专题13 磁场的性质-2024年高考物理小题必刷卷

专题士三 磁场的性质 -I高考攻略1 本专题是高考的热点之一,磁场叠加及简单的磁偏转问题,涉及的主要试题情境有通电导体在安 培力作用下的平衡与加速问题,考查形式多以选择题为主,预测此后高考对本专题会结合最新科技及 生活实际,如科技方面的主要试题情境有地磁场、电磁炮、电流天平、超导电磁船等。 1 考点四 1。 【考点·分层分练】 安培力作用下导体运动情况的判断 4.(2024·湖南长沙一中模拟) ___ 考点一 磁场、磁感线 如图所示,在固定放置的条形 左 , 1.(2024·江西南昌市高三模拟)如 磁铁S极附近悬挂一个金属 图所示,实线表示某磁场中的磁 线圈,线圈与水平磁铁位于同 感线,M、N为磁场中两点,两点的 一竖直平面内,当在线圈中通 磁感应强度分别为B和B,同 人沿图示方向流动的电流时,将会看到 _ 一通电导线放在M处和N处所 A.线圈向左平移 受磁场力大小分别为Fv和F,则 _(_ B.线圈向右平移 A.BBy,FM一定大于F C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁 B.BM一Bv,FM一定小于F D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁 C.BB,FM一定小于F D.BM二B,F可能等于F 考点五 安培力作用下导体的平衡问题 考点二 磁场的叠加 5.(2024·广西河池市模拟) 如图所示,两倾角为0的 2.(多选)(2024·河南许昌市高 三模拟)三根平行的长直通电 光滑平行导轨间距为L, _ 质量为n的导体棒垂直 导线,分别通过一个等腰直角 导轨放置,整个空间存在 三角形的三个顶点且与三角 形所在平面垂直,如图所示 垂直导体棒的匀强磁场,现在导体棒中通由a到b 现在使每根通电导线在斜边 的恒定电流,导体棒始终静止在导轨上,已知磁感 中点O处所产生的磁感应强度大小均为B,则下 应强度大小为B,重力加速度为g。则下列说法正 确的是 ) 列说法中正确的有 ) -1 A.O点处实际磁感应强度的大小为B B.O点处实际磁感应强度的大小为/5B C.O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90* B.若磁场方向垂直斜面向上,则所通电流大小 D.O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为 为gsin BL aretan2 考点三 安培力的计算 C.若磁场方向水平向左,则所通电流大小为mgo0 B. 3.(2024·辽宁大连模拟) 如图所示,由粗细均匀的 D.若磁场方向水平向右,则所通电流大小为mgtan0 1_B. 金属导线围成的一个正 6.(2024·湖南长郡中学高三模拟)如图所示,导体 六边形线框abcdef,它的 棒P通过两等长细线悬挂在竖直墙面上等高的 由 六个顶点均位于一个半 两点,并通以恒定电流I,另一长直导体棒Q位 径为R的圆形区域的边 界上,be为圆形区域的一 于AB连线正下方,并与电源、开关、滑动变阻器 条直径,6e上方和下方存 构成串联电路,闭合开关前滑片位于最左端,已 在大小分别为2B和B,方向相反的匀强磁场,磁 知通电直导线产生的磁场的磁感应强度与通电 场方向垂直于圆形区域,现给线框接入从5点 导线的电流大小成正比,与到通电导线的距离成 流入、从e点流出的大小为I的恒定电流,则金 反比。只考虑滑动变阻器接人电路的电阻,现闭 属线框受到的安培力的大小为 ( ) 合开关,将滑动变阻器的滑片自最左端缓慢滑至 A.2BIR B.3BIR 正中间位置,导体棒P绕AB连线缓慢转动至某 C.BIR D.0 ) 一位置,下列说法正确的是 _~ 57 A.匀强磁场的磁场方向应竖直向上 B.闭合开关瞬间,电路中的电流为6A C.闭合开关瞬间,炮弹的加速度的大小为30m/s2} D.