第011期Word格式文档下载.docx

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C．垂直磁场方向放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向

D．小磁针N极的受力方向就是该处磁感应强度的方向

2、如图1所示．一束带电粒子沿水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，小磁针的N极向纸内方向偏转，这一带电粒子束可能是（）

A．由a向b飞行的正离子束B．由b向a飞行的正离子束

C．由a向b飞行的负离子束D．由b向a飞行的负离子束

3、如图2所示，一带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场，粒子的运动轨迹为一条光滑曲线，运动方向由a到b，则下列说法中正确的是（）

A．粒子带正电，速度逐渐增大B．粒子带负电，速度逐渐增大

C．粒子带正电，速度逐渐减小D．粒子带负电，速度逐渐减小

4、如图3所示，ab是一段弯管，其中心线是半径为R的圆弧，弯管平面与匀强磁场方向垂直．一束质量、速率各不相同的一价正离子（不计重力），对准a端射入弯管，则可以沿中心线穿过的离子必定是（）

A．速率相同B．质量相同

C．动量大小相同D．动能相同

5、在图4中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转．设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是（）

A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同

B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反

C．E竖直向上，B垂直纸面向外

D．E竖直向上，B垂直纸面向里

6、如图5所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡．当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．由此可知（）

A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m1－m2）g/（NIl）

B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/（2NIl）

C．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m1－m2）g/（NIl）

D．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg/（2NIl）

7、如图6所示，一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌子边缘落到地板上，设其时间为t1，水平射程为s1，落地速率为v1，撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，落地速率为v2，则（）

A．t1<

t2B．s1<

s2C．v1和v2相同D．无法判断

8、如图7所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）

A．穿出位置一定在O′点下方

B．穿出位置一定在O′点上方

C．运动时，在电场中的电势能一定减小

D．在电场中运动时，动能一定减小

9、如图8所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间后，在板间运动过程中（）

A．小球动能将会减小

B．小球的电势能将会减少

C．小球所受的洛伦兹力将会减小

D．因不知道小球的带电性质，不能判断小球的动能如何变化

10、如图9所示，在两根平行长直导线M、N中通有大小和方向相同的电流，导线框ABCD和两根导线在同一平面内．当导线框沿着与导线垂直的方向，自右向左在导线间平动，线框感应电流的方向是（）

A．沿ABCDA方向

B．沿ADCBA方向

C．先沿ABCDA，后沿ADCBA方向

D．先沿ADCBA，后沿ABCDA方向

11、如图10所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（）

A．乙物块与地之间的摩擦力不断增大

B．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大

C．甲、乙两物块间的摩擦力大小不变

D．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小

12、如图11所示，ab和cd为两条相距较远的平行直线，ab的左边和cd的右边都有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，虚线是由两个相同的半圆及和半圆相切的两条线段组成．甲、乙两带电体分别从图中的A、D两点以不同的初速度开始向两边运动，轨迹正好和虚线重合，它们在C点碰撞后结为一体向右运动，若整个过程中重力不计，则下面说法正确的是（）

A．开始时甲的动量一定比乙的小

B．甲带的电荷量一定比乙带的少

C．甲、乙结合后运动的轨迹始终和虚线重合

D．甲、乙结合后运动的轨迹和虚线不重合

第Ⅱ卷（非选择题，共72分）

二、计算题（本题共5小题，共72分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，解答中必须明确写出数值和单位．）

13、（12分）如图12所示，ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨应做匀速运动；

当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小．

14、（14分）如图13所示，质量为60g的金属棒长为L1=20cm，棒两端与长为L2=30cm的细软金属线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中．当金属棒中通过稳恒电流I后，金属棒向纸外摆动，摆动过程中的最大偏角θ=60°

（取g=10m/s2），求：

（1）金属棒中电流大小和方向

（2）金属棒在摆动过程中动能的最大值

15、（16分）如图14所示，在y<

0区域内存在匀强磁场，方向垂直于Oxy平面并指向纸外，磁感应强度为B，一带正电的粒子从y轴上的A点，以速度v0与y轴负半轴成夹角θ射出，进入磁场后，经磁场的偏转最终又恰能通过A点，A点的坐标为（0，a）．试问该粒子的荷质比为多少?

从A点射出到再次经过A点共要多少时间?

