【期中模擬】2023-2024學(xué)年人教版高二物理下冊(cè)預(yù)測(cè)卷03 磁場(chǎng)對(duì)電流、電荷的作用.zip-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc8175" 01左手定則及其簡(jiǎn)單應(yīng)用 PAGEREF _Tc8175 \h 1
\l "_Tc21324" 02判斷通電指導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) PAGEREF _Tc21324 \h 3
\l "_Tc10152" 03安培力的計(jì)算及簡(jiǎn)單應(yīng)用 PAGEREF _Tc10152 \h 5
\l "_Tc6702" 04非直導(dǎo)線安培力大小計(jì)算 PAGEREF _Tc6702 \h 9
\l "_Tc767" 05傾斜軌道上導(dǎo)體棒的受力情況 PAGEREF _Tc767 \h 12
\l "_Tc6614" 06電磁炮問題 PAGEREF _Tc6614 \h 16
\l "_Tc27169" 07洛倫茲力的公式及簡(jiǎn)單的應(yīng)用 PAGEREF _Tc27169 \h 19
\l "_Tc24765" 08帶電粒子在地磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) PAGEREF _Tc24765 \h 22
\l "_Tc5280" 09洛倫茲力在科技中的應(yīng)用 PAGEREF _Tc5280 \h 25
01左手定則及其簡(jiǎn)單應(yīng)用
1．（22-23高二下·浙江嘉興·期中）如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O?，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ。下列說法正確的是（）

A．磁場(chǎng)方向可能沿z軸正方向B．磁場(chǎng)方向可能沿y軸正方向
C．磁場(chǎng)方向可能沿懸線向上方向D．磁場(chǎng)方向可能沿垂直懸線向上方向
【答案】B
【詳解】A．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)z軸正方向，通電導(dǎo)線受安培力沿y軸負(fù)方向，向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿y軸正方向，通電導(dǎo)線受安培力沿z軸正方向，若重力與安培力平衡，繩子無拉力，可保持靜止，B正確；
C．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿懸線向上方向，通電導(dǎo)線受安培力從左向右看方向垂直細(xì)繩和導(dǎo)線向左下，不可能靜止在如圖所示位置，C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿垂直懸線向上方向，通電導(dǎo)線受安培力沿繩向上，不可能靜止在如圖所示位置，D錯(cuò)誤。
故選B。
2．（23-24高二上·湖北·期中）如圖所示，粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)線框ABCD處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直。將線框兩端接入電路中，讓恒定電流從A端流入、B端流出，關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)線框四條邊作用力的分析，下列選項(xiàng)正確的是（）

A．AB邊與CD邊受到的力大小相等，方向相同
B．AB邊與CD邊受到的力大小相等，方向相反
C．AD邊與BC邊受到的力大小相等，方向相同
D．AD邊與BC邊受到的力大小相等，方向相反
【答案】D
【詳解】AB．AB邊電阻小于ADCB的電阻，則AB邊電流大于CD邊電流，則根據(jù)F=BIL可知AB與CD邊受到的力大小不相等，方向相同，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；
CD．AD邊與BC邊電流相等，根據(jù)F=BIL可知，受到的力大小相等，由左手定則可知，安培力方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
3．（22-23高二上·廣東佛山·期中）如圖所示是水平桌面上進(jìn)行“鋁箔天橋”實(shí)驗(yàn)。把鋁箔折成天橋形狀，用膠紙粘牢兩端，將U型磁鐵橫跨天橋放置，并用電池向“鋁箔天橋”供電。下列說法正確的是（）

A．閉合開關(guān)，鋁箔中央向磁鐵N極彎折
B．閉合開關(guān)，鋁箔中央向下方凹陷
C．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使阻值變小，鋁箔變形程度變大
D．更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，鋁箔變形程度不變
【答案】C
【詳解】AB．由圖可知，通過鋁箔的電流由P向Q，磁場(chǎng)方向由N指向S，根據(jù)左手定則，鋁箔所受安培力方向向上，鋁箔中央向上彎折，AB錯(cuò)誤；
C．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使阻值變小，則電流增大，安培力增大，鋁箔變形程度變大，C正確；
D．更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，磁場(chǎng)變強(qiáng)，安培力變大，鋁箔變形程度變大，D錯(cuò)誤。
故選C。
4．（23-24高二上·天津和平·期中）在通電螺線管內(nèi)部，水平放置的靜止的小磁針N極水平向右，位于螺線管左側(cè)端面的一小段豎直導(dǎo)線受到的安培力方向垂直于紙面向外，則以下說法正確的是（）

A．接線柱 b和d接電源正極，接線柱a和c接電源負(fù)極
B．接線柱a和c接電源正極，接線柱b和d接電源負(fù)極
C．接線柱 b和c接電源正極，接線柱a和d接電源負(fù)極
D．接線柱a和d接電源正極，接線柱b和c接電源負(fù)極
【答案】B
【詳解】在通電螺線管內(nèi)部，水平放置的靜止的小磁針N極水平向右，由于小磁針靜止時(shí)N極的指向與磁場(chǎng)的方向相同，所以螺線管的左端是S極，右端是N極，由安培定則可知接線柱a接電源正極，接線柱b接電源負(fù)極；螺線管左側(cè)端面的磁場(chǎng)向右，位于螺線管左側(cè)端面的一小段豎直導(dǎo)線受到的安培力方向垂直于紙面向外，由左手定則可知，導(dǎo)線中電流方向向下，接線柱c接電源正極，接線柱d接電源負(fù)極。
故選B。
02判斷通電指導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
5．（22-23高二上·上海奉賢·期末）在水平光滑桌面上平放一根條形磁鐵，在S極（右端）的上方有一根垂直于紙面放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線A，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)線中通有垂直紙面向外的電流時(shí)，條形磁鐵（）
A．對(duì)桌面的壓力減小，同時(shí)向左加速運(yùn)動(dòng)
B．對(duì)桌面的壓力增大，同時(shí)向左加速運(yùn)動(dòng)
C．對(duì)桌面的壓力減小，同時(shí)向右加速運(yùn)動(dòng)
