专题05 磁场、电磁感应与电磁波（期中真题汇编,湖北专用）高二物理上学期

**基本信息** 汇集湖北多地高二上期中真题，聚焦电磁感应与电磁波初步6大高频考点，题型涵盖选择（含多选）、实验与计算，注重基础巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择|18题|磁场、电磁感应、洛伦兹力等|结合磁电式电流表、霍尔效应等真实情境| |实验|3题|感应电流产生条件及方向|突出探究过程，如滑动变阻器操作对电流计影响| |计算|6题|带电粒子在磁场/组合场运动、安培力应用|综合考查科学推理，如电磁弹射装置动力学分析|

专题05 电磁感应与电磁波初步 6大高频考点 1. 磁场 磁感线 2. 磁感应强度 磁通量 3. 电磁感应现象及应用 4. 带电粒子在磁场中的运动 5. 带电粒子在组合场中的运动 6. 安培力与洛伦兹力 考点1 磁场 磁感线 1.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在A、B两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度，I为通电长直导线的电流大小，r为距通电长直导线的垂直距离，k为常量。在AB连线的中垂线上有与AB连线对称的C、D两处。关于C、D两处的磁感应强度的大小和方向关系，下列说法正确的是（　　） A. 大小相等   方向相同 B. 大小相等   方向不同 C. 大小不等   方向相同 D. 大小不等   方向不同 2.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图甲是磁电式电流表的结构，其内部极靴与铁质圆柱间的磁场分布如图乙所示。下列关于磁电式电流表的说法正确的是（　　） A. 铁质圆柱中的磁感线相交于圆柱中心 B. 极靴与铁质圆柱间的磁场为匀强磁场 C. 当线圈位置和电流方向如图乙所示时，线圈将逆时针偏转 D. 通过恒定电流时，线圈在磁场中不同位置时受到的安培力大小相等 3.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)两足够长直导线垂直放置在同一平面内，两导线相互绝缘，通有相等的电流，电流方向如图所示。与导线距离均为的、、、四点的磁感应强度最大且方向垂直平面向外的是（　　） A. 点 B. 点 C. 点 D. 点 4.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)电磁波的频率范围很广。不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性。利用这些特性，电磁波在生产、生活中有广泛的应用。关于电磁波的一些应用，下列说法正确的是（　　） A. 医学上常用紫外线拍片来诊断病情 B. 射线可以摧毁病变的细胞 C. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 D. 广播电视信号利用无线电波的穿透能力实现远距离传输 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（　　） A. 奥斯特利用（a）图实验装置发现了电磁感应现象 B. （b）图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的 C. 图（c）中只增大电压U，粒子可以获得更大的动能 D. 图（d）等离子体进入A、B极板之间稳定后，A极板电势低于B极板电势 考点2 磁感应强度 磁通量 1.(25-26高二上·湖北荆州车胤中学·期中)如图所示，两根通电直导线，平行放置于水平桌面上，一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B. 在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 C. 从A到B穿过线圈的磁通量一直减小 D. 从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 2.(25-26高二上·湖北荆州车胤中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝ B. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关 C. 通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 考点3 电磁感应现象及应用 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示，宽度为的足够长区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，正方形导线框的边长为，且，现让线框以速度匀速通过磁场区域，速度方向与磁场边界成角，则线框中有感应电流的时间等于（　　） A.  B.  C.  D.  2.(25-26高二上·沙市中学·期中)列实验现象，属于电磁感应现象的是（　　） A. 甲图中，导线通电后其下方的小磁针发生偏转 B. 乙图中，开关闭合后通电导线在磁场中运动 C. 丙图中，开关闭合后通电线圈在磁场中转动 D. 丁图中，金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转 3.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，磁场中，边长为L、匝数为n的正方形线圈竖直固定在减震装置上，线圈总电阻为R。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动的速度大小为v。下列说法正确的是（　　） A. 该时刻线圈中感应电动势大小为2nBLv B. 若该时刻永磁铁振动的速度方向向上，则线圈中感应电流的方向为顺时针方向 C. 若仅将线圈匝数变为原来的k倍，则该时刻线圈的热功率将变为原来的倍 D. 该时刻线圈所受安培力的合力大小为 4.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，灯泡A逐渐变亮后亮度不变 B. 闭合开关S后，灯泡B逐渐变暗后亮度不变 C. 断开开关S后，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D. 断开开关S后，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，a、b两个单匝闭合线圈用同样的导线制成，线圈半径，图示区域内匀强磁场的磁感应强度随时间均匀减小，下列说法正确的是（　　） A. a、b线圈中产生的感应电动势大小之比 B. a、b线圈中产生的感应电动势大小之比 C. 