磁場(chǎng) 單元復(fù)習(xí)

1、常見(jiàn)問(wèn)題1，安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加2，安培力作用下通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)3，與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題（側(cè)重1側(cè)視圖畫(huà)法）4，洛侖磁力下的帶電小球，物塊（側(cè)重1牛頓定律，滑塊模型的混合）5，基本帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，三類基本磁場(chǎng)特點(diǎn)2，基本圓心軌跡畫(huà)法3，極限相切問(wèn)題4周期運(yùn)動(dòng)問(wèn)題）6，動(dòng)態(tài)帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，速度大小變化2，速度方向變化的動(dòng)態(tài)圓3，極限值得求解，如最大距離，最長(zhǎng)時(shí)間）7，圓形磁場(chǎng)基本結(jié)論8，復(fù)合場(chǎng)帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，拼接場(chǎng)2，疊加場(chǎng)3，變化場(chǎng)）9，復(fù)合場(chǎng)下的基本模型（側(cè)重1，速度選擇器2，質(zhì)譜儀3，回旋加速器4，霍爾效應(yīng)5，磁流體發(fā)電機(jī)，6電磁流量計(jì)）10，磁場(chǎng)最小面積問(wèn)題1

2、，安培定則的應(yīng)用和磁場(chǎng)的疊加如圖815，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)。c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()圖815AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同答案：C圖816中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿

3、垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()圖816A向上B向下C向左D向右答案：B2，安培力作用下通電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)如圖817所示，把一重力不計(jì)的通電導(dǎo)線水平放置在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向的電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)()圖817A順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升答案：A一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，如圖818所示。當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時(shí)，從左向右看，線圈L1將()圖818A不動(dòng)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D在紙面內(nèi)

4、平動(dòng)答案：B3，與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題如圖8111所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點(diǎn)為圓弧的圓心。兩金屬軌道之間的寬度為0.5 m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖所示，大小為0.5 T。質(zhì)量為0.05 kg、長(zhǎng)為0.5 m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)。當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2 A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以沿軌道向右由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知MNOP1 m，則()圖8111A金屬細(xì)桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5 m/s2B金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5 m/sC金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10 m/s2D金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75 N答案：D如圖9所

5、示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與水平面成37角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻不計(jì)ab桿長(zhǎng)L0.5 m，質(zhì)量m0.2 kg，桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計(jì)求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)圖9答案：3 R5 4，洛侖磁力下的帶電小球，物塊（側(cè)重1牛頓定律，滑塊模型的混合2動(dòng)能定理，能量守恒的應(yīng)用）如圖10所示為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為

6、q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖像可能是圖11中的()圖10答案：AD如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)直至處于平衡狀態(tài)，則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為A0BCD答案：ABD某空間存在著如圖（甲）所示的足夠大的，沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中A，B兩個(gè)物塊疊放在一起，置于光滑絕緣水平地面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣在t1=0時(shí)刻，水平恒力F作用在物塊B上，使

7、A，B由靜止開(kāi)始做加速度相同的運(yùn)動(dòng)在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是（）A圖（乙）可以反映A所受洛倫茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系，圖中y表示洛倫茲力大小B圖（乙）可以反映A對(duì)B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系，圖中y表示摩擦力大小C圖（乙）可以反映A對(duì)B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系，圖中y表示壓力大小D圖（乙）可以反映B對(duì)地面的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系，圖中y表示壓力大小答案：CD如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端放置一質(zhì)量為0.10kg、帶電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間

8、動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2，則（）A木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)B滑塊開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)然后做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)C最終木板做加速度為2m/s的勻加速直線運(yùn)動(dòng)i滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)D最終木板做加速度為3m/s的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)答案：BD5，基本帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，三類基本磁場(chǎng)特點(diǎn)2，基本圓心軌跡畫(huà)法3，極限相切問(wèn)題4，周期運(yùn)動(dòng)問(wèn)題）如圖8215所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一

