2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題10 磁場(含解析).docx
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專題10磁場 第一部分 名師綜述 磁場一般會以選項(xiàng)題和計(jì)算題兩種形式出現(xiàn),若是選擇題一般考查對磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、安培力和洛侖茲力這些概念的理解,以及安培定則和左手定則的運(yùn)用;若是計(jì)算題主要考查安培力大小的計(jì)算,以及帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力和帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動的分析判斷和計(jì)算,尤其是帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動問題對學(xué)生的空間想象能力、分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的能力有較高的要求,仍是本考點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容,有可能成為試卷的壓軸題。由于本考點(diǎn)知識與現(xiàn)代科技密切相關(guān),在近代物理實(shí)驗(yàn)中有重大意義,因此考題還可能以科學(xué)技術(shù)的具體問題為背景,考查學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力和建模能力。預(yù)測高考基礎(chǔ)試題仍是重點(diǎn)考查法拉第電磁感應(yīng)定律及楞次定律和電路等效問題.綜合試題還是涉及到力和運(yùn)動、能量守恒、電路分析、安培力等力學(xué)和電學(xué)知識。主要的類型有滑軌類問題、線圈穿越有界磁場的問題、電磁感應(yīng)圖象的問題等。 第二部分知識背一背 一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度 1.磁場的特性:磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有磁場力的作用. 2.磁場的方向:小磁針靜止時N極所指的方向. 3.磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)物理意義:描述磁場的強(qiáng)弱和方向. (2)大?。海ㄍ妼?dǎo)線垂直于磁場). (3)方向:小磁針靜止時N極的指向. (4)單位:特斯拉,簡稱特,符號:T. 4.磁通量 (1)概念:在勻強(qiáng)磁場中,與磁場方向垂直的面積S和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積. (2)公式:. (3)單位:1Wb=1Tm2 二、磁感線、通電導(dǎo)體周圍的磁場的分布 1.磁感線:在磁場中畫出一些有方向的曲線,使曲線上各點(diǎn)的切線方向跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一致. 2.條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布(如圖所示) 3.電流的磁場 直線電流的磁場 通電螺線管的磁場 環(huán)形電流的磁場 特點(diǎn) 無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱 與條形磁鐵的磁場相似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場且磁場最強(qiáng),管外為非勻強(qiáng)磁場 環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極,且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場越弱 安培 定則 立體圖 橫截面圖 4.磁感線的特點(diǎn) (1)磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向. (2)磁感線的疏密定性地表示磁場的強(qiáng)弱,在磁感線較密的地方磁場較強(qiáng);在磁感線較疏的地方磁場較弱. (3)磁感線是閉合曲線,沒有起點(diǎn)和終點(diǎn).在磁體外部,從N極指向S極;在磁體 內(nèi)部,由S極指向N極. (4)同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切. (5)磁感線是假想的曲線,客觀上不存在. 三、安培力的大小和方向 1.安培力的大小 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向成θ角時,,這是一般情況下的安培力的表達(dá)式,以下是兩種特殊情況: (1)當(dāng)磁場與電流垂直時,安培力最大,F(xiàn)max=BIL. (2)當(dāng)磁場與電流平行時,安培力等于零. 2.安培力的方向 (1)安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到的力. (2)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi).讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向. (3)兩平行的通電直導(dǎo)線間的安培力:同向電流互相吸引,異向電流互相排斥. 