两线圈中感应电流大小之比 D. 两线圈中感应电流大小之比 6.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)某同学为了“探究感应电流产生的条件”，做了以下实验： （1）如图所示的实验装置中滑动变阻器采用限流式接法，请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整。 （2）图中实验电路连接后，将A线圈插入B线圈中，开关闭合瞬间，发现电流计指针发生偏转；开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，电流计示数　　　　　　　　（选填“为零”或“不为零”）；开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，将A线圈从B线圈抽出瞬间，电流计指针　　　　　　　　偏转（选填“会”或“不会”）。 7.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）先闭合开关，再闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则闭合开关、后，将B线圈迅速插入A线圈中，电流计指针将　　　　　　（选填“向左偏”或“向右偏”），B线圈插入A线圈后，将滑动变阻器滑片迅速　　　　　　（选填“向左”或“向右”）移动时，电流计指针将向右偏。 （2）保持B线圈在A线圈中不动，先闭合开关，再闭合开关，灵敏电流计的指针　　　　　　（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）。 8.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示， 形金属框固定于水平面上，导轨间距，电阻不计，金属棒ab静止于水平轨道上，与导轨左端平行，其质量，阻值。初始时刻金属棒ab与导轨最左端距离。磁场方向垂直金属棒斜向上且与导轨平面夹角，磁场磁感应强度随时间变化的规律为，金属棒与水平轨道的动摩擦因数，重力加速度。（取，）求： （1）0到2s内电路中的电流大小和方向（0~2s内金属杆ab静止）； （2）从开始经过多长时间金属棒开始运动。 考点4 带电粒子在磁场中的运动 1.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，显像管内电子枪射出的电子束射向荧光屏，若不加磁场，电子束将沿图中虚线打在荧光屏的中心。用条形磁铁的S极从下方靠近显像管，电子束将（　　） A. 向纸内偏转 B. 向纸外偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 2.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)已知氚核质量约为质子质量的3倍（）、电荷量为e，粒子质量约为质子质量的4倍（）、电荷量为2e，三者在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，下列关于它们运动半径之比的说法正确的是（　　） A. 若它们的速度大小相等，则半径之比 B. 若它们的速度大小相等，则半径之比 C. 若它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场，则半径之比 D. 若它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场，则半径之比 3.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)(多选)早在1879年人们就在金属中发现了霍尔效应，并于1910年制作了霍尔元件。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。当电流I一定时，下列说法正确的是（　　） A. 上表面的电势高于下表面 B. 下表面的电势高于上表面 C. 仅增大d，上下表面的电势差减小 D. 仅增大h，上下表面的电势差减小 4.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，足够长的固定粗糙倾斜绝缘管与水平方向夹角为，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，一直径略小于绝缘管直径的带正电小球从静止开始沿管下滑。已知小球质量为m，电荷量为q，磁感应强度大小为B，绝缘管与小球间的动摩擦因数为。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球下滑过程中，摩擦力一直减小 B. 小球下滑过程中，绝缘管对小球的支持力方向不变 C. 小球下滑过程中，最大加速度为 D. 小球下滑过程中，最大速度为 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)自从19世纪末电子被发现后，物理学家在微观领域不断发现新的粒子。1919年，卢瑟福发现了质子，质子带正电。同一年，实验物理学家安德森在云室也发现了一个新粒子的踪迹。安德森记录了粒子在穿过6mm铅板的轨迹如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向内，粒子穿过铅板会有部分能量损失，其他能量损失不计。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 粒子在云室中由下向上穿过铅板 C. 粒子在穿过铅板后做圆周运动的周期变大 D. 若粒子穿过铅板前后轨迹半径分别为、，则粒子穿过铅板前后的动能之比为 6.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图甲所示，平面内一有界（虚线）匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。一比荷为的带正电粒子（不计重力）从磁场区域边界上的点以大小为的速度垂直边界进入磁场（取）。 （1）求带电粒子在磁场中的运动时间及离开磁场的位置到点的距离； （2）将磁场分成若干宽度均为部分，相邻两磁场区域为真空，间距为，如图乙所示，其余条件不变。求带电粒子从原位置进入磁场后在磁场中的运动时间及离开磁场的位置到的距离。 考点5 带电粒子在组合场中的运动 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)(多选)某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，速度选择器中的磁场与电场相互垂直，磁感应强度为，两板间距离为；偏转分离器的半圆柱形通道上下表面内半径均为、外半径均为，通道入口在中缝处，通道内的匀强磁场磁感应强度为，正对着通道出口处放置照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。