2014高三物理二轮复习《对点训练+通关训练》专题9磁场

12014高三物理二轮复习《对点训练+通关训练》：专题9磁场考点1磁场、磁感应强度1.(多选)超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流，对磁体有排斥作用．这种排斥作用可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术．关于磁体悬浮的下列说法正确的是(BD)A．超导体电流的磁场方向与磁体相同B．超导体电流的磁场方向与磁体相反C．超导体使磁体处于失重状态D．超导体产生的磁力与磁体重力平衡2.(多选)下列说法正确的是(BC)A．除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的B．一切磁现象都起源于运动电荷C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场发生的D．有磁必有电，有电必有磁3.关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(D)A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大4.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22μ，式中的B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数，为了近似测得条形磁铁两极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小的距离ΔL，并测出拉力F，如图所示，因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝2μFA.解析：设间隙中磁场的能量为E，由功能原理，有：F·ΔL＝E.据题意知磁场中单位体积所具有的能量值为B2/2μ，而间隙中磁场的体积为V＝A·ΔL，所以E＝V·B2/2μ，由以上各式，有：F·ΔL＝A·ΔL·B2/2μ，解得：B＝2μFA.考点2电流的磁场、安培定则1.发现通电导线周围存在磁场的科学家是(D)A．洛伦兹B．库仑C．法拉第D．奥斯特2.(2012·全国卷)如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是2(C)A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同3.图中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是(C)A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者C．当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向D．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向4.(多选)如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，下列说法正确的是(BC)A．a端为通电螺线管的N极B．b端为通电螺线管的N极C．c端为电源的正极D．d端为电源的正极5.如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是(B)①若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小②若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大③若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大④若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小A．①②B．①③C．②③D．②④解析：磁铁N极受力方向与B的方向相同，且螺线管内部B比外部大．6.如图所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度(D)A．垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”B．垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C．在环形分路所在平面内指向BD．磁感应强度为零3解析：利用“微元法”把圆周上电流看成是无数段直导线电流的集合如图，由安培定则可知在一条直径上的两个微元所产生的磁感应强度等大反向，由矢量叠加原理可知中心O处的磁感应强度为零，D正确．考点3安培力1.图示为两根互相平行的通电导线a、b的横截面图，a、b的电流方向已在图中标出．那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是(B)A．磁感线顺时针方向，磁场力向左B．磁感线顺时针方向，磁场力向右C．磁感线逆时针方向，磁场力向左D．磁感线逆时针方向，磁场力向右2.(多选)如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)．若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(BD)A．导电圆环所受安培力方向竖直向下B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ解析：将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为：F＝BIL＝2πBIRsinθ，方向为竖直向上，所以B、D正确．3.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由移动，若线圈内通以大小不等的同向电流，则它们运动的情况是(C)A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动4.(2012·课标卷)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场，现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；○A为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．(1)在图中画线连接成实验电路图．(2)完成下列主要实验步骤中的填空；①按图接线．②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1.③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量m2.4④用米尺测量D的底边长度l.(3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝|m2－m1|gIl.(4)判断磁感应强度方向的方法是：若m2m1，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．5.如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直．电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计．则当电键S闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？解析：金属棒ab受力情况如图所示(截面图)．安培力F＝BIL①流过金属棒ab的电流强度I＝E/R②由牛顿第二定律得：Fsinα＝ma③由①②③式解得：a＝BELsinαmR6.新型的超导电磁推进船取消了传统的螺旋桨，是船舶推进的重大革新，其原理如图(俯视图)，强磁场方向竖直向下，在垂直于船身方向，两边安装正负电极，电极置于海水里，当电源接通时，海水中产生垂直于船体方向的强电流，推动船体运动．在如图所示的情形中，船从静止状态启动后，将向什么方向运动？如磁感应强度为5T(可看作匀强磁场)，水通道平均宽度为0.5m，产生的推力为50N，则船上的电池提供的电流强度有多大？解析：由左手定则可得，磁场对通有电流的海水的作用力方向向左，所以，海水对船体的反作用力方向向右，船将向右运动．由公式F＝BIL可得，船上的电池提供的电流强度I＝F/BL＝20A.考点4洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动1.(多选)(2012·海南卷)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力，下列说法正确的是(BD)A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大解析：在磁场中半径r＝mvqB，运动时间：t＝θmqB(θ为转过圆心角)，故BD正确，当粒子从O点所在的边射出时，轨迹可以不同，但圆心角均为180°，因而AC错．2.(多选)(2012·全国卷)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场5中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量(动量等于质量与速度的乘积)大小相等．下列说法正确的是(AC)A．若q1＝q2，则它们做圆周运动的半径一定相等B．若m1＝m2，则它们做圆周运动的周期一定相等C．若q1≠q2，则它们做圆周运动的半径一定不相等D．若m1≠m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等解析：根据半径公式r＝mvqB及周期公式T＝2πmqB知AC正确．3.如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将(A)A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸里偏转4.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减少(带电量不变)，从图中情况可以确定(B)A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电5.(2013·新课标卷Ⅰ)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q0)，质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)(B)A.qBR2mB.qBRmC.3qBR2mD.2qBRm解析：带电粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域做匀速圆周运动，运动轨迹如图．设运动半径为r，圆心为O′，连接OC、OO′，OO′垂直平分弦CD.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，所以∠CO′D＝60°，又CE＝R/2，所以∠COE＝30°，则∠COO′＝∠CO′O＝30°，CO′＝CO，即r＝R.再根据洛伦兹力提供向心力有，qvB＝mv2R，解得v＝qBRm，所以B选项正确．66.如图所示，匀强磁场中放置一块与磁感线平行的均匀薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R1＝20cm做匀速圆周运动，第一次垂直穿过铅板后，以半径R2＝19cm做匀速圆周运动，带电粒子还能穿过铅板几次？(设每次穿越铅板的过程中阻力大小相同，电荷量不变．)解析：带电粒子做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB＝mv2/R所以：R1R2＝v1v2＝2019带电粒子每打穿一次铅板损失的动能相同，其大小为ΔEk＝12mv21－12mv22＝39400(12mv21)所以，还能打穿的次数为n＝9次考点5洛伦兹力与现代科技1.如图所示，将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么两板间电离气体的电阻率为(A)A.Sd(BdvI－R)B.Sd(BLvI－R)C.SL(BdvI－R)D.SL(BLvI－R)解析：在洛伦兹力的作用下，正离子向极板B偏转，负离子向极板A偏转，在极板间建立电场，形成电势差．电路闭合时，E＝Bdv＝I(R＋r)＝I(R＋ρdS)，可得：ρ＝Sd(BdvI－R)．2.如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器(也称滤速器)中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正