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高考物理二轮复习精练专题十磁场课件
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这是一份高考物理二轮复习精练专题十磁场课件，共35页。
第23练 磁场的叠加和安培力问题
1 [2021浙江1月·8,3分,难度★★☆☆☆]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场
1.B 通电密绕长螺线管内部的磁场可以视为匀强磁场,螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场,与电流大小无关,选项A错误,B正确;螺线管直径越小,内部的磁场越接近匀强磁场,选项C错误;磁感线是为了形象化描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密,与磁场是否是匀强磁场无关,选项D错误.
2 [2021江苏·5,4分,难度★★☆☆☆]在光滑水平桌面上将长为πL的软导线两端固定,固定点的距离为2L,导线通有电流I,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导线中的张力为A.BILB.2BILC.πBILD.2πBIL
3 [2021广东·5,4分,难度★★★☆☆]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线.若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1≫I2,电流方向如图所示.下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是
3.C 由于I1≫I2,故长管外面的四根通电平行直导线间的安培力可忽略,只考虑长管内通入电流I1的直导线对长管外四根平行直导线的安培力作用,中心直导线四周产生顺时针方向的环形磁场,结合左手定则可知,通电后左右两根平行直导线挤压绝缘弹性长管靠近固定长直导线,上下两根平行直导线远离固定长直导线,选项C正确.
4 [2019全国Ⅰ·17,6分,难度★★★☆☆]如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A.2FD.0
5 [2021福建·6,6分,难度★★★☆☆](多选)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点.已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为cd的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线的电流方向垂直坐标平面向外.则A.O点的磁感应强度为0B.O点的磁感应强度方向由O指向cC.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
5.BD 由安培定则可知,通电直导线b、c在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、d在O点产生的磁场方向均垂直ad连线指向c,故O点的磁感应强度不为零,方向由O指向c,选项A错误,B正确.通电直导线c、d在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、b在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向分别垂直ae连线和be连线,二者的合磁场方向沿y轴负方向,故选项C错误,D正确.
6 [2022湖南·3,4分,难度★★★☆☆]如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO'上,其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场,与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示.导线通以电流I,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是A.当导线静止在图(a)右侧位置时,导线中电流方向由N指向MB.电流I增大,静止后,导线对悬线的拉力不变C.tan θ与电流I成正比D.sin θ与电流I成正比
7 [2022全国乙·18,6分,难度★★★☆☆](多选)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面.某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上.根据表中测量结果可推知A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50 μTC.第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方
【温馨提示】 要注意地球表面的地磁场方向指向地理北极附近,在北半球,地磁场竖直分量向下,在南半球,地磁场竖直分量向上.
8 [2021浙江6月·15,2分,难度★★★☆☆](多选)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以80 A和100 A、流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等.下列说法正确的是A.两导线受到的安培力Fb=1.25FaB.导线所受的安培力可以用F=ILB计算C.移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变D.在离两导线平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置
8.BCD a、b导线受到的安培力是相互作用力,所以大小应该相等,选项A错误;根据通电直导线的磁场分布特点,导线所受的安培力可以用F=BIL进行计算,选项B正确;根据右手定则可知,a在p处产生的磁场方向垂直纸面向外,而b在该处产生的磁场垂直纸面向里,由于b导线中电流强,所以合磁场方向垂直纸面向里,若撤走b导线,则p点的磁场方向垂直纸面向外,故选项C正确;根据通电直导线的磁场分布特点,两导线所在平面内存在一条磁感应强度为零的线,但在两导线所在平面外的有限空间内不可能存在磁感应强度为零的地方,选项D正确.
9 [2021重庆·9,5分,难度★★★☆☆](多选)某同学设计了一种天平,装置如图所示.两相同的同轴圆线圈M、N水平固定,圆线圈P与M、N共轴且平行等距.初始时,线圈M、N通以等大反向的电流后,在线圈P处产生沿半径方向的磁场,线圈P内无电流且天平平衡.设从上往下看顺时针方向为正向,当左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,可能的办法是A.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入正向电流B.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入负向电流C.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入正向电流D.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入负向电流
9.BC 左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,则需要线圈P受到竖直向下的安培力.若P处磁场方向沿半径向外,由左手定则可知,应在P中通入负向电流,选项A错误,B正确;若P处磁场方向沿半径向内,由左手定则可知,应在P中通入正向电流,选项C正确,D错误.
