2024届高考物理第一轮复习： 磁场

关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是  (    )

电现象与磁现象之间有着深刻的联系，人类研究电、磁现象的历史比力学更为丰富多彩。其中安培、法拉第和麦克斯韦等物理学家作出了卓越的贡献，下列物理事实归功于法拉第的有（  ）

司南是我国著名科技史学家王振铎根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中“司南之杓，投之于地，其柢指南”的记载，考证并复原勺形的指南器具。书中的“柢”指的是司南的长柄，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东四，放在一个刻着方位的光滑盘上，当它静止时，共长柄（　　）

一根长度为20cm、通以1A电流的导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，通电导线受到的作用力为4N，则B的数值为（ ）

安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为 △L₁和 △L₂、电流大小分别为I₁和I₂ 的平行直导线间距为r 时，相互作用力的大小可以表示为 。比例系数k 的单位是（ ）
 

如图甲所示，一带正电粒子以水平初速度（）先后进入方向垂直的宽度相同且紧相邻在一起的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（重力忽略不计），电场力和磁场力对粒子所做的总功大小为；若把电场和磁场正交重叠，如图乙所示，粒子仍以水平初速度穿过重叠场区，在粒子穿过电场和磁场的过程中，电场力和磁场力对粒子所做的总功大小为。则（　　）

如图所示为某污水测量装置，绝缘材料做成的水平圆管内径为D，在圆管某横截面的一条竖直直径上安装两个金属电极M、N，M装在顶部、N装在下部，M、N刚好戳穿绝缘材料，当圆管内充满污水时，M、N能与污水有良好接触。将这一装置安装在杭州某工厂排污口，并使圆管的中心轴线沿东西方向放置，污水恰能充满圆管并以稳定的速度v向东流淌。污水中含有大量可自由移动的离子。在圆管侧面加一个磁感应强度为B、方向垂直于M、N所在直径向北的匀强磁场，在M、N之间形成的电势差为；撤去匀强磁场，M、N之间依然存在电势差，大小为。下列说法正确的是（）

如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）

空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，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．下列说法错误的是(　　)

利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将霍尔元件置于两块磁性强弱相同同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。两磁极连线方向沿x轴，通过霍尔元件的电流I不变，方向沿z轴正方向。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着±x方向移动时，则有霍尔电压输出，从而能够实现微小位移的测量。已知该霍尔元件的载流子是负电荷，则下列说法正确的是（　　）

如图所示，光滑水平桌面上有一轻质光滑绝缘管道，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，绝缘管道在水平外力F（图中未画出）的作用下以速度u向右匀速运动。管道内有一带正电小球，初始位于管道M端且相对管道速度为0，一段时间后，小球运动到管道N端，小球质量为m，电量为q，管道长度为l，小球直径略小于管道内径，则小球从M端运动到N端过程有（　　）

如图所示，一束带电粒子（不计重力）从左端水平射入后，部分粒子沿直线从右端水平射出，则下列说法中正确的是（　　）

光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（ ）

如图所示，直角三角形abc区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，ab边长为2L，∠a=30°，一粒子源固定在ac边的中点d，粒子源垂直ac边向磁场中发射不同速率的带正电的粒子，粒子均从bc边界射出，已知粒子质量为m、电荷量为q，下列说法正确的是（    ）

如图（1）所示，实验小组通过拉力传感器探究直线电流周围磁感应强度大小规律，将直导线ab直线固定，通过开关接上直流电源，选取一小段长度为L的直导线cd接入电路，并在中点处与拉力传感器相连，拉力传感器接入计算机中，测出直导线ab中通过大的电流强度为 ， 直导线cd中通过小的电流强度为 ， 将导线cd围绕中点O垂直纸面缓慢旋转90°过程中，得到拉力传感器读数随转过角度变化关系如图（2）所示；若将导线cd沿纸平面缓慢向右移动距离x时，得到拉力传感器读数随距离倒数变化关系如图（3）所示，不考虑导线cd所产生的磁场。