同位素粒子Ⅰ和Ⅱ经加速后恰能通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动并均能打在照相底片上，其中粒子Ⅰ恰能击中照相底片的正中间位置。已知粒子Ⅰ的质量为，粒子Ⅱ的质量为（），带电量均为（），不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 通过速度选择器的速度为 B. 速度选择器极板间电压为 C. 粒子Ⅱ在偏转分离器中的半径为 D. 为了保证两种粒子都能击中照相底片，速度选择器极板间的电压调节范围为 2.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，在xoy平面的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场；时刻，粒子从P点平行x轴射入电场，以速度ν第一次从Q点穿过x轴进入磁场，速度ν与x轴正方向的夹角。已知P点坐标为，粒子质量为m、电荷量为＋q，重力不计。（取、） （1）求匀强电场的电场强度E的大小； （2）欲使粒子不从y轴射出磁场，求磁感应强度的最小值； （3）若磁感应强度，求粒子第5次通过x轴的坐标。 3.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，空间直角坐标系（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出）中，在的区域Ⅰ内存在沿x轴负方向的匀强电场，的区域Ⅱ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为（可以调节），的区域Ⅲ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为m、电荷量为的带电粒子在xOy平面内从原点O以速度大小v、方向与x轴正方向的夹角为45°射入区域Ⅱ，当区域Ⅱ可调磁场的磁感应强度时，粒子恰好不能进入区域Ⅲ（不计带电粒子的重力）。 （1）求的值； （2）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度且带电粒子经电场偏转后直接回到原点O，求电场强度的大小E； （3）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，求带电粒子在以后的运动过程中： ①经过x轴时的x坐标； ②z轴坐标的最大值。 考点6 安培力与洛伦兹力 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。地磁场（如图所示）的存在可以改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子无法到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地磁场只对垂直地面运动的带电粒子有阻挡作用 B. 地磁场只对赤道平面内垂直地面运动的带电粒子有阻挡作用 C. 地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在两极附近最弱 D. 地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最弱 2.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，在光滑绝缘四分之一圆弧轨道上，有一与圆弧轨道垂直的质量为m、长度为L的通电导体棒，导体棒处于静止状态，空间存在与纸面平行的匀强磁场（图中未画出），导体棒内电流大小为I。重力加速度为g，图中，则匀强磁场的磁感应强度大小不可能为（　　） A.  B.  C.  D.  3.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)用粗细均匀的相同导线制成等边三角形导体框，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、b之间接一直流电源，电流方向如图所示，ab边受到的安培力大小为F，则整个导体框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B.  C.  D. 3F 4.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示，水平放置、间距为的平行金属导轨与电源、垂直导轨放置的金属杆构成闭合回路，整个空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为，电源电动势为、内阻为，静止的金属杆接入电路的电阻为，不计其余的电阻。 （1）求金属杆受到的摩擦力的大小和方向； （2）已知金属杆的横截面积为，单位体积内的自由电子个数为，求金属杆内平均每个自由电子受到的洛伦兹力的大小。 5.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示为导轨式电磁弹射实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源、两导轨、滑块构成闭合回路，滑块被导轨中的强大电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与电流的关系为，比例常量。已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行后获得的发射速度（此过程可视为匀加速运动）。 （1）求滑块在发射过程中的加速度的大小； （2）求发射过程中电源提供的电流的大小； （3）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，求发射过程中电源的输出功率和输出电压。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 专题05 考点1磁场磁感线 1.【答案】A 2.【答案】D 3.【答案】A 4.【答案】B 5.【答案】BD 》 考点2磁感应强度磁通量 1.【答案】A 2.【答案】B 》 考点3电磁感应现象及应用 1.【答案】D 2.【答案】D 3.【答案】AD 4.【答案】C 5.【答案】B www.zxxk.com 让教与学更高效 电磁感应与电磁波初步 1/3 函学科网 www.zxxk com 让教与学更高效 6.【答案】(1) (2)①为零 ② 会 (2)[1]开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，则A线 圈中电流大小不变，A线圈产生的磁场不变，闭合线圈B的磁通量保持不变，不会产生感应电流，电流计 示数为零。