第24练 带电粒子在有界匀强磁场中的运动
1 [2019北京·16,6分,难度★★★☆☆] 如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出.下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
3 [2021湖北·9,4分,难度★★★☆☆](多选)一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中,在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒,a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动,环绕方向如图所示,c未在图中标出.仅考虑磁场对带电微粒的作用力,下列说法正确的是A.a带负电荷B.b带正电荷C.c带负电荷D.a和b的动量大小一定相等
4 [2021北京·12,3分,难度★★★☆☆]如图所示,在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场.一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入,并恰好垂直于y轴射出磁场.已知带电粒子质量为m、电荷量为q,OP=a.不计重力.根据上述信息可以得出A.带电粒子在磁场中运动的轨迹方程B.带电粒子在磁场中运动的速率C.带电粒子在磁场中运动的时间D.该匀强磁场的磁感应强度
第25练 带电粒子在组合场和叠加场中的运动
1 [2022全国甲·18,6分,难度★★★☆☆]空间存在着匀强磁场和匀强电场, 磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里,电场的方向沿y轴正方向.一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动.下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是
1.B 分析可知,开始一段较短时间内,粒子具有沿+y方向的速度,由左手定则可知,粒子应向左侧偏转,A、C项错误;由于粒子所受电场力沿+y方向,且粒子初速度为零、初始位置在坐标原点,故粒子运动轨迹的最低点在x轴上,D项错误,B项正确.
2 [2022广东·8,6分,难度★★★☆☆](多选)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点.已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有A.电子从N到P,电场力做正功B.N点的电势高于P点的电势C.电子从M到N,洛伦兹力不做功D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
2.BC 电子从M点由静止释放,从M到N,电场力做正功,M、P在同一等势面上,可知电子从N到P,电场力做负功,A错误; 根据沿电场线方向电势降低,可知N点电势高于P点电势,B正确;根据洛伦兹力方向与速度方向垂直,对带电粒子永远不做功,可知电子从M到N,洛伦兹力不做功,C正确;洛伦兹力不做功,且M、P在同一等势面上,可知电子在M点和P点速度都是零,即电子在M点和P点都是只受到电场力作用,所以电子在M点所受的合力等于在P点所受的合力,D错误.
4 [2020全国Ⅱ·17,6分,难度★★★☆☆]CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测.图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示.图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点.则A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
第23练 磁场的叠加和安培力问题
1 [2021浙江1月·8,3分,难度★★☆☆☆]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场
1.B 通电密绕长螺线管内部的磁场可以视为匀强磁场,螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场,与电流大小无关,选项A错误,B正确;螺线管直径越小,内部的磁场越接近匀强磁场,选项C错误;磁感线是为了形象化描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密,与磁场是否是匀强磁场无关,选项D错误.
2 [2021江苏·5,4分,难度★★☆☆☆]在光滑水平桌面上将长为πL的软导线两端固定,固定点的距离为2L,导线通有电流I,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导线中的张力为A.BILB.2BILC.πBILD.2πBIL
3 [2021广东·5,4分,难度★★★☆☆]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线.若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1≫I2,电流方向如图所示.下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是
3.C 由于I1≫I2,故长管外面的四根通电平行直导线间的安培力可忽略,只考虑长管内通入电流I1的直导线对长管外四根平行直导线的安培力作用,中心直导线四周产生顺时针方向的环形磁场,结合左手定则可知,通电后左右两根平行直导线挤压绝缘弹性长管靠近固定长直导线,上下两根平行直导线远离固定长直导线,选项C正确.
4 [2019全国Ⅰ·17,6分,难度★★★☆☆]如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为A.2FD.0
5 [2021福建·6,6分,难度★★★☆☆](多选)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点.已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为cd的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线的电流方向垂直坐标平面向外.则A.O点的磁感应强度为0B.O点的磁感应强度方向由O指向cC.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
5.BD 由安培定则可知,通电直导线b、c在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、d在O点产生的磁场方向均垂直ad连线指向c,故O点的磁感应强度不为零,方向由O指向c,选项A错误,B正确.通电直导线c、d在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、b在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向分别垂直ae连线和be连线,二者的合磁场方向沿y轴负方向,故选项C错误,D正确.
