北京专用2020版高考物理大一轮复习专题十一磁场练习

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1、专题十一　磁场挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素磁场、安培力磁场、磁感应强度、磁感线、地磁场2016北京理综,17,6分3磁场对运动电荷的作用物质观念★★☆电流的磁场2017课标Ⅲ,18,6分4磁场的叠加科学推理安培力及其作用下的平衡问题2017课标Ⅰ,19,6分4电流的磁场科学推理磁场对运动电荷的作用左手定则、磁场对运动电荷的作用、洛伦兹力2017北京理综,24,20分5感应电动势、闭合电路欧姆定律、功能关系模型建构、科学论证★★★带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动2017北京理综,23,

2、18分4动量守恒、质能方程科学推理2015北京理综,17,6分4动量守恒、原子核衰变科学推理2014北京理综,16,6分4动量科学推理带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动问题2016北京理综,22,16分3二力平衡模型建构、科学推理★★★质谱仪、速度选择器、回旋加速器、磁流体发电机、霍尔效应等应用2018北京理综,18,6分4二力平衡模型建构、科学推理磁场中的论证问题分析解读　　本专题考查要点:①磁场的基本知识点,有电流的磁场、地磁场、磁感应强度、磁感线、磁场的叠加等;②带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动模型;③带电粒

3、子在复合场中的运动,往往是综合考查匀速圆周和类平抛两种模型结合;④磁场在现代科技中的应用,如回旋加速器、质谱仪、速度选择器等;⑤安培力的计算,限于直导线与B平行或垂直的两种情况;⑥洛伦兹力的计算限于v与B平行或垂直的两种情况。【真题典例】破考点【考点集训】考点一　磁场、安培力1.(多选)关于电场强度和磁感应强度,下列说法中正确的是(　　)A.电场强度的定义式E=Fq适用于任何静电场B.电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同C.磁感应强度公式B=FIL说明磁感应强度B与放入磁场中的通电导线所受安培力F

4、成正比,与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积成反比D.磁感应强度公式B=FIL说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同答案　AB2.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m1=15.0g的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量m0=10.0g,匝数n=10,下边长l=10.0cm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E=1.5V,内阻r

5、=1.0Ω。开关S闭合后,调节可变电阻使理想电压表示数U=1.4V时,R1=10Ω,此时天平正好平衡。g=10m/s2,求:(1)线圈下边所受安培力的大小F,以及线圈中电流的方向;(2)矩形线圈的电阻R;(3)该匀强磁场的磁感应强度B的大小。　　　　甲　　　　　　　　　　乙答案　(1)天平平衡,因此有m1g=m0g+F可得:F=m1g-m0g=0.05NF的方向竖直向下,根据左手定则可判断出线圈中电流方向为顺时针(2)线圈中电流的大小为:I=(E-U)/r=0.1A根据电路规律有:U=I(R1+R)可得:R=4Ω(3)矩形线圈下边

6、所受安培力为:F=nBIl将数值代入可得:B=0.5T3.某同学设计了一个测量物体质量的电子装置,其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极,中心为N极,可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L的正方形线圈恰好可以套于中心磁极上,线圈、骨架与托盘连为一体,总质量为m0,托盘下方连接一个轻弹簧,弹簧下端固定在磁极上,支撑起上面的整个装置,线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接(图上未标出)。当被测量的重物放在托盘上时,弹簧继续被压缩,托盘和线圈一起向下运动,之后接通外电路对线圈供电,托盘和线圈恢复到

7、未放重物时的位置并静止,此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k,线圈匝数为n,重力加速度为g。(1)当线圈与外电路断开时a.以不放重物时托盘的位置为位移起点,竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出托盘轻轻放上质量为m的重物后,托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图像;b.根据上面得到的F-x图像,求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中,弹簧弹力所做的功W。(2)当线圈与外电路接通时a.通过外电路给线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为I,求

8、该装置能够测量的最大质量M;b.在线圈能承受的最大电流一定的情况下,要增大质量的测量范围,可以采取哪些措施?(至少答出2种)答案　(1)a.未放重物时,弹簧已经被压缩,弹力大小为m0g。弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图像如图所示。b.未放重物时