2022年高考物理暑期輔導(dǎo)班 課題十二 磁場一練習(xí)走進(jìn)考場1.在磁場中某區(qū)域的磁感線，如圖所示，則()Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等Ba>BbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()A一小段通電導(dǎo)線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力也一定為零B通電導(dǎo)線所受的磁場力為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也一定為零C放置在磁場中1m長的通電導(dǎo)線，通過1A的電流，受到的磁場力為1N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是1TD磁場中某處的B的方向跟電流在該處受到的磁場力F的方向相同3如圖所示四種情況中，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，載流導(dǎo)體長度相同，通過的電流也相同，導(dǎo)體受到的磁場力最大的是()A甲、丁B甲、丙C乙、丁 D乙、丙 4.如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將()A向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn)D向紙里偏轉(zhuǎn)5、(xx年徐州模擬)如圖所示，在真空中，水平導(dǎo)線中有恒定電流I通過，導(dǎo)線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，則質(zhì)子可能的運(yùn)動(dòng)情況是()A沿路徑a運(yùn)動(dòng)B沿路徑b運(yùn)動(dòng)C沿路徑c運(yùn)動(dòng)D沿路徑d運(yùn)動(dòng)6、如圖所示圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場，一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方向，對(duì)準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場，又都從該磁場中射出，這些粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有的較長，有的較短，若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，則在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的帶電粒子() A速率一定越小B速率一定越大C在磁場中通過的路程越長D在磁場中的周期一定越大7、(xx·濟(jì)南模擬)帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將()A可能做直線運(yùn)動(dòng)B可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C一定做曲線運(yùn)動(dòng)D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)8(xx·蚌埠模擬)如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m，用絲線懸掛于O點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，最大擺角為60°，水平磁場垂直于小球擺動(dòng)的平面。當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時(shí)，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線上的張力為()A0B2mgC4mg D6mg題型突破題型1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加問題 例題1、如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，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，下列說法正確的是()AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同練習(xí)、如圖所示，在a、b、c三處垂直于紙面放置三根長直通電導(dǎo)線，電流大小相等，a、b、c是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，a處電流在三角形中心O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。題型2、安培力作用下物體運(yùn)動(dòng)方向的判斷 例題2、如圖(a)所示，不在同一平面內(nèi)的兩互相垂直的導(dǎo)線，其中MN固定，PQ可以自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩導(dǎo)線中通入圖示方向電流I1、I2時(shí)，導(dǎo)線PQ將()A順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線MNB順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線MNC逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線MND逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)遠(yuǎn)離導(dǎo)線MN練習(xí)、如圖所示，條形磁鐵平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，現(xiàn)給導(dǎo)線中通以垂直于紙面向外的電流，則下列說法正確的是()A磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B磁鐵對(duì)桌面的壓力增大C磁鐵對(duì)桌面的壓力不變D以上說法都不可能題型3、安培力作用下物體的平衡命題規(guī)律根據(jù)物體的受力分析和平衡條件，判斷物體所受安培力的大小。例題3、如圖，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x，當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是()A方向向上B大小為C要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移D若使b下移，a將不能保持靜止練習(xí)、(xx·鄭州一中模擬)如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為。整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab剛好靜止。則()A磁場方向豎直向上B磁場方向豎直向下C金屬桿ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向上D金屬桿ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向下題型4、帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的分析方法分析帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的問題，重點(diǎn)是“確定圓心、確定半徑、確定周期或時(shí)間”，尤其是圓周運(yùn)動(dòng)半徑的確定，從物理規(guī)律上應(yīng)滿足R，從運(yùn)動(dòng)軌跡上應(yīng)根據(jù)幾何關(guān)系求解。例題4、如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系xOy，直線OP與x軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個(gè)大小不同、方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域和，直線OP是它們的邊界，OP上方區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子(不計(jì)重力)以速度v從O點(diǎn)沿與OP成30°角的方向垂直于磁場進(jìn)入?yún)^(qū)域，質(zhì)子先后通過磁場區(qū)域和后，恰好垂直打在x軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫出)，試求：(1)區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；(2)Q點(diǎn)的坐標(biāo)。