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1、学习必备欢迎下载专题 9 磁场（ 2021 上海） 32（ 13 分）载流长直导线四周磁场的磁感应强度大小为BkI/r ， 式中常量k 0， I 为电流强度， r 为距导线的距离；在水平长直导线MNMN 正下方，矩形线圈 abcd 通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细ab线静止地悬挂，如下列图；开头时MN 内不通电流，此时两细线内的张力均为 T0 ；当 MN通以强度为 I1 的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当dcMN 内电流强度变为 I2 时，两细线内的张力均大于T0 ；（ 1）分别指出强度为I1 、I2 的电流的方向；（ 2）求 MN 分别通以强度为 I1 、 I2 的电流时，线
2、框受到的安培力F1 与 F2 大小之比；（ 3）当 MN 内的电流强度为 I3 时两细线恰好断裂，在此瞬时线圈的加速度大小为a，求 I3；【考点】此题考查电磁感应与力学学问相结合；【解析】（ 1） I1 方向向左， I2 方向向右（ 2）当 MN 中通以电流 I 时，线圈所受安培力大小为F kIiL11F1:F2 I1:I2（ r1 r2），（ 3）2T0 G，2T1 F1 G，F3 GG/ga，I1:I3 F1:F3（ T0 T1）g /（ a g）T0 ，I3 （ a g）T0I1/（ T0 T1） g【答案】（ 1） I1 方向向左， I2 方向向右；（ 2）F1:F2 I1:I2 ；（
3、 3）（ a g） T0I1/ （ T0 T1 ） g（ 2021 新课标） 25（ 18 分）如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）；在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为 q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域，在圆上的 b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直；圆心O 到直线的距离为3/5R；现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域， 也在 b 点离开该区域；如磁感应强度大小为B, 不计重力，求电场强度的大小；25.（ 18 分）解：粒子在磁场中做圆周运动；设圆周的半径为rv 2qvBm由牛
4、顿其次定律和洛仑兹力公式得r 式中 v 为粒子在 a 点的速度过 b 点和 O 点作直线的垂线，分别与直线交于c 和 d 点；由几何关系知，线段 ac、bc 和过 a、b 两点的轨迹圆弧的两条半径（未画出）围成一正方形；因此ac=bc=r设 cd=x ，由几何关系得4ac=5R+x3 Rbc= 5R 2x25联立式得 r=7 R再考虑粒子在电场中的运动；设电场强度的大小为E，粒子在电场中做类平抛运动设其加速度大小为a， 由牛顿其次定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r 由运动学公式得r=12at2r=vt式中 t 是粒子在电场中运动的时间；联立式得
5、14qB2 RE5m（ 2021 大纲卷） 18.如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两c点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流；a、o、b 在abM 、N 的连线上， o 为 MN 的中点， c、d 位于 MN 的中垂线上，且 a、b、dc、d 到 o 点的距离均相等；关于以上几点处的磁场，以下说法正确选项MNA.o 点处的磁感应强度为零B. a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C. c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D. a、c 两点处磁感应强度的方向不同18.C【解题思路】 由安培定就可知， 两导线在 o 点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度肯
6、定不为零， 选项 A 错；由安培定就，两导线在a、b 两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M 在 a 处产生磁场的磁感应强度等于电流N 在 b 处产生磁场的磁感应强度，同时电流M 在 b 处产生磁场的磁感应强度等于电流 N 在 a 处产生磁场的磁感应强度，所以a、b 两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B 错；依据安培定就，两导线在c、d 处产生磁场垂直 c、d 两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定就可知，c、d 两点处的磁感应强度大小相同，方向相同，选项C 正确； a、c 两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D 错；（ 2021 广东） 15.质量和电
7、量都相等的带电粒子M 和 N，以不同的速度率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2 种虚线所示，以下表述正确选项A M 带负电， N 带正电B.M 的速度率小于N 的速率C.洛伦磁力对 M 、N 做正功D.M 的运行时间大于 N 的运行时间【考点】带点粒子在磁场中的运动【答案】 ARmv【解析】由粒子偏转方向可判定所受洛伦兹力的方向结合左手定就可推知M 带负电，N 带正电；由qB结合 M 和 N 质量和电量都相等，可知M 的速度率小于 N 的速率；洛伦兹力不做功；由粒子运动时间均为半个周期，相等；正确选项为A ；T2mqB可知两（ 2021 北京） 16. .处于匀强磁场中的一个带电
