn)垂直于QUOTE軸離開(kāi)磁場(chǎng)，如圖所示由洛倫茲力供應(yīng)向心力可得QUOTE由幾何關(guān)系可得QUOTE聯(lián)立解得QUOTE該粒子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)的時(shí)間為QUOTE

C．以QUOTE從b點(diǎn)沿各個(gè)方向垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中的半徑為該種粒子從邊界出射的最遠(yuǎn)點(diǎn)與入射點(diǎn)的距離為粒子軌跡圓的直徑，由幾何關(guān)系可知可知該種粒子從邊界出射的最遠(yuǎn)點(diǎn)恰為a點(diǎn)，故C正確；

D．以QUOTE從b點(diǎn)沿各個(gè)方向垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中的半徑為QUOTE當(dāng)該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)最大時(shí)，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角最大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，如圖所示

由幾何關(guān)系可知，最大圓心角為QUOTE，則最長(zhǎng)時(shí)間為QUOTE故D錯(cuò)誤。此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選D。3.（2023年7月安徽蚌埠期末）電視機(jī)顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)原理。如圖所示，電子束經(jīng)電子槍加速后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上產(chǎn)生亮點(diǎn)。已知電子的比荷為k，加速電子束的電子槍電壓為U。電子束按圖中方向偏轉(zhuǎn)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為，由此可知（）A.圖中偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫鎸?duì)外B.電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的速度為C.電子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑為D.電子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為【參考答案】AC【名師解析】．由左手定則可推斷出偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫鎸?duì)外，故A正確；B．設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，電子束射入到偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理解得故B錯(cuò)誤；電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力供應(yīng)向心力解得，故C正確；電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故D錯(cuò)誤。4.（2023年7月安徽蚌埠期末）如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的一條直徑。一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成30°角，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從b點(diǎn)飛出，已知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，不計(jì)粒子所受重力，則（）A.該帶電粒子帶負(fù)電B.粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為RC.若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2t【參考答案】D【名師解析】依據(jù)左手定則推斷知，該帶電粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；依題意，設(shè)粒子以速度飛入磁場(chǎng)中時(shí)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為故B錯(cuò)誤；依題意，可畫(huà)出粒子以和兩種狀況下在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示粒子以速度大小為2v飛入磁場(chǎng)時(shí)，半徑為，依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可得此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為；若僅將速度大小改為v，依據(jù)則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)?，利用幾何學(xué)問(wèn)可推斷知，此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間依據(jù)可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速度無(wú)關(guān)，則可得粒子以速度飛入磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故C錯(cuò)誤，D正確。5.（2023年7月安徽蚌埠期末）如圖所示，兩根同一豎直方向平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a和b中通有大小不同、方向均垂直于紙面對(duì)里的電流時(shí)，a對(duì)地面的壓力恰好為零。