四、洛倫茲力的大小和方向 1.洛倫茲力的定義:磁場對運(yùn)動電荷的作用力. 2.洛倫茲力的大小,θ為v與B的夾角.如圖所示. (1)當(dāng)v∥B時,θ=0或180,洛倫茲力F=0; (2)當(dāng)v⊥B時,θ=90,洛倫茲力. (3)靜止電荷不受洛倫茲力作用. 3.洛倫茲力的方向 (1)左手定則 磁感線垂直穿過手心,四指指向正電荷運(yùn)動的方向,拇指指向即為運(yùn)動的正電荷所受洛倫茲力。 (2)方向特點(diǎn):F垂直于B與v決定的平面,即F始終與速度方向垂直,故洛倫茲力不做功. 五、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 1.若v∥B,帶電粒子不受洛倫茲力,在勻強(qiáng)磁場中做勻速直線運(yùn)動. 2.若v⊥B,帶電粒子僅受洛倫茲力作用,在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動. (1)向心力由洛倫茲力提供:; (2)軌道半徑公式:; (3)周期:(周期T與速度v、軌道半徑R無關(guān)); 六、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的應(yīng)用 1.質(zhì)譜儀 (1)構(gòu)造:如圖所示,由粒子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等構(gòu)成. (2)原理:粒子由靜止被加速電場加速,根據(jù)動能定理可得關(guān)系式.粒子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn),做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式.由兩式可得出需要研究的物理量,如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷.,,. 2.回旋加速器 (1)構(gòu)造:如圖所示,D1、D2是半圓形金屬盒,D形盒的縫隙處接交流電源.D形盒處于勻強(qiáng)磁場中. (2)原理:交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動的周期相等,粒子在圓周運(yùn)動的過程中一次一次地經(jīng)過D形盒縫隙,兩盒間的電勢差一次一次地反向,粒子就會被一次一次地加速.由,得,可見粒子獲得的最大動能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑r決定,與加速電壓無關(guān). 第三部分 技能+方法 一、對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的理解 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值法定義的,其大小由磁場本身的性質(zhì)決定,與放入的直導(dǎo)線的電流I的大小、導(dǎo)線長度L的大小無關(guān).故不能根據(jù)就說B與F成正比,與IL成反比. (2)由定義式計(jì)算B時,通電導(dǎo)線必須垂直于磁場;若通電導(dǎo)線平行放入磁場,則不受安培力,但不能說該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零. 2.磁通量概念的理解 (1)其中S為閉合回路面積在垂直于B方向上的分量,如圖甲所示. (2)面積S的含義:S不一定是某個線圈的真正面積,而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積.如圖乙所示,S應(yīng)為線圈面積的一半. (3)多匝線圈的磁通量:多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān),因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少,穿過線圈的磁感線條數(shù)相同. (4)合磁通量求法:若某個平面內(nèi)有不同方向的磁場共同存在,當(dāng)計(jì)算穿過這個面的磁通量時,先規(guī)定某個方向的磁通量為正,反方向的磁通量為負(fù),平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量. 二、安培力公式的應(yīng)用 安培力常用公式F=BIL,應(yīng)用時要滿足: (1)B與L垂直; (2)L是有效長度,即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度; 如彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.因此任意形狀的閉合線圈,其有效長度為零,受到的安培力的矢量和為零. 2.通電導(dǎo)線在安培力作用下的平衡和加速運(yùn)動的分析方法 (1)確定研究對象,對研究對象進(jìn)行受力分析. (2)畫出受力平面圖. (3)依據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程. 三、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動情況的判定 1.