6 [2022湖南·3,4分,难度★★★☆☆]如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO'上,其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场,与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示.导线通以电流I,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是A.当导线静止在图(a)右侧位置时,导线中电流方向由N指向MB.电流I增大,静止后,导线对悬线的拉力不变C.tan θ与电流I成正比D.sin θ与电流I成正比
7 [2022全国乙·18,6分,难度★★★☆☆](多选)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面.某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上.根据表中测量结果可推知A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50 μTC.第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方
【温馨提示】 要注意地球表面的地磁场方向指向地理北极附近,在北半球,地磁场竖直分量向下,在南半球,地磁场竖直分量向上.
8 [2021浙江6月·15,2分,难度★★★☆☆](多选)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以80 A和100 A、流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等.下列说法正确的是A.两导线受到的安培力Fb=1.25FaB.导线所受的安培力可以用F=ILB计算C.移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变D.在离两导线平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置
8.BCD a、b导线受到的安培力是相互作用力,所以大小应该相等,选项A错误;根据通电直导线的磁场分布特点,导线所受的安培力可以用F=BIL进行计算,选项B正确;根据右手定则可知,a在p处产生的磁场方向垂直纸面向外,而b在该处产生的磁场垂直纸面向里,由于b导线中电流强,所以合磁场方向垂直纸面向里,若撤走b导线,则p点的磁场方向垂直纸面向外,故选项C正确;根据通电直导线的磁场分布特点,两导线所在平面内存在一条磁感应强度为零的线,但在两导线所在平面外的有限空间内不可能存在磁感应强度为零的地方,选项D正确.
9 [2021重庆·9,5分,难度★★★☆☆](多选)某同学设计了一种天平,装置如图所示.两相同的同轴圆线圈M、N水平固定,圆线圈P与M、N共轴且平行等距.初始时,线圈M、N通以等大反向的电流后,在线圈P处产生沿半径方向的磁场,线圈P内无电流且天平平衡.设从上往下看顺时针方向为正向,当左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,可能的办法是A.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入正向电流B.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入负向电流C.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入正向电流D.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入负向电流
9.BC 左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,则需要线圈P受到竖直向下的安培力.若P处磁场方向沿半径向外,由左手定则可知,应在P中通入负向电流,选项A错误,B正确;若P处磁场方向沿半径向内,由左手定则可知,应在P中通入正向电流,选项C正确,D错误.
第24练 带电粒子在有界匀强磁场中的运动
1 [2019北京·16,6分,难度★★★☆☆] 如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出.下列说法正确的是A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短
3 [2021湖北·9,4分,难度★★★☆☆](多选)一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中,在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒,a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动,环绕方向如图所示,c未在图中标出.仅考虑磁场对带电微粒的作用力,下列说法正确的是A.a带负电荷B.b带正电荷C.c带负电荷D.a和b的动量大小一定相等
4 [2021北京·12,3分,难度★★★☆☆]如图所示,在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场.一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入,并恰好垂直于y轴射出磁场.已知带电粒子质量为m、电荷量为q,OP=a.不计重力.根据上述信息可以得出A.带电粒子在磁场中运动的轨迹方程B.带电粒子在磁场中运动的速率C.带电粒子在磁场中运动的时间D.该匀强磁场的磁感应强度
第25练 带电粒子在组合场和叠加场中的运动
1 [2022全国甲·18,6分,难度★★★☆☆]空间存在着匀强磁场和匀强电场, 磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里,电场的方向沿y轴正方向.一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动.下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是
1.B 分析可知,开始一段较短时间内,粒子具有沿+y方向的速度,由左手定则可知,粒子应向左侧偏转,A、C项错误;由于粒子所受电场力沿+y方向,且粒子初速度为零、初始位置在坐标原点,故粒子运动轨迹的最低点在x轴上,D项错误,B项正确.
2 [2022广东·8,6分,难度★★★☆☆](多选)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点.已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有A.电子从N到P,电场力做正功B.N点的电势高于P点的电势C.电子从M到N,洛伦兹力不做功D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
2.BC 电子从M点由静止释放,从M到N,电场力做正功,M、P在同一等势面上,可知电子从N到P,电场力做负功,A错误; 根据沿电场线方向电势降低,可知N点电势高于P点电势,B正确;根据洛伦兹力方向与速度方向垂直,对带电粒子永远不做功,可知电子从M到N,洛伦兹力不做功,C正确;洛伦兹力不做功,且M、P在同一等势面上,可知电子在M点和P点速度都是零,即电子在M点和P点都是只受到电场力作用,所以电子在M点所受的合力等于在P点所受的合力,D错误.
4 [2020全国Ⅱ·17,6分,难度★★★☆☆]CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测.图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示.图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点.则A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
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