D．對(duì)桌面的壓力增大，同時(shí)向右加速運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【詳解】在磁鐵外部，磁感線從N極指向S極，長(zhǎng)直導(dǎo)線在磁鐵的右上方，導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)斜向右下方，導(dǎo)線電流垂直于紙面向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力斜向右上方，由牛頓第三定律可知，導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力斜向左下方，將該力分解為豎直向下和水平向左，故桌面對(duì)磁鐵的支持力增大，同時(shí)向左加速度運(yùn)動(dòng)。
故選B。
6．（15-16高二·重慶江北·階段練習(xí)）通有電流的導(dǎo)線、處在同一平面（紙面）內(nèi)，是固定的，可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)（O為的中心），各自的電流方向如圖所示。下列情況中將會(huì)發(fā)生的是（）
A．因不受磁場(chǎng)力的作用，故不動(dòng)B．因上、下兩部分所受的磁場(chǎng)力平衡，故不動(dòng)
C．繞軸O按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】D
【詳解】由安培定則可知導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓译x導(dǎo)線的距離越遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)越弱，導(dǎo)線上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場(chǎng)較強(qiáng)，則安培力較大，因此繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
故選D。
7．（22-23高二下·上海楊浦·期末）如圖所示，一條形磁鐵放于水平地面上，在其S極正上方有一與它垂直放置的導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以如圖所示方向的電流后，與原來相比，磁鐵受到地面的支持力將（選填“增大”、“不變”或“減小”）受到地面的摩擦力方向。
【答案】增大右
【詳解】[1][2]以導(dǎo)線為研究對(duì)象，由左手定則判斷得知導(dǎo)線所受安培力方向斜向右上方，根據(jù)牛頓第三定律得知，導(dǎo)線對(duì)磁鐵的安培力方向斜向左下方，磁鐵有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，受到向右的摩擦力，同時(shí)磁鐵對(duì)地的壓力增大。
8．（20-21高二上·浙江金華·階段練習(xí)）圖所示，重力為G的水平銅棒AC用絕緣絲線懸掛，靜止在水平螺線管的正上方，銅棒中通入從A到C方向的恒定電流，螺線管與干電池、開關(guān)S串聯(lián)成一個(gè)回路。當(dāng)開關(guān)S閉合后一小段時(shí)間內(nèi)，下列判斷正確的（）
A．絲線的拉力等于G
B．絲線的拉力小于G
C．從上向下看，銅棒沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)
D．從上向下看，銅棒沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)
【答案】C
【詳解】CD．開關(guān)S閉合后，畫出一條與AC相交的磁感線，設(shè)兩交點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和，根據(jù)安培定則判斷，磁感線方向如圖所示：
分別將B和沿水平方向與豎直方向分解，根據(jù)左手定則判斷知A端受到垂直紙面向外的安培力，C端受到垂直紙面向內(nèi)的安培力，S閉合后的一小段時(shí)間內(nèi)，從上向下看，銅棒沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；
AB．開關(guān)S閉合，銅棒轉(zhuǎn)動(dòng)后，將受到豎直向下的分安培力，絲線的拉力大于G，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤。
故選C。
03安培力的計(jì)算及簡(jiǎn)單應(yīng)用
9．（22-23高二下·安徽滁州·期末）如圖所示的天平可用來測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度，天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，寬為，共匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．當(dāng)線圈中通有順時(shí)針方向的電流時(shí)，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為、的砝碼，天平平衡．當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，左邊再加上質(zhì)量為的砝碼后，天平重新平衡．由上可知（）
A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為
C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為
【答案】B
【詳解】AD．當(dāng)?shù)姆较虼怪奔埫嫦蚶?，開始線圈所受安培力的方向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當(dāng)于右邊少了兩倍的安培力大小，所以右邊應(yīng)加砝碼，與題干矛盾，故AD錯(cuò)誤；
BC．當(dāng)?shù)姆较虼怪奔埫嫦蛲?，開始線圈所受安培力的方向向上，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向下，相當(dāng)于右邊多了兩倍的安培力大小，也說明原來的安培力是向上的，需要在左邊加砝碼，設(shè)線框的質(zhì)量為，則有
聯(lián)立解得
故B正確，C錯(cuò)誤。
故選B。
10．（23-24高二上·重慶九龍坡·期末）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)半圓金屬導(dǎo)線，通有從O到的恒定電流I?，F(xiàn)金屬導(dǎo)線繞水平軸由水平第一次轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，下列說法正確的是（）
A．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，安培力的方向不斷變化
B．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，安培力大小不斷變化
C．初始位置時(shí)，安培力大小為0
D．轉(zhuǎn)過時(shí)，安培力大小為
【答案】D
【詳解】A．由左手定則可知，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，安培力的方向不發(fā)生變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；
