1、物理用户：罗东成 生成时间：2016.03.27 13:12:04物理1.(2015 课标,19,6 分)( 多选 )1824 年,法国科学家阿拉果完成了著名的“ 圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针, 如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时, 磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的是( )A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘 内的涡电流产生的磁场导 致磁针转动C.在 圆盘转动 的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析
2、 1.解法一: 如图所示,将铜圆盘 等效为无数个长方形线 圈的组合, 则每个线圈绕 OO轴转动时,均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见 A、B 均正确。由上述分析可见,感应电流的方向与圆盘的转动方向并不一致,故 D 错。由对称性可见,穿过整个圆盘的磁通量始终为零,故 C 错。解法二:题中所述现象为电磁感应中的电磁驱动,由现象可知圆盘内有感应电流产生,感应电流产生的磁场对小磁针作用,使之转动,故 A、B 均正确。穿过整个圆盘的磁通量始终为零,故 C 错。圆盘内无多余的电荷,故不能通过圆盘的转动形成 电流,即 D 错。2.(2015 课标,14,6
3、分)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁 场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( )A.轨道半径减小,角速度增大B.轨 道半径减小,角速度减小C.轨 道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小解析 2.因洛伦兹力不做功,故带电粒子从较强磁场区域进入到较弱的磁场区域后,其速度大小不变,由 r= 知,轨道半径增大;由角速度 = 知,角速度减小 ,选项 D 正确。3.(2015 课标,15,6 分)如图,直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q 是它们的交点,四点处的电势分别为 M、 N、
4、 P、 Q。一电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中,电场力所做的负功相等。则( )A.直线 a 位于某一等势面内, MQB.直 线 c 位于某一等 势面内, MNC.若 电子由 M 点运动到 Q 点,电场力做正功D.若电子由 P 点运动到 Q 点,电场力做负功解析 3.由电子从 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中,电场力所做的负功相等可知,MN=P,故过 N、P 点的直线 d 位于某一等势面内,则与直 线 d 平行的直线 c 也位于某一等势面内,选项 A 错、B 正确; M=Q,则电子由 M 点运动到 Q 点,电场力不做功, 选项 C 错误;由于 PM=N,将正试探电荷从
5、高电势搬运到低电势,电场力做正功,选项 C 错、D 对。6.(2014 课标全国卷，18，6 分)如图(a),线圈 ab、cd 绕 在同一软铁芯上。在 ab 线圈中通以变化的电流。用示波器测得线圈 cd 间电压如图(b) 所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的 图中, 可能正确的是( )解析 6.通电线圈中产生的磁场 B=kI(k 为比例系数); 在另一 线圈中的磁通量 =BS=kIS,由法拉第电磁感应定律可知,在另一线圈中产生的感应电动势 E=n ,由图(b)可知,|U cd|不变,则 不变,故 不变,故选项 C 正确。7.(2014 课
6、标全国卷，16，6 分)如图,MN 为铝质薄平板 ,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出,从 Q点穿越铝板后到达 PQ 的中点 O,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半, 速度方向和电荷量不变,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )A.2B. C.1 D.解析 7.由题图可知,带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的 2 倍;由洛伦兹力提供向心力:qvB= 得 v= ;其动能 Ek= mv2= ,故磁感应强度 B= ,= = ,选项 D 正确。8.(2014 课标全国卷，15，6 分)关于通电直导线在匀强
7、磁场中所受的安培力, 下列说法正确的是( )A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁 场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定 变为原来的一半解析 8.由左手定则可知,安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直,选项 A 错、B 正确; 安培力的大小 F=BIL sin 与直 导线和磁场方向的夹角有关 ,选项 C 错误;将直导线从中点折成直角,假设原来直导线与磁场方向垂直,若折成直角后一段与磁场仍垂直,另一段与磁场平行,则安培力的大小变为原来的一半,若折成直角后,两段都与磁场垂直,则安培力的大小变为原来的 ,因此安培
8、力大小不一定是原来的一半,选项 D 错误。9.(2014 课标全国卷，14，6 分)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电” 设想的实验中, 能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察 电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有 电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后, 再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间, 观察电流表的变化解析 9.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,因线圈中的磁通量没有变化,故不能观察到感应电流,选
