(江苏专版)2019版高考物理一轮复习 第九章 电磁感应 微专题69 法拉第电磁感应定律 自感备考精炼

第9单元磁场第24讲磁场的描述磁场对电流的作用一、磁场、磁感应强度1.磁场(1)基本性质:对放入其中的磁体或运动电荷(电流)有,磁体、电流之间都是通过发生相互作用的.(2)方向:小磁针静止时所指的方向.2.磁感应强度(1)物理意义:表示磁场的物理量.(2)定义式:.单位:特斯拉,简称特,符号是T.(3)方向:小磁针静止时所指方向.3.几种常见的磁场图24-1二、安培力 1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时,F= . (2)磁场和电流平行时,F= . 2.安培力的方向用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向 的方向,这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 【思维辨析】(1)磁场是客观存在的,磁感线实际上是不存在的,磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向. ( ) (2)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致. ( ) (3)相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零. ( )(4)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零. ( ) (5)通电导线在磁感应强度越大的地方所受安培力越大. ( ) 【思维拓展】有人根据B=提出:磁场中某点的磁感应强度B 跟磁场力F 成正比,跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 成反比,这种说法有什么问题?考点一 磁感应强度、磁场的叠加 考向一 磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定,因此不能根据定义式B=认为B 与F 成正比,与IL 成反比.(2)测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入,如果平行磁场放入,则其所受安培力为零,但不能说该点的磁感应强度为零.(3)磁感应强度是矢量,其方向为放入其中的小磁针静止时N 极的指向.1 关于磁感应强度B ,下列说法中正确的是 ( )A .磁场中某点B 的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B .磁场中某点B 的方向,跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致C .若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用,该点B 为零D .长度为L 、电流为I 的导线在磁场中受力为F ,则磁感应强度B 大于或等于 考向二 磁感应强度B 与电场强度E 的比较B=磁感线切线方向小磁针电场线切线方正电荷受力方2 (多选)下列说法中正确的是 ( )A .电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B .一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C .电场中某点电场的强弱,用一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值表征D .磁场中某点磁场的强弱,用一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值表征考向三 电流的磁场及安培定则3 如图24-2所示,直导线AB 、螺线管E、电磁铁D 三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S 闭合后,则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是 ( )图24-2A .aB .bC .cD .d 考向四 磁场的叠加解决磁感应强度叠加问题的思路和步骤:(1)根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向; (2)判断各分磁场的磁感应强度大小关系;(3)根据矢量合成法则确定合磁感应强度的大小和方向.两分矢量在同一直线上,则同向相加,反向相减,两分矢量不在同一直线上,根据平行四边形定则,以两分矢量为邻边,作平行四边形,对角线为合矢量.4 [2017·全国卷Ⅲ] 如图24-3所示,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为 ( )图24-3A .0B .B 0C.B0D.2B0考点二安培力的大小与方向1.用公式F=BIL计算安培力大小时应注意(1)B与I垂直.(2)L是有效长度.①公式F=ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.②弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图24-4所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.图24-4③闭合线圈通电后,在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.2.方向:根据左手定则判断.5 (多选)[2017·全国卷Ⅰ]如图24-5所示,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是()图24-5A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶1式题如图24-6所示,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=150°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线abcd所受到的安培力的合力()图24-6A.