BCD．轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，因?yàn)閷?dǎo)線的有限長(zhǎng)度不變，所以安培力大小不變，其有效長(zhǎng)度為
解得
受到的安培力大小為
故BC錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
11．（多選）（23-24高二上·四川成都·期末）如圖是等臂電流天平的原理圖，在天平的右端掛一質(zhì)量為矩形線圈，線圈匝數(shù)為，邊長(zhǎng)為，放在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)線圈通入如圖所示的電流時(shí)，在天平左右兩邊加上質(zhì)量分別為的砝碼使天平平衡，則（）

A．磁場(chǎng)方向是垂直紙面向外
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為
C．取走全部砝碼，僅改變電流大小，天平可以重新平衡
D．取走全部砝碼，僅改變電流，天平重新平衡，電流與原電流大小之比為
【答案】AD
【詳解】A．在天平左右兩邊加上質(zhì)量分別為（m1＞m2+m）的砝碼使天平平衡，可知，安培力方向向下，根據(jù)左手定則可以判斷，磁場(chǎng)垂直紙面向外，故A正確；
根據(jù)平衡條件，有
解得
故B錯(cuò)誤；
C．取走全部砝碼，僅改變電流大小，安培力方向仍向下，天平不可能平衡，故C錯(cuò)誤；
D．取走全部砝碼，僅改變電流，天平重新平衡，根據(jù)平衡條件，有
電流與原電流大小之比為
故D正確。
故選AD。
12．（23-24高二上·重慶九龍坡·期末）如圖所示，水平導(dǎo)軌間距L＝1m；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，與導(dǎo)軌保持良好接觸并與導(dǎo)軌垂直，細(xì)線繞過定滑輪，一端懸掛重物，另一端與導(dǎo)體棒相連；電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R＝4Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，方向水平向左；導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），定滑輪摩擦不計(jì)，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計(jì)，細(xì)線對(duì)ab的拉力為水平方向，重力加速度g＝10m/s2，導(dǎo)體棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。求∶
（1）導(dǎo)體棒ab受到的安培力大?。?br>（2）重物重力G的最大值。
【答案】（1）；（2）5.5N
【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律可得ab的電流大小
方向由a到b；由安培力計(jì)算公式，可得ab受到的安培力大小
由左手定則可知，安培力的方向垂直ab向下；
（2）因最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則有最大靜摩擦力為
當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí)，此時(shí)重物的重力最大，由平衡條件則有
04非直導(dǎo)線安培力大小計(jì)算
13．（23-24高二上·河北邯鄲·階段練習(xí)）如圖所示，“L”型導(dǎo)線固定并垂直于磁場(chǎng)放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知，ab垂直bc。導(dǎo)線通入恒定電流時(shí)，導(dǎo)線abc受到的安培力大小為（）
A．1NB．C．2ND．
【答案】B
【詳解】有效長(zhǎng)度為
則安培力大小為
故選B。
14．（23-24高二上·山東·期中）如圖所示，粗細(xì)均勻的正六邊形線框abcdef由相同材質(zhì)的導(dǎo)體棒連接而成，頂點(diǎn)a，b用導(dǎo)線與直流電源相連接，正六邊形abcdef處在垂直于框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若ab棒受到的安培力大小為6N，則整個(gè)六邊形線框受到的安培力大小為（）
A．7NB．7.2NC．9ND．12N
【答案】B
【詳解】設(shè)ab的電阻為R，由電阻定律可知afedcb的電阻為5R，若ab中的電流為I，則afedcb中的電流為，ab棒受到的安培力大小
整個(gè)六邊形線框受到的安培力大小
故選B。
15．（23-24高二上·黑龍江大慶·期末）如圖所示，水平桌面上有一正三角形線框abc重為G，線框由粗細(xì)相同的同種材料制成，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框處在與桌面成60°斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，ac邊與磁場(chǎng)垂直?，F(xiàn)a、c兩點(diǎn)接到直流電源上，流過ac邊的電流為I，線框靜止在桌面上，則線框受到桌面的支持力比G少（）
A．BILB．BILC．BILD．2BIL
【答案】B
【詳解】根據(jù)題意可知，折線abc中的電流為I'=
正三角形線框接入電路后，所受安培力的等效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，總電流為I總=I+I'=
所受安培力垂直水平桌面的分力大小為F=Bcs60°·I總L=BIL
由于線框靜止，所以支持力FN=G-BIL
故選B。
16．（23-24高二上·吉林長(zhǎng)春·期末）如圖，半徑為r、粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)放在絕緣水平面上，虛線MN左側(cè)有垂直于水平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有垂直于水平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，MN與圓環(huán)的直徑重合，PQ是圓環(huán)垂直MN的直徑，將P、Q兩端接入電路，從P點(diǎn)流入的電流大小為I，圓環(huán)保持靜止不動(dòng)，則下列判斷正確的是（）
A．整個(gè)圓環(huán)受到的安培力為2BIr
B．整個(gè)圓環(huán)受到的安培力大小為
C．MN左側(cè)半圓環(huán)受到的安培力大小為
D．MN左側(cè)半圓環(huán)受到的安培力大小為BIr
【答案】D
【詳解】AB．圓環(huán)的上半部分的電流是順時(shí)針，下半部分的電流是逆時(shí)針，把圓環(huán)平均分成左上、右上、左下、右下四部分，根據(jù)左手定則可知這四部分受力如圖所示。
左上部分圓環(huán)受到的安培力為
其中L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，四部分的有效長(zhǎng)度都為，且通過圓環(huán)的上、下半部分的電流相同，為，故四部分所受的安培力大小相等，且與方向相反，與方向相反，故圓環(huán)所受安培力的合力為零，故AB錯(cuò)誤；
CD．MN左側(cè)半圓環(huán)受到的安培力大小為
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
05傾斜軌道上導(dǎo)體棒的受力情況