已知長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。假如長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)b的電流改為垂直于紙面對(duì)外，大小不變，則a對(duì)地面的壓力為（）A.0 B.mg C.2mg D.3mg【參考答案】C【名師解析】長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a和b的電流方向，導(dǎo)線(xiàn)a和b相互吸引，由于a對(duì)地面的壓力恰好為零，對(duì)a受力分析可知b對(duì)a的引力大小等于重力，方向豎直向上；當(dāng)b的電流反向時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)a和b相互排斥，再次對(duì)a受力分析可知地面對(duì)a的支持力等于2mg，依據(jù)牛頓第三定律，a對(duì)地面的壓力為2mg。C正確。。6.（2023安徽宣城期末）如圖甲所示，為特高壓輸電線(xiàn)路上使用六分裂阻尼間隔棒的情景。其簡(jiǎn)化如圖乙，間隔棒將6條輸電導(dǎo)線(xiàn)分別固定在一個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)a、b、c、d、e、f上，O為正六邊形的中心，A點(diǎn)、B點(diǎn)分別為Oa、Od的中點(diǎn)。已知通電導(dǎo)線(xiàn)在四周形成磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與到導(dǎo)線(xiàn)的距離成反比。6條輸電導(dǎo)線(xiàn)中通有垂直紙面對(duì)外，大小相等的電流，其中a導(dǎo)線(xiàn)中的電流對(duì)b導(dǎo)線(xiàn)中電流的安培力大小為F，則（）A.A點(diǎn)和B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.其中b導(dǎo)線(xiàn)所受安培力大小為FC.a、b、c、d、e五根導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向下D.a、b、c、d、e五根導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于ed向上【參考答案】C【名師解析】依據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知A點(diǎn)和B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向不同，關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，故A錯(cuò)誤；B．依據(jù)題意可知a、c對(duì)導(dǎo)線(xiàn)b的安培力大小F，f、d對(duì)導(dǎo)線(xiàn)b的安培力大小為e對(duì)導(dǎo)線(xiàn)b的安培力大小為，依據(jù)矢量的合成可得b導(dǎo)線(xiàn)所受安培力故B錯(cuò)誤；依據(jù)安培定則，a、d兩條導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，b、e兩條導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，a、b、c、d、e五根導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與c導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，垂直于ed向下，故C正確，D錯(cuò)誤。8.（2023安徽宣城期末）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，圖中虛線(xiàn)為磁場(chǎng)的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)圓弧的圓心，Ob長(zhǎng)為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點(diǎn)垂直ab射入磁場(chǎng)，已知全部粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點(diǎn)，不計(jì)粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（）A.粒子帶負(fù)電B.從M點(diǎn)射出粒子的速率肯定大于從N點(diǎn)射出粒子的速率C.從M點(diǎn)射出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間肯定小于從N點(diǎn)射出粒子所用時(shí)間D.全部粒子所用最短時(shí)間為【參考答案】D【名師解析】．粒子做逆時(shí)針的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，依據(jù)左手定則，可知粒子帶正電，A錯(cuò)誤；B．依據(jù)得從M點(diǎn)射出粒子的圓周半徑更小，則速度更小，B錯(cuò)誤；CD．由粒子周期不變，圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，有幾何關(guān)系可知，弦切角等于圓心角的一半，當(dāng)弦切角越小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，如圖當(dāng)弦與bc圓弧邊界相切時(shí)，弦切角最小。Ob等于R，由幾何關(guān)系，此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為，則最短時(shí)間為M、N兩點(diǎn)具體位置未知，則無(wú)法推斷從M點(diǎn)射出粒子所用時(shí)間和從N點(diǎn)射出粒子所用時(shí)間的大小關(guān)系，C錯(cuò)誤，D正確。8．