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考点三安培力作用下导体的运动判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.6 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图24-7所示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将()图24-7A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动■规律总结五种常用判定方法安培力方向在特殊位置安培力方向同向电流互相吸引反向电流互相排斥考点四安培力作用下的平衡与加速(1)选定研究对象;(2)变三维为二维,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图,其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I;(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解.7 [2015·全国卷Ⅰ]如图24-8所示,一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1 T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘.金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连,电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm,重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.图24-8式题1 (多选)[2016·广州三模]如图24-9所示,质量为m、长度为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O',并处于匀强磁场中,当导线中通以沿x轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ,则磁感应强度方向和大小可能为(重力加速度为g) ()图24-9A.z轴正方向,tan θB.y轴正方向,C.z轴负方向,tan θD.沿悬线向上,sin θ式题2 (多选)我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器.电磁弹射系统由电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等组成.其工作原理如图24-10所示,利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受到安培力的作用加速获得动能.设飞机质量m=1.8×104 kg,起飞速度为v=70 m/s,起飞过程中所受平均阻力恒为机重的,在没有电磁弹射器的情况下,飞机从静止开始在恒定的牵引力作用下运动,起飞距离为l=210 m;在电磁弹射器与飞机发动机(牵引力不变)同时工作的情况下,起飞距离减为,则(g取10 m/s2) ()图24-10A.在没有电磁弹射器的情况下,飞机所受牵引力F=2.46×105 NB.在没有电磁弹射器的情况下,飞机所受牵引力F=2.1×105 NC.在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时,若只增大电流,则起飞的距离将更小D.在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时,电磁弹射器对飞机所做的功W=2.94×108 J第25讲磁场对运动电荷的作用一、洛伦兹力1.定义:磁场对的作用力.2.大小:当v⊥B时,F= ;当v∥B时,F= .3.方向:用定则来判断.(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的.(2)方向特点:f⊥B,f⊥v,即f垂直于决定的平面.4.通电导体所受的安培力是导体内所有运动电荷所受的的宏观表现.二、带电粒子在匀强磁场中(不计重力)的运动1.若v∥B,带电粒子以入射速度v做运动.2.若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度v做运动.3.基本公式(1)轨迹半径公式:r= .(2)周期公式:T== .【思维辨析】(1)运动的电荷在磁场中一定会受到磁场力的作用.()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.()(3)公式T=说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比.()(4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以洛伦兹力可能做功.()(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关.()考点一洛伦兹力的理解与计算考向一洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面.(2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化.(3)用左手定则判断洛伦兹力方向,应注意区分正、负电荷.(4)洛伦兹力一定不做功.(5)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用.1 [2017·重庆南开中学期末]四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上,并通以等大的电流,方向如图25-1所示.正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子,则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为()图25-1A.沿y轴负方向B.沿y轴正方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向式题 (多选)[2017·四川乐山二调]如图25-2所示,匀强磁场的方向竖直向下.磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管.在垂直于试管的水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出.关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是()图25-2A.小球带负电B.小球运动的轨迹是一条抛物线C.洛伦兹力对小球做正功D.要保持试管匀速运动,拉力F应逐渐增大考向二洛伦兹力与电场力的比较2 (多选)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够达到的最大高度为h1;若加上水平方向的匀强磁场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h2;若加上水平方向的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h3;若加上竖直向上的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h4,如图25-3所示.