若同时将电流方向和磁场方向反向,导体棒 所受安培力方向不变 考点七 安培力作用下的力电综合问题 9.(多选)(2024·四川成都七中 高三模拟)“电磁炮”是利用电 A.导体棒P所受的安培力一定水平向右 磁力对弹体加速的新型武器, B.绳子上的拉力大小不变 具有速度快效率高等优点。如图是“电磁炮”的 C.两棒间的安培力将变为原来的2倍 原理结构示意图。光滑水平导轨电阻不计,宽为 D.两棒的间距将变为原来的2倍 L.在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强 考点六 安培力作用下导体的加速问题 度大小为B。“电磁炮”弹体总质量为n,其中弹 7.(2024·湖南株洲高三模拟) 体在轨道间的电阻为R.可控电源的内阻为R 如图所示的电路中,恒流源 电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速 能提供图示方向、大小为I的 M 发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供 恒定电流。质量为n的导体 的电流是1,不计空气阻力。则 ( ) 棒垂直放置在水平导轨MN、 A.弹体所受安培力大小为BII PQ上,两导轨平行且相距为L,导体棒与水平导 2m2 ③ 轨间的动摩擦因数为一 3.导体右端均与两个 C.弹体从静止加速到v的过程中电源提供的总 相同的竖直光滑半圆形轨道平滑连接与N、Q两 点,半圆形轨道半径为R,导体棒初始位置与NC 相距为s,重力加速度为g,则下列说法中正确的 D.可控电源的电压应随时间均匀增加,才能保 是 f ) 证“电磁炮”匀加速发射 A.若在水平轨道间加水平向右的匀强磁场B,则 10.(多选)(2024·江西赣州高 BII. 三一模)如图所示为两条平 导体棒初始开始运动时的加速度为 77 行的光滑绝缘导轨,其中半 B.若要使导体棒在水平轨道上做匀速运动,则所 圆导轨竖直放置,水平导轨 加磁场B最小时的方向应为左上,与竖直方 与半圆导轨相切于C、E两 向夹角为30 点,整个装置处于竖直向上 C.若在水平轨道间加竖直向上的匀强磁场B,则 的匀强磁场中。现将一导体棒垂直导轨放置 导体棒刚进人圆孤轨道时对轨道的压力大小 开始时导体棒位于图中的A处,当导体棒中通 为2(B_l_) 有如图所示方向的电流时,导体棒由静止开始 运动,并能到达与半圆导轨圆心等高的D处。 D.若要使导体棒刚好到达圆孤轨道的最高点 已知导轨的间距为L一0.4m,磁场的磁感应强度 则在水平轨道间所加竖直向上的磁场的最小 大小B-0.5T,导体棒的质量为n=0.05kg,长 值为2mgRmg 度为L'=0.5m,导体棒中的电流大小为I= sll # 2A,AC=OD-1m,重力加速度为g-10m/s{}。 8.(多选)(2024· 下列说法正确的是 湖南模拟)2023 A.导体棒在A点的加速度大小为10m/s2 年4月17日消 B.导体棒在D点的速度大小为5m/s 息,我国日前的 C.导体棒在D点的向心加速度大小为10。5m/s 电磁炮所发射 D.导体棒在D点时,半圆导轨对通电导体棒的 的炮弹,已经可 作用力大小为1.5N 以在100公里距离上击穿80毫米厚的钢板。如图 【考能·演习演练】 所示为电磁轨道炮的模型,间距L一1m的平行光 滑导轨水平放置,轨道处于磁感应强度大小为B 11.(2024·江西省萍乡市模拟)如图所示,直角三 1T、方向沿竖直方向的匀强磁场中,导轨左端接有 角形MPQ的 P-90{*,直角边MP-2a、QP 电动势E-30V、内阻,-10的电源,带有炮弹的 3a。在M点固定一条长直导线,电流方向垂直 导体棒垂直放置在导轨上,其质量(含炮弹)为n 纸面向里。在Q点固定一条长直导线,电流方 100g、电阻为R一90.导轨电阻不计,则下列说法 向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为I 正确的是 ( 已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的 58 14.