（2023年7月河南新鄉(xiāng)高二期末）如圖所示，一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一負(fù)電荷（所受重力忽視不計(jì)）沿正對(duì)著圓心O的方向射入磁場(chǎng)，從磁場(chǎng)中射出時(shí)速度方向轉(zhuǎn)變了角。則帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為（）A． B． C． D．【參考答案】．A【名師解析】依據(jù)題意作出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，帶電粒子從磁場(chǎng)中射出時(shí)速度方向轉(zhuǎn)變了角，所以粒子做圓周運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)的圓心角為，依據(jù)幾何關(guān)系可知，選項(xiàng)A正確。9．（2023年8月沈陽(yáng)育才中學(xué)一模）如圖所示是某同學(xué)模擬電磁炮的工作原理和放射過(guò)程，水平臺(tái)面上有足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ置于塑料圓筒內(nèi)，質(zhì)量為m的金屬炮彈置于圓筒內(nèi)的軌道上，軌道間距為L(zhǎng)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌左端連著平行板電容器和電動(dòng)勢(shì)為E的電源。先讓單刀雙置開(kāi)關(guān)接1接線(xiàn)柱對(duì)電容器充電，充電結(jié)束后，將開(kāi)關(guān)接2接線(xiàn)柱。金屬炮彈在安培力作用下開(kāi)頭運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后離開(kāi)導(dǎo)軌，整個(gè)過(guò)程通過(guò)炮彈的電荷量為q。已知在圓筒中金屬炮彈始終與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，炮彈電阻為R。在這個(gè)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（）A．炮彈離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度為B．電容器的電容C．炮彈在導(dǎo)軌上的位移D．在其他條件不變時(shí)，炮彈的最大速度與電容器電容大小成正比【參考答案】．AB【名師解析】．對(duì)炮彈，依據(jù)動(dòng)量定理其中，平均安培力可得故A正確；B．剛充電結(jié)束時(shí)，電容器電荷量為導(dǎo)軌達(dá)到最大速度時(shí)，電容器電荷量此時(shí)電容器電壓此時(shí)導(dǎo)軌產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于U，故聯(lián)立可得解得故B正確；C．炮彈在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過(guò)程，電容器有電壓存在，通過(guò)炮彈的平均電流并不是，則故C錯(cuò)誤；依據(jù)B分析可知故炮彈的最大速度與電容器電容大小并不成正比，故D錯(cuò)誤。10．（2023年8月沈陽(yáng)育才中學(xué)一模）如圖所示，虛線(xiàn)框內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里。a、b、c三個(gè)帶電粒子，它們?cè)诩埫鎯?nèi)從邊的中點(diǎn)垂直于邊射入磁場(chǎng)，圖中畫(huà)出了它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。若不計(jì)粒子所受重力，則（）

A．粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電B．若三個(gè)粒子比荷相同，則粒子c在磁場(chǎng)中的加速度最大C．若三個(gè)粒子入射的速度相同，則粒子c在磁場(chǎng)中的加速度最大D．若三個(gè)粒子入射的動(dòng)量相同，則粒子b的帶電量最大【參考答案】．C【名師解析】．由左手定則可知a帶正電，b、c帶負(fù)電，由圖可知，由粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力供應(yīng)加速度有解得，若三個(gè)粒子比荷相同，則粒子c在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度最小，加速度最小，故AB錯(cuò)誤；若三個(gè)粒子入射的速度相同，則粒子c的比荷最大，粒子c在磁場(chǎng)中的加速度最大，故C正確；若三個(gè)粒子入射的動(dòng)量相同，則粒子c的帶電量最大，故D錯(cuò)誤。11.（2023年7月浙江紹興期末）如圖，圓形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面對(duì)里勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為圓心，不同速率的正、負(fù)電子從A點(diǎn)指向圓心，豎直向上進(jìn)入該磁場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后出射點(diǎn)為B、C、D、E，其中B、C、D三個(gè)出射點(diǎn)與圓心的連線(xiàn)與初速方向分別成、、角。下列推斷正確的是（??）A.沿徑跡AC、AB的粒子為正電子B.沿徑跡AE的粒子飛行時(shí)間最短C.沿徑跡AC所在圓的圓周運(yùn)動(dòng)周期等于AB周期D.沿徑跡AD的速度是AB的倍【參考答案】C【名師解析】依據(jù)左手定則，沿徑跡AC、AB的粒子為負(fù)電子，故A錯(cuò)誤；B．依據(jù)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期沿徑跡AE的粒子對(duì)應(yīng)圓心角最大，飛行時(shí)間最長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；C．