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1、专题12磁场的最新“联系实际的新情景问题”本章主要考查电流的磁效应、安培力、带电粒子在磁场中运动的问题，主要涉及各种电流产生的磁场、安培 力的大小和方向、带电粒子在洛伦兹力作用下的运动，主要表达一是电流磁效应主要结合安培力的大小和 方向、静电力平衡、安培力做功等问题考查；二是匀强磁场中带电粒子做圆周运动，主要涉及群发粒子的收 集比例问题；三是带电粒子在复合场的运动主要涉及叠加和不叠加两种形式，本章洛伦兹力在现代科技中 的应用问题，高考广泛联系实际考查。1.（2022.广东广州市综合测试）如图，高压输电线上使用“ 4正方形间隔棒”支撑导线4、4、4、右，目的是固定导线间距，防止导线相碰.。从力的
2、几何中心为。，当四根导线通有等大同向电流时（ ）A.几何中心。点的磁感应强度不为零B.几何中心。点的磁感应强度为零C.乙对乙的安培力小于4对4的安培力D.乙所受安培力的方向沿正方形的对角线方向2.（多项选择）（2022.江西南昌市.南昌十中月考）高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现美丽的彩色“极光极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响进入两极附近时,撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如下图的弧状极光，那么关于这一现象中高速粒子的说法正确的选项是（）A.高速粒子带正电B.粒子轨迹半径逐渐增大C.仰视时，粒子沿逆时针方向运动D.仰视时，粒子沿顺时针方向运
3、动 3.（2022 全国高考乙卷试题 T18）安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度瓦 如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为X。），面。某同学在某地对地磁场进行了四次 测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知（）测量序号5介TBz/T1021-4520-20-463210-454-210-45A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50门C第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方4. （2022.广东佛山市二模）13.据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维 持。如图乙，
4、在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1,其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆 环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，电 子电量为e,质量为2,假设电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为/?、速率为u的匀速圆周运动。 那么以下说法正确的选项是（）A.电场方向垂直环平面向外B.电子运动周期为过v2C.垂直环平面的磁感强度大小为7D.电场强度大小为竺 eReR【答案】BCD（2022福建高三一模）特高压直流输电是国家重点能源工程。如下图为特高压直流输电塔仰视图，两 根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流乙和乙，。b、c三点连线与两根
5、导线等高并垂直，点位于两根导线间的中点，。两点与点距离相等，d点位于点正下方。不考虑地磁场的影响，那么（）A.。点处的磁感应强度方向竖直向上B. b点处的磁感应强度大小为零C. c点处的磁感应强度方向竖直向上D. d点处的磁感应强度大小为零6 .（2022 江苏省百校联考高三下学期5月三模）1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如下图，这台加速器由两个铜质D形盒小、功构成，其间留有空隙，现对僦核（：H）加速，所需的高频电源的频率为力元电荷为e,以下说法正确的选项是（）A.被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B.高频电源的电压越大，瓶核最终射出回旋加速器
6、的速度越大eBC.晁核的质量为不；2兀fD.该回旋加速器接频率为/的高频电源时，也可以对氢核（；He）加速.（2022浙江高二月考）如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区 域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多 个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等 离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂 移”，导致约束失败。不计粒子重力，以下说法正确的选项是（ ）A.正离子在纵向场中沿逆时针方向运动.发生漂移是
7、因为带电粒子的速度过大C.正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移D.正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移8. （2022浙江省柯桥中学高三月考）在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值。等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为3的匀强磁场，并测出M、N间的电压U ,那么以下说法正确的选项是（）A.正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的B.容器内液体的流速为口 =二 BdC.河水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D.污水流量为。=甯 2n9. （2022.山东潍坊市.高三月考）质谱仪最初是