(多选)(2024·江苏省盐城高三二调)如图所 示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一 线中的电流强度、下是该点到直导线的垂直距离 轻质弹策将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台 ( 表示,则P点磁感应强度的大小为 ) 秤读数为F,现在磁铁上方中心偏左位置固定一 M 导体棒,当导体棒中通以方向如图所示的电流后 ( 台平读数为F。,则以下说法正确的是 ) _1 ⊙0 5 A. 5l 6 V131 A.弹长度将变长 C.v131 B.弹策长度将变短 D. C.F>F2 6 D.F<F2 12.(2024·广东广州模拟)超远距离输电通常采用 15.(多选)(2024·河北省期市中学高三质检)如 特高压直流输电的方式,某段直流输电线路中 图所示,六根直导线均匀分布在圆心为O的圆 三根水平导线“、么、c平行目间距相等,其中“、/ 周上,导线中均通有方向垂直纸面向里,大小相 导线位于同一水平面内,通入的电流大小为I 同的电流,若将其中一根导线中的电流反向, 一2L.一2L,方向如图所示。已知通电直导线周围 圆心O处的磁感应强度大小为B。;若将其中两 根导线中的电流反向,圆心O处的磁感应强度 大小可能为 ( __ 距离,为常数),下列说法正确的是 ) ☆ “-☆ .0 - A.a、两根导线相互排斥 B.a、两根导线对c的安培力方向竖直向下 -_ C.b、c两根导线对a的安培力方向竖直向下 A.Bo B.B0 D. 三根导线在图中三角形中心处的磁感应强 度为零 C.3B。 13.(2024·河南洛阳高三模拟)MN、PQ为水平放 置、间距为0.5m的平行导轨,左端接有如图所 16.(多选)(2024·湖南模拟)如图所示,与纸面重合 示的电路。电源的电动势为10V,内阻为12 的竖直平面内有三根不可伸长的轻质细绳,绳1 小灯泡L的电阻为40,滑动变阻器接入电路 水平,绳2与水平方向成固定夹角,0为结点,绳3 的阻值为70。将导体棒a静置于导轨上,整 的下端铨接一质量为、长度为L、阻值为R的垂 个装置在匀强磁场中,磁感应强度大小为2T. 直于纸面放置的金属棒。金属棒所在空间存在磁 方向与导体棒垂直且与水平导轨平面的夹角 感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场。给金 -53{};导体棒质量为0.23kg,接人电路部分的 属棒供电的是一个输出电压恒定的直流电源(图 阻值为40,闭合开关S后,导体棒恰好未滑 中未画出,电源与金属棒的连接线对金属棒没有 动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计 作用力),其通入金属棒的电流方向垂直纸面向 导轨的电阻,sin53*-0.8,cos53*-0.6,重力 里,电源输出电流大小和金属棒平衡时与竖直方 ) 加速度g取10ms{},则 ( 向的夹角0的余弦成正比。已知当0一53时,电源 两端只接导体棒,此时导体棒恰好平衡。已知重 ( 力加速度为g,下列说法正确的是 aN ) 乙 E.r B A.导体棒受到的安培力大小为1N B.流过灯泡的电流大小为1A C.若将滑动变阻器的滑片向左移动,则导体棒 仍会静止 D.导体棒与导轨间的动摩擦因数一0.2 59 A.此时导体中电流强度的大小为3L 4mg a.从静止开始向右运动:a始终与导轨垂直目 接触良好。则在运动过程中,金属杆ab( ) B. 当导体棒平衡在0一37{时,要维持其平衡,应 C. 当导体棒平衡在8一37{}时,则电源除了给导 xx 体棒供电,还能额外输出的功率为53{*}平衡 x&x x xx A.做变加速运动 D.若导体棒始终平衡,0从53{}逐渐减小为37* 4B0 的过程中,细绳1的拉力先增大后减小 B.