17．（多選）（22-23高二上·黑龍江牡丹江·期末）傾角為的軌道上放有一根靜止的金屬桿ab。給ab中通有恒定電流，導(dǎo)軌所在空間存在一個(gè)垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab桿靜止，如圖?，F(xiàn)使磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間逐漸增大，則在磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大直到ab桿即將滑動(dòng)的過程中，ab桿受到的靜摩擦力可能的變化情況是（）

A．逐漸增大B．逐漸減小C．先增大后減小D．先減小后增大
【答案】AD
【詳解】導(dǎo)軌所在空間存在一個(gè)垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab桿靜止，受力分析可知ab受重力、支持力、摩擦力、安培力作用；若起初摩擦力向下，則有mgsinα+f=BIL
隨著磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間逐漸增大，f變大；若起初摩擦力向上，則有mgsinα=BIL+f
隨著磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間逐漸增大，f變小，直至為0后，反向增大；故AD正確，BC錯(cuò)誤；
故選AD。
18．（多選）（23-24高二上·山東淄博·期末）如圖所示，寬為L(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成角放置。質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)電阻箱使回路總電流為I時(shí)，金屬桿恰好能靜止，重力加速度為g，則（）
A．若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為
B．若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為
C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值為，此時(shí)磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直于金屬桿水平向左
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值為，此時(shí)磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上
【答案】BD
【詳解】AB．若磁場(chǎng)方向豎直向上，根據(jù)左手定則可知安培力水平向左，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡可知
解得
A錯(cuò)誤，B正確；
CD．根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，安培力的方向沿斜面向上時(shí)，安培力最小，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，由
解得
C錯(cuò)誤，D正確；
故選BD。
19．（23-24高二上·天津南開·期中）如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上靜置一根垂直于紙面且通有恒定電流的導(dǎo)體棒。己知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電流為I，豎直面內(nèi)存在方向未知的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）
A．若只增大電流I，導(dǎo)體棒仍可保持靜止
B．若導(dǎo)體棒對(duì)斜面無壓力，則磁場(chǎng)方向一定水平向左
C．若磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，則導(dǎo)體棒內(nèi)電流方向垂直紙面向內(nèi)
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為
【答案】D
【詳解】A．導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力三個(gè)力的作用保持靜止，平移三個(gè)力的矢量后，可構(gòu)成矢量三角形，重力所在的邊固定不動(dòng)，支持力所在的邊方向不變，若只增加電流I，則安培力變大，但同時(shí)因?yàn)榘才嗔Ψ较虿蛔?，故?dāng)安培力增大時(shí)合力必定不再為零，即導(dǎo)體棒一定無法保持靜止，故A錯(cuò)誤；
B．若導(dǎo)體棒對(duì)斜面無壓力，則安培力方向必定豎直向上，但是因?yàn)殡娏鞣较虿淮_定，所以磁場(chǎng)方向水平向左或向右都有可能，故B錯(cuò)誤；
C．若磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，則導(dǎo)體棒必須受到沿斜面向上的安培力才能保持平衡，故導(dǎo)體棒內(nèi)電流方向必須垂直紙面向外，故C錯(cuò)誤；
D．最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)最小的安培力，根據(jù)前面分析可知導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力三個(gè)力構(gòu)成矢量三角形，分析可知當(dāng)安培力與支持力方向垂直時(shí)有最小值，故可得
安培力最小為
故D正確。
故選D。
20．（23-24高二上·黑龍江哈爾濱·期末）如圖所示，金屬桿ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面夾角為θ斜向上，金屬桿ab始終靜止于水平導(dǎo)軌上，則以下正確的是（）
A．金屬桿受到的安培力的大小為
B．金屬桿所受摩擦力大小為
C．金屬桿對(duì)導(dǎo)軌壓力可以為0
D．僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向，其它條件不變，摩擦力大小不變
【答案】D
【詳解】AB．對(duì)金屬桿做受力分析，如圖所示
金屬桿受到的安培力的大小為。
水平方向，由平衡條件得
故A B錯(cuò)誤；
C．豎直方向，由平衡條件得
由牛頓第三定律得金屬桿對(duì)導(dǎo)軌壓力大小
因水平方向必須存在摩擦力才能保持平衡，故金屬桿對(duì)導(dǎo)軌壓力不可以為0。
D．僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向，其它條件不變，受力分析如圖所示
摩擦力大小
不變。
故選D。
06電磁炮問題
21．（22-23高二下·福建寧德·期中）電磁炮是一種理想的兵器，如圖所示，利用此裝置可將質(zhì)量的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到速度。若這種裝置的軌道間距，長(zhǎng)，通過金屬桿EF的電流恒為，軌道摩擦忽略不計(jì)，求：
（1）軌道間勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（2）彈體加速過程安培力的平均功率。

【答案】（1）20T；（2）
【詳解】（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
代入數(shù)據(jù)解得
由牛頓第二定律有
解得