9、束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力，求：圖8215(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。答案(1)(2)(3)tan空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場(chǎng)方向垂直于橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60。不計(jì)重力，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.B.C. D.答案：A如圖7所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電

10、粒子以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)t時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，OC與OB成60角。現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?，仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?)圖7A.t B2tC.t D3t答案：B一圓筒的橫截面如圖8218所示，其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N，其中M板帶正電荷，N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放，經(jīng)N板的小孔S以速度v沿半徑SO方向射入磁場(chǎng)中。粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出，設(shè)粒子與圓筒碰撞過(guò)程中沒(méi)有動(dòng)能損失，且電荷量保持不變，在不計(jì)重力的

11、情況下，求：圖8218(1)M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)圓筒的半徑R；(3)保持M、N間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，僅將M板向上平移d，粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù)n。答案(1)(2)(3)3如圖11所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m5.0108 kg、電量為q1.0106 C的帶電粒子。從靜止開(kāi)始經(jīng)U010 V的電壓加速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知OP30 cm，(粒子重力不計(jì)，sin 370.6，cos 370.8)，求：圖11(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大?。?2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T，粒

12、子從x軸上的Q點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，求OQ的距離；(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件。答案：(1)20 m/s(2)0.90 m(3)B5.33 T6，動(dòng)態(tài)帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，速度大小變化2，速度方向變化的動(dòng)態(tài)圓3，極限值得求解，如最大距離，最長(zhǎng)時(shí)間）如圖8231所示，在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。P為屏上的一個(gè)小孔。PC與MN垂直。一群質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域。粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi)，且散開(kāi)在與PC夾角為的范圍內(nèi)。則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為()圖8231

13、A.B.C. D.答案：D如圖8，兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上。不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的有()圖8Aa、b均帶正電Ba在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短Ca在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短Da在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近答案：AD答案：D (多選)如圖所示,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣板AB的上方d處,能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d，則()A能打在板上的區(qū)域長(zhǎng)度是2dB能打在板上的區(qū)域長(zhǎng)度是(1)dC同一時(shí)刻發(fā)射

14、出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為D同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為答案：BC7，圓形磁場(chǎng)基本結(jié)論如圖8227所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板，從圓弧頂點(diǎn)P以速率為v0的帶正電粒子平行于紙面進(jìn)入磁場(chǎng)，已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子重力不計(jì)。圖8227(1)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，且速率為v0，求它打到感光板上時(shí)速度的垂直分量；(3)若粒子以速度v0從P點(diǎn)以任意角入射，試證明它離開(kāi)磁場(chǎng)后均垂直打在感光板上。答案(1)(2)v0(3)見(jiàn)解析1如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)

15、充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN是一豎直放置的感光板從圓形磁場(chǎng)最高點(diǎn)P垂直磁場(chǎng)射入大量的帶正電，電荷量為q，質(zhì)量為m，速度為v的粒子，不考慮粒子間的相互作用力，關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（ ）A只要對(duì)著圓心入射，出射后均可垂直打在MN上B對(duì)著圓心入射的粒子，其出射方向的反向延長(zhǎng)線不一定過(guò)圓心C對(duì)著圓心入射的粒子，速度越大在磁場(chǎng)中通過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，時(shí)間也越長(zhǎng)D只要速度滿足，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上1當(dāng)vB時(shí)，粒子所受洛倫茲力充當(dāng)向心力，做半徑和周期分別為、的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；只要速度滿足時(shí)，在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場(chǎng)磁場(chǎng)的半徑相等，不同方向入射的粒子出射后均可垂直打

