第十章 磁 场 章末素养提升-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，人教版）

章末素养提升 [科学小报] 电流天平是用以测量两平行通电导体之间的力或用以测量磁感应强度的仪器。天平横臂用环氧树脂敷铜板制成横臂上的“U”形导体,一端直接与一个黄铜刀口相通,另一端通过转换开关与另一个刀口连通。改变转换开关的位置,可选择“U”形导体受力部分的长度。横臂上的两个刀口在使用时各放在一个黄铜刀槽上,刀槽装在铜支架的上部,起着支承天平横臂和通电触点的双重作用。铜支架的下端分别用导线与底座左边的两接线柱连接。激磁线圈接在底座右边的两接线柱下端。装在转换开关旁边的平衡螺母兼做转换开关旋钮。用平衡螺母可以调节横臂的重心位置。当重心位置低于两把刀口的支点所连成的直线时,重心愈往下移,横臂的稳定性愈好,但灵敏度降低;重心愈接近支点连线,横臂灵敏度愈高,但愈不易稳定。横臂上还装有平衡螺母、砝码挂钩和一个指针。 [原创新题1] (多选)利用如图所示的电流天平,可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈,匝数为n,b段导线长为l,导线a、b、c段处于匀强磁场中,磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时,天平处于平衡状态。当线圈中通入逆时针方向的电流I时,通过在右盘加质量为m的砝码(或移动游码)使天平重新平衡。下列说法中正确的是(　　) A.若仅将电流反向,线圈仍保持平衡状态 B.线圈通电后,a、c段导线受到的安培力等大反向,b段导线的安培力向上 C.线圈受到的安培力大小为mg D.由以上测量数据可以求出磁感应强度大小为 B= [原创新题2] (多选)如图甲所示为电流天平,此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂(图乙)能绕转轴OO′自由转动,轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧,沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘导线,天平最右端导线的长度为l。先调整天平处于平衡状态,把U形导线端放入待测的磁场中(如图丙所示),给U形导线和螺线管分别通以大小为I和I0的电流。CD段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜,在天平的另一端可以加适当的砝码,使天平恢复平衡。当地重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) A.若在电流天平的左端增加的砝码质量为m,则长螺线管内部的磁感应强度大小为B= B.假如使通过CD段导线的电流反向,仍可以通过继续在左端悬挂砝码的方式测量磁感应强度 C.若螺线管内部的磁感应强度B=0.02 T,CD段导线的长度为3 cm,U形导线通电电流I=2.0 A,为使天平保持平衡,应在左端悬挂质量为1.2×10-4 kg 的砝码 D.若螺线管内磁感应强度B=kI0,调整I和I0的大小,当I0=时电流天平始终平衡 安培定则和左手定则的综合应用 1.(2022·江苏卷,3)如图所示,两根固定的通电长直导线a、b相互垂直,a平行于纸面,电流方向向右,b垂直于纸面,电流方向向里,则导线a所受安培力方向(　　) A.平行于纸面向上 B.平行于纸面向下 C.左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里 D.左半部分垂直纸面向里,右半部分垂直纸面向外 考题题型归类:考查基本规律的应用——安培定则和左手定则的综合应用。 考查巧妙之处:空间立体想象能力的考查,分段法判断导体棒的运动。 洛伦兹力作用下的多解问题 2.(2022·湖北卷,8)(多选)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k,不计重力。若离子从Р点射出,设出射方向与入射方向的夹角为θ,则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为(　　) A.kBL,0° B.kBL,0° C.kBL,60° D.2kBL,60° 考题题型归类:考查基本规律的应用——左手定则。 考查巧妙之处:多解问题的处理。 难点:利用几何知识求解圆周运动的半径。 带电粒子在复合场中的运动 3.(2022·湖南卷,13)如图,两个定值电阻的阻值分别为R1和R2,直流电源的内阻不计,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为d,极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为m、带电荷量为+q的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器,做匀速圆周运动,恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中,小球未与极板发生碰撞,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。 (1)求直流电源的电动势E0; (2)求两极板间磁场的磁感应强度B; (3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场,使小球离开电容器后沿直线运动,求电场强度的最小值E′。 考题题型归类:带电粒子在复合场中的运动。 考查巧妙之处:联系电路知识和受力情况求解直流电源的电动势。 易错点:电场强度极值