（2）金屬桿所受安培力
彈體加速過程的平均速度為
則可得彈體加速過程安培力的平均功率為
22．（23-24高二上·浙江溫州·期中）導(dǎo)軌式電磁炮是未來戰(zhàn)爭(zhēng)中的大殺器。如圖是電磁炮的示意圖，兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即彈丸）?；瑝K可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再?gòu)牧硪粚?dǎo)軌流回電源?；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射。假設(shè)在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距，滑塊的質(zhì)量，滑塊沿導(dǎo)軌滑行后獲得的發(fā)射速度為（此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)）。求：
（1）導(dǎo)軌中磁場(chǎng)的方向
（2）發(fā)射過程中滑塊的所受的安培力大小
（3）流經(jīng)滑塊的電流大小
【答案】（1）垂直紙面向里；（2）；（3）
【詳解】（1）由左手定則可得磁場(chǎng)垂直紙面向里。
（2）由勻加速運(yùn)動(dòng)公式，可得
由牛頓第二定律，可得
（3）由安培力公式，可得
23．（多選）（23-24高二上·廣東佛山·期中）航空母艦艦載機(jī)如果安裝輔助起飛的電磁彈射系統(tǒng)（如圖甲所示）能迅速達(dá)到起飛速度。電磁彈射系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化為乙圖所示，圖中、是光滑平行金屬直導(dǎo)軌（電阻忽略不計(jì)），是電磁彈射車，回路中電流恒定，且可當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線處理。該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)彈射車施加力的作用，從而帶動(dòng)艦載機(jī)由靜止開始向右加速起飛，不計(jì)空氣阻力，關(guān)于該系統(tǒng)，下列說法正確的是（）
A．、間的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)
B．彈射車所受的安培力與電流的大小成正比
C．彈射車的速度與運(yùn)動(dòng)的時(shí)間成正比
D．若改變回路中的電流方向，彈射車也能正常加速
【答案】CD
【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，MN、PQ間有豎直向上的磁場(chǎng)，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，故不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；
B．導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)由電流產(chǎn)生，可看成正比于電流，由可知，彈射車所受的安培力與電流的平方是正比關(guān)系，故B錯(cuò)誤；
C．沿導(dǎo)軌方向磁場(chǎng)不變，且回路PBAM中電流恒定，導(dǎo)軌間距不變，由可知，安培力大小不變，由牛頓第二定律可知，加速度不變，由可知彈射車的速度與運(yùn)動(dòng)的時(shí)間成正比，故C正確；
D．根據(jù)右手螺旋定則可知電流方向沿回路PBAM時(shí)，導(dǎo)軌之間產(chǎn)生豎直向上的磁場(chǎng)，結(jié)合左手定則可知電磁彈射車所受安培力方向向右，當(dāng)電流方向沿回路MABP時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則導(dǎo)軌之間產(chǎn)生豎直向下的磁場(chǎng)，結(jié)合左手定則可知電磁彈射車所受安培力方向依然向右，所以改變回路中的電流方向，電磁彈射車所受安培力不變，仍能正常加速，故D正確。
故選CD。
24．（23-24高二上·黑龍江哈爾濱·期末）近期，央視報(bào)道我國(guó)一款新型電磁炮，專門用來?yè)錅缟搅执蠡鸬?。發(fā)生山林大火時(shí)，山高路陡，人力滅火十分困難，利用電磁炮在山腳下發(fā)射消防滅火彈，為了研究方便將待發(fā)射的炮彈視為一個(gè)導(dǎo)體棒，（如圖所示），導(dǎo)體棒質(zhì)量，電阻R=1Ω，把導(dǎo)體棒垂直放置于兩條與水平面成30°角的平行導(dǎo)軌的下端（初速度為0），導(dǎo)軌寬，導(dǎo)軌長(zhǎng)s=0.25m，導(dǎo)軌下端接電源，電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻r=1Ω。垂直導(dǎo)軌平面有一向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，其余電阻不計(jì)以及摩擦力都忽略不計(jì)，不考慮導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，取。求：
（1）畫出導(dǎo)體棒的受力示意圖；
（2）導(dǎo)體棒受到安培力的大??；
（3）導(dǎo)體棒離開導(dǎo)軌時(shí)的速度大小。

【答案】（1）；（2）1.1N；（3）5m/s
【詳解】（1）導(dǎo)體棒受到重力、軌道支持力及安培力，如圖下所示。

（2）由左手定則可知，導(dǎo)體棒受到安培力的方向沿導(dǎo)軌向上。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
安培力F=BIL
聯(lián)立解得F=1.1N
（3）由受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知F-mgsinα=ma
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與速度的關(guān)系v2=2as
聯(lián)立解得v=5m/s
07洛倫茲力的公式及簡(jiǎn)單的應(yīng)用
25．（23-24高二上·黑龍江齊齊哈爾·期中）如圖，①②③④各圖中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，電荷量均為q。以、、、依次表示四圖中帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的大小，則（）
A．B．C．D．
【答案】B
【詳解】由圖可知洛倫茲力的大小分別為
，
，
故
故選B。
26．（23-24高二上·江蘇無錫·期中）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，范圍足夠大的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，固定著傾角為θ的絕緣斜面，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電小物塊以初速度v0沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。設(shè)滑動(dòng)時(shí)電荷量不變，在小物塊上滑過程中，其加速度大小a與時(shí)間t的關(guān)系圖像，可能正確的是（）
A．B．
C．D．
【答案】C
【詳解】對(duì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的小物塊受力分析，由牛頓第二定律