判定安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動情況的常用方法 電流元法 分割為電流元左手定則安培力方向―→整段導(dǎo)體所受合力方向―→運(yùn)動方向 特殊位置法 在特殊位置―→安培力方向―→運(yùn)動方向 等效法 環(huán)形電流小磁針條形磁鐵通電螺線管多個環(huán)形電流 結(jié)論法 同向電流互相吸引,異向電流互相排斥;兩不平行的直線電流相互作用時,有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢 轉(zhuǎn)換研究對象法 定性分析磁體在電流磁場作用下如何運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的問題,可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,確定磁體所受電流磁場的作用力,從而確定磁體所受合力及運(yùn)動方向 四、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動是各省市每年高考必考內(nèi)容之一.一般以計(jì)算題的形式出現(xiàn),可以與其他知識相綜合,難度中等以上,分值較高,以考查學(xué)生的形象思維和邏輯推理能力為主. 2.分析方法:找圓心、求半徑、確定轉(zhuǎn)過的圓心角的大小是解決這類問題的前提,確定軌道半徑和給定的幾何量之間的關(guān)系是解題的基礎(chǔ),有時需要建立運(yùn)動時間t和轉(zhuǎn)過的圓心角α之間的關(guān)系作為輔助. (1)圓心的確定 ①基本思路:與速度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心. ②兩種情形 a.已知入射方向和出射方向時,可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線,兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖所示,圖中P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn)). b.已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時,可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線,連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn),作其中垂線,這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖所示,圖中P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn)). (2)半徑的確定 用幾何知識(勾股定理、三角函數(shù)等)求出半徑大?。? (3)運(yùn)動時間的確定 粒子在磁場中運(yùn)動一周的時間為T,當(dāng)粒子運(yùn)動的圓弧所對應(yīng)的圓心角為α?xí)r,其運(yùn)動時間為:(或). 3.規(guī)律總結(jié) 帶電粒子在不同邊界磁場中的運(yùn)動 (1)直線邊界(進(jìn)出磁場具有對稱性) (2)平行邊界(存在臨界條件) (3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出) 五、質(zhì)譜儀和回旋加速器 1. 根據(jù)質(zhì)譜儀原理可以得出需要研究的物理量,如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷等. (1)粒子軌道半徑 (2)粒子質(zhì)量 (3)粒子比荷. 2.回旋加速器的最大動能根據(jù),得,可見: (1)粒子最大動能與加速電壓無關(guān). (2)最大動能由D形盒的最大半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定. 第四部分 基礎(chǔ)練+測 一、單選題 1.在磁場中的同一位置放置一條直導(dǎo)線,導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直,則下列描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流的關(guān)系圖象正確的是 A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】 【詳解】 當(dāng)導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直時所受的安培力F=BIL,則描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是A; 2.下列陳述與事實(shí)相符的是 A.牛頓測定了引力常量 B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場 C.安培發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律 D.伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動的原因 【答案】 D 【解析】 【詳解】 A.卡文迪許測定了引力常量,選項(xiàng)A錯誤; B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場,選項(xiàng)B錯誤; C.庫倫發(fā)現(xiàn)了靜電荷間的相互作用規(guī)律,選項(xiàng)C錯誤; D.伽利略指出了力不是維持物體運(yùn)動的原因,選項(xiàng)D正確; 3.在物理學(xué)的發(fā)展中,有許多科學(xué)家做出了重大貢獻(xiàn),下列說法中錯誤的是 A.第谷通過天文觀測發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的規(guī)律 B.密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了元電荷 C.