練習(xí)、(xx·廣東湛江一模)如圖所示為一個(gè)有界的足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電的粒子以某一速率v垂直磁場方向從O點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域，電子進(jìn)入磁場時(shí)速度方向與邊界夾角為，下列有關(guān)說法正確的是()A若一定，速度v越大，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長B粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度v有關(guān)，與角大小無關(guān)C若速度v一定，越大，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短D粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與角度有關(guān)，與速度v無關(guān)例題5、如圖甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O且正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。有一束正離子在t0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場。已知正離子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計(jì)離子所受重力。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大?。?2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時(shí)的速度v0的可能值。練習(xí)、某一空間充滿垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，規(guī)定B>0時(shí)磁場的方向穿出紙面。現(xiàn)有一電荷量為q5×107C、質(zhì)量為m5×1010kg的帶電粒子在t0時(shí)刻以初速度v0沿垂直磁場方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，則磁場變化一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小與初速度大小的比值是()A1B.C. D.例題6、(xx·南昌調(diào)研)如圖所示，正方形勻強(qiáng)磁場的邊界長為a，邊界由絕緣彈性壁圍成，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子垂直于磁場方向和邊界，從邊界正中點(diǎn)O孔處射入磁場，其射入時(shí)的速度為，帶電粒子與壁碰撞前后沿壁方向的分速度不變，垂直壁方向的分速度反向、大小不變，且不計(jì)摩擦，不計(jì)粒子所受重力，碰撞時(shí)無電荷量損失，求：(1)帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(2)帶電粒子從O孔射入到從O孔射出所需要的時(shí)間。練習(xí)、(xx·鄭州質(zhì)量預(yù)測)如圖所示，在半徑為R的圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，一個(gè)電子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入該磁場，從N點(diǎn)射出，速度方向偏轉(zhuǎn)了60°。則電子從M到N運(yùn)行的時(shí)間是()A. B.C. D.題型5、多解問題例題7、如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場a和b，OP為分界線，磁場a的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直紙面向里；磁場b的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4l,3l)。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入磁場b，經(jīng)過一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力。(sin37°0.6，cos37°0.8)求：(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間最少是多少？(2)粒子運(yùn)動(dòng)的速度可能是多少？題型6、電磁場在實(shí)際中的應(yīng)用1、 速度選擇器例題8(xx年天津塘沽模擬)如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交電磁場區(qū)域I和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如果這束正離子束在區(qū)域I中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑R相同，則它們具有相同的()A電荷量B質(zhì)量C速度D比荷2、質(zhì)譜儀例題9、(xx·廣州模擬)1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說法中正確的是()A該束帶電粒子帶負(fù)電B速度選擇器的P1極板帶正電C在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小練習(xí)、如圖所示，質(zhì)譜儀主要是用來研究同位素(即原子序數(shù)相同，原子質(zhì)量不同的元素)的儀器。正離子源產(chǎn)生帶電量為q的正離子，經(jīng)S1、S2兩金屬板間的電壓U加速后，進(jìn)入粒子速度選擇器P1、P2之間。P1、P2之間有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和與之正交的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場，通過速度選擇器的粒子經(jīng)S3細(xì)孔射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場沿一半圓軌跡運(yùn)動(dòng)，射到照相底片M上，使底片感光，若該離子質(zhì)量為m，底片感光處距細(xì)孔S3的距離為x，試證明：mqB1B2x/2E。練習(xí)、速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中S0AS0C，則下列相關(guān)說法中正確的是()A甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)電B甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于D若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為323、回旋加速器例題10、(xx·江蘇常州高級(jí)中學(xué)高三資格賽)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。設(shè)D形盒半徑為R。若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f，則下列說法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2fRB質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)C高頻電源只能使用矩形交變電流，不能使用正弦式交變電流D不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速粒子練習(xí)、如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出，求：(1)加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大小；(2)設(shè)兩D形盒間距為d，其間電壓為U，電場視為勻強(qiáng)電場，質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周數(shù)；(3)加速到上述能量所需時(shí)間。4、 霍爾效應(yīng)例題11、(xx·柳州質(zhì)檢)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢差，下列說法中正確的是()A若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面電勢高于C側(cè)面電勢B若元件的載流子是自由電子，則C側(cè)面電勢高于D側(cè)面電勢C在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直D在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平5、 磁流體發(fā)電機(jī)例題12、(xx·福建理綜)如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長為L、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可以忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)，且開關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變。(1)求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0；(2)求開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化p；(3)調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其它量和矩形管道的橫截面積Sdh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pmax及相應(yīng)的寬高比d/h的值。