16、（14分）20世纪40年代，我国物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动频率的k倍，大量实验证明，朱洪元先生的上述理论是正确的，并准确测定了k的数值，近年来同步辐射光已被应用于大规模集成电路的光刻工艺中．若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时损失的能量及对其速率和轨道的影响，则：

（1）写出电子做匀速圆周运动的周期T与同步辐射光的频率f之间的关系式；

（2）求此匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）若电子做匀速圆周运动的半径为R，求电子运动的速率．

17、（16分）如图15所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直Oxy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ．不计空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）电场强度E的大小和方向；

（2）小球从A点抛出时初速度v0的大小；

（3）A点到x轴的高度h．

答案与解析：

1、AD2、AD3、D4、C5、ABC6、B

7、C8、C9、B10、B11、AD12、C

提示：

2、小磁针的N极向纸内方向偏转，根据右手定则可以确定带电粒子的运动形成的电流水平向右，那么可能是正电荷向右运动，也可能为负电荷向左运动.

3、合力指向曲线内侧，故根据左手定则可以确定粒子带负电，洛仑兹力提供向心力，即

，图像中圆周运动的半径在减少，满足题意的是速度减少.

4、洛仑兹力提供向心力

，显然q,B,R相同，故mv也相同。

5、不计重力时，电子进入该区域后仅受电场力FE和洛仑兹力FB作用．要求电子穿过该区域时不发生偏转电场力和洛仑兹力的合力应等于零或合力方向与电子速度方向在同一条直线上．

当E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同时，洛仑兹力FB等于零，电子仅受与其运动方向相反的电场力FE作用，将作匀减速直线运动通过该区域．

当E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反时，FB=0，电子仅受与其运动方向相同的电场力作用，将作匀加速直线运动通过该区域．

当E竖直向上，B垂直纸面向外时，电场力FE竖直向下，洛仑兹力FB竖直向上，若满足条件FE=FB，即qE=qvB时，电子作匀速直线运动通过该区域

当E竖直向上，B垂直纸面向里时，FE和FB都竖直向下，电子不可能在该区域中作直线运动．

6、当电流反向时，右边需加上质量为m的砝码后天平才能重新平衡，由此可知电流反向时安培力向上，用左手定则知磁场方向为垂直纸面向里。

由题意可知，增加砝码的重力mg就是用来平衡因电流变向而引起线框上安培力的变化。

当电流反向时安培力的变化为

，所以有

，解得

7、洛仑兹力始终与速度方向垂直，故不改变速率。

B正确，在任何一个位置，可以把洛仑兹力沿水平方向和竖直方向分解，由于存在一个水平向右的分力，使得水平方向做加速运动，由于存在一个竖直向上的分力，使得竖直方向上的加速度a<

g,根据

可得t1>

t2

而水平方向前者是加速运动，后者是匀速运动，且前者运动的时间t长一些，故s1>

s2

8、粒子如果带正电则穿出点在O‘下方，如果带负电则穿出点在O‘上方，由于电场力做正功，故电势能一定减少.

9、要做直线运动，只可能合力为零，如为正电荷，即mg+qE=qvB,当从b点滑下时，显然进入复合场时的速度v变小，故合力向下，那么运动轨迹将向下偏，动能增大，电势能减少，由于速度增大，故洛仑兹力变大。

同理，为负电荷也满足动能增大，电势能减少，洛仑兹力变大。

13、解：

金属棒匀速运动时摩擦力等于安培力

F=BIL

加速运动时

BIL－f=ma

解得：

B=1.2T

14、解：

（1）金属棒中电流方向水平向右，电流大小为2A

（2）2.78×

10－2J

15、解：

粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力：

①

又有几何关系

②

在磁场中偏转时间

③

匀速运动的时间

④

联立①②及③④分别可得

粒子的荷质比

总时间

16、解：

（1）根据题意：

（2）电子在匀强磁场B中做匀速圆周运动，由电子所受的洛伦兹力f=evB提供向心力．

据牛顿第二定律和圆周运动公式得：

17、解：

（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡（恒力不能充当圆周运动的向心力），由qE=mg得

．重力的方向竖直向下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．

（2）小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN为弦长，∠MO′P=θ，如图所示．设半径为r，由几何关系知：

，小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，则：

由速度的合成与分解知

（3）设小球到M点时的竖直分速度为vy，

则：

vy=v0tanθ

由匀变速直线运动规律vy2=2gh