第九章 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轮教师用书word（旧教材，人教版）

章末素养提升 命题点一　磁场对运动电荷的作用 1.(2022·辽宁卷,8)(多选)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场,外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场,粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态,忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是(　AD　) A.粒子1可能为中子 B.粒子2可能为电子 C.若增大磁感应强度,粒子1可能打在探测器上的Q点 D.若增大粒子入射速度,粒子2可能打在探测器上的Q点 解析:由题图可看出粒子1没有偏转,说明粒子1不带电,则粒子1可能为中子;粒子2向上偏转,根据左手定则可知粒子2应该带正电,A正确,B错误;由以上分析可知粒子1不带电,则无论如何增大磁感应强度,粒子1都不会偏转,C错误;粒子2在磁场中由洛伦兹力提供向心力,有qvB=m,解得r=,可知若增大粒子入射速度,则粒子2的半径增大,粒子2可能打在探测器上的Q点,D正确。 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P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(　BC　) A.kBL,0° B.kBL,0° C.kBL,60° D.2kBL,60° 解析:若粒子通过下部分磁场直接到达P点,如图甲所示,根据几何关系则有R=L,qvB=m,可得v==kBL,根据对称性可知出射速度与SP成30°角向上,故出射方向与入射方向的夹角为θ=60°。 当粒子上下均经历一次时,如图乙所示,因为上下磁感应强度均为B,则根据对称性有R=L,根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m,可得v==kBL,此时出射方向与入射方向相同,即出射方向与入射方向的夹角为θ=0°。通过以上分析可知当粒子从下部分磁场射出时,需满足v==kBL(n=1,2,3……),此时出射方向与入射方向的夹角为θ=60°;当粒子从上部分磁场射出时,需满足v==kBL (n=1,2,3……),此时出射方向与入射方向的夹角为θ=0°,故B、C正确,A、D错误。 命题点二　磁场对通电导体的作用 3.(2022·湖北卷,11)(多选)如图所示,两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上,棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中,磁感应强度大小恒定,方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运动,现给导体棒通以图示方向的恒定电流,适当调整磁场方向,可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时,加速度的最大值为g;减速时,加速度的最大值为g,其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是(　BC　) A.棒与导轨间的动摩擦因数为 B.棒与导轨间的动摩擦因数为 C.加速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向下,θ=60° D.减速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向上,θ=150° 解析:设磁场方向与水平方向夹角为θ1,θ1<90°;当导体棒加速且加速度最大时,合力向右最大,根据左手定则和受力分析可知,安培力应该斜向右上方,磁场方向斜向右下方,此时有Fsin θ1-μ(mg- Fcos θ1)=ma1,令cos α=,sin α=,根据数学知识可得F()sin (θ1+α)=μmg+ma1,则有sin (θ1+α)=≤1。同理磁场方向与水平方向夹角为θ2,θ2<90°,当导体棒减速,且加速度最大时,合力向左最大,根据左手定则和受力分析可知,安培力应该斜向左下方,磁场方向斜向左上方,此时有Fsin θ2+μ(mg+ Fcos θ2)=ma2,有F()sin (θ2+α)=ma2-μmg,所以有 sin (θ2+α)=≤1,当加速或减速阶段加速度分别最大时,不等式均取等号,联立可得μ=,代入cos α=,可得α=30°,此时θ1=θ2=60°,加速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向右下方,有θ=θ1=60°,减速阶段加速度大小最大时,磁场方向斜向左上方,有θ=π-θ2=120°,故B、C正确,A、D错误。 4.(2022·全国甲卷,25)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器,其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧,C为位于纸面上的线圈,虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场;M为置于平台上的轻质小平面反射镜,轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连,PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的