山东专用2024年高考物理一轮复习专题十一磁场_应用集训含解析.docxVIP

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专题十一磁场

应用篇

【应用集训】

应用一探究有边界磁场的处理方法

1.(2024安徽肥东模拟,3)如图所示,在边长为L的正方形区域abcd内有垂直纸面对里的匀强磁场,有一个质量为m,带电荷量大小为q的离子,从ad边的中点O处以速度v垂直ad边界向右射入磁场区域,并从b点离开磁场。则 ()

A.离子在O、b两处的速度相同

B.离子在磁场中运动的时间为π

C.若增大磁感应强度B,则离子在磁场中的运动时间增大

D.若磁感应强度B4mv5qL,

答案D

2.(2024内蒙古通辽模拟,3)如图所示,真空中,垂直于纸面对里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界),两圆的半径分别为R、3R,圆心为O。一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场,其运动轨迹如图,轨迹所对的圆心角为120°。若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时,不论其入射方向如何,都不行能进入小圆内部区域,则v1∶v2至少为 ()

A.233

C.433

答案B

应用二探究带电粒子在磁场中运动的多解问题

(2024广东茂名二模,14)如图所示,半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC,框架中心与圆心重合,S为位于BC边中点处的狭缝。三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板,框架与圆之间存在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面对里的匀强磁场。一束质量为m、电荷量为q,不计重力的带正电的粒子,从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S,垂直BC边向下进入磁场并发生偏转。忽视粒子与框架碰撞时能量与电荷量损失。问:

(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点,则加速电场的电压为多大?

(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S,则加速电场电压满意什么条件?

(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少?

答案(1)9qB2a2512m(2)U=9qB2

应用三探究带电粒子在交变电、磁场中的运动

(2024安徽合肥模拟,5)如图1所示,竖直面内矩形ABCD区域内存在磁感应强度按如图2所示的规律变更的磁场(规定垂直纸面对外为正方向),区域边长AB=3AD。一带正电的粒子从A点沿AB方向以速度v0射入磁场,在T1时刻恰好能从C点平行DC方向射出磁场。现在把磁场换成按如图3所示规律变更的电场(规定竖直向下为正方向),相同的粒子仍以速度v0从A点沿AB方向射入电场,在T2时刻恰好能从C点平行DC方向射出电场。不计粒子重力,则磁场的变更周期T1和电场的变更周期T2之比为 ()

A.1∶1B.23π∶3

C.23π∶9D.3π∶9

答案C

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(2024湖北武汉部分学校联考)如图所示是早期独创的一种电流计,它是依据奥斯特试验中小磁针的偏转来计量电流的,缺点是精确度不高、易受外界干扰。接通电路前,位于环形导线中心的小磁针仅在地磁场的作用下处于静止状态,调整电流计的方位,使环形导线与小磁针共面。当给环形导线通以恒定电流I时,小磁针偏转角度为α;当给环形导线通以恒定电流kI时,小磁针偏转角度为β。若已知环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比,关于这种电流计,下列说法正确的是 ()

A.该电流计测量结果与地磁场的竖直重量有关

B.该电流计在地球上不同位置运用时,所标刻度均相同

C.小磁针偏转角满意关系式sinβ=ksinα

D.小磁针偏转角满意关系式tanβ=ktanα

答案D由题图可知,该电流计测量结果与地磁场的水平重量有关,选项A错误;在地球上不同位置,地磁场的水平重量可能不同,所以该电流计在地球上不同位置运用时,所标刻度可能不相同,选项B错误;依据磁场的矢量关系可得tanα=BIB地,tanβ=BkIB地,因为环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比,有kBI=BkI,所以有tanβ=ktanα

【易错警示】不清晰磁感应强度的叠加性导致错选

本题易错有三点:一是不清晰地磁场的磁感应强度方向;二是画不出地磁场磁感应强度的水平重量与环形电流在圆心处产生磁感应强度方向关系;三是认为地磁场的磁性弱,解题时忽视地磁场的存在。事实上小磁针的偏转方向应是地磁场与电流产生的磁场共同作用的结果。

2.(2024四川泸县二中三诊)(多选)某电视节目做了如下试验:用袒露的铜导线绕制成一根无限长螺线管,将螺线管放在水平桌面上,用一节干电池和两个磁铁制成一个“小车”,两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上,只要将这辆小车推入螺线管中,小车就会加速运动起来,如图所示。关于小车的运动,以下说法正确的是 ()

A.将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连,小车仍能加