法拉第不僅提出了場的概念,而且利用電場線和磁感線形象地描述電場和磁場 D.安培定則也叫右手螺旋定則 【答案】 A 【解析】 【詳解】 開普勒根據(jù)第谷通過天文觀測數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的規(guī)律,選項(xiàng)A錯誤;密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了元電荷,選項(xiàng)B正確;法拉第不僅提出了場的概念,而且利用電場線和磁感線形象地描述電場和磁場,選項(xiàng)C正確;安培定則也叫右手螺旋定則,選項(xiàng)D正確;此題選擇錯誤的選項(xiàng),故選A. 4.如圖所示是一位同學(xué)制作的實(shí)驗(yàn)裝置:柔軟彈簧豎直懸掛,下端恰與銅片接觸。當(dāng)開關(guān)閉合后,彈簧時伸時縮,燈泡時明時暗。關(guān)于這個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說法中正確的是( ) A.彈簧收縮與銅片分離時,通過燈泡的電流較小,燈泡暗淡 B.彈簧伸長與銅片接觸時,通過燈泡的電流較大,燈泡明亮 C.有電流通過彈簧時,各匝環(huán)形電流互相吸引致使彈簧收縮 D.有電流通過彈簧時,各匝環(huán)形電流互相排斥致使彈簧伸長 【答案】 C 【解析】 【詳解】 AB.由電路圖可知,彈簧收縮與銅片分離時,通過燈泡的電流較大,燈泡明亮;彈簧伸長與銅片接觸時,通過燈泡的電流較小,燈泡暗淡,選項(xiàng)AB錯誤; CD.有電流通過彈簧時,各匝環(huán)形電流是同向電流,則互相吸引致使彈簧收縮,選項(xiàng)C正確,D錯誤。 5.關(guān)于物理學(xué)史,下列說法錯誤的是 A.伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)推斷出自由落體運(yùn)動的速度隨時間均勻變化,他開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法,這就是將數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法 B.牛頓在伽利略笛卡兒、開普勒等人研究的基礎(chǔ)上,采用歸納與演繹綜合與分析的方法,總結(jié)出了普遍適用的力學(xué)運(yùn)動規(guī)律……牛頓運(yùn)動定律和萬有引力定律 C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線附近小磁針的偏轉(zhuǎn),從而得出電流的磁效應(yīng),首次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場 D.愛因斯坦首先提出當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時,是以最小能量值為單位一份份地輻射或吸收的,這個不可再分的最小能量值叫做能量子 【答案】 D 【解析】 【詳解】 伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)推斷出自由落體運(yùn)動的速度隨時間均勻變化,他開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的科學(xué)方法,這就是將數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,選項(xiàng)A正確;牛頓在伽利略笛卡兒、開普勒等人研究的基礎(chǔ)上,采用歸納與演繹綜合與分析的方法,總結(jié)出了普遍適用的力學(xué)運(yùn)動規(guī)律……牛頓運(yùn)動定律和萬有引力定律,選項(xiàng)B正確;奧斯特發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線附近小磁針的偏轉(zhuǎn),從而得出電流的磁效應(yīng),首次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場,選項(xiàng)C正確;普朗克首先提出當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時,是以最小能量值為單位一份份地輻射或吸收的,這個不可再分的最小能量值叫做能量子,選項(xiàng)D錯誤;此題選擇不正確的選項(xiàng),故選D. 6.下列關(guān)于物理現(xiàn)象及其在科技中的應(yīng)用的說法正確的是( ) A.交流感應(yīng)電動機(jī)是利用電磁驅(qū)動的原理工作的 B.穿過線圈的磁通量為0,感應(yīng)電動勢一定為0 C.自感現(xiàn)象是收音機(jī)中“磁性天線”工作的基礎(chǔ) D.磁電式電流表中,極靴與鐵質(zhì)圓柱間產(chǎn)生的是勻強(qiáng)磁場 【答案】 A 【解析】 【詳解】 A.交流感應(yīng)電動機(jī)是利用電磁驅(qū)動的原理工作的,故A正確; B.穿過線圈的磁通量為0,感應(yīng)電動勢最大,故B錯誤; C.收音機(jī)中“磁性天線”工作是利用互感現(xiàn)象,故C錯誤; D.磁電式電流表內(nèi)部的蹄形磁鐵的極靴與圓柱鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的,故D錯誤; 7.如圖所示,框架面積為 S,框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場方向垂直,則下列穿過平面的磁通量的說法中不正確的是() A.如圖所示位置時磁通量大小等于 BS B.若使框架繞 OO′轉(zhuǎn)過 60角,磁通量大小為12BS C.