聯(lián)立解得
方向沿斜面向下，所以物體沿斜面向上做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，速度越小，加速度越小，速度減小的越慢，加速度減小的越慢。速度為零時(shí)，加速度不為零。
故選C。
27．（23-24高二上·浙江寧波·期中）如圖所示，空間存在垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿，它與水平面的夾角為，一帶電荷量為、質(zhì)量為的小球套在直桿上，從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，，在小球以后的運(yùn)動(dòng)過程中，求：
（1）小球的最大加速度；
（2）小球加速度最大時(shí)的速度；
（3）小球的最大速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）小球開始下滑，垂直桿的方向有
小球受到的摩擦力為
沿桿方向，根據(jù)牛頓第二定律有
可知當(dāng)小球受到的摩擦力為為零時(shí)，小球的加速度最大，為
（2）小球加速度最大時(shí)，有
則
小球加速度最大時(shí)的速度
（3）小球的速度最大時(shí)，小球的加速度為零，有
小球的最大速度為
28．（多選）（23-24高二上·云南昆明·期末）如圖所示，一帶正電的物塊靜止在粗糙的絕緣的水平地面上，整個(gè)空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)給物塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)速度，則物塊在地面上的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）
A．做加速運(yùn)動(dòng)
B．先做減速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)
C．始終做勻速運(yùn)動(dòng)
D．做減速運(yùn)動(dòng)直到靜止在地面上
【答案】CD
【詳解】根據(jù)左手定則可知，帶正電物塊向右運(yùn)動(dòng)所受洛倫茲力的方向向上，其大小與物塊的初速度大小有關(guān)。由于物塊的初速度大小未具體給出，所以洛倫茲力的大小與物塊的重力可能出現(xiàn)三種不同的關(guān)系。
若洛倫茲力大于重力，物塊將做曲線運(yùn)動(dòng)；
若洛倫茲力等于重力，物塊始終做勻速運(yùn)動(dòng)；
若洛倫茲力小于重力，物塊受摩擦力做減速運(yùn)動(dòng)直到靜止在地面上。
故選CD。
08帶電粒子在地磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)
29．（23-24高二上·浙江金華·期末）1932年，美國(guó)物理學(xué)家安德森利用放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的云室來研究某種宇宙線粒子——正電子，并在云室中加入一塊厚約6mm的鉛板，借以減慢粒子的速度。當(dāng)該粒子通過云室內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，拍下粒子徑跡的照片，如圖所示。下列說法正確的是（）
A．粒子是由下向上穿過鉛板的
B．粒子穿過鉛板后在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變小
C．粒子穿過鉛板后在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的軌跡半徑會(huì)變小
D．該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?br>【答案】C
【詳解】A．粒子穿過鉛板后速度減小，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑減小，由圖可知正電子從上向下穿過鉛板。故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力
其中
可得
故粒子穿過鉛板后在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變。故B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)牛頓第二定律
解得
粒子穿過鉛板后速度減小，因此在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小。故C正確；
D．由左手定則可知，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。故D錯(cuò)誤。
故選C。
30．（多選）（20-21高二下·云南麗江·階段練習(xí)）如圖所示，上部半圓下部矩形組成的平面區(qū)域內(nèi)存在垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由點(diǎn)A向圓心O方向連續(xù)發(fā)射相同速率的同種帶電粒子，最終粒子從B點(diǎn)離開磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)粒子所受重力，粒子間的相互作用及空氣阻力，則以下說法正確的是（）
A．該種粒子一定帶負(fù)電，且在B點(diǎn)沿OB方向離開磁場(chǎng)
B．若在A點(diǎn)增大粒子入射速率，方向不變，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加
C．若在A點(diǎn)調(diào)整粒子入射方向，速率不變，則BC間無粒子射出
D．若在A點(diǎn)調(diào)整粒子入射方向，速率不變，從AB弧射出的粒子的出射方向均與OB平行
【答案】AD
【詳解】A．由點(diǎn)A向圓心O方向發(fā)射帶電粒子，最終粒子從B點(diǎn)離開磁場(chǎng)區(qū)域，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向向左，判斷該粒子帶負(fù)電，已知初速度方向和末速度位置，如圖根據(jù)幾何關(guān)系，可知粒子在B點(diǎn)沿OB方向離開磁場(chǎng)，故A正確；
B．磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與帶電粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的圓心角有關(guān)，增大粒子入射速率，方向不變，由半徑公式
半徑增大，轉(zhuǎn)過的圓心角變小，時(shí)間縮短，故B錯(cuò)誤；
C．若在A點(diǎn)調(diào)整粒子入射方向，速率不變，則半徑不變，粒子可以從BC間射出，如下圖
所示，故C錯(cuò)誤；
D．若在A點(diǎn)調(diào)整粒子入射方向，速率不變，則半徑不變，當(dāng)磁場(chǎng)圓半徑與軌跡圓半徑相等時(shí)，為磁發(fā)散現(xiàn)象，此時(shí)從AB弧射出的粒子的出射方向均與A點(diǎn)的切線平行，即出射方向均與OB平行，故D正確。
故選AD。
31．（22-23高二上·河北石家莊·期中）來自太陽(yáng)和其他星體的宇宙射線含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都到達(dá)地面，將會(huì)對(duì)地球上的生命帶來危害．但由于地磁場(chǎng)（如圖所示）的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面．下面說法中正確的是（）