16、在MN上，選項(xiàng)D正確。2如圖所示，長(zhǎng)方形abed的長(zhǎng)ad=0.6m，寬ab=0.3m，O、e分別是ad、bc的中點(diǎn)，以e為圓心eb為半徑的四分之一圓弧和以O(shè)為圓心Od為半徑的四分之一圓弧組成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(邊界上無(wú)磁場(chǎng))磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T。一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=310-7kg、電荷量q=+210-3C的帶正電粒子以速度v=5102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場(chǎng)射人磁場(chǎng)區(qū)域，則下列判斷正確的是（ ）A從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在Oa邊 B從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ab邊C從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊D從ad邊射人的粒子，出射點(diǎn)全部通過(guò)b點(diǎn)2由

17、知，在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場(chǎng)磁場(chǎng)的半徑相等，從Oa入射的粒子，出射點(diǎn)一定在b點(diǎn)；從Od入射的粒子，經(jīng)過(guò)四分之一圓周后到達(dá)be，由于邊界無(wú)磁場(chǎng)，將沿be做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)b點(diǎn)；選項(xiàng)D正確。3如圖所示，在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)為O1（a，0），圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在直線y=a的上方和直線x=2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi)，有一沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一質(zhì)量為m、電荷量為+q（q0）的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，當(dāng)入射速度方向沿x軸方向時(shí)，粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）粒子離開(kāi)第一象限時(shí)

18、速度方向與y軸正方向的夾角；（3）若將電場(chǎng)方向變?yōu)檠貀軸負(fù)方向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向、并與x軸正方向夾角=300射入第一象限，求粒子從射入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間t。3解析：（1）當(dāng)粒子速度沿x軸方向入射，從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，幾何關(guān)系知：r=a；由知：（2）從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后作類平拋運(yùn)動(dòng)；沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：沿豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)：vy=v0；粒子離開(kāi)第一象限時(shí)速度與y軸的夾角：（3）粒子從磁場(chǎng)中的P點(diǎn)射出，因磁場(chǎng)圓和粒子的軌跡圓的半徑相等，OO1PO2構(gòu)成菱形，故粒子從P點(diǎn)的出射方向與OO1平行，即與y軸平行；軌跡如圖所示；粒子從O到P所對(duì)應(yīng)的圓心角為1

19、=600，粒子從O到P用時(shí)：。由幾何知識(shí)可知，粒子由P點(diǎn)到x軸的距離；粒子在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：；粒子磁場(chǎng)和電場(chǎng)之間勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：；粒子由P點(diǎn)第2次進(jìn)入磁場(chǎng)，從Q點(diǎn)射出，O1QO3構(gòu)成菱形；由幾何知識(shí)可知Q點(diǎn)在x軸上，即為（2a，0）點(diǎn)；粒子由P到Q所對(duì)應(yīng)的圓心角2=1200，粒子從P到Q用時(shí)：；粒子從射入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間：。8，復(fù)合場(chǎng)帶電粒子運(yùn)動(dòng)（側(cè)重1，拼接場(chǎng)2，疊加場(chǎng)3，變化場(chǎng)）如圖8236甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示，設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方

20、向?yàn)檎较?。有一群正離子在t0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)。已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力。求：圖8236(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大??；(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值。答案(1)B0(2)v0(n1,2,3)如圖13甲所示，在y軸右側(cè)加有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T。從原點(diǎn)O處向第象限發(fā)射一比荷1104 C/kg的帶正電的粒子(重力不計(jì))，速度大小v0103 m/s，方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成30角。(1)求粒

21、子在該勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和在該磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1。(2)若磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示(垂直于紙面向外為正方向)，t104 s后空間不存在磁場(chǎng)。在t0時(shí)刻，粒子仍從O點(diǎn)以與原來(lái)相同的速度v0射入，求粒子從O點(diǎn)射出后第2次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)。圖13答案：(1)0.1 m104 s(2)0.6 m如圖837甲所示，帶正電粒子以水平速度v0從平行金屬板MN間中線OO連續(xù)射入電場(chǎng)中。MN板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的電壓UMN，兩板間電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無(wú)電場(chǎng)。緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，分界線為CD，EF為屏幕。金屬板間距為d，長(zhǎng)度為l，磁場(chǎng)的寬度為d。已知