若從初始位置轉(zhuǎn)過 90角,磁通量大小為 BS D.若從初始位置轉(zhuǎn)過 180角,磁通量變化量的大小為 2BS 【答案】 C 【解析】 【詳解】 A、線圈與磁場垂直,穿過線圈的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈面積的乘積,故圖示位置的磁通量為Φ=BS,故A正確; B、使框架繞OO轉(zhuǎn)過60角,則在磁場方向的投影面積為12S,則磁通量為12BS,故B正確; C、線圈從圖示轉(zhuǎn)過90的過程中,S垂直磁場方向上的投影面積逐漸減小,故磁通量逐漸減小,當(dāng)線圈從圖示轉(zhuǎn)過90時,磁通量為0,故C錯誤; D、從初始位置轉(zhuǎn)過180角,磁通量變化為ΔΦ=BS-(-BS)=2BS,故D正確。 8.直線電流周圍空間各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度的關(guān)系式為B=kIx,其中I為直線電流強(qiáng)度的大小,x為空間各點(diǎn)到直線電流的垂直距離。在空間放置兩相互平行的直導(dǎo)線,其間距為a,現(xiàn)在兩導(dǎo)線中通有大小與方向均相同的電流,規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向外為正方向,則在0~a之間的合磁感應(yīng)強(qiáng)度隨x的變化規(guī)律符合下列圖像中的 A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】 【分析】 根據(jù)右手螺旋定則可得知電流方向與磁場方向的關(guān)系,電導(dǎo)線周圍有磁場存在,磁場除大小之外還有方向,所以合磁場通過矢量疊加來處理。 【詳解】 根據(jù)右手螺旋定則可得左邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場方向垂直紙面向外,右邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場方向垂直紙面向里,離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱,在兩根導(dǎo)線中間位置磁場為零。由于規(guī)定B的正方向即為垂直紙面向外,所以A正確,BCD錯誤。 故選:A。 【點(diǎn)睛】 由于電流大小相等,方向相同,所以兩根連線的中點(diǎn)磁場剛好為零,從中點(diǎn)向兩邊移動磁場越來越強(qiáng),左邊的磁場垂直紙面向里,右邊的磁場垂直紙面向外。 9.一矩形線圈abcd放在水平面上,線圈中通有如圖所示的恒定電流。在ab邊的右側(cè)距ab邊的距離與bc邊的長度相等處,放置水平長直導(dǎo)線MN,MN通有由M到N的電流,在其周圍空間產(chǎn)生磁場,已知載流長直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=kI/r,式中常量k>0,I為電流強(qiáng)度,r為距導(dǎo)線的即離。則() A.a(chǎn)d邊不受安培力作用 B.a(chǎn)b邊、cd邊受到的安培力之比為2:1 C.若水平面光滑,線圈將向右作加速度減小的加速運(yùn)動 D.若水平面粗糙,線圈受到向左的摩擦力作用 【答案】 B 【解析】 【分析】 根據(jù)右手定則,判斷通電導(dǎo)線MN在右側(cè)的磁場方向,根據(jù)左手定則判斷各個邊受安培力的方向;根據(jù)B=kI/r判斷ab邊、cd邊處的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比,根據(jù)F=BIL可知ab邊、cd邊受到的安培力之比;因線框所受安培力的合力向左,可判斷若水平面光滑,線圈的加速度方向;若水平面粗糙,可判斷線圈受到的摩擦力方向. 【詳解】 根據(jù)右手定則,通電導(dǎo)線MN在右側(cè)的磁場方向向里,由左手定則可知,ad邊受向下的安培力作用,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)B=kI/r可知,ab邊、cd邊處的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為2:1,根據(jù)F=BIL可知ab邊、cd邊受到的安培力之比為2:1,選項(xiàng)B正確;因線框所受安培力的合力向左,則若水平面光滑,線圈將向左作加速度減小的加速運(yùn)動;若水平面粗糙,線圈受到向右的摩擦力作用,選項(xiàng)CD錯誤;故選B. 10.物理學(xué)家通過艱辛的實(shí)驗(yàn)和理論研究探究自然規(guī)律,為科學(xué)事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn).下列描述中符合物理學(xué)史實(shí)的是( ) A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)并提出了分子電流假說 B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)出了判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律 C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律但未給出引力常量G的數(shù)值 D.