A．地磁場(chǎng)的磁感線從地理南極出發(fā)終止于地理北極
B．地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極附近最強(qiáng)
C．地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng)
D．地磁場(chǎng)會(huì)使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶電粒子向兩極偏轉(zhuǎn)
【答案】C
【詳解】A．地磁場(chǎng)的磁感線外部從地理南極出發(fā)回到地理北極，內(nèi)部從地理北極出發(fā)回到地理南極，故A錯(cuò)誤；
BC．粒子垂直射向地球，緯度越高，粒子運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向夾角越小，受到時(shí)洛倫茲力越小，越容易射入地球大氣，阻擋作用弱；相反在低緯度地區(qū)，粒子運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向夾角大，受到時(shí)洛倫茲力大，粒子不容易射入地球大氣，阻擋作用強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．由左手定則分析可知沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶電粒子受到東西方向的洛倫茲力，會(huì)向東西方向偏轉(zhuǎn)，不會(huì)偏向兩極，故D錯(cuò)誤。
故選C。
32．（23-24高二上·浙江金華·期末）如圖所示為地球磁場(chǎng)分布示意圖，下列與地磁場(chǎng)相關(guān)的說法正確的是（）
A．射向地球的宇宙粒子在兩極地區(qū)受到磁場(chǎng)的作用較強(qiáng)，容易形成極光現(xiàn)象
B．地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布比較相似，可以將地磁場(chǎng)類比成一個(gè)帶負(fù)電荷的天體自轉(zhuǎn)形成的
C．若有一架杭州飛往廣州的客機(jī)，途經(jīng)金華上空時(shí)右側(cè)機(jī)翼的電勢(shì)較高
D．赤道包圍面積的磁通量比同步衛(wèi)星軌道包圍面積的磁通量小
【答案】B
【詳解】A．極光的形成是由于射向地面的宇宙例子在洛倫茲力的作用下向兩極偏轉(zhuǎn)形成的，A錯(cuò)誤；
B．由于地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)分布比較相似，條形磁鐵的磁場(chǎng)與通電螺線管周圍的磁場(chǎng)相同，根據(jù)分子電流假說，也可以將地磁場(chǎng)類比成一個(gè)帶負(fù)電荷的天體自轉(zhuǎn)形成的，B正確；
C．北半球地磁場(chǎng)為斜向下，一架杭州飛往廣州的客機(jī)，向西南方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可以判斷，飛行員左側(cè)機(jī)翼電勢(shì)較高，C錯(cuò)誤；
D．由于地球內(nèi)部磁場(chǎng)方向由北極指向南極，地球外部磁場(chǎng)方向由南極指向北極，所以赤道包圍面積的磁通量比同步衛(wèi)星軌道包圍面積的磁通量大，D錯(cuò)誤。
故選B。
09洛倫茲力在科技中的應(yīng)用
33．（22-23高二上·浙江紹興·期末）如圖所示為電視顯像管的原理示意圖。顯像管中有一個(gè)電子槍，工作時(shí)它能發(fā)射高速電子，撞擊熒光屏就能發(fā)光，沒有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)，為使電子束偏轉(zhuǎn)，由安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。要使電子束（）
A．打在屏上A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)水平向右
B．打在屏上B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直紙面向外
C．打在屏上的位置由A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)移動(dòng)，磁場(chǎng)大小應(yīng)先減小，再反向增大
D．打在屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，磁場(chǎng)大小應(yīng)先增大，再反向減小
【答案】C
【詳解】A．由左手定則可知，打在屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直紙面向外，A錯(cuò)誤；
B．由左手定則可知，打在屏上的B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直紙面向里，B錯(cuò)誤；
C．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力
解得
打在屏上的位置由A點(diǎn)逐漸向B點(diǎn)移動(dòng)，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑先變大后變小，故磁場(chǎng)大小應(yīng)先減小，再反向增大，C正確；
D．由C選項(xiàng)分析可知，打在屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，磁場(chǎng)大小應(yīng)先減小，再反向增大，D錯(cuò)誤。
故選C。
34．（多選）（23-24高二上·河北邢臺(tái)·期末）下面甲圖是示波器的結(jié)構(gòu)示意圖，乙圖是電視機(jī)顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖，二者相同的部分是電子槍（給電子加速形成電子束）和熒光屏（電子打在上面形成亮斑）；不同的是使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)的部分：分別是勻強(qiáng)電場(chǎng)（偏轉(zhuǎn)電極）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（偏轉(zhuǎn)線圈），即示波器是電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，顯像管是磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。設(shè)某次電子束從電子槍射出后分別打在甲、乙兩圖中的P點(diǎn)，則在此過程中，下列說法正確的是（）
A．甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化，乙圖中電子的動(dòng)能沒有變化
B．甲圖中電子動(dòng)能發(fā)生了變化，乙圖中電子的動(dòng)能也發(fā)生了變化
C．甲圖中電子的速度發(fā)生了變化，乙圖中電子的速度也發(fā)生了變化
D．以上兩種裝置都體現(xiàn)了場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的控制
【答案】ACD