[2]将A线圈从B线圈抽出瞬间，闭合线圈B磁通量改变，会产生感应电流，电流计指针会偏 转。 7.【答案】(1)①向左偏 ②向左 (2)不偏转 8.【答案】(1)I=0.2A,方向由a到b (2)t=4s 考点4带电粒子在磁场中的运动 1.【答案】B 2.【答案】AC 3.【答案】BC 4.【答案】D 5.【答案】A 6.【答案】(1)1.57×104s,10cm (2)1.57×104s,16cm 》 考点5带电粒子在组合场中的运动 213 品学科网 1.【答案】AD 2【答案】(1)E=8mv 25q1 3.【答案】(1)B,= 2+mV▣ mV▣ ②ma2可 D考点6安培力与洛伦兹力 1.【答案】C 2.【答案】B 3.【答案】C 4【答案】(1) EBL R+,,水平向左 5.【答案】(1)2.5×105m/s2 www.zxxk.com a)Ba-tr (2)E= +1m石 EB (2) nS(R+r) (2)1×10A 313 让教与学更高效 (3)5.91,0 mn=0,12厄 (3)①x=l+n可 (3)1.25×108W,125V 专题05 电磁感应与电磁波初步 6大高频考点 1. 磁场 磁感线 2. 磁感应强度 磁通量 3. 电磁感应现象及应用 4. 带电粒子在磁场中的运动 5. 带电粒子在组合场中的运动 6. 安培力与洛伦兹力 考点1 磁场 磁感线 1.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在A、B两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度，I为通电长直导线的电流大小，r为距通电长直导线的垂直距离，k为常量。在AB连线的中垂线上有与AB连线对称的C、D两处。关于C、D两处的磁感应强度的大小和方向关系，下列说法正确的是（　　） A. 大小相等   方向相同 B. 大小相等   方向不同 C. 大小不等   方向相同 D. 大小不等   方向不同 【答案】A 【详解】C、D到两导线间距相等，则两通电导线分别在C、D处产生的磁感应强度大小均相等，根据安培定则，作出示意图如图所示 可知，C、D两处的磁感应强度的方向均竖直向下，大小均为，其中B为一根通电导线产生的磁感应强度，即C、D两处的磁感应强度的大小相等，方向相同。故选A。 2.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图甲是磁电式电流表的结构，其内部极靴与铁质圆柱间的磁场分布如图乙所示。下列关于磁电式电流表的说法正确的是（　　） A. 铁质圆柱中的磁感线相交于圆柱中心 B. 极靴与铁质圆柱间的磁场为匀强磁场 C. 当线圈位置和电流方向如图乙所示时，线圈将逆时针偏转 D. 通过恒定电流时，线圈在磁场中不同位置时受到的安培力大小相等 【答案】D 【详解】A．磁感线不会相交、不会相切，故A错误；B．极靴与铁质圆柱间磁场为均匀辐向分布的磁场，并非匀强磁场，故B错误；C．根据左手定则，电流所受安培力均使线圈向顺时针方向偏转，故C错误；D．电流所在圆周上磁感应强度大小处处相等，方向均与电流垂直，电流所受安培力大小相等，故D正确。故选D。 3.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)两足够长直导线垂直放置在同一平面内，两导线相互绝缘，通有相等的电流，电流方向如图所示。与导线距离均为的、、、四点的磁感应强度最大且方向垂直平面向外的是（　　） A. 点 B. 点 C. 点 D. 点 【答案】A 【详解】电流周围的磁场方向遵循安培定则（右手螺旋定则），根据矢量合成可知，在、两点水平竖直导线单独产生的磁场等大反向，故、两点处磁感应强度为零，在点单独产生的磁场方向相同均垂直平面向外，所以点磁感应强度垂直平面向外最大，在点单独产生的磁场方向相同均垂直平面向里，点磁感应强度垂直平面向里最大。故选A。 4.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)电磁波的频率范围很广。不同电磁波由于具有不同的波长（或频率），因此具有不同的特性。利用这些特性，电磁波在生产、生活中有广泛的应用。关于电磁波的一些应用，下列说法正确的是（　　） A. 医学上常用紫外线拍片来诊断病情 B. 射线可以摧毁病变的细胞 C. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物 D. 广播电视信号利用无线电波的穿透能力实现远距离传输 【答案】B 【详解】A．医学拍片诊断病情常用的是X射线（波长较短，穿透力强），而非紫外线（主要用于杀菌、荧光效应等），故A错误。B．γ射线波长极短、能量高，能破坏细胞DNA，在医学上常用于放射治疗以摧毁病变细胞（如癌细胞），故B正确。C．微波炉利用微波（频率约2.45 GHz）使食物中的水分子共振产生热效应加热，并非红外线（红外线热效应常用于取暖或热成像），故C错误。D．广播电视信号主要利用无线电波的传播特性（如衍射、反射或通过电离层反射）实现远距离传输，而非穿透能力（无线电波穿透能力较弱，易被障碍物阻挡），故D错误。故选B。 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)下列关于教科书上的四幅插图，说法正确的是（　　） A. 奥斯特利用（a）图实验装置发现了电磁感应现象 B. （b）图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的 C. 图（c）中只增大电压U，粒子可以获得更大的动能 D. 图（d）等离子体进入A、B极板之间稳定后，A极板电势低于B极板电势 【答案】BD 【详解】A．奥斯特利用（a）图实验装置发现了电流的磁效应，故A错误；B．（b）图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，故B正确；C．图（c）中，当粒子在磁场中的轨迹半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，由洛伦兹力提供向心力得可得粒子的最大动能为可知只增大电压U，粒子不可以获得更大的动能，故C错误；D．图（d）中，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上，则B板带正电，A板带负电，A极板电势低于B极板电势，故D正确。故选BD。 考点2 磁感应强度 磁通量 1.(25-26高二上·湖北荆州车胤中学·期中)如图所示，两根通电直导线，平行放置于水平桌面上，一矩形线圈abcd从A位置运动到对称的B位置过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在A位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 B. 