最大位移为 17.(多选)(2024·湖北武汉模拟)竖直平面内有轻 绳1、2、3连接如图所示。绳1水平,绳2与水 平方向成60{角,绳3的下端连接一质量为n的 2B。 导体楼1,在结点Q正下方2d距离处固定一导 体棒2,两导体棒均垂直于纸面放置。现将导 体棒1中通入向里的电流L。,导体棒2中通入 【考场·真题真练】 向外且缓慢增大的电流I。当增大到某个值 时,给导体棒1以向右的轻微扰动,可观察到它 19.(2023·江苏卷)如图所示,匀强磁场的磁感应 以O为圆心做圆周运动缓慢上升到绳1所处的 强度为B。L.形导线通以恒定电流I.放置在磁 水平线上。绳3的长度为d,两导体棒长度均 场中。已知a边长为2/,与磁场方向垂直,b 为7,重力加速度为g。导体棒2以外距离为; 边长为/,与磁场方向平行。该导线受到的安培 力为 ( ___ 处的磁感应强度大小为B-& 1 ,下列说法正确 ( 的是 ) #2# A.0 B.BI1 1- C.2BI1 /D.5BI1 20.(2022·重庆卷)如图1所示,光滑的平行导电轨 1{ 道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导 体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电 阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁 2 场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由 静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大 小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应 B.绳1中拉力的最大值为^{)mng 直线①,初始拉力大小为F。,改变电阻阻值和磁感 念 应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小 为2F。,两直线交点的纵坐标为3F。。若第一次和 C.绳2中拉力的最小值为 第二次运动中的磁感应强度大小之比为、电阻的 5mgd 阻值之比为n、杆从静止开始运动相同位移的时 D.导体棒2中电流的最大值为I一 2l 间之比为n,则、m、n可能为 ( ) 磁场 ①/ 18.(多选)(2024·福建泉州模拟)间距为L.的平行 #转。 2 光滑金属导轨PQ、MN固定在水平绝缘桌面 上,整个装置处于竖直向下的磁场中,沿MN →拉) 方向建立Ox坐标,磁感应强度大小B随坐标。 的关系为B三B。十kx(B。、k均为大于零的常 图1 图2 数)。将质量为的金属杆ab锁定在坐标原点 O处,P、M间接一恒流装置,该装置可使回路 A.-2、n-2、n-2 保持恒定的电流,电流方向由P到M,如图所 B. -22,m-2、n-/② 示。某时刻解除锁定的同时对a6施加一个大 C.b-6、n-3、n-② 小为2B。IL、方向沿x轴正方向的恒定外力,使 D.-2③、n-6、n-② 60=20Ω，当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出 场垂直，N点导线与磁场平行，则可以有FM>FN,根 功率最大，由于闭合前外电阻R=102,内阻r= 据F=BILsin0,可知玫变两位置时的摆放位置，使在 2Q,则断开开关后，电源的输出功率减小，稳定后电 V处磁感应强度在沿电流方向上的分量与M处磁感 路电流为1=2品A=吕A,电容器的电压U 应强度在沿电流方向上的分量相等时，可使FM= FN,故D正确，ABC错误。 =吕X15V=咒V,电客器上权板所带电背量与断 【答案】D 2.【解析】A.由题意可知，三平行的通电导线在O点产 开前相比的变化量为△Q=C·△U=4.4×10一6X 生的磁感应强度大小相等，方向如图 (曾-5）C=1.X105C,故C正确，D辑援。 ⊙1 【答案】AC 19.【解析】根据电阻定律：R=pS,根据欧姆定律：△U S.△U =1·△R,整理可得：p=氵·，结合乙国可知学体 0.2 L1、L2的电阻率之比为：= 0.25 0.5-0.2=1,故 则：B合=√B2+(2B)2=/5B,故A错误，B正确：C 设方向沿斜边的夹角为a, 1.00-0.25 根据力的合成与分解的法则，结合三角函数关系，则 ACD错误，B正确。 【答案】B 2=2 有：tana= 20.【解析】A,根据题意画出电路图，如图所示 所以磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan2,故C 2 错误，D正确。 【答案】BD 3.【解析】由题意可知，线柜流过bcde边的电流I1= 1,流过afe边的电流l=之1，则dL,c,d所受的 1 安培力合力为F1=2BIR,方向向下，ba、af、fe边受 可知U3>0,故A错误：B.根据题意画出电路图，如 到的安培力的合力为F2一BR,方向向上，故线框受 图所示 到的安培力F=F1一F2=2BIR一BIR=BIR,故C正 确，ABD错误。 【答案】C 4.【解析】把通电线圈等效成小磁针，等效小磁针的N 极垂直于纸面向外，根据同名磁极相互排斥，异名磁 极相互吸引可知，从上往下看，线圈顺时针转动，同时 靠近磁铁，C正确。 【答案】C 5.【解析】A.若磁场竖直向上，则由左手定则可知，安 可知U4>0,故B错误；C.根据题意画出电路图，如 培力水平向右，受力分析如图， 图所示 F 23 B 由共点力平衡可得：业=n0,解得：1=mm0,故 mg BL A错误；B.若磁场垂直斜面向上，则由左手定则可知， 可知上述接法符合上述测量结果，故C正确：D.根据 题意画出电路图，如图所示 安培力沿斜面向上，由共点力平衡可得：B业=n0 ing 解得：1=mm目，故B正确：C.若磁场方向水平向 左，则由左手定则可知安培力竖直向上，即：mg BIL,解得：1=置，故C错误：D.若磁场方向水年向 右，则安培力竖直向下，导体棒不能平衡，故D错误。 【答案】B 6.【解析】由题意可知，两棒互相排斥， 可知上述接法符合上述测量结果，故D正确。 安培力平行于两棒所在平面，A错误： 【答案】CD 专题十三磁场的性质 知图所示。根据相似三角形可知 h L【解析】磁感线的疏密程度表示磁场的磁感应强度 子=B,可知绳子拉力大小为 的大小，N处密集，则BM<B、,安培力为F=BILsin0, E 其中L为导线与磁场垂直的有效长度，同一通电导 值，B正确：由B=k,10衣可得 线，放置方式不同，有效长度不同，若在M点导线与磁 161 要-子-，当清片济到三中同时，也假流卡 势，电源的电压应增大，抵消产生的感应电动势，以保 证电源为加速弹体提供恒定的电流，使电磁炮匀加速 故两棒的间距将变为原来的√2倍，则安培力将变为原 发射，故D正确。 来的2倍，C、D错误。故选B。 【答案】ACD 【答案】B 10.【解析】由左手定则可判断出导体棒受到的安培力 7.【解析】A.若加上水平向右的匀强磁场B,对棒受力 方向水平向右，安培力大小F安=BL'=0.5N,由牛 分析，由左手定则，安培力方向向下，棒不运动，加速 顿第二定律得F安=ma,解得导体棒开始运动时的 度为0，故A错误：B.要使棒匀速运动，受力平衡，其 加速度大小为a=F全=10m子，选项A正确：导体 合外力为零，设安培力方向为右上，与水平方向夹角 为a,受力分析如图 棒从A点运动到D点的过程中，安培力做的功W安 =F安(AC+OD)=1J,重力微的功WG=一mg·OC =一0,5J小，由动能定理得W安十WG=2mv2,联立 以上几式解得导体棒运动到D,点时的速度大小为 =25m.'s,选项B错误：导体捧运动到D点时，向 心加速度大小为4=女=20m己，选项C错误；导 G 由平衡条件：Fcos a=以(mg一Fsin a),解得F= 体棒在D点时，在水平方向上由牛顿第二定律得F tmg mg cosa十usin a ，由数学知识F= 一F会=m二，解得半圆导轨对通电导休棒的作用力 r 3cos a++sin a 大小F=1.5N,选项D正确。 