22、：B5103 T，ld0.2 m，每個(gè)帶正電粒子的速度v0105 m/s，比荷為108 C/kg，重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的。試求：圖837(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的最小半徑。(2)帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度。(3)帶電粒子打在屏幕上的范圍。答案(1)0.2 m(2)1.414105 m/s(3)O上方0.2 m到O下方0.18 m的范圍內(nèi)如圖838甲所示，在xOy平面內(nèi)加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定豎直向上為電場(chǎng)強(qiáng)度的正方向，垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向)。在t0時(shí)刻，質(zhì)量為m、電荷量為

23、q的帶正電粒子自坐標(biāo)原點(diǎn)O處以v02 m/s的速度沿x軸正向水平射入。已知電場(chǎng)強(qiáng)度E0、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0，不計(jì)粒子重力。求：圖838(1)t s時(shí)粒子速度的大小和方向；(2)2 s內(nèi)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(3)畫(huà)出04 s內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(要求：體現(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn))。解析：(1)在0 s內(nèi)，在電場(chǎng)力作用下，帶電粒子在x軸正方向上做勻速運(yùn)動(dòng)：vxv0y軸正方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)：vyt s末的速度為v1v0與水平方向的夾角為，則tan ，代入數(shù)據(jù)解得v12 m/s，方向與x軸正方向成45斜向上。(2)因T s，故在2 s內(nèi)，粒子在磁場(chǎng)中做一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：qv1B0

24、，解得R1 m。(3)軌跡如圖所示。答案：見(jiàn)解析9，復(fù)合場(chǎng)下的基本模型（側(cè)重1，速度選擇器2，質(zhì)譜儀3，回旋加速器4，霍爾效應(yīng)5，磁流體發(fā)電機(jī)，6電磁流量計(jì)）如圖827是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列表述正確的是()圖827A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外C能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案：ABC回旋加速器是

25、加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說(shuō)法正確的是()圖8234A離子從磁場(chǎng)中獲得能量B帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期是變化的C離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器D增大金屬盒的半徑，粒子射出時(shí)的動(dòng)能不變答案：C圖10甲是回旋加速器的工作原理圖。D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢(shì)差，A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子，在兩盒之間被電場(chǎng)加速。兩半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，所以粒子在半圓盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，不計(jì)帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，不考慮由相對(duì)

26、論效應(yīng)帶來(lái)的影響，下列判斷正確的是()圖10A在Ekt圖中應(yīng)該有tn1tntntn1B在Ekt圖中應(yīng)該有tn1tntntn1C在Ekt圖中應(yīng)該有En1EnEnEn1D在Ekt圖中應(yīng)該有En1EnEnEn1答案：AC為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖832所示的流量計(jì)。該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開(kāi)口。在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)法中正確的是()圖832

27、A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)答案：D如圖839所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為()圖839A.，負(fù)B. ，正C.，負(fù) D.，正答案C電磁泵在目前的生產(chǎn)、科技中得到了廣泛應(yīng)

28、用。如圖所示，泵體是一個(gè)長(zhǎng)方體，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，兩側(cè)端面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形；流經(jīng)泵體內(nèi)的液體密度為、在泵頭通入導(dǎo)電劑后液體的電導(dǎo)率為（電阻率的倒數(shù)），泵體所在處有方向垂直向外的磁場(chǎng)B，把泵體的上下兩表面接在電壓為U(內(nèi)阻不計(jì))的電源上，則（）A泵體上表面應(yīng)接電源正極B通過(guò)泵體的電流I = UL1/C增大磁感應(yīng)強(qiáng)度可獲得更大的抽液高度D增大液體的電阻率可獲得更大的抽液高度答案：AC如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)不計(jì)粒子重力下列說(shuō)法正確的是（）A極板M比極板N電勢(shì)高B加速電場(chǎng)的電壓U=ERC直徑PQ=2BD若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)