在B位置穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下 C. 从A到B穿过线圈的磁通量一直减小 D. 从A到B穿过线圈的磁通量一直增大 【答案】A 【详解】A．根据安培定则，在A位置，左边电流在线圈处产生的磁感线方向向下，右边电流产生的磁感线方向向上，但合磁场方向向下，则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向下，选项A正确；B．类似地，在B位置，合磁场方向向上，则穿过线圈的磁感线方向垂直水平面向上，选项B错误；CD．根据Φ=BS，从A到B穿过线圈的磁通量先减小再增大，选项CD错误。故选A。 2.(25-26高二上·湖北荆州车胤中学·期中)下列说法中正确的是（　　） A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝ B. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关 C. 通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 【答案】B 【详解】A．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定义式的条件。故A错误；B．某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关，跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关，故B正确；C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线的方向与磁场的方向平行，该点的磁感应强度不一定为零。故C错误；D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。故选B。 考点3 电磁感应现象及应用 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示，宽度为的足够长区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，正方形导线框的边长为，且，现让线框以速度匀速通过磁场区域，速度方向与磁场边界成角，则线框中有感应电流的时间等于（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】D 【详解】当线框一部分在磁场外、一部分在磁场中时，线框中由于磁通量发生变化而产生感应电流，进入与离开磁场过程时间均为故产生感应电流的时间为故选D。 2.(25-26高二上·沙市中学·期中)列实验现象，属于电磁感应现象的是（　　） A. 甲图中，导线通电后其下方的小磁针发生偏转 B. 乙图中，开关闭合后通电导线在磁场中运动 C. 丙图中，开关闭合后通电线圈在磁场中转动 D. 丁图中，金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转 【答案】D 【详解】磁生电的现象叫作电磁感应。甲图中的现象是通电导线产生磁场使小磁针发生偏转，是电流的磁效应，乙图和丙图中的现象均为通电导线在磁场中受到安培力的现象，丁图中的现象是电磁感应现象。故选D。 3.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，磁场中，边长为L、匝数为n的正方形线圈竖直固定在减震装置上，线圈总电阻为R。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动的速度大小为v。下列说法正确的是（　　） A. 该时刻线圈中感应电动势大小为2nBLv B. 若该时刻永磁铁振动的速度方向向上，则线圈中感应电流的方向为顺时针方向 C. 若仅将线圈匝数变为原来的k倍，则该时刻线圈的热功率将变为原来的倍 D. 该时刻线圈所受安培力的合力大小为 【答案】AD 【详解】A．线圈的上下两条边切割磁感线，每条边产生的电动势为nBLv，整个线圈中的总电动势为2nBLv，A正确；B．若该时刻永磁铁振动的速度方向向上，相当于导线向下运动，由右手定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，B错误；C．线圈的匝数变为原来的k倍，线圈中产生的电动势也变原来的k倍，线圈的电阻也变原来的k倍。，功率变为原来的k倍，C错误；D．该时刻线圈所受安培力的合力大小，D正确。故选 AD。 4.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，灯泡A逐渐变亮后亮度不变 B. 闭合开关S后，灯泡B逐渐变暗后亮度不变 C. 断开开关S后，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D. 断开开关S后，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 【答案】C 【详解】A．闭合开关S后，灯泡A与线圈L并联，电流瞬间通过灯泡A，因此灯泡A会立即变亮，随后线圈L的阻碍作用减小，电流逐渐增大，灯泡A逐渐变暗，最终被线圈L短路而熄灭，故A错误；B．闭合开关S后，灯泡B与定值电阻并联，由于线圈的阻碍作用，初始，线圈与A并联电阻较大，通过B的电流较小，随后线圈阻碍作用逐渐减小，通过B的电流逐渐增大，最后不变，因此灯泡B立即变亮（但亮度不高）且随后逐渐变亮最后亮度不变，故B错误；C．断开开关S后，线圈L的自感会阻碍电流减小，与灯泡A形成闭合回路，线圈L中的电流瞬间通过灯泡A，使灯泡A闪亮一下，随后电流逐渐减小灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，故C正确；D．断开开关S后，灯泡B所在支路的电流瞬间消失，灯泡B立即熄灭，故D错误。故选C。 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，a、b两个单匝闭合线圈用同样的导线制成，线圈半径，图示区域内匀强磁场的磁感应强度随时间均匀减小，下列说法正确的是（　　） A. a、b线圈中产生的感应电动势大小之比 B. a、b线圈中产生的感应电动势大小之比 C. 两线圈中感应电流大小之比 D. 两线圈中感应电流大小之比 【答案】B 【详解】AB．对任一半径为的线圈，根据法拉第电磁感应定律可得由于相同，则有因，故a、b线圈中产生的感应电动势之比为，故A错误，B正确；CD．根据电阻定律得：线圈的电阻为可知两线圈电阻之比为线圈中的感应电流为联立可得，故CD错误。故选B。 6.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)某同学为了“探究感应电流产生的条件”，做了以下实验： （1）如图所示的实验装置中滑动变阻器采用限流式接法，请用笔画线代替导线将图中的实物电路补充完整。 （2）图中实验电路连接后，将A线圈插入B线圈中，开关闭合瞬间，发现电流计指针发生偏转；开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，电流计示数　　　　　　　　（选填“为零”或“不为零”）；开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，将A线圈从B线圈抽出瞬间，电流计指针　　　　　　　　偏转（选填“会”或“不会”）。 【答案】（1）     （2）① 为零    ② 会      【讲解】(1) 滑动变阻器采用限流式接法，需要“一上一下”连入电路，线圈B与电流计相连，则实物电路如下图所示 (2) [1]开关处于闭合状态，滑动变阻器滑片不移动，则A线圈中电流大小不变，A线圈产生的磁场不变，闭合线圈B的磁通量保持不变，不会产生感应电流，电流计示数为零。[2]将A线圈从B线圈抽出瞬间，闭合线圈B磁通量改变，会产生感应电流，电流计指针会偏转。 7.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）先闭合开关，再闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则闭合开关、后，将B线圈迅速插入A线圈中，电流计指针将　　　　　　（选填“向左偏”或“向右偏”），B线圈插入A线圈后，将滑动变阻器滑片迅速　　　　　　（选填“向左”或“向右”）移动时，电流计指针将向右偏。 （2）保持B线圈在A线圈中不动，先闭合开关，再闭合开关，灵敏电流计的指针　　　　　　（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）。 【答案】（1）① 向左偏    ② 向左     （2）不偏转      【讲解】(1) [1]先闭合开关，再闭合开关时，A线圈中的磁通量增大，则灵敏电流计的指针向左偏转，当把B线圈迅速插入A线圈中，A线圈磁通量随之增大，因此灵敏电流计的指针也向左偏转；[2]根据上述分析可知，A线圈中的磁通量增大时，灵敏电流计的指针向左偏转，要使灵敏电流计的指针向右偏转，必须使A线圈中的磁通量减小，因此滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，A线圈中的电流减小，磁通量减小，灵敏电流计指针向右偏转。 (2) 保持B线圈在A线圈中不动，先闭合开关，再闭合开关，A线圈中的磁通量不变，不能产生感应电流，因此灵敏电流计的指针不发生偏转。 8.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示， 形金属框固定于水平面上，导轨间距，电阻不计，金属棒ab静止于水平轨道上，与导轨左端平行，其质量，阻值。初始时刻金属棒ab与导轨最左端距离。磁场方向垂直金属棒斜向上且与导轨平面夹角，磁场磁感应强度随时间变化的规律为，金属棒与水平轨道的动摩擦因数，重力加速度。（取，）求： （1）0到2s内电路中的电流大小和方向（0~2s内金属杆ab静止）； （2）从开始经过多长时间金属棒开始运动。 【答案】（1），方向由a到b     （2）      【讲解】(1) 根据法拉第电磁感应定律，可得感应电动势其中回路面积联立解得根据闭合电路欧姆定律有代入数据得根据楞次定律，可知电流方向由a到b (2) 金属棒的受力分析如图所示 安培力F与竖直方向夹角为37°，安培力为金属棒刚好要滑动时，根据平衡条件有解得根据解得 考点4 带电粒子在磁场中的运动 1.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，显像管内电子枪射出的电子束射向荧光屏，若不加磁场，电子束将沿图中虚线打在荧光屏的中心。用条形磁铁的S极从下方靠近显像管，电子束将（　　） A. 向纸内偏转 B. 向纸外偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 【答案】B 【详解】显像管下方磁体S极靠近时，电子束通过的路径上有竖直向下的磁场；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，即电子束向纸面外侧偏转。故选B。 2.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)(多选)已知氚核质量约为质子质量的3倍（）、电荷量为e，粒子质量约为质子质量的4倍（）、电荷量为2e，三者在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，下列关于它们运动半径之比的说法正确的是（　　） A. 若它们的速度大小相等，则半径之比 B. 若它们的速度大小相等，则半径之比 C. 若它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场，则半径之比 D. 若它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场，则半径之比 【答案】AC 【详解】AB．由三者在同一匀强磁场中做匀速圆周运动可知，由洛伦兹力提供向心力可知解得，当速度大小相等，经过同一磁场，可知解得，故A正确，B错误；CD．它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场，由动能定理由洛伦兹力提供向心力可知解得，三者经过相同的加速电场，经过同一磁场，可知解得，故C正确，D错误。故选AC。 3.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)(多选)早在1879年人们就在金属中发现了霍尔效应，并于1910年制作了霍尔元件。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向（自由电子定向移动形成电流）垂直时在上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。当电流I一定时，下列说法正确的是（　　） A. 上表面的电势高于下表面 B. 下表面的电势高于上表面 C. 仅增大d，上下表面的电势差减小 D. 仅增大h，上下表面的电势差减小 【答案】BC 【详解】AB．电流方向是指向右的，故自由电子的定向移动方向是向左的，根据左手定则，电子在磁场中受到向上的洛伦兹力，从而向上运动，所以上表面积累了大量的自由电子从而带负电，下表面带正电，故下表面的电势高于上表面，故B正确，A错误；CD．稳定后，上下表面产生电势差，自由电子受力平衡根据电流的微观表达式联立可得故电势差与h无关，增大d，电势差减小，故C正确，D错误。故选BC。 4.