200s（300-0),当a=30,安培力最小，由左手定则， mg 【答案】AD 所加磁场最小时B的方向应为左上，与竖直方向夹角 11.【解析】P点所受的合磁感应强度如图所示： 为30°，故B正确：C.当加上竖直向上的匀强磁场B ⑧ 时，由左手定则，安培力水平向右。由动能定理有 BILs一mgs=?m2,由牛顿第二定律N-mg 2 ，联立解得N=2BR+mg由牛损第三 mv2 R 定律，导体棒刚进入圆弧轨道时对轨道的压力大小为 2(BIL二mg)+mg,故C错误：D.要使棒刚好到达 R 圆孤最高，点，则在最高点时重力提供向心力：mg= By m尺，设所加竖直向上的磁场的最小值为B,由动能 根据磁感应强度公式B=,导线M在P处产生的 定理有B11s一mgs一mg·2R=号m话，解得B= 磁感应强度By=,导线Q在P处产生的磁感应 5mgR+mg,故D错误。 堡度B。-,根据平行四边形定则P点的合磁感 2 sIL IL 【答案】B 8.【解析】A.炮弹向右加速，需受向右的安培力，根据 应度B-V+-V()+() 左手定则可知，匀强磁场的磁场方向应竖直向上，故 A正确：B.根据闭合电路欧姆定律可知，闭合开关瞬 13k,故ABC错误，D正确。 6a E-30Y=3A,故B错误： 间，电路中电流为I=R千，一100 【答案】 D C,根据安培力的计算公式可知导体棒受到的安培力 12.【解析】A.由图可知，a、b两根导线通入的电流方 大小为F=BL=1×3×1N=3N,根据牛顿第二定 向相同，因此a、b两根导线相互吸引，故A错误：B 根据异向电流相互排斥，知、b两根导线对c的安培 律可知炮弹的加速度大小为4= 3 m100X10-3ms2= 力均为排斥力，且I.=I6,则a、b两根导线对c的安 30m/s2,故C正确：D.若同时将电流方向和磁场方向 培力大小相等，结合力的合成法可知，：、b两根导线 反向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向不 对c的安培力方向竖直向上，故B错误：C.如图所示 变，故D正确。 为右侧视图，b、c两根导线对a的安培力分别为吸引 【答案】ACD 力和排斥力 9.【解析】A.在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到 c 磁场施加的安培力为：F=LB,故A正确：B.由动能 定理：Px-7m2,解得：x=故B错误：C.由F ma,v=at,发射过程产生的热量：Q=I(R十r)t,弹 体的动能：E=号m子，电源提供的总能量为E=E 十Q,联立解得：E(R+1+B坠)故C正确：D, 由于弹体的速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动 162 根扬1=21，B=k,F=B1L,可得：F=2F 磁感应强度大小为B,如果有两根反向电流时，它们 磁场间的夹角可有60°、120°与180°三种情况，当夹角 则有in0下-号解得：0=30，所以6c两极号 为60时，国心0处的磁态应强度大小为B=2Bm罗 线对a的安培力方向竖直向下，故C正确；D、根据安 √3B0,当夹角为120°时，圆心O处的磁感应强度大小 培定则，三根通电导线在三角形中心处的磁感应强 度如图所示 为B=2B0c0s120°=B0,当夹角为180°时，圆心0处 2 的磁感应强度大小为B=0,所以A、D错误，B、C 正确。 【答案】BC 16.【解析】A初始状态，根据受力平衡：Bl1L=gtan53°， B 导体捧中电流大小1一截A正确：B依题意。 电源输出电流之比为11：12=c0s53°：c0s37°=3： ⊙ 4,根据受力平衡，53°平衡时，导体棒上的电流即11， 6 BI1L.