9、项 A 不符合题意;在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时,如果通电线圈通以恒定电流,产生不变的磁场,则在另一线圈中不会产生感应电流,选项 B 不符合题意; 在 线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表时,磁通量已不再变化, 因此也不能观察到感应电流,选项 C 不符合 题意;绕在同一铁环上的两个线圈, 在给一个线圈通电或断电的瞬间,线圈产生的磁场变化,使穿过另一线圈的磁通量变化,因此, 能观察到感应电流,选项D 符合 题意。10.（2011 课标，18，中）电 磁轨道炮工作原理如图所示 . 待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触. 电流 I 从一条轨道流入，通过导
10、电弹体后从另一条轨道流回. 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与 I 成正比. 通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出. 现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2 倍，理论上可采用的办法是（ ）A. 只将轨道长度 L 变为原来的 2 倍B. 只将电流 I 增加至原来的 2 倍C. 只将弹体质量减至原来的一半D. 将弹体质量减至原来的一半，轨道长度 L 变为原来的 2 倍，其他量不变解析 10.磁感应强度 B=kI. 对弹体应用动能定理：F 安 L= mv2-0，推得 v= = （d 为轨道宽度），欲使 v 增加至原来的 2 倍，由上式可知，可以使 I
11、 增加至原来的 2 倍， B 正确，也可以使 m 减为原来的一半，L 变为原来的 2 倍，故 D 正确. 11.（2009 全国，17，中）如 图，一段导线 abcd 位于磁感 应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直. 线段 ab、bc 和 cd 的长度均为 L，且abc=bcd=135. 流经导线的电流为 I，方向如图中箭头 所示. 导线段 abcd 所受到的磁场的作用力的合力（ ）A. 方向沿纸面向上，大小为（ +1）ILBB. 方向沿纸面向上，大小为 （ -1）ILBC. 方向沿纸面向下，大小为（ +1）ILBD. 方向沿纸面向下，大小为（ -1）ILB解析
12、11.由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上，故知 C、D 选项错误. 再由安培力公式 F=BIL 可得合力大小为（ +1）ILB ，选项 A 正确、B 错误. 12.（2012 全国，17，中）质 量分别为 和 、电荷量分 别为 和 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. 下列说法正确的是（ ）A. 若 = ，则它们做圆周运动的半径一定相等B. 若 = ，则它们做圆周运动的半径一定相等C. 若 ，则它们做圆周运 动的周期一定不相等D. 若 ，则它们做圆周运动的周期一定不相等解析 12.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 qvB= ，得
13、轨道半径 r= = ，已知两粒子动量大小相等，若 q1=q2，则 r1=r2，A 项正确；若m1=m2，r 与 有关，B 项错误；带电粒子在磁场中运动的周期 T= = ，因此运动周期 T 或 ，若 m1m2，但 = ，周期 T 可相等，D 项错误；若 q1q2，但q1v1=q2v2，周期 T 也可相等， C 项错误. 13.（2012 课标，19，中）如 图，均匀磁场中有一由半圆 弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 . 使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流. 现使线框保持图中
14、所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化. 为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 的大小应为（ ）A. B. C. D. 解析 13.设圆的半径为 L，电阻为 R，当线框以角速度 匀速转动时产生的感应电动势E1= B0L2. 当线框不动，而磁感应强度随时间变化时 E2= L2 ，由 = 得 B0L2=L2 ，即 = ，故 C 项 正确. 14.（2010 课标，21，中）如 图所示，两个端面半径同为 R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场. 一铜质细直棒 ab 水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直.
15、 让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为 0. 2R 时铜棒中电动势大小为 ，下落距离为 0. 8R 时电动势大小为 . 忽略涡流损耗和边缘效应. 关于 、 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（ ）A. ，a 端为正 B. ，b 端为正 C. 0) 、质量为 m 的粒子沿平行于直径 ab 的方向射入磁场区域, 射入点与 ab 的距离为 。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60, 则粒子的速率为(不计重力) ( )A. B. C. D. 解析 16.作出粒子运动轨迹如图中实线所示。因 P 到 ab 距离为 , 可知 =30。因粒子速度方向改变 60, 可知转过的圆
16、心角 2=60。由图中几何关系有(r+ ) tan =R cos , 解得 r=R。再由 Bqv=m 可得 v= , 故 B 正确。17.（2013 课标 I，17，6 分）如图, 在水平面(纸面) 内有三根相同的均匀金属棒 ab、ac和 MN, 其中 ab、ac 在 a 点接触, 构成“V” 字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使 MN 向右匀速运动, 从图示位置开始计时, 运动中 MN 始终与bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线, 可能正确的是( )解析 17.设金属棒 MN 匀速运 动的速度为 v, t 时刻导轨内切割磁感线的有效长度 L=2vt tan 设导轨单位长度的电阻为 R0, 则组成闭合回路的总电阻 R=2( +vt tan ) R0=2vtR0( +tan )电动势 E=BLv=2Bv2t tan i= = 为恒量故 A 正确, B、 C、D 错误。18.（2013 课标 I，16，6 分）一水平放置的平行板电容器的两极板间距为 d, 极板分别与电池两极相连, 上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计) 。小孔正上方 处的P 点有一带电粒子, 该粒子从静止开始下落, 经过小孔进入 电容器, 并在下极板处(未与极板接触) 返回。若将下极板向上平移 , 则从 P 点开始下落的相同粒子将( )