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，足够长的固定粗糙倾斜绝缘管与水平方向夹角为，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，一直径略小于绝缘管直径的带正电小球从静止开始沿管下滑。已知小球质量为m，电荷量为q，磁感应强度大小为B，绝缘管与小球间的动摩擦因数为。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球下滑过程中，摩擦力一直减小 B. 小球下滑过程中，绝缘管对小球的支持力方向不变 C. 小球下滑过程中，最大加速度为 D. 小球下滑过程中，最大速度为 【答案】D 【详解】小球从静止开始沿管下滑，刚开始受到竖直向下的重力，垂直于管下壁向上的支持力，沿斜面向上的摩擦力。随着物体开始运动，根据左手定则，小球受到一个垂直于管下壁向上的洛伦兹力。洛伦兹力大小随着速度逐渐增大，洛伦兹力逐渐增大，管对小球的支持力逐渐减小，小球对管的压力逐渐减小，由滑动摩擦力可知滑动摩擦力逐渐减小，当，此时摩擦力等于0，有最大加速度物体继续加速向下走，随着速度增大，洛伦兹力增大，小球会挤压管上壁，管上壁给小球一个向下的支持力，支持力逐渐增大，小球给管上壁的压力逐渐增大，滑动摩擦力逐渐增大，加速度逐渐减小，一直到解得。此后小球将匀速下滑。综上，摩擦力先减小后增大；支持力先垂直绝缘管向上，在垂直绝缘管向下。故选D。 5.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)自从19世纪末电子被发现后，物理学家在微观领域不断发现新的粒子。1919年，卢瑟福发现了质子，质子带正电。同一年，实验物理学家安德森在云室也发现了一个新粒子的踪迹。安德森记录了粒子在穿过6mm铅板的轨迹如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向内，粒子穿过铅板会有部分能量损失，其他能量损失不计。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 粒子在云室中由下向上穿过铅板 C. 粒子在穿过铅板后做圆周运动的周期变大 D. 若粒子穿过铅板前后轨迹半径分别为、，则粒子穿过铅板前后的动能之比为 【答案】A 【详解】AB．题图可知铅板上方粒子轨迹圆半径较大，根据可知铅板上方粒子速度较大，故粒子在云室中由上向下穿过铅板；根据物体做曲线运动性质，可知粒子穿过铅板时受到的洛伦兹力向右，结合左手定则可知粒子带正电，故A正确，故B错误；C．根据可知粒子在穿过铅板后做圆周运动的周期不变，故C错误；D．由以上分析可知则动能可知粒子穿过铅板前后的动能之比为，故D错误。故选A。 6.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图甲所示，平面内一有界（虚线）匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。一比荷为的带正电粒子（不计重力）从磁场区域边界上的点以大小为的速度垂直边界进入磁场（取）。 （1）求带电粒子在磁场中的运动时间及离开磁场的位置到点的距离； （2）将磁场分成若干宽度均为部分，相邻两磁场区域为真空，间距为，如图乙所示，其余条件不变。求带电粒子从原位置进入磁场后在磁场中的运动时间及离开磁场的位置到的距离。 【答案】（1），     （2），      【讲解】(1) 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力   解得粒子离开位置距点   粒子做圆周运动的周期为   故粒子在磁场中的运动时间 (2) 由于，故带电粒子最低只能进入第二个磁场区，如图所示 它在磁场区运动的总时间仍为半个周期   设带电粒子经过第一个磁场区时速度偏向角为，则有所以它在无磁场区的路程   粒子离开位置距点 考点5 带电粒子在组合场中的运动 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)(多选)某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，速度选择器中的磁场与电场相互垂直，磁感应强度为，两板间距离为；偏转分离器的半圆柱形通道上下表面内半径均为、外半径均为，通道入口在中缝处，通道内的匀强磁场磁感应强度为，正对着通道出口处放置照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。同位素粒子Ⅰ和Ⅱ经加速后恰能通过速度选择器，进入分离器后做匀速圆周运动并均能打在照相底片上，其中粒子Ⅰ恰能击中照相底片的正中间位置。已知粒子Ⅰ的质量为，粒子Ⅱ的质量为（），带电量均为（），不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 通过速度选择器的速度为 B. 速度选择器极板间电压为 C. 粒子Ⅱ在偏转分离器中的半径为 D. 为了保证两种粒子都能击中照相底片，速度选择器极板间的电压调节范围为 【答案】AD 【详解】A．粒子I恰好击中底片正中间，轨道半径，根据可得速度，故A正确；B．粒子经过速度选择器，有解得，故B错误；C．根据可得，故C错误；D．电压最低时至少要让粒子I打在底片最内侧，则有，电压最高时粒子II刚好打在底片最外侧，则有，为了保证两种粒子都能击中照相底片，速度选择器极板间的电压调节范围为，故D正确。故选AD。 2.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)如图所示，在xoy平面的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场；时刻，粒子从P点平行x轴射入电场，以速度ν第一次从Q点穿过x轴进入磁场，速度ν与x轴正方向的夹角。已知P点坐标为，粒子质量为m、电荷量为＋q，重力不计。（取、） （1）求匀强电场的电场强度E的大小； （2）欲使粒子不从y轴射出磁场，求磁感应强度的最小值； （3）若磁感应强度，求粒子第5次通过x轴的坐标。 【答案】（1）     （2）     （3）      【讲解】(1) 在竖直方向上有又粒子的加速度解得 (2) 粒子的最大半径如图所示 设Q点坐标为，根据几何关系有解得根据几何关系有解得根据洛伦兹力提供向心有解得 (3) 磁感应强度故粒子不会从左侧穿出y轴，粒子前5次穿过x轴的运动轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心有解得由图可知，第1次穿过x轴后，每次向下穿过x轴时向右运动的距离均为第5次穿过x轴时故粒子第5次通过x轴的坐标为 3.