假期作业(7)磁场对通电导线的作用力-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

玩转假期·高二物理 把以上仪器安装在光具座上时，正确的排 B.增大双缝到屏的距离 列顺序应该是 。(填写字母代号) C.增大双缝到单缝的距离 (2)已知双缝到光屏之间的距离1= D.增大双缝间距 500mm,双缝之间的距离d=0.50mm, 阅读实践拓视贸 单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同 干涉法检查平整度中凹凸情况的两种判定方法 学在用测量头测量时，调整手轮，在测量 1.基本方法：两板之间形成一层空气膜，用 头日镜中先看到分划板中心刻线对准A 单色光从上向下照射，入射光从空气膜 亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板 的上下表面反射出两列光波，形成干涉 中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次 条纹。如果被检查平面是光滑的，得到 游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波 的干涉图样必是等间距的。如果某处凹 长A= m(结果保留两位有效数 下去，则对应亮纹（或暗纹）提前出现：如 字)。 果某处凸起来，则对应条纹延后出现。 cm 2.旋转法：这是一种方便快捷地判定被检 10 查平面上是凸起还是凹陷的经验性方 A位置读数 法，而不是能从定理或定律推导得出的 理论结果。具体方法是将干涉图样及装 置一起在纸面内旋转90°。旋转方向是 使装置的劈形空气膜劈尖向下，即装置成 位置读数 “V”字形。如需逆时针转过90°，此时千涉 (3)实验中发现条纹太密，难以测量，可 条纹成水平状态，其上条纹弯曲处的凸起与 以采用的改善办法有 凹下情况与被检查平面凸、凹情况一致。 A.改用波长较长的光（如红光）作为人 射光 假期作业（七） 磁场对通电导线的作用力 摘要 (3)将一小段通电导体放入磁场中，其一定 会受到安培力作用 ( I会用公式F=BILsin0计算安培力的 (4)通电导体在磁场中受到的安培力越大， 大小。 磁感应强度越大。 2用左手定则判定安培力的方向。 (5)通电导体放入磁场中，若不受安培力作 3会分析安培力作用下的平衡问题。 用，说明该处磁感应强度为零。 () ④会分析安培力作用下的加速问题。 (6)安培力可能做正功，也可能做负功。 判断正误固双基 (1)磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在 综合训练授考能 该点的试探电流元的情况无关。 () 一、单项选择题 (2)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在 1.如图所示，等边三角形线框LMN由三根 该点的试探电流元所受磁场力的方向一 相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁 致。 场中，线框平面与磁感应强度方向垂直， 第一部分快乐假期轻松学 线框顶点M、N与直流 A.在最初的一个周期内，导线在导轨上 电源两端相接。已知导 往复运动 体棒MN受到的安培力 B.在最初的一个周期内，导线一直向左 大小为F,则线框LMN 运动 受到的安培力的大小为 C.在最初的半个周期内，导线的加速度 ( 先增大后减小 A.2F B.1.5F D.在最初的半个周期内，导线的速度先 C.0.5F D.0 增大后减小 2.如下图所示，PQ和MN为水平平行放置 4.在倾角0=30°的绝缘斜面上，固定一光滑 的金属导轨，相距L=1m。P、M间接有 金属框，宽1=0.5m,接入电动势E 一个电动势为E=6V,内阻不计的电源 6V、内阻r=0.52的电池，垂直框面放 和一只滑动变阻器，导体棒αab跨放在导 置一根质量m=0.2kg的金属棒ab,金 轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m 属棒接入电路的电阻R。的阻值为 =0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物 0.2Ω，整个装置放在磁感应强度B= 体相连，物体的质量M=0.4kg。棒与导 1.0T、方向垂直于框面向上的匀强磁场 轨的动摩擦因数为4=0.5（设最大静摩 中，调节滑动变阻器R的阻值使金属棒 擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电 静止在框架上，如下图所示。则下列说 阻不计，g取10m/s),匀强磁场的磁感 法正确的是（框架的电阻与摩擦不计，框 应强度B=2T,方向竖直向下，为了使物 架与金属棒接触良好，g取10m/s)( 体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻 值不可能的是 ( M A.金属棒受到的安培力的大小为1N A.20 B.2.52 B.通过金属棒的电流强度I的大小为 C.3 D.40 2A 二、多项选择题 C.滑动变阻器R接入电路的阻值为R= 3.如图甲所示，电流恒定的通电直导线 32 MN,垂直平放在两条相互平行的水平光 D.电源的输出功率为P=10W 滑长导轨上，电流方向由M指向N,在两 三、非选择题 轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的 5.如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光 方向为磁感应强度的正方向，当=0时导 滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L 线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规 =0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强 律变化，下列说法正确的是 磁场，磁感应强度B=1×10T。