不计空气阻力,则()图25-3A.一定有h1=h3B.一定有h1<h4C.h2与h4无法比较D.h1与h2无法比较考点二带电粒子在有界匀强磁场中的运动考向一直线边界磁场带电粒子在直线边界磁场中的运动(进、出磁场具有对称性,如图25-4所示).图25-43 (多选)如图25-5所示,在平板PQ上方有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.某时刻有a、b、c三个电子(不计重力)分别以大小相等、方向如图所示的初速度v a、v b和v c经过平板PQ上的小孔O射入匀强磁场.这三个电子打到平板PQ上的位置到小孔O的距离分别是l a、l b和l c,电子在磁场中运动的时间分别为t a、t b和t c,整个装置放在真空中,则下列判断正确的是()图25-5A.l a=l c<l bB.l a<l b<l cC.t a<t b<t cD.t a>t b>t c考向二平行边界磁场带电粒子在平行边界磁场中的运动(存在临界条件,如图25-6所示).图25-64 (多选)如图25-7所示,宽d=4 cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁场方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从O点以相同的速率在纸面内沿不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r=10 cm,则()图25-7A.右边界-8 cm<y<8 cm有粒子射出B.右边界0<y<8 cm有粒子射出C.左边界y>16 cm有粒子射出D.左边界0<y<16 cm有粒子射出考向三圆形边界磁场带电粒子在圆形边界磁场中的运动(沿径向射入必沿径向射出,如图25-8所示).图25-85 [2017·全国卷Ⅱ]如图25-9所示,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()图25-9A.■方法技巧(1)圆心的确定方法①已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图25-10甲所示,P为入射点,M为出射点).图25-10②已知入射方向、入射点和出射点的位置时,可以过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点).(2)在磁场中运动时间的确定方法①利用轨迹圆弧对应的圆心角θ计算时间:t=T;②利用轨迹弧长L与线速度v计算时间:t=.考点三带电粒子在磁场中运动的临界问题解决带电粒子在磁场中的临界问题的关键(1)以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,运用动态思维,寻找临界点,确定临界状态,由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心,建立几何关系.(2)寻找临界点常用的结论:①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.②当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.③当速度v变化时,圆心角越大,运动时间越长.6 (多选)如图25-11所示,正三角形ABC区域内存在垂直纸面的匀强磁场(未画出),磁感应强度为B=,△ABC的边长为L,O为BC边的中点.大量质量为m、速度为v0的粒子从O点沿不同的方向垂直于磁场方向射入该磁场区域(不计粒子重力),则从AB边和AC边射出的粒子在磁场中的运动时间可能为()图25-11A.式题 [2016·石家庄调研]如图25-12所示,在xOy平面的第一象限内,x=4d处平行于y轴放置一个长l=4d的粒子吸收板AB,在AB左侧存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场.在原点O处有一粒子源,可沿y轴正方向射出质量为m、电荷量为+q的不同速率的带电粒子,不计粒子的重力.(1)若射出的粒子能打在AB板上,求粒子速率v的范围;(2)若在点C(8d,0)处放置一粒子回收器,在B、C间放一挡板(粒子与挡板碰撞无能量损失),为回收恰从B点进入AB右侧区域的粒子,需在AB右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),求此磁场磁感应强度的大小和此类粒子从O点发射到进入回收器所用的时间.图25-12带电粒子在组合场中的运动热点一回旋加速器、质谱仪考向一质谱仪(1)构造:如图Z8-1所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.图Z8-1(2)原理:带电粒子由静止开始在加速电场中被加速,根据动能定理得qU=mv2.粒子在磁场中受洛伦兹力偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得qvB=m.由以上两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径r=.1 如图Z8-2所示为质谱仪的示意图.速度选择器部分的匀强电场的场强为E=1.2×105 V/m,匀强磁场的磁感应强度为B1=0.6 T;偏转分离器的磁场的磁感应强度为B2=0.8 T.已知质子质量为1.67×10-27 kg,求:(1)能沿直线通过速度选择器的粒子的速度大小.(2)质子和氘核以相同速度进入偏转分离器后打在照相底片上的点之间的距离d.图Z8-2考向二回旋加速器(1)构造:如图Z8-3所示,D1、D2是半圆形金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中.图Z8-3(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子经电场加速,经磁场回旋,由qvB=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒半径r 决定,与加速电压无关.2 [2017·四川绵阳南山中学月考] 回旋加速器的核心部分是真空室中的两个相距很近的D 形金属盒,把它们放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒面向下,连接好高频交流电源后,两盒间的窄缝中能形成匀强电场,带电粒子在磁场中做圆周运动,每次通过两盒间的窄缝时都能被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核H)和α粒子He),比较它们所需的高频交流电源的周期和引出时的最大动能,下列说法正确的是()图Z8-4A .加速氚核的交流电源的周期较大;氚核获得的最大动能较大B .加速氚核的交流电源的周期较小;氚核获得的最大动能较大C .