哥白尼大膽反駁地心說,提出了日心說,并發(fā)現(xiàn)行星沿橢圓軌道運(yùn)行的規(guī)律 【答案】 C 【解析】 【詳解】 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),安培并提出了分子電流假說,選項(xiàng)A錯誤;法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,楞次總結(jié)出了判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律,選項(xiàng)B錯誤;牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律但未給出引力常量G的數(shù)值,后來卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常數(shù),選項(xiàng)C正確; 哥白尼大膽反駁地心說,提出了日心說,開普勒發(fā)現(xiàn)行星沿橢圓軌道運(yùn)行的規(guī)律,選項(xiàng)D錯誤;故選C. 二、多選題 11.豎直面(紙面)內(nèi)兩固定長直導(dǎo)線L1、L2中通有如圖所示的電流,P點(diǎn)位于L1、L2正中間,整個空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(未畫出),此時P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0。若L1中電流反向,則P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為23B0,方向垂直紙面向里,則 A.I1在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為13B0 B.I1在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為23B0 C.I2在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為23B0 D.I2在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為13B0 【答案】 AC 【解析】 【詳解】 設(shè)I1、I2在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小為B1和B2,由右手定則可知B1和B2方向均向外,則:B1+B2=B0;若L1中電流反向,則磁場方向也反向,則:B1+ B0-B2=23B0;聯(lián)立解得B1 =13B0;B2=23B0,故選AC. 12.如圖,電阻不計(jì)的光滑金屬軌道MN、PQ,左側(cè)連接定值電阻R,桿間距離為L,放置在勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一金屬桿ab垂直放置在軌道上,ab桿長L0,電阻r?,F(xiàn)讓ab向右以速度v勻速運(yùn)動,下列說法正確的是 A.回路中感應(yīng)電流大小為I=BL0vR,方向a—b B.a(chǎn)b桿受到安培力向左 C.回路中感應(yīng)電流大小為I=BLvR+r,方向b—a D.a(chǎn)b桿受到安培力向右 【答案】 BC 【解析】 【詳解】 ab向右以速度v勻速運(yùn)動時,感應(yīng)電動勢為:E=BLv,則感應(yīng)電流為:I=BLvR+r,根據(jù)楞次定律可知電流方向?yàn)閎-a,故A錯誤,C正確;根據(jù)左手定則可知ab桿受到安培力向左,故B正確,D錯誤。所以BC正確,AD錯誤。 13.如圖所示,兩根通電長直導(dǎo)線A、B垂直于紙面固定放置,二者之間連線水平,電流方向均垂直于紙面向里,A中電流是B中電流的4倍,此時A受到的磁場作用力大小為F。當(dāng)在A、B的正中間再放置一根與A、B平行共面的通電長直導(dǎo)線C后,A受到的磁場作用力大小變?yōu)?F,則B受到的磁場作用力大小和方向可能是 A.大小為54F,方向水平向右 B.大小為54F,方向水平向左 C.大小為14F,方向水平向右 D.大小為14F,方向水平向左 【答案】 BD 【解析】 【詳解】 由于ab間的磁場力是兩導(dǎo)體棒的相互作用,故B受到A的磁場力大小為F,方向向左;中間再加一通電導(dǎo)體棒時,由于C處于中間,其在ab兩位置產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度相同,故A受到的磁場力為B受磁場力的4倍;由于A受到的磁場作用力大小變?yōu)?F,則可能有兩種情況: ①、C對A的作用力為F,方向向右;則C對B的作用力為F/4,方向向左,則B受力大小為5F/4,方向水平向左; ②、C對A的作用力為3F,方向向左,則C對B的作用力為3F/4,方向向右,則B受力大小為F/4,方向水平向左; 故BD正確,AC錯誤。故選BD。 14.如圖所示整個空間有一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場一絕緣木板(足夠長)靜止在光滑水平面上一帶正電的滑塊靜止在木板上,滑塊和木板之間的接觸面粗糙程度處處相同。不考慮空氣阻力的影響,下列說法中正確的是 A.若對木板施加一個水平向右的瞬時沖量,最終木板和滑塊一定相對靜止 B.若對木板施加一個水平向右的瞬時沖量,最終木板和滑塊間一定沒有彈力 C.若對木板施加一個水平向右的瞬時沖量,最終木板和滑塊間一定沒有摩擦力 D.若對木板始終施加一個水平向右的恒力,最終滑塊做勻速運(yùn)動 【答案】 BCD 【解析】 若對木板施加一水平向右的瞬時沖量,則開始時滑塊將受到向右的摩擦力作用而向右加速,隨速度的增加,滑塊受到向上的洛倫茲力逐漸變大,當(dāng)滿足qvB=mg時,滑塊離開木板,此時滑塊和木板間沒有彈力,也沒有摩擦力,此后滑塊將以速度v做勻速運(yùn)動,而此時木板的速度不一定減到v,則木板和滑塊不一定相對靜止,選項(xiàng)A錯誤,BC正確;若對木板始終施加一水平向右的恒力,則開始時木板和滑塊將向右做勻加速運(yùn)動,當(dāng)速度滿足qvB=mg時,滑輪離開木板,最終滑塊做勻速運(yùn)動,選項(xiàng)D正確;故選BCD. 