“电磁 炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨 道间的电阻R=O.42。可控电源的内 阻r=0.6,电源的电压能自行调节，以 ·15 玩转假期·高二物理 保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验 自主探究培素养 发射时，电源为弹体提供的电流是1=4 某同学用下图中所给器材进行与安培力 ×103A,不计空气阻力。求： 有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1 固定在同一水平面内且相互平行，足够 大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨 的正上方，S极位于两导轨的正下方，一 金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 耳控 电源 电源 (1)弹体所受安培力大小。 (1)在图中画出连线，完成实验电路，要 (2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至 少要多长？ 求滑动变阻器以限流方式接入电路，且 在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方 (3)弹体从静止加速到4km/s过程中， 向移动。 该系统消耗的总能量。 (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大 的速度，有人提出以下建议： A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流 其中正确的是 (填入正确选项 前的标号)。 阁读实践拓识野贸 电磁弹射导轨 电磁弹射器的导轨共有4个，上部2 个，下部2个，但每根导轨都非常长(200米 以上)，安装在起飞甲板的下面。并且每根 导轨内部均有超导体与其熔接，中间是高 压冷却油，其冷却油在进入导轨前的温度 低于一30℃，而从导轨出口流出的温度低 于一30℃。不仅如此，导轨与飞机牵引杆 的接触面至导轨中心还有很多特细的小 孔，所以其冷却油不仅仅是为超导体降温， 还有润滑的作用，而且会使飞机牵引杆在 运行时降温。 ·16。玩转假期·高二物理 题中8，=∠E0P,=60°，0，=∠AOF=309 所以n sin 60 (③)由4=白可知，要增大条铁间距，可术用波长更长 sin30-V3。 的入射光、增大双缝到屏的距离或减小双缝间距，故AB (2)题图中P,对应的空气中光线与法线夹角大于P对 正确。 应的空气中光线与法线夹角，所以P,对应的折射率的 答案：(1)ADCBE(2)6.4×107(3)AB 值大。 假期作业（七）磁场对通电导线的作用力 (3)因AO、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以 判断正误·固双基 K处对应的折射率的值应为1。 (1) 答案：(1)(2)P4(3)1 (2)×磁感线上某一点切线方向与该点的磁感应强度方 假期作业（六）光的特性 向一致。 判断正误·固双基 (3)×将一小段通电导体放入磁场中，其不一定会受到 (1) 安培力作用。 (2)×用两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时， (4)× 磁感应强度是磁场本身的性质与所受磁场力无关。 从两个狭缝到屏上的路程差是半波长的奇数倍时出现暗 (5)× 磁感应强度是磁场本身的性质与所受磁场力无关。 条纹。 (6)/ (3) 综合训练·提考能 (4)×在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光 1.B由已知条件可知MLV边的有效长度与MN相同， 的波长还小的时候，能发生明显衍射现象。 等效后的电流方向也与MN相同，边MLN的电阻等于 (5) 边MN的电阻的两倍，两者为并联关系，设MN中的电 (6) 流大小为则MLN中的电流为号I,设MN的长为L, 综合训练·提考能 1.D在光屏P点出现第3条暗条纹，说明S,、S4到P点 由题意知：F=BL,所以边MLV所受安培力为：F 距离之业为受，而A=行，所以一=号A=哥故 B··L=专BL=F,方向与MN边所安安培力 D正确。 的方向湘同，故有：E=F+F=号F=1.5F,故B正 2.B从单缝S射出的光波被S:,S,两缝分成两束相千 光，由题意知光屏中央P点到S、S,距离相等，即分别 确，ACD错误。 由S,S。射出的光到P点的路程差为零，因此中央是亮 2.A对棒受力分析可知，其必受绳的拉力F,=Mg和安 条纹，无论入射光是什么颜色的光、波长多大，P点都是 培力F:=BL-限，苏摩黎力向左，且满足限+ 中央亮条纹。而分别由S、S射出的光到P,,点的路程 差刚好是橙色光的一个波长，即P,S,一P,S,|=600nm 红mg=Mg,代入数据解得R,=42:若摩擦力向右，且满 =入接。当换用波长为400nm的紫光时，P,S,-P,S2 足股-mg-M,代入数据解得R=24Q,所以R =600m=号，则两列光波到达卫，点时振功情况完 的取值范国为2.4Ω≤R≤4，故A正确。 3.AD当1=0时，由左手定则可知，MN受到向右的作用 全相反，即分别由S:、S,射出的光到达P点时相五削 力，根据F鼻=BLI,由于B最大，故此时的安培力最大， 弱，因此，在P,点出现暗条纹。故B正确。 