加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小D .加速氚核的交流电源的周期较小;氚核获得的最大动能较小热点二 带电粒子在组合场中的运动(1)带电粒子在电场和磁场的组合场中运动,实际上是将粒子在电场中的加速与偏转,跟磁偏转两种运动有效组合在一起,有效区别电偏转和磁偏转,寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键.当带电粒子连续通过几个不同的场区时,粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化,其运动过程则由几种不同的运动阶段组成.(2)“电偏转”和“磁偏转”的比较,=y=t=不变变化3 (18分)[2017·天津卷]平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图Z8-5所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q 点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.图Z8-5【规范步骤】(1)粒子在电场中由Q到O做运动,设O点速度v与+x方向夹角为α,Q点到x轴的距离为L,到y轴的距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,根据类平抛运动的规律,有图Z8-6x方向:2L= (2分)y方向:L= (2分)粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为v y= (2分)由tan α= (1分)解得tan α= ,即α= (1分)粒子到达O点时的速度大小为v= (2分)(2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中运动的加速度a= (2分)设磁感应强度大小为B,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有qvB= (2分)根据几何关系可知R= (2分)联立可得= (2分)式题1 (多选)[2017·湖南衡阳一联]如图Z8-7所示,某带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两块平行导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,设粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为s(不计重力,不考虑边缘效应).下列说法正确的是()图Z8-7A.若仅将水平放置的平行板间距增大,则s减小B.若仅增大磁感应强度B,则s减小C.若仅增大U1,则s增大D.若仅增大U2,则s增大式题2 [2017·辽宁实验中学月考]如图Z8-8所示,第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场,其中第二象限磁场的磁感应强度大小为B,第三、四象限磁场磁感应强度大小相等.一带正电的粒子从P(-d,0)点沿与x轴正方向成α=60°角的方向平行于xOy平面入射,经第二象限后恰好由y轴上的Q点(图中未画出)垂直于y轴进入第一象限,之后经第四、三象限重新回到P点,回到P点时速度方向与入射时的方向相同,不计粒子重力,求:(1)粒子从P点入射时的速度v0;(2)第三、四象限磁感应强度的大小B'.图Z8-8热点三带电粒子在交变电、磁场中的运动解决带电粒子在交变电、磁场中的运动问题的基本思路4 如图Z8-9甲所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,沿y轴正方向电场强度为正).在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0、方向沿y轴正方向的带负电粒子.已知v0、t0、B0,粒子的比荷为,不计粒子的重力.(1)求t=t0时,粒子的位置坐标;(2)若t=5t0时粒子回到原点,求0~5t0时间内粒子距x轴的最大距离.图Z8-9式题如图Z8-10甲所示,M、N为竖直放置且彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O',且两小孔正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场(未画出),磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.有一束正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子的质量为m,电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力.(1)求磁感应强度B0的大小;(2)要使正离子从O'孔垂直于N板射出磁场,求正离子射入磁场时的速度v0的可能值.图Z8-101.[2017·全国卷Ⅲ]如图Z8-11所示,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力):(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离.图Z8-112.[2017·江苏卷]一台质谱仪的工作原理如图Z8-12所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.图Z8-123.[2017·昆明期末]如图Z8-13所示,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,电场方向与xOy平面平行,且与x轴成45°夹角.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以初速度v0从y轴上的P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相反;又经过一段时间T0,磁场的方向变为垂直于纸面向里,大小不变.不计重力.(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需时间;(2)若要使粒子能够回到P点,求电场强度的最大值.图Z8-13。

69法拉第电磁感应定律自感1.（多选）如图1甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t =0时起，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化•下列说法正确的是（）A. ^时刻，R中电流方向由a到b3B. ^t。

时刻，R中电流方向由a到bC. 0〜t o时间内R中的电流是t o〜2t0时间内的2D. 0〜t c时间内R产生的焦耳热是t。