依據(jù)沿徑跡AC所在圓的圓周運(yùn)動(dòng)周期等于AB周期，故C正確；D．設(shè)圓形區(qū)域半徑R，依據(jù)幾何關(guān)系，沿徑跡AD運(yùn)動(dòng)的半徑沿徑跡AB運(yùn)動(dòng)的半徑又沿徑跡AD的速度是AB的倍，故D錯(cuò)誤。。12.(2023重慶江津七校聯(lián)考)如圖所示虛線(xiàn)MN右側(cè)有垂直于紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)帶同種電荷的帶電粒子從虛線(xiàn)上同一點(diǎn)A分別以速度v1、v2與MN成相同角度θ垂直磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，結(jié)果兩粒子在邊界上B點(diǎn)相遇。不考慮粒子間的相互作用力，不計(jì)兩粒子的重力。則（）A.兩個(gè)粒子都帶負(fù)電B.兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑不相等C.若兩粒子的比荷相等，則D.若兩粒子同時(shí)從A點(diǎn)射入，則【參考答案】D【名師解析】?jī)闪Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)軌跡如圖依據(jù)左手定則可知粒子都帶正電，由幾何關(guān)系可知故AB錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)洛倫茲力供應(yīng)向心力解得若兩粒子的比荷相等，則故，故C錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為故在磁場(chǎng)中兩粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為若兩粒子同時(shí)從A點(diǎn)射入，則兩粒子相遇時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等故聯(lián)立可得故D正確。。13.如圖所示，一輛汽車(chē)以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)頂部固定了一開(kāi)口向上的輕質(zhì)光滑絕緣管道，整個(gè)空間存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。管道內(nèi)有一個(gè)帶正電小球，開(kāi)頭位于管道M端且相對(duì)管道速度為0，一段時(shí)間后，小球運(yùn)動(dòng)到管道N端，小球質(zhì)量為m，電量為q，管道高度為l，小球直徑略小于管道內(nèi)徑。若不計(jì)小球重力，則小球從M端到N端的過(guò)程中（）A.小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B.小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C.管道對(duì)小球作用力的平均功率D.管道對(duì)小球作用力的平均功率【參考答案】BD【名師解析】依據(jù)左手定則可知，小球受到洛倫茲力方向沿管道方向，由可知，小球所受洛倫茲力恒定，設(shè)小球的加速度為，由牛頓其次定律有設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．小球所受洛倫茲力不做功，因此洛倫茲力在沿管道方向分力做正功的大小等于垂直于管道向左的分力做負(fù)功的大小，管道對(duì)小球的作用力始終與洛倫茲力垂直于管道向左的分力平衡，則有管道對(duì)小球作用力的平均功率故C錯(cuò)誤，D正確。15.(2023年7月湖南名校聯(lián)合體期末聯(lián)考)如圖，間距為的U形金屬導(dǎo)軌，一端接有電阻為的定值電阻，固定在高為的絕緣水平桌面上。質(zhì)量均為的勻質(zhì)導(dǎo)體棒a和b靜止在導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，接入電路的阻值均為R，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），導(dǎo)體棒a距離導(dǎo)軌最右端距離為。整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。用沿導(dǎo)軌水平向右的恒力拉導(dǎo)體棒a，當(dāng)導(dǎo)體棒a運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌最右端時(shí)，導(dǎo)體棒b剛要滑動(dòng)，撤去F，導(dǎo)體棒a離開(kāi)導(dǎo)軌后落到水平地面上。（重力加速度取，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)其他電阻）求：（1）導(dǎo)體棒a剛要離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)，通過(guò)電阻R的電流I及導(dǎo)體棒a的速度大小v；（2）導(dǎo)體棒a由靜止運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌最右端的過(guò)程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱，以及經(jīng)受的時(shí)間t；（均保留三位有效數(shù)字）（3）設(shè)導(dǎo)體棒a與絕緣水平面發(fā)生碰撞前后，豎直速度大小不變，碰撞過(guò)程中水平方向所受摩擦力大小為豎直方向支持力的k倍（碰撞時(shí)間極短），取，請(qǐng)計(jì)算導(dǎo)體棒a離開(kāi)導(dǎo)軌后向右運(yùn)動(dòng)的最大水平距離?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）1.65s；（3）3.6m【名師解析】（1）由題意知，，，對(duì)b分析有解得又解得（2）整個(gè)過(guò)程對(duì)a運(yùn)用功能原理有依據(jù)焦耳定律可知整個(gè)過(guò)程中通過(guò)a的電荷量由動(dòng)量定理有解