专题三 电场和磁场 第9讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动-2024年高考二轮物理专题复习——题型整理

专题三 电场和磁场 第9讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动 一．安培力 1．（2024•重庆模拟）如图，abcd四边形闭合线框，a、c、d三点分别在三个正交轴上，坐标值均等于L，ab边与x轴平行，整个空间处于平行于+y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I方向如图所示。则关于四边形的四条边所受到的安培力的大小（　　） A．ab边与bc边受到的安培力大小相等 B．cd边受到的安培为最大 C．cd边与ad边受到的安培力大小相等 D．ad边受到的安培力最大 变式：2．（2024•江西模拟）为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离，有人构想在机身和跑道上安装设备，使飞行器在安培力作用下短距着陆。如图所示，在机身上安装长为10m、匝数为60匝的矩形线圈，线圈通以100A的电流，跑道上有大小为0.2T的磁场，通过传感器控制磁场区域随飞机移动，使矩形线圈始终处于图示磁场中。忽略电磁感应的影响，线圈所受安培力的大小和方向是（　　） A．24000N，向左 B．24000N，向右 C．12000N，向左 D．12000N，向右 变式：3．（2024•合肥一模）如图所示，高压直流输电线上使用“abcd”正方形间隔棒支撑输电线L1、L2、L3、L4，其目的是固定各输电线间距，防止输电线相碰。图中四根输电线平行且恰好固定在正四棱柱的四条棱上，abcd的几何中心为O，O到四根输电线的距离相等，且远小于输电线的长度。忽略地磁场的影响，当四根输电线通有等大同向的电流时，下列说法正确的是（　　） A．O点磁感应强度方向沿bd连线 B．四根输电线所受的安培力相同 C．L1所受的安培力方向垂直L1指向L3 D．L1和L3在O点产生磁场的磁感应强度相同 二．左手定则——磁场对通电导线的作用 4．（2024•岳麓区校级模拟）如图所示，倾斜轨道与水平面的夹角为θ，倾斜轨道上放置一光滑的导电金属导轨abcd，导轨间距为L，ab间接有一直流电源，cd段垂直于导轨放置一金属棒，回路内的电流为I，整个空间处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中，金属棒刚好处于静止状态，已知重力加速度为g，则（　　） A．a端接电源的正极 B．金属棒受到的安培力大小为BIL C．金属棒的质量为 D．金属棒的质量为 变式：（多选）5．（2024•河南模拟）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景。两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两轨道左端点间接有直流电源。一金属棒ab放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用绝缘轻绳通过光滑轻环竖直悬挂在水平固定横梁上的O1，O2点。开始时，开关S是断开的，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于方向竖直向下的匀强磁场中。当开关S闭合后，金属棒ab突然开始摆动，通过水平横梁的正上方后再摆动下来，如此不断进行下去。根据其工作原理，下列说法正确的是（　　） A．当开关S闭合时，导体棒ab所受的安培力水平向右 B．当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力的冲量水平向左 C．当开关S闭合后，导体棒ab所受的安培力对导体棒ab做正功 D．当开关S闭合后，导体棒ab的动量增量方向水平向左 三．安培力的计算 变式：6．（2024•道里区校级一模）如图甲所示，直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，且P固定于水平轴正下方，两组绳长也相同，其截面图如图乙所示，导线P通以垂直纸面向里的电流；导线Q电流方向未知，平衡时两导线位于同一水平面，且两组绝缘轻绳与竖直方向夹角均为θ。已知Q的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．导线Q中电流方向垂直纸面向里 B．导线P、Q间的安培力大小为 C．仅使导线P中电流I缓慢增大且θ不超过90°，导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大 D．当导线P中电流突然消失的瞬间，导线Q受到两绳的拉力大小之和为mgsinθ 变式：7．（2024•广西模拟）半径为0.1m的圆内有匀强磁场，磁感应强度B大小为0.4T，现将一单匝正方形线框放入磁场，线框平面与磁场方向垂直，其中一顶点与圆形磁场区域的圆心O点重合，如图，当通过线框的电流I为1A时，线框所受的安培力大小为（　　） A． B． C． D． 变式：（多选）8．（2024•雨花区校级一模）如图所示，水平桌面上固定放置一个绝缘光滑圆弧槽，长直导线MN平行于圆弧槽底边AA′放在圆弧槽上，导线中通有M→N的电流I，整个空间区域存在竖直向上的匀强磁场（图中未画出），MN静