【詳解】AB．甲圖中，電子在經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)力對(duì)電子做功，電子的動(dòng)能發(fā)生改變，而在乙圖中，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)洛倫茲力充當(dāng)向心力，洛倫茲力不做功，因此乙圖中電子的動(dòng)能沒有變化，故A正確，B錯(cuò)誤；
C．甲圖中，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，且電子發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則可知電子的速度增大，方向改變，電子的速度發(fā)生了變化，乙圖中洛倫茲力不做功，電子的速度大小不變，但電子在洛倫茲力的作用下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，速度方向發(fā)生了改變，則可知電子的速度發(fā)生改變，故C正確；
D．以上兩種裝置都體現(xiàn)了場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的控制，故D正確。
故選ACD。
35．（23-24高二上·遼寧大連·期中）如圖所示是洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。勵(lì)磁線圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勵(lì)磁線圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)。電子經(jīng)電子槍中的加速電場(chǎng)加速后水平向左垂直磁感線方向射入磁場(chǎng)。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析正確的是（）
A．勵(lì)磁線圈應(yīng)通以逆時(shí)針方向的電流
B．僅增大電子槍加速電場(chǎng)的電壓，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變大
C．僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變大
D．僅減小電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子運(yùn)動(dòng)的周期將變大
【答案】B
【詳解】A．若勵(lì)磁線圈通以逆時(shí)針方向的電流，由安培定則知，產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外，根據(jù)左手定則判斷知，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力向下，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能是圖中所示，同理，可得勵(lì)磁線圈通以順時(shí)針方向的電流，則能形成結(jié)構(gòu)示意圖中的電子運(yùn)動(dòng)徑跡，故A錯(cuò)誤；
B．電子在加速電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有
電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有
解得
僅增大電子槍加速電場(chǎng)的電壓，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變大；僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，則B增大，運(yùn)動(dòng)徑跡的半徑變小，故B正確，C錯(cuò)誤；
D．粒子運(yùn)動(dòng)的周期為
減小電子槍加速電場(chǎng)的電壓，電子運(yùn)動(dòng)的周期將不變，故D錯(cuò)誤。
故選B。
36．（多選）（23-24高二上·北京海淀·期末）在現(xiàn)代研究受控?zé)岷朔磻?yīng)的實(shí)驗(yàn)中，需要把的高溫等離子體限制在一定空間區(qū)域內(nèi)，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化，磁約束就成了重要的技術(shù)。如圖所示，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種中間弱兩端強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)由兩側(cè)通有等大同向電流的線圈產(chǎn)生。假定一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從左端附近以斜向紙內(nèi)的速度進(jìn)入該磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫出）。此后，該粒子將被約束在左右兩端之間來回運(yùn)動(dòng)，就像光在兩個(gè)鏡子之間來回“反射”一樣，不能逃脫。這種磁場(chǎng)被形象地稱為磁瓶，磁場(chǎng)區(qū)域的兩端被稱為磁鏡。根據(jù)上述信息并結(jié)合已有的知識(shí)，試判斷以下對(duì)該粒子的推斷不正確的是（）
A．從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小
B．從靠近磁鏡處返回時(shí)，在垂直于磁瓶軸線平面內(nèi)的速度分量為最大值
C．從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，其動(dòng)能先增大后減小
D．從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，其運(yùn)動(dòng)軌跡的螺距先變小后變大
【答案】ACD
【詳解】A．從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，由于粒子只受洛倫茲力，故粒子的速度大小不變。由于粒子在兩段之間來回運(yùn)動(dòng)，故沿磁瓶軸線方向的速度分量先變大后變小，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．從靠近磁鏡處返回時(shí)，在垂直于磁瓶軸線平面內(nèi)時(shí)，粒子的速度與軸線垂直，故沿磁瓶軸線方向的速度分量為零，又粒子的速度的大小不變，故此時(shí)垂直磁瓶軸線方向的速度分量最大，故B正確，不符合題意；
C．從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，粒子只受洛倫茲力作用，洛倫茲力對(duì)粒子不做功，故其動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤，符合題意；
D．粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
由于從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大，所以粒子的運(yùn)動(dòng)周期先增大后減小。根據(jù)題意可知，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的螺距為
由于平行于軸線的速度先增大后減小，所以運(yùn)動(dòng)軌跡的螺距先變大后變小，故D錯(cuò)誤，符合題意。
故選ACD。

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多