8、由英国物理学家阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了就的两种 同位素短20和镜22,从而证实了同位素的存在。如下图，让短2。和短22原子核从质谱仪小孔5飘入电压为。的加速电场（初速度可看作零），然后从砥垂直进入匀强磁场发生偏转，最后打在底片上的不同 地方。短20和速22原子核带电量相同，质量之比约为20:22,从底片上获得在磁场中运动轨迹的直径分别为。I、。2,那么幺：02,应为（）A. l:0.91B. 1 ：0.95C. l:1.05D. 1:1.1（2022.济南市.山东省实验中学高三）如下图，是磁流体发电机示意图。平行金属板b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大
9、量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，。、两板间便产生电压.如果把服匕板与用电器相连接，。、板就是等效直流电源的两个电 极。假设磁场的磁感应强度为以 每个离子的电荷量大小为外速度为也。、人两板间距为/两板间等离子体的等效电阻为匕用电器电阻为心 稳定时，以下判断正确的选项是()A.图中。板是电源的正极B.电源的电动势为3叫C.用电器中电流为旦D.用电器两端的电压为一?-5R+ rR + r10. (2022湖北随州市广水市一中模拟)如下图为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分 析器组成.假设静电分析器通道中心线 半径为R,通道内均匀辐射状电场在中心线处的电场强度大小为 E,磁分析
10、器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为3、方向垂直纸面向外.一质量为加、电 荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器， 最终打到胶片上的Q点.不计粒子的重力，以下说法正确的选项是()A.粒子一定带正电B.加速电场的电压U =1欧2C. PQ - qmER BD.假设一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，那么该群离子具有相同的比荷12. “电磁炮”的模型如图，光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.lm,竖直向上的匀强磁 场的磁感应强度6=1T, “弹体”总质量m=0.01kg,弹体在轨道间的电阻R=1Q,可控电源的内阻 -
11、4。，提供的电流是/=0.2A,以保证“电磁炮”匀加速发射，不计空气阻力。求：(1)弹体所受安培力大小；(2)弹体从静止加速到10m/s过程中系统产生的总热量。13. (2022 全国高考甲卷试题T25)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理 示意图如下图。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场； 随为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆。的一端与M固连且与镜面垂直，另一端与弹簧下 端相连，尸。为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，尸。的圆心位于M的中心使用前需调零，使线圈内 没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向
12、经PQ上的。点射到M上后沿原路反射。 线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在上的入射点仍近似处于PQ的圆心，通过读 取反射光射到PQ上的位置，可以测得电流的大小。弹簧的劲度系数为左，磁场磁感应强度大小为5 线圈。的匝数为N。沿水平方向的长度为/,细杆。的长度为力 圆弧尸。的半径为人d远大于弹 簧长度改变量的绝对值。(1)假设在线圈中通入的微小电流为/,求平衡后弹簧长度改变量的绝对值Ax及PQ上反射光点与O点间的 弧长s；(2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，PQ上反射光点出现在。点上 方，与。点间的弧长为S.保持其它条件不变，只将该电流反向接入，那么反
13、射光点出现在。点下方，与。 点间的弧长为52。求待测电流的大小。14. （2022 广东江门市模拟）某种离子诊断测量简化装置如下图。竖直平面内存在边界为正方形 EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，探测板8平行于G水平放置，只能沿竖直方向移动。、b两 束宽度不计带正电的离子从静止开始经匀强电场加速后持续从边界由水平射入磁场束离子在由的 中点射入经磁场偏转后垂直于G向下射出，并打在探测板的右端点。点，正方形边界的边长为2R,两束离子间的距离为0.6R,离子的质量均为加、电荷量均为外不计重力及离子间的相互作用， 。求：（1）求磁场的磁感应强度B的大小以及。束离子在磁场运动的时间t；（2）要使两束离
14、子均能打到探测板上，求探测板8到”G的距离最大是多少？15. （2022.广东韶关市二模）19.扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其 简化模型如图I、H两处的条形均强磁场区边界竖直，相距为3磁场方向相反且垂直纸面。一质量为 加、电量为、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器板处由静止释放，极板间电压为U,粒子经电 场加速后平行于纸面射入I区，射入时速度与水平和方向夹角6 = 30。当I区宽度L尸L、磁感应强度大小3尸坳时，粒子从I区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30。， 求Bo及粒子在I区运动的时间to ;（2）假设L2=L=L、B尸Bo,为使粒子能返回I区，求&应满足的条件；（3）假设4且已保证了粒子能从n区右边界射出。为使粒子从n区右边界射出的方向与从【区左边界射入的方向总相同，求3/、&、L/、之间应满足的关系式。