15.將α、β、γ三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中,則射線偏轉(zhuǎn)情況正確的是 A. B. C. D. 【答案】 AD 【解析】 【詳解】 A、B、因α射線是高速氦核流,一個α粒子帶兩個正電荷.根據(jù)左手定則,α射線受到的洛倫茲力向左,β射線是高速電子流,帶負(fù)電荷.根據(jù)左手定則,β射線受到的洛倫茲力向右,γ射線是γ光子,是中性的,故在磁場中不受磁場的作用力,軌跡不會發(fā)生偏轉(zhuǎn).故A正確,B錯誤. C、D、因α射線實(shí)質(zhì)為氦核流,帶正電,β射線為電子流,帶負(fù)電,γ射線為高頻電磁波,根據(jù)電荷所受電場力特點(diǎn)可知:向左偏的為β射線,不偏的為γ射線,向右偏的為α射線,故C錯誤,D正確; 故選AD. 【點(diǎn)睛】 熟練掌握α、β兩種衰變實(shí)質(zhì)以及衰變方程的書寫,同時明確α、β、γ三種射線性質(zhì)及應(yīng)用.本題綜合性較強(qiáng),主要考查兩個方面的問題:①三種射線的成分主要是所帶電性.②洛倫茲力的方向的判定.只有基礎(chǔ)扎實(shí),此類題目才能順利解決,故要重視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí) 16.如圖所示,在平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長通電直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個平面直角坐標(biāo)系。四個相同的閉合圓形線圈在四個象限中完全對稱放置,兩條長直導(dǎo)線中電流大小與變化情況相同,電流方向如圖所示,當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開始均勻增大時,四個線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是 A.線圈a中有感應(yīng)電流 B.線圈b中有感應(yīng)電流 C.線圈c中有順時針方向的感應(yīng)電流 D.線圈d中有逆時針方向的感應(yīng)電流 【答案】 AC 【解析】 由右手螺旋定則可判定通電導(dǎo)線磁場的方向。ac象限磁場不為零,a中磁場垂直紙面向里,當(dāng)電流增大時,線圈a中有逆時針方向的電流,故A正確;其中bd區(qū)域中的磁通量為零,當(dāng)電流變化時不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B D錯誤。ac象限磁場不為零,c中磁場垂直紙面向外,當(dāng)電流增大時,線圈c中有順時針方向的電流,故C正確;故選AC。 點(diǎn)睛:本題考查了右手螺旋定則和楞次定律的應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵掌握楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,知道感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場磁通量的變化. 17.如圖所示,豎直虛線邊界左側(cè)為一半徑為R的光滑半圓軌道,O為圓心,A為最低點(diǎn),C為最高點(diǎn),右側(cè)同時存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電小球從半圓軌道的最低點(diǎn)A以某一初速度開始運(yùn)動恰好能到最高點(diǎn)C,進(jìn)入右側(cè)區(qū)域后恰好又做勻速圓周運(yùn)動回到A點(diǎn),空氣阻力不計(jì),重力加速度為g.則 A.小球在最低點(diǎn)A開始運(yùn)動的初速度大小為5gR B.小球返回A點(diǎn)后可以第二次到達(dá)最高點(diǎn)C C.小球帶正電,且電場強(qiáng)度大小為mgq D.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為mqgR 【答案】 ACD 【解析】小球恰能經(jīng)過最高點(diǎn)C,則mg=mvC2R,解得vC=gR;從A到C由動能定理:-mg?2R=12mvC2-12mvA2,解得vA=5gR,選項(xiàng)A正確;小球在復(fù)合場中以速度gR做勻速圓周運(yùn)動,再次過A點(diǎn)時的速度為gR,則小球不能第二次到達(dá)最高點(diǎn)C,選項(xiàng)B錯誤;小球在復(fù)合場中受向下的重力和向上的電場力而平衡,可知粒子帶正電,滿足mg=qE,解得E=mgq,選項(xiàng)C正確;由qvB=mv2R,其中v=gR,解得B=mqgR,選項(xiàng)D正確;故選ACD. 點(diǎn)睛:此題關(guān)鍵是知道小球在重力場、電場和磁場中做勻速圓周運(yùn)動的條件:重力與電場力平衡,洛倫茲力充當(dāng)向心力. 18.如圖所示,臺秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時臺秤讀數(shù)為F1,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后,臺秤讀數(shù)為F2,則以下說法正確的是( ) A.彈簧長度將變長 B.彈簧長度將變短 C.F1>F2 D.F1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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