第十一章 章末提升(十一)　重要题型集中练-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

章末提升(十一)　重要题型集中练 授课提示：对应学生用书第464页 题型一　磁场的叠加 1．如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度B＝k，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为(　　) A.I0，沿y轴正向　　 B.I0，沿y轴负向 C.I0，沿y轴正向 D.I0，沿y轴负向 解析：沿x轴方向放置的导线在A点产生磁场的磁感应强度大小为Bx＝k，由安培定则可知，方向垂直纸面向外，由题知若A点的磁感应强度为零，则沿y轴方向放置的导线在A点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，由安培定则知，沿y轴放置的导线中电流方向沿y轴正向，其大小满足By＝k＝k，则沿y轴放置的导线中电流的大小I＝I0，故选A。 答案：A 2．(多选)如图所示，通有向上电流的导线AA′、BB′、CC′和DD′为正方体的棱，导线内电流大小均为I，O为正方体的中心，O′为面AA′B′B的中心，导线AA′在O′点产生的磁感应强度大小为B，已知直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度与电流成正比、与距离成反比，则下列说法正确的是(　　) A．导线AA′在O点产生的磁感应强度大小为B B．O′点的磁感应强度方向沿AA′B′B平面垂直指向BB′ C．若仅将AA′中电流反向，O点的磁感应强度大小变成B D．若仅将AA′中电流加倍，O点的磁感应强度大小变成B 解析：设正方体的棱长为a，AA′到O′点的距离为，到O点的距离d＝＝a，直导线在过导线中央的垂直平面某处产生的磁感应强度大小与电流成正比、与距离成反比，设电流为I，距离为r，比例系数为k，则磁感应强度B＝k，导线AA′在O′点产生的磁感应强度大小为B，则导线AA′在O点产生的磁感应强度大小为B，A正确；由安培定则可知，O′点的磁感应强度方向沿AA′B′B平面垂直指向BB′，B正确；导线AA′、BB′、CC′、DD′中电流相等，它们到O点的距离相等，它们在O点产生的磁感应强度相等，都是B，若仅将AA′中电流反向，由安培定则可知，导线AA′在O点产生的磁场方向与导线BB′、CC′、DD′在O点产生的合磁场方向相反，导线AA′、BB′、CC′、DD′在O点产生的合磁场磁感应强度大小为B，C正确；若仅将AA′中电流加倍，导线AA′在O点产生的磁感应强度大小为B，导线BB′、CC′、DD′中电流在O点产生的合磁场磁感应强度大小为B，则O点的磁感应强度大小为B－B＝B，D错误。 答案：ABC 题型二　安培力作用下的力学问题 3.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，水平放置一根长为l、质量为m的直导体棒。当导体棒中的恒定电流I垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的是(　　) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 解析：对导体棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，其变化过程如图所示，可以看出，安培力FA先变小后变大，由于FA＝BIl，其中电流I和导体棒的长度l均不变，故磁感应强度B先变小后变大，选项D正确。 答案：D 4.(多选)电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两水平平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是(　　) A．只将轨道长度L变为原来的2倍 B．只将电流I增加至原来的2倍 C．只将弹体质量减至原来的一半 D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变 解析：弹体所受安培力为F安＝BIl，由动能定理得BIlL＝mv2，只将轨道长度L变为原来的2倍，其速度将增加至原来的倍，A错误；只将电流I增加至原来的2倍，其磁感应强度也随之增加至原来的2倍，其速度将增加至原来的2倍，B正确；只将弹体质量减至原来的一半，其速度将增加至原来的倍，C错误；将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其速度将增加至原来的2倍，D正确。 答案：BD 题型三　带电粒子在磁场中的运动 5.(2023·山东济宁模拟)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(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，