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，空间直角坐标系（z轴正方向垂直纸面向外，图中未画出）中，在的区域Ⅰ内存在沿x轴负方向的匀强电场，的区域Ⅱ内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为（可以调节），的区域Ⅲ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量为m、电荷量为的带电粒子在xOy平面内从原点O以速度大小v、方向与x轴正方向的夹角为45°射入区域Ⅱ，当区域Ⅱ可调磁场的磁感应强度时，粒子恰好不能进入区域Ⅲ（不计带电粒子的重力）。 （1）求的值； （2）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度且带电粒子经电场偏转后直接回到原点O，求电场强度的大小E； （3）若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，求带电粒子在以后的运动过程中： ①经过x轴时的x坐标； ②z轴坐标的最大值。 【答案】（1）     （2）     （3）①；②      【讲解】(1) 临界轨迹与区域Ⅲ左边界相切，设半径为，根据几何关系根据几何关系可得半径 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 (2) 若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，根据洛伦兹力提供向心力有可知半径 粒子进入区域Ⅱ做类斜抛运动，根据几何关系，可知y方向位移为由运动的合成分解可得则有 又 联立解得 (3) 若区域Ⅱ可调磁场磁感应强度，根据洛伦兹力提供向心力有解得由几何关系易得粒子在x轴上l与x轴成45°角进入区域Ⅲ做等距螺旋运动，分解为直线和圆周运动，圆周运动的周期 一个周期内沿x轴运动的距离粒子此后经过x轴时对应的x轴坐标根据洛伦兹力提供向心力有粒子等距螺旋的圆的半径为 到达z轴正方向坐标的最大值 考点6 安培力与洛伦兹力 1.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。地磁场（如图所示）的存在可以改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子无法到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地磁场只对垂直地面运动的带电粒子有阻挡作用 B. 地磁场只对赤道平面内垂直地面运动的带电粒子有阻挡作用 C. 地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在两极附近最弱 D. 地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最弱 【答案】C 【详解】地磁场在地球两极最强，赤道较弱，而带电粒子在磁场中所受洛伦兹力还与速度方向有关，垂直地面运动（指向地心）的带电粒子在两极处速度几乎与磁场方向平行，洛伦兹力的影响最小。因此地磁场对带电粒子均有阻挡作用，且地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在两极附近最弱，在赤道附近最强。故选C。 2.(25-26高二上·鄂东南省级示范高中·期中)如图所示，在光滑绝缘四分之一圆弧轨道上，有一与圆弧轨道垂直的质量为m、长度为L的通电导体棒，导体棒处于静止状态，空间存在与纸面平行的匀强磁场（图中未画出），导体棒内电流大小为I。重力加速度为g，图中，则匀强磁场的磁感应强度大小不可能为（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】对通电导体棒进行受力分析如图 可知当安培力与支持力垂直时，安培力有最小值，则此时磁感应强度大小最小，则有代入数据有则磁感应强度大小应比Bmin大，而故不可能的磁感应强度大小为。故选B。 3.(25-26高二上·孝感新高考协作体·期中)用粗细均匀的相同导线制成等边三角形导体框，将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、b之间接一直流电源，电流方向如图所示，ab边受到的安培力大小为F，则整个导体框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B.  C.  D. 3F 【答案】C 【详解】根据左手定则，作出各边受到的安培力，如图所示 由题可知由于ab间接电源，其电路结构可以看成ac、bc串联后与ab并联，根据电路特点可知，通过ac、bc边的电流相等，均等于ab边通过电流的一半，结合安培力可知由几何知识可知，、的夹角为，、的夹角为，根据矢量的合成定则可知、的合力大小为方向与方向相同，因此这个线框受到安培力的大小为故选C。 4.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示，水平放置、间距为的平行金属导轨与电源、垂直导轨放置的金属杆构成闭合回路，整个空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为，电源电动势为、内阻为，静止的金属杆接入电路的电阻为，不计其余的电阻。 （1）求金属杆受到的摩擦力的大小和方向； （2）已知金属杆的横截面积为，单位体积内的自由电子个数为，求金属杆内平均每个自由电子受到的洛伦兹力的大小。 【答案】（1），水平向左     （2）      【讲解】(1) 根据闭合电路欧姆定律，回路中电流金属杆所受安培力方向水平向右，金属杆受力平衡，则摩擦力，方向水平向左。 (2) 设杆中自由电荷总数又 解得洛伦兹力 5.(25-26高二上·湖北黄冈·期中)如图所示为导轨式电磁弹射实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源、两导轨、滑块构成闭合回路，滑块被导轨中的强大电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与电流的关系为，比例常量。已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行后获得的发射速度（此过程可视为匀加速运动）。 （1）求滑块在发射过程中的加速度的大小； （2）求发射过程中电源提供的电流的大小； （3）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，求发射过程中电源的输出功率和输出电压。 【答案】（1）     （2）     （3），      【讲解】(1) 滑块在两导轨间做匀加速运动有   解得 (2) 根据牛顿第二定律，可知滑块受到的安培力又   联立解得 (3) 电源输出的能量有转换为滑块的动能，则有   其中   解得   又   解得 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $