特色小卷18 电磁场综合问题-【精彩三年】2024高考物理汇编与名师优创特色63卷教师用书word（新教材）

特色小卷18　电磁场综合问题 [时间：20分钟] 1．平行导线受力问题 如图所示，导体棒a水平放置在倾角为45°的光滑斜面上的P处，导体棒b固定在右侧，与a在同一水平面内，且相互平行。当两棒中均通以电流强度为I的同向电流时，导体棒a恰能在斜面上保持静止。两导体棒粗细不计，则下列说法正确的是(　　) A．a、b两导体棒受到的安培力相同 B．b棒中的电流在P处产生的磁感应强度方向向下 C．将导体棒b沿虚线竖直下移到某一位置，导体棒a不可能保持静止 D．将导体棒b沿虚线竖直上移到某一位置，导体棒a对斜面的压力可能不变 图甲为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6根输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6根输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，在该时刻下列说法正确的是(　　) A．O点的磁感应强度方向垂直于cf向下 B．b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场的合磁感应强度方向沿aO，由a指向O C．c导线所受安培力方向沿Oc指向c D．a导线所受安培力大小为2.5F 2．电磁场情境问题 电子光学中，一种静电透镜的简化模型如图所示。以O为球心的球形边界外部各处的电势均为φ1，内部各处的电势均为φ2，φ1>φ2。一束离轴很近且关于轴对称的电子束以速度v1沿平行于轴的方向运动，在越过球形边界“壳层”的过程中，电子运动速度将发生变化。不计电子之间的相互作用力，则下列说法正确的是(　　) A．电子束按图甲“会聚”，在球内的速度v2>v1 B．电子束按图甲“会聚”，在球内的速度v2<v1 C．电子束按图乙“发散”，在球内的速度v2>v1 D．电子束按图乙“发散”，在球内的速度v2<v1 北京正负电子对撞机(BEPC)是我国第一台高能加速器，由长200 m的直线加速器、周长240 m的储存环等几部分组成，外形像一只硕大的羽毛球拍，如图所示。 电子束被加速到150 MeV时，轰击一个约1 cm厚的钨靶，产生正、负电子对。将正电子聚焦、收集起来加速，再经下一个直线加速器加速到约1.4 GeV。需要加速电子时，则把钨靶移走，让电子束直接经过下一个直线加速器进行加速，使其获得与正电子束相同的能量。 正、负电子束流分别通过不同的路径注入储存环中，在储存环的真空盒里做回旋运动。安放在真空盒周围的各种高精密电磁铁将正、负电子束流偏转、聚焦，控制其在环形真空盒的中心附近；速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射。通过微波不断地给正、负电子束补充能量；当正、负电子束流被加速到所需要的能量时，正、负电子束流就可以开始对撞，安放在对撞点附近的北京谱仪开始工作，获取正、负电子对撞产生的信息，进一步认识粒子的性质，探索微观世界的奥秘。下列说法正确的是(　　) A．该装置中正、负电子同时在直线加速器中加速 B．正、负电子发生对撞前，为了增大碰撞概率，可利用磁场对其偏转、聚焦 C．正、负电子离开直线加速器之后，各自所需偏转磁场的方向相反 D．储存环中的正、负电子所受洛伦兹力不做功，所以正、负电子能量不会衰减 3．动态电路补遗 (多选)下图所示的电路中，电源内阻忽略不计。闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(　　) A．U先变大后变小 B．I先变小后变大 C．U与I比值先变大后变小 D．U变化量与I变化量的比值等于R3 4．电磁感应综合分析 如图甲所示，在足够长的、倾角为α的光滑斜面上有垂直于斜面方向的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(垂直斜面向上为正方向)。t＝0时有一整体处于磁场中的金属线框abcd，刚好以速度v0从靠近ef边开始沿斜面向上运动，在线框整个运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．线框中有大小、方向均周期性变化的电流 B．线框abcd的每边始终受到安培力的作用 C．线框abcd中产生的焦耳热等于其减少的机械能 D．线框abcd做加速度为g sin α的匀变速直线运动 电荷量计是一种能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量的仪器。某同学想用电荷量计测量地磁场的磁感应强度大小，设计并完成了如下实验：如图所示，一个正方形金属线框abcd与电荷量计相连，其边长为L，线框导线横截面积为S，电阻率为ρ，沿图示方位水平放置于地面上某处，假设磁场方向与竖直方向成θ角，现将其按图示的转动方向绕ab轴转过180°，测得通过线框的电荷量为Q1；将其按图示的转动方向绕ab轴转过90°，测得通过线框的电荷量为Q2。则该处地磁场的磁感应强度大小为(忽略地磁偏角影