则MN的加速度最大，随着时间的延长，磁感应强度B 3.BC由于激光站与火萧相距较远，为了减少能量损失， 减小，故加速度减小，而MN的速度在增大，当B=0时， 必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能 加速度为0，速度最大，当B反向时，安培力也会反向，则 量特点。故BC正确。 加速度也反向，MN做减速运动，到半个周期时，MN减 4.BC由题图甲可知，空气薄膜厚度从左向右依次增大， 速到O,此时的加速度反向最大，然后MN再反向运动 又因为同一条亮（酷）条纹上各处空气淳膜厚度相同，由 到一个周期时MN又回到原出发的位置，故在最初的一 题图乙可知被检查平面发生弯曲的P处的空气厚度本 个周期内，导线在导轨上往复运动，故A正确，B错误： 应该比同一条纹上其他位置的空气厚度小，而实际上厚 在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大，而 度一样，故A处存在凹陷，同理可知B处存在凸起，故 其逸度则是先增大后减小，故C错误，D正确。 BC正确。 4.ABD对金属棒受力分析如图，F 5.解析：(1)由入=二得入=5×101m =ngsin30°=1N,故A正确：F 岁-淡06 =B1,得电路中电流1=局 由于两光源的振动情况恰好相反，所以P点为暗条纹。 2A,故B正确：由闭合电路欧姆 E (2)O点到S,、S的路程差为0，也是暗条纹，P、O间还 定律得I=R+尺十，解得R= mg 有5条暗条纹，6条亮条纹。 答案：(1)暗条纹(2)5条暗条纹，6条亮条纹 2.3Q,故C错误；电源的输出功率P由=EI一r 10W,故D正确。 自主探究·培素养 5.解析：(1)在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场 解析：(2)游标卡尺读数精确度为0.1mm, 施加的安培力为F=ILB=8×10'N。 A位置主尺读数为11mm, 1 游标尺读数为1X0.1mm=0,1mm (2)由动能定理Fx=2m 故A位置读数为x1=11mm十0.1mm=1山.1mm, 解得x=20m, 同理B位置读数为x2=15.6mm, 弹体从静止加速到4000m/s,轨道至少要20m。 则条纹间距△x=5,五≈0.64mm, (3)由F=ma,v=at, 7 发射过程产生的热量Q=(R十r)1=1.6×10J, 则a=号r=6.4X10m ·40 ● 参考答案 华作的动能E=m=号×0.2×400J=1.6× (R- 只，解得：R,-梨，根据洛伦故力提供向心力可 10°J, 系统消耗的总能量E=Ek十Q=1.76×10J。 得：，B=m后，解得：=号B;故B正确，ACD 答案：(1)8×10N(2)20m(3)1.76×10J 错误。 自主探究·培素养 解析：(1)如下图所示，注意滑动变阻器的接法是限流 接法 B 金属棒 导线 R 3.ACD根据左手定则可知粒子在磁场中微逆时针圆周 导线 运动，故A正确；设粒子到达磁场边界的位置坐标为 电源 (x,y),粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,则有粒子 (2)根据公式F=BL可得适当增加导轨间的距离或者 在磁场中做园周运动的圆心的位置坐标为(0，R+0.5), 增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理 根据数学知识可知R=√x十(R+0.5-y),tan0= F:一=之m可知金属棒离开导轨时的动能支大，即 R+0.5-y,粒子到达磁场边界的切线斜率为=x 离开导轨时的速度变大，如AC正确：若换用一根更长的 tan0,联立解得R=2m,y=L,5m,x=√5m,故B错误： 金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽 度不变，则对最后的速度没有影响，故B错误。 根据洛伦磁力提供向心力可得B="紧，粒子在酷场 答案：(1)如图所示(2)AC 中运动的建率为=B那=2X10'm/s,故C正确：粒子 从A,点到磁场右边界的圆周运动的圆心角为日=60°，粒 子从A点到磁场右边界的运动时间为1=县T= 号×1×10 2×10X0.5=号×10s,故DE确. .AD由等离子体所受的电场力和洛伦兹力平衡得：9 U 电源 =gB,则得发电机的电动势为E=U=Bdu=1200V, 故A正确：发电机的电动势与高速等离子体的电荷量无 d 假期作业（八）磁场对运动电荷的作用力 关，故B错误：发电机的内阻为r=P=40:发动机的 判断正误·固双基 IU R (1)× 运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用 =1,可知外电阻R越大，效 (2)× 洛伦兹力一定与速度方向垂直。 效率为？能R中：1计R (3)× 由于洛伦兹力与速度方向垂直，所以洛伦兹力永 率越高，故C错误，当电源的内外电阻相等时输出功率 远不做 最大，此时外电阻为R=r=4,故D正确。 (4)× 5.解析：(1)粒子在酷场中做匀逸圆周运动，运动轨迹如图 (5)/ 所示，设粒子在间形磁场中的 (6) 轨迹半径为r, 综合训练·提考能 1,B根据题意作出粒子的圆心如图所示 B=m其 设國形磁场区域的半径为R,根 由几何关系=R 据几何关系有第一次的半径 =R,第二次的半径r2=5R 解得B=m 根据洛伦燕力提供向心力有 (2)设粒子在正方形磁场中的轨迹半径为2，粒子恰好 xX/ 广，可得u=B TB=m 不从AB边射出，则 m qvB=m 所以品-=片-号故B正确， 2.B从a点和d点射出的电子 店-需=R。 运动轨连知图所示，根据几何关系可得：R=冬，根据洛 正方形的边长L=2r1十2r2=4R。 (3)粒子在圆形磁场中做匀速国周运动的圆期T, 伦黄力提铁向心力可得：B=m是，解得：=子kB: -2nR 对于从d点射出的电子，根据几何关系可得：R=十 在国形猫场中运动时间4=号工，一迟 ·41·