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1、100考点最新模拟题千题精练9-16一选择题1如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左、右两边各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向时(大小不变)，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知()A磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为【参考答案】B2.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共有n匝，线
2、圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡.当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知（）A磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为B磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为C磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为D磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为【参考答案】B3.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（ ）A.B
3、.C.D.【参考答案】A 4电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡，测量时，在左边托盘中放入质量为m的砝码，右边托盘中不放砝码，将一个质量为m0、匝数为n、下边长为L的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。如图甲所示，线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势为E，内阻为r。开关S闭合后，调节可变电阻至R1时，天平正好平衡，此时电压表读数为U。已知m0m，取重力加速度为g，则（ ）A. 矩形线圈中电流的方向为逆时针方向B. 矩形线圈的电阻R=E-UUr-R1C. 匀强磁场的磁感应强度的大小B=m0-mrgn
4、E-UlD. 若仅将磁场反向，在左盘中再添加质量为2m0m的砝码可使天平重新平衡【参考答案】AC开始线圈所受安培力的方向向上，仅将磁场反向，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，所以需要在左边加砝码，添加质量为m=2Fg=2(m0-m)的砝码可使天平重新平衡，故D错误；故选AC。【点睛】天平平衡后，仅将磁场反向时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小。二计算题11879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后
5、来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差(1)如图甲所示，某长方体导体abcdabcd的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e，导体处在与abba面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bccb面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为UH，此导体中单位体积内自由电子的个数为_(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H1nq定义为该导体材料的霍尔系数利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abba面)的面积可以
6、在0.1 cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：_.要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道物理量_推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_.【参考答案】 B0IeUHl ; 应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位
7、)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abba面与磁场方向垂直); 探头沿磁场方向的宽度l; B=UHlHI ;（2）应调整探杆的放置方位（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；ab ba面与磁场方 向垂直）设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压UH时，有 qvB=qUHh又因 I=nqhlv和H=1nq联立可解得B=UHlHI所以还需要知道探头沿磁场方向的宽度l2.（2018北京延庆一模）电磁学理论彻底改变
8、了人类对宇宙的认识和人类的生活。我们生活中常见的力除了引力就是电磁力，通常所说的弹力、摩擦力本质上都是电磁力。按照毕奥萨伐尔定律，一小段通电导线产生的磁场，如图甲，在与之垂直的方向上距离r处的P点，磁感强度为，式中I为导线中的电流强度，l为该小段导线的长度，0称作真空磁导率，是一个常量。 （1）一个电量为q1的带正电粒子，以平行于导线方向的速度v1通过p点时求粒子受到的洛伦兹力大小（2）简要说明在分析q1受力时为什么不考虑导线中的电荷对粒子的库仑力（3）运动电荷产生的磁场，与一小段导线类似，也可以用毕奥萨伐尔定律进行分析。若把导线换成电量为q2带正电的粒子，速度为v2方向与v1相同，如图乙，则
9、它们之间既有电场力又有磁场力。a.指出两电荷间洛伦兹力方向相斥还是相吸b.在研究阴极射线（电子束）时，人们发现阴极射线总是发散的，请根据计算说明其中原因。已知真空磁导率0=410-7Tm/A，静电力常量k=9109Nm2/C2。磁场力为引力 -（1分）分析右侧电子洛伦兹力大小为 -（1分）其中B为左侧电子在该处产生的磁感强度在一小段时间t内， -（3分）带入式得 -（2分）只需比较k与的大小关系，由于阴极射线中电子速度远小于光速 -（1分）可得，即阴极射线间互相排斥，所以会发散 -（2分）3.现在很多家庭或者单位刚装修结束，都要进行空气检测和治理某环保设备装置可用于气体中有害离子的检测和分离离
10、子检测的简化原理如图20甲所示区为电场加速区，区为无场区，区为电场检测区已知区中AB与CD两极的电势差为U，距离为L，区中CE与DF两板的间距为d，板长为4L，区中EF与GH间距足够大，其内部匀强电场的电场强度为，方向水平向左假设大量相同的正离子在AB极均匀分布，由初速度为零开始加速，不考虑离子间的相互作用和重力影响，则：图20(1)AB与CD哪一极电势高？若正离子的比荷为k，求该离子到达CD极时的速度大小；(2)该装置可以测出离子从AB极出发，经过区、区和区，最后返回EF端的总时间为t，由此可以确定离子的比荷为k，试写出k与t的函数关系式；(3)若将区的匀强电场换成如图乙所示的匀强磁场，则电
11、场检测区变成了磁场分离区，为收集分离出的离子，需在EF边上放置收集板EP，收集板下端留有狭缝PF，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离假设在AB极上有两种正离子，质量分别为m、M，且14，电荷量均为Q，现要将两种离子在收集板上完全分离，同时为收集更多离子，狭缝尽可能大，试讨论狭缝PF宽度的最大值与m、M、d的关系式(磁感应强度大小可调，不考虑出区后再次返回的离子)设离子在区做匀速直线运动的时间为t2，则t22，离子在区先匀减速，后反向匀加速，设加速度为a，所用时间为t3，有a，t32解得t34，则总时间tt1t2t3则k.半径关系，因为14，故12，作出两种离子在磁场中运动的临界情况(即质量为M的正离子在收集板上的最低点与质量为m的正离子在收集板上的最高点重合)如图所示，此时狭缝最大值x应满足x2R12R2，d2R1x，解得x d