=mgtan53°，37°平衡时，导体棒上的电流设为 可知三根导线在图中三角形中心处的磁感应强度不 1w,B1体L=ngtan37°，故1：1捧=tan53°：tan37° 为零，故D错误。 16:9,故1捧：12=27：64，导体棒只分得电源输出 【答案】C RR 电流的一部分，根据串并联关系，并联电路满足一 13.【解析】电路的总电阻为Rs=R十r+R1十R=I0D, 千路上的电流1=是-1A流过灯泡的电流 受-引我金并联也阻阻位R一器R,故B正，C 53°平衡时，电源输出总功率为P=I1U,而37平衡时 =0,5A,B错误：浮体棒受到的安培力F=B名 I 并联电阻的消耗功率为P=(山：一1U,故P-器P =0.5N,A错误：闭合开关S后，导体棒恰好未滑 故C正确；D.由整体分析，根据平衡：T2y=mg不 动，若将滑动变阻器的滑片左移，总电阻减小，电路 变，且2绳与水平方向夹角固定，因此T2x不变，而 中电流变大，流过导体棒的电流变大，则导体棒受到 T1=T2+BIL,又I=kcos0,故I单调递增，因此 安培力变大，导体棒会运动，C错误：对导体棒受力 T1单调递增，故D错误。 分析如图所示，可得F,=Fsin53°，Fy=Fcos53°，FN 【答案】ABC =mg-Fy,F1=uFN,F,=F1,联立解得u=0.2,D 17.【解析】A.对导体棒1受力分析，如图 正确。 2 30 60 0 ￥mg 【答案】D 14.【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右 上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向 垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律可 1& 知，导体棒对条形磁铁的作用力方向指向左上方，对 条形磁铁进行受力分析，如图乙所示，所以FN> F、2,即台秤示数F1>F2:在水平方向上，由于F有 向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短。选 2⊙P 项B、C正确。 7777777 B 三个力围成的三角形与△OPM相似，对应边成比例 ==器故F3"竖，初始时·应有Fa十B1o 000 =m,B=号解得1=·故应在1一时热 导体棒1微小扰动，故A正确：B.对结点受力分析， 绳1和绳2中的拉力F,和F2的合力大小恒为吗 导体棒运动过程中F1和F2的合力将从竖直方向逆 【答案】BC 时针转到水平方向，由图示判断F1先增大后减小， 15.【解析】若将其中一根导线中的电流反向，圆心O 处的磁感应强度大小为B。,由右手螺旋定则及磁场 当6与绳2委直时最大，最大值为2-号g, 的叠加原理可知对称的两根同向电流在圆心O处的 故B错误：C.F2一直减小，直至导体棒1运动至绳1 磁感应强度大小为0，反向的两根电流在圃心O处的 所在的水平线上时最小，最小值为零，故C错误D. 163 根据对应边成比例月品-器得F=,由 _R.=⊥·，故C正确，ABD错误。 R1 B m 几何关系，导体棒1运动至绳1所在的水平线上时 【答案】C PM有菱大值为，5d,所以F-受mg,且F=Ba,此 专题十四带电粒子在磁场中的运动 时B=L,电流最大值I=5m,故D正确。 1,【解析】A,粒子在外力F作用下沿虚线做逆时针匀 5d 2klol 速圆周运动，合力为向心力，大小不变，方向始终指向 【答案】AD 圆心，由安培定则可知，“点时速度方向与磁感应强度 18.【解析】A.由于金属杆长度、电流均恒定，磁感应强 方向平行，粒子受到的洛伦兹力大小为0，所以外力F 度B随坐标x线性增加，由安培力公式知：F安= 指向圆心，故A错误；B、粒子做匀速圆周运动，合力为 BIL=(B十kx)IL,金属杆ab的合外力为：F合= 向心力，大小不变，方向始终指向圆心，b点时速度方 2BoIL.-(Bo十kx)IL=BoIL.-kxL,可知合外力 向与磁感应强度方向夹0且在同一平面，由安培定则 F合随x发生线性变化，由牛顿第二定律可知其加速 可知，粒子受到的洛伦兹力垂直于纸面向外，外力垂 度也随x发生线性变化，所以金属杆ab做变加速运 直于纸面向里错误，故B错误；C、粒子在“点时速度 动，故A正确：B.金属杆ab所受合外力随坐标x变 方向与磁感应强度方向平行，粒子受到的洛伦兹力大 化的图像为 小为0，同理粒子在c点受到的洛伦兹力也为0，而粒 Fa 子在山点时，由于磁感应强度与速度之间不平行，所 BolL. 以安培力不为0，由此定性分析可知，从a到c粒子所 受的洛伦兹力先变大再变小，故C错误：D、因为洛伦 兹力总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力求不做功， 故D正确。 【答案】D 2.【解析】木板获得一水平向左的初速度，受到物块对 其向右的摩擦力，所以木板做减速运动：同时，木板对 物块产生一个向左的摩擦力，因此物块做加速运动， 其中当F台=0时，解得a=F,在金属杆ab从静止 物块带负电，由左手定则知物块受到的洛伦兹力向 下，则f=FN,FN=ng十Bq,由牛顿第二定律得：/ 开始向右运动的过程中，合外力做的功为零时，其位 =ma,联立解得：r(mg十Bgv)=ma,由公式可知，物 移最大，根据F合一x图线与r轴所围的面积表示做 块受到的摩擦力变大，加速度变大：对木板由牛顿第 功的多少，可知图像与x轴所国的两个三角形面积 二定律得：a(mg十Bgo)=Ma',则木板的加速度变大， 相等，可得xm=b=2a 2张，故B错误：CD当合外 因为木板足够长，最后两者速度相等，故木板做加速 度增大的减速运动，物块做加速度增大的加速运动， 力为零，加速度为零时速度最大，即速度达到最大时 故A正确，BCD错误。 的x坐标值为a尽，此过程合外力就功由F。一 【答案】A 3.【解析】由左手定则可知，带电粒子带负电荷，A正 所国的西积可得：W=2,设最大速度为，由动 B5IL 确：作出粒子的轨迹，如题图所示，假设轨迹的圆心为 O,则由几何关系得粒子的运动轨道半径R=视a,由 能定理得：W= B路IL1 IL 2k =2m品，解得：m=Bm所 洛伦该力提供向心力有如B=m爱，解得。= m 故C正确，D错误。 【答案】AC ②gBa,B,C错误：由以上分析可知，N与0点距离 19.【解析】导线的ab边与磁场垂直，受到的安培力大 sw=R十a=(2+1)a,D正确。 小为：F1=2BIl,导线的bc边与磁场平行，不受安培 【答案】AD 力的作用，则导线受到的安培力大小为：F一F1 4.【解析】A,粒子在磁场中做匀速圃周运动时，洛伦兹 2B11,故C正确，ABD错误。 【答案】C 力提供向心力B=m尺，解得：R=0.1m=10cm, 20,【解析】由题可知杆在水平向右的拉力作用下先后 所有粒子均通过x轴上同一点而离开磁场，即粒子从 两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v=0时 x轴上x=10cm,点离开磁场，即所有粒子磁聚焦到x 分别有a1= Fo 2Fo =10cm点，如图所示， d2= 所以区域最小碰场面积：S yfem 设第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同 R2-2(}R2-2R2） *20 位移的时间分别为4e,剥有=立4=了a, 2十元×10-2m2,故A错误： 解得一名= BC、粒子在磁场中运动的周 第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有a= 潮：T=2x器-品，粒子 x/c:m B2L2v T ,业理得，P=a 在磁场中运动最长时间：mm=2×10一200s, R 则可知两次运动中F-口图像的斜率为B R,则有2 粒子在场中运动短时间：=×品s 164