8、粒子，仅在磁场力作用下做匀速圈周运动；将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值（）A 与粒子电荷量成正比B 与粒子速率成正比C 与粒子质量成正比D 与磁感应强度成正比16D 解析：将该粒子的运动等效为环形电流，该粒子在一个周期只通过某一个截面一次，就环形电流在一Iq个周期 T 内的电量为 q，依据电流定义式有T2 mT粒子在磁场力作用下做匀速圈周运动，依据周期公式有BqBq 2I两式联立有2 m环形电流与磁感应强度成正比，与粒子质量成反比，与粒子电荷量的平方成正比，而与粒子速率无关，答案 D ；（ 2021 福建） 22.（20 分）如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为
9、B 的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为 r 的圆环形光滑细玻璃管，环心0 在区域中心；一质量为m、带电量为 q（ q0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动；已知磁感应强度大小B 随时间 t 的变化关系如图乙所示，0T2 m其中qB0；设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽视；（ 1）在 t=0 到 t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0 ；（ 2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等；试求t=T0 到 t=1.5T0这段时间内：细管内涡
10、旋电场的场强大小E；电场力对小球做的功W ；vqB0rqB 2r0E5q2 B 2r 20W【答案】：m；2 m ；8mqv0 B0m v02【解析】：（1）小球做圆周运动向心力由洛伦磁力供应：设速度为v,有：rvqB0 r0解得：m（ 2 ） 在 磁 场 变 化 过 程 中 ， 圆 管 所 在 的 位 置 会 产 生 电 场 ， 根 据 法 拉 第 感 应 定 律 可 知 ， 电 势 差22U2B0B0r2B0 rt1.5T0T0T0TEUB0r2 m0电场到处相同，认为是匀强电场就有：qB 2 rdT0又由于qB0E0得到场强2 maF（ 3）、小球在电场力的作用下被加速；加速度的大小为：
11、m而电场力为：FEq在 T0 1.5T0 时间内，小球始终加速，最终速度为vv0at0W1 mv21 mv2电场力做的功为：22得到电场力做功：5q 2 B 2 r 2W08m【考点定位】：带电粒子在电、磁场中运动，较难；20XX 年高考物理试题分类汇编：磁场1（ 2021 天津卷）如下列图，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂， 处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由 M 向 N 的电流， 平稳时两悬线与 竖 直 方向夹角均为 ，假如仅转变以下某一个条件， 角的相应变化情形是（）A. 棒中的电流变大， 角变大B. 两悬线等长变短， 角变小C. 金属棒质量变大， 角变大D. 磁感应强度变大，
12、 角变小解析：水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力而偏转，与竖直方向形成夹角，此时它受拉力、重F安BIL力和安培力而达到平稳，依据平稳条件有tan，所以棒子中的电流增大角度变大；两悬mgmg线变短，不影响平稳状态，角度不变；金属质量变大角度变小；磁感应强度变大角度变大；答案A；2 2021 全国理综 质量分别为 m1 和 m2、电荷量分别为 q1 和 q2 的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等；以下说法正确选项A. 如 q1=q2，就它们作圆周运动的半径肯定相等B. 如 m1=m2，就它们作圆周运动的周期肯定相等C. 如 q1q2，就它们作圆周运动的半径肯定不
13、相等D. 如 m1m2，就它们作圆周运动的周期肯定不相等【解析】依据半径公式mvr及周期公式 T2 m知 AC 正确；qBqB【答案】 AC3 2021 全国理综 . 如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直， 导线中通有大小相等、方向相反的电流；a、o、b 在 M、N 的连线上， o 为 MN的中点， c、d 位于 MN的中垂线上，且 a、b、c、d 到 o 点的距离均相等；关于以上几点处的磁场，以下说 法正确选项A.o 点处的磁感应强度为零B. a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C. c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D. a、c 两点处磁感应强度的方向不同【解析】 A 错误，两磁场方向都向下，不能； a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，B 错误； c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，C 正确； c、d 两点处的磁感应强度方向相同，都向下， D 错误；【答案】 C4（2021 海南卷） .空间存在方向垂直于纸面对里的匀强磁场，图中的正方形为其边界；一细束由两种粒 子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O 点入射；这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同， 但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子；不计重力；以下说法正确选项A. 入射速度不同的粒子在