〜2t c时间内的1 2 .（多选）如图2甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1 m2,圆环电阻为0.2 Q .在第1 s内感应电流I沿顺时针方向.磁场的磁感应强的变化规律如图乙所示（其中在4〜5s的时间段呈直线）.则（）时间段感应电流沿顺时针的方向，在2〜5 s时间段感应电流沿逆时针方向时间段，圆环最大发热功率为 5.0 x 10一4 W3. （多选）（2017 •徐州三中月考）用导线绕成一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图3所示.把它们放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面（纸面）向里.当磁场均匀减弱时（）A.在时间段，感应电流先减小再增大度B随时间tB.在C.在D.在时间段，通过圆环横截面积的电荷量为0.5 C图1图2A.线框和圆环中的电流方向都为顺时针B. 线框和圆环中的电流方向都为逆时针C. 线框和圆环中的电流大小之比为1 : '2D. 线框和圆环中的电流大小之比为1 ：24. （多选）（2018 •铜山中学模拟）如图4甲所示，一个匝数为n的圆形线圈（图中只画了2匝）, 面积为S,线圈的电阻为R,在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的S的N匝线圈，与水平放置相距为d、电容大小为C的平行板电容器组成一电路，线圈放于方向竖直向上的的磁场中，有一质量为m带电荷量+ q的粒子在板间刚好可匀速运动（重力加速度为g）.则线圈中的磁场B变化为（）A. 0〜t i时间内P端电势高于Q端电势B. 0〜11时间内电压表的读数为n B —B DS1C. t1〜t2时间内R上的电流为nBS2 t2-11 RD. t1〜t2时间内P端电势高于Q端电势5•如图5所示，一横截面积为图3甲A.减少，且护= mgdNSq B.增加，且A B mgd △t NSq图5数为L、电阻为R.电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭，但实验发现“闪亮”现象并不明显. 为了观察到断开开关S时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是（）B.更换电感线圈中的铁芯，使L增大C. 更换电感线圈，保持L不变，使R.增大D.更换电感线圈，保持L不变，使R-减小7. （多选）如图7中a所示是用电流传感器（相当于电流表，其内阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象•关于这些图象，下列说法中正确的是（）二rh 1h r甲乙L」-C.减少，且△B mgd△t Sqt^t「△ B mgd D•增加，且示=而6. （2017 •盐城中学阶段性考试）如图6所示电路为演示自感现象的电路图，其中R o为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R（可视为不变），电感线圈的自感系A.撤去电感线圈中的铁芯，使图78. （2018 •田家炳中学模拟）如图8所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为 0.5 m 金属环总电阻为2 Q,在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度为B= 1 T ,在环的最高点上方 A 点用铰链连接一长度为 1.5 m 电阻为3 Q 的均匀导体棒 AB 当导体棒 AB 摆到竖直位置时，导体棒 B 端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴 环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB 摆到竖直位置时 AB 两端的电压大小为（ ）A . 0.4 V C. 2.25 VA .图 中甲是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器 的电流随时间变化的情况B .图 中乙是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器 的电流随时间变化的情况 C.图中丙是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器 的电流随时间变化的情况 D.图中丁是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的情况B. 0.65 V D. 4.5 V合案精析1 . AC 2.BC 3.AC4. AC [0〜t i 时间内，磁通量增大，根据楞次定律感应电流沿逆时针方向， 线圈相当于电源，上端正极，下端负极，所以 P 端电势高于 Q 端电势，故A 正确； △① △ B B — B 00〜t i 时间内线圈产生的感应电动势E = n = n —S= l -S,电压表的示数等于电阻R△ t △ t 11 两端的电压 U = IR =詬・R=，故B 错误；△① Bt i 〜t 2时间内线圈产生的感应电动势 E'= n —== n ― S,根据闭合电路的欧姆定律I '=△ t t 2 一 t 1t i 〜t 2时间内，磁通量减小，根据楞次定律，感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，上端负极，下端正极，所以 P 端电势低于Q 端电势，故D 错误.]5. A6.D7. BC [开关S 由断开变为闭合，传感器 2这一支路立即有电流，线圈这一支路，由于线圈 阻碍电流的增加，通过线圈的电流要慢慢增加，所以干路电流 （通过传感器1的电流）也要慢慢增加，故A 错误，B 正确•开关S 由闭合变为断开，通过传感器 1的电流立即消失，而线 圈这一支路，由于线圈阻碍电流的减小，该电流又通过传感器 2,只是电流的方向与以前相反，所以通过传感器 2的电流逐渐减小•故 C 正确，D 错误.] 8. B [当导体棒摆到竖直位置时， 设导体棒与金属环上端的交点C,由v =®r 可得：C 点的1 1速度为： V c = 3V B = 3X 3 m/s = 1 m/s3 3V C1AC 间电压为：U AC = E^C = BL A C - = 1 X 0.5 X - V = 0.25 V 2 2CB 段产生的感应电动势为：V c + V B1 + 3E C B = BE 2 = 1X 1XV = 2 V 2 金属环两侧并联，电阻为： R= 1 Q = 0.5 Q,导体棒CB 段的电阻为：r = 2 Q、R 0.5E ' nBS"2R = 2 t 2-t i R 故C 正确;则CB|可电压为：U CB= CB= X2 V = 0.4 Vr + R 0.5 + 2故AB两端的电压大小为：U A B= Uk+ "B= 0.25 V + 0.4 V = 0.65 V]。