第三板块 层级Ⅲ 微专题Ⅲ-1 “电场与磁场”创新性考法习题讲评（Word教参）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材）

|运用“习题讲评”·感悟多彩考法·创新题目“多见识” 微专题Ⅲ－1　　“电场与磁场”创新性考法习题讲评 创新途径(一)　命题宽度上——注重横向多元拓展　　　 ■关联点：带电粒子的运动＋原子核衰变 1．(2023·广东广州模拟)(多选)如图所示，人工元素原子核 Nh开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上，某时刻发生衰变生成一个氦原子核He和一个Rg原子核，两原子核的质量之比几乎等于质量数之比，衰变后的微粒速度方向均垂直B1、B2的边界MN。氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg原子核通过B2区域第一次经过MN边界时距出发点的距离也为l。则下列有关说法正确的是(　 ) A．该衰变方程可表示为Nh―→He＋Rg B．两磁场的磁感应强度之比为B1∶B2＝111∶2 C．衰变后瞬间氦原子核和Rg原子核的速度大小之比为111∶2 D．氦原子核和Rg原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2∶141 解析：选ABD　根据质量数守恒和电荷数守恒，该衰变的核反应方程为Nh―→He＋Rg，A正确；由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为r＝，由题意可知二者轨迹半径相等，由于氦原子核与Rg原子核动量大小相等，即m1v1＝m2v2，解得＝＝，＝＝，B正确，C错误；由于T＝，由以上分析可知q1B1＝q2B2，所以＝，粒子在第一次经过MN边界时，运动了半个圆周，所以＝＝＝，D正确。 ■关联点：带电小球的圆周运动＋磁感应强度 2．(多选)狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示)，距离它r处的磁感应强度大小为B＝(k为常数)，其磁场分布与负点电荷Q的电场分布(如图乙所示)相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q 学科网（北京）股份有限公司 均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是(　 ) A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示 B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示 C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示 D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示 解析：选ABC　要使小球能做匀速圆周运动，则洛伦兹力(或电场力)与重力的合力应能充当向心力。在题图甲中，若小球为正电荷且逆时针转动(由上向下看)，由左手定则知其受洛伦兹力斜向上，与重力的合力可以充当向心力，其运动轨迹平面可在S的正上方；若小球为负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，其运动轨迹平面可在S的正上方，故A、C正确。Q带负电，若小球带正电，则正电荷在题图乙所示位置各点受到的电场力指向Q，电场力与重力的合力可能充当向心力，其运动轨迹平面可在Q的正下方；但若小球带负电，小球受电场力逆着电场线方向，其与重力的合力不能充当向心力，其运动轨迹平面不可能在Q的正下方，小球不会做匀速圆周运动，故B正确，D错误。 ■关联点：电荷在电场中的运动＋简谐运动 3．(2023·山东聊城三模)类比法是物理学研究问题常用的方法。在历史上，库仑将图1中带电小球拉离平衡位置释放后，小球做偏角很小的振动，类比于图2所示单摆的振动，从而用实验验证了异种电荷间吸引力与电荷间距离的平方成反比关系。已知图1中带电小球－q与带电大球＋Q中心之间距离为r，则小球在带电大球库仑力(远大于重力)作用下的振动周期T(　 ) A．正比于r　　　　 B．正比于 C．正比于r2 D．正比于 解析： 学科网（北京）股份有限公司 选A　题图2中单摆做简谐运动的回复力由重力沿小球运动圆弧切线方向的分力提供，单摆的周期公式为T＝2π，其中g为重力加速度；当小球正下方放置一个带电大球后，因为库仑力远大于重力，故忽略重力，题图1中单摆做简谐运动的回复力由库仑力沿小球运动圆弧切线方向的分力提供，等效重力加速度为g′＝，单摆的周期公式为T′＝2π＝2πr，则小球在带电大球库仑力(远大于重力)作用下的振动周期T正比于r，B、C、D错误，A正确。 ■关联点：带电粒子的受力平衡＋圆周运动 4．(多选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是(　 ) A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向移动形成的 D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 解析：