如图甲，间距  的平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨左端MP之间接有一阻值  的定值电阻，导轨电阻忽略不计，一导体棒（电阻不计）垂直于导轨放在距离导轨左端  的ab处，其质量  ，导体棒与导轨间的动摩擦因数  ，整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，取竖直向下为正方向。  时刻开始，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示；在  内导体棒在外力  作用下处于静止状态，不计感应电流磁场的影响，取  。 

 

 如图所示，直角坐标系中，有一以原点O为中心的正方形ABCD区域，其边长为4a且分别与x轴、y轴平行。还有一个以原点O为圆心，半径为a的圆形区域，圆形区域内分布有匀强电场，方向与x轴负方向、y轴负方向夹角均为45°。圆形区域外，正方形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。位于A点的粒子源，向磁场中沿AD方向喷射出质量为m，带电量为的粒子，粒子的速度大小可调，不计粒子的重力，忽略边缘效应。

如图，磁感应强度大小为B匀强磁场垂直纸面向里。点A、C、O、D处于一条水平线上，且。A处有一个粒子源，竖直向上同时射出速率不同的同种带电粒子，粒子经过以O为圆心、r为半径的圆周上各点。已知粒子质量为m ， 电量的绝对值为q ， 不计粒子重力和粒子间相互作用力，问：

真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界．质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)沿着与MN夹角θ=30°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场．求粒子射入磁场的速度大小及在磁场中运动的时间．

  

如图所示，在平面内，有两个半圆形同心圆弧，与坐标轴分别交于、、点和、、点，其中圆弧的半径为。两个半圆弧之间的区域内分布着辐射状的电场，电场方向由原点向外辐射，其间的电势差为。圆弧上方圆周外区域，存在着上边界为的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆弧内无电场和磁场。点处有一粒子源，在平面内向轴上方各个方向，射出质量为、电荷量为的带正电的粒子，带电粒子射出时的速度大小均为 ， 被辐射状的电场加速后进入磁场，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：

回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示。D₁和D₂是两个中空的、半径为R的半圆金属盒，接在电压恒为U的交流电源上，位于D₁圆心处的质子源A能产生质子（初速度可忽略，重力不计，不考虑相对论效应），质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速。D₁、D₂置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的质量为m ， 带电荷量为q。求：

质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为：区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为 ， 方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为 ， 方向垂直纸面向里，一质量为m ， 电荷量为的粒子，初速度为零，经粒子加速器加速后，恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界的方向进入分离器后打在上的P点，空气阻力，粒子重力及粒子间相互作用力均忽略不计。

如图甲所示， 足够长平行金属导轨ab、cd 与水平面的夹角为θ，间距为L；垂直于导轨平面向上有一匀强磁场，磁感应强度为B。b、d端并联接入阻值为R的电阻和电容为C的电容器。一质量为 m、电阻为R的导体棒MN垂直导轨放置，闭合开关S₁ ， 将导体棒由静止释放，t₀时刻，断开开关S₁的同时闭合开关S₂ ， 2t₀时刻导体棒加速到最大速度，其速度随时间变化的关系图像如图乙所示。已知导体棒所受的滑动摩擦力与其重力的比值是定值，重力加速度为g。以下（2）（3）问的计算结果选用g、θ、C、m、v₀、t₀、B、L、R表示。不计金属导轨的电阻，求：

如图所示，两水平金属板A、B长l＝8 cm，两板间距离d＝8 cm，B板比A板电势高300 V，即U_BA＝300 V．一带正电粒子的电荷量q＝1×10^－10C，质量m＝1×10^－20kg，以初速度v₀＝2×10⁶m/s从R点沿电场中心线RO射入电场．粒子飞出电场后经过无场区域，进入界面为MN、PQ的匀强磁场区域，从磁场的PQ边界出来后刚好打在中心线上的S点．已知MN边界与平行板的右端相距为L ， 两界面MN、PQ相距为L ， S点到PQ边界的距离为L ， 且L＝12 cm，粒子重力及空气阻力不计，求：