磁场高考过关题

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第十一部分 《磁场》‎ 一、高考趋势 ‎ 本章讨论了描述磁场的两个基本物理量——磁感强度和磁通量．引入了描述磁场的物理模型——磁感线．在此基础上重点研究了磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用．其中磁感强度和磁通量是电磁学的基本概念，应深刻理解；载流导体在磁场的平衡和加速、带电粒子在磁场中的圆周运动等内容应熟练掌握；典型磁场的磁感线分布是解决有关问题的关键，应加强这方面的训练．‎ ‎ 历年高考对本章知识的考查覆盖面大，几乎每个知识点都考查到．特别是左手定则和带电粒子在磁场中的运动更是两个命题频率最高的知识点．题目难度大，对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力都要求较高．其中不仅考查对安培力的理解，而且考查能将它和其也力放在一起，去综合分析和解决复杂问题的能力；而带电粒子在磁场中的运动考查能否正确解决包括洛仑兹力在内的复杂综合性力学问题，是考查综合能力的特点．试题题型全面，综合性试题难度为中等偏上．预计今后的题目更趋于综合能力考查．并结合力学构成综合试题来考查分析问题的能力和用数学方法解决问题的能力．‎ 二、知识结构　‎ 三、考纲要求　‎ 四、夯实基础知识 ‎ 一、磁场　安培力　电流表的工作原理 ‎1．磁场 ‎(1)磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。‎ ‎(2)磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N极受力方向，就是该点磁场的方向(或者说自由小磁针静止时，N极的指向即为该处磁场的方向)．‎ ‎(3)磁感线：在磁场中画一系列曲线，使曲线上任意点的切线方向都跟该点磁场方向一致，这一系列曲线即为磁感线．磁感线的疏密程度表示磁场的强弱．‎ 要记住永久磁体——条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布情况．‎ 在磁体外部磁感线是从N极到S极，在磁体内部磁感线又从S极回到N极；因此，磁感线是不相交、不中断的闭合曲线．‎ ‎(4)电流的磁场——安培定则（右手螺旋定则）‎ 直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场方向都是由安培定则来判定．要掌握在这三种情况下，安培定则的具体使用方法和这三种磁场磁感线的分布情况．‎ ‎2．磁感应强度 ‎(1)磁感应强度是表示磁场强弱的物理量．‎ ‎(2)磁感应强度的定义：‎ 在磁场中，垂直于磁场方向 的通电导线，受到的安培力F与电流I和导线长度L的乘积的比值，叫做通电导线所在处磁场的磁感应强度．即 ‎（定义式）（不是决定式）（与E=F/q、g=GM/R2的定义类似）‎ 磁感应强度是矢量，其方向就是该处磁场的方向(注意：磁感应强度的方向并非安培力的方向)．‎ ‎(3)单位：特斯拉，简称特，代表符号是T．1T＝1N／A·m ‎(4)匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．‎ 匀强磁场的磁感线是疏密均匀、互相平行的直线．‎ 匀强磁场是最简单但又很重要的磁场，距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)都可认为是匀强磁场．‎ ‎3．安培力 ‎(1)安培力的大小：F＝BILsinθ(θ是导线和磁场方向的夹角)．‎ ‎(2)安培力的方向：左手定则．‎ 伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把左手放入磁场中，让磁感线从手心穿入，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向．‎ ‎4．电流表的工作原理 ‎(1)电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器．‎ ‎(2)磁电式电流表的构造：a、磁性很强的蹄形磁铁b、圆柱形铁芯c、套在铁芯上可绕轴转动的铝框d、绕在铝框上的线圈e、铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针．‎ ‎(3)电流表的工作原理：蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的，如图所示．不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．当电流通过线圈的时候，线圈上跟铁芯的轴平行的两边都受安培力作用，如图所示，这两个力产生的力矩使线圈发生转动，线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动角度的增大而增大．当这种阻碍线圈转动的力矩增大到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩平衡时，线圈停止转动．即：Kθ=NBIS 安培力F∝I，所以I越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度θ就越大．当线圈中的电流方向改变时，安培力F的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变．所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．‎ 能力延伸：‎ ‎1．安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系 ‎2．用有效长度计算安培力的大小 如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，其所受的安培力为：F = BIl ‎3．安培力作用下物体运动方向的判断 ‎(1)电流元法：即把整段电流等效成多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向再判断合力的方向，然后再确定运动方向．‎ ‎(2)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管．通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流．‎ ‎(3)利用结论法：‎ a、当两电流相互平行时，无转动趋势；同向电流相互吸引；反向电流相互排斥；‎ b、两电流不平行时，有转动到相互平行、电流方向相同的趋势．‎ 利用这些结论分析、判断，可以事半功倍．‎ 二、磁场对运动电荷的作用　质谱仪和回旋加速器 知识要点：‎ ‎ 1．磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 ‎ （1）洛伦兹力的大小： f＝qvBsinα（α为v与B的夹角）‎ ‎ （2）洛伦兹力的方向：用左手定则来判断．‎ ‎ 伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且与手掌在同一平面内，把左手放入磁场，让磁感线从手心穿入，四指指向正电荷运动的方向(或负电荷运动的反方向)，那么拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向．‎ ‎2．洛伦兹力的特点 由左手定则知，洛伦兹力的方向一定既垂直于电荷运动的方向，也垂直于磁场方向．由于洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，所以洛伦兹力的瞬时功率P＝fvcos90°‎ ‎＝0，即洛伦兹力永远不做功．‎ ‎3．带电粒子在磁场中的运动 ‎(1)若v∥B，带电粒子所受的洛伦兹力f＝0，因此带电粒子以速度v做匀速直线运动．‎ ‎(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做匀速圆周运动．‎ ‎①向心力由洛伦兹力提供，即 ②轨道半径公式：‎ ‎③周期：（与速度无关）‎ ‎4．质谱仪 ‎(1)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．‎ ‎(2)质谱仪的原理：‎ 如果容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的粒子，它们经过电势差为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细线，叫做质谱线．每一条谱线对应于一定的质量，从谱线的位置可以知道圆周的半径r，如果再已知带电粒子的电荷量q，就可以算出它的质量，所以这种仪器叫做质谱仪，如图所示．即 ‎ ‎ ‎5．回旋加速器 ‎(1)回旋加速器是产生大量高能量的带电粒子的实验设备．‎ ‎(2)回旋加速器的构造：两个D形金属扁盒，粒子源，D形盒装在真空容器中，巨大的电磁铁，高频电源，引出装置．‎ ‎(3)原理：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期跟运动速率和轨道半径无关，对一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的．因此，尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变，这样，如果在两个D形盒间形成一个交变电场，使它也以相周的周期往复变化，那就可以保证粒子每经过两D形盒之间时都正好赶上适合的电场方向而被加速．‎ 能力延伸：‎ ‎1．洛伦兹力与安培力的关系 ‎(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．‎ ‎(2)洛伦兹力永不做功，但安培力却可以做功．‎ ‎2．在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，关键把握“一找圆心，二找半径，三找周期或时间t″的规律．‎ ‎(1)圆心的确定：因洛伦兹力f指向圆心，根据f⊥v，画出粒子轨迹中的任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向，沿两个洛伦兹力f画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，找出圆心位置．‎ ‎(2)半径的确定和计算 利用平面几何关系或半径公式，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下两个重要的几何特点：‎ ‎①粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于AB弦与切线的夹角θ(弦切角)的2倍，如图所示，即．‎ ‎②相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ′互补，即θ +θ′＝180°．‎ ‎(3)粒子在磁场中运动时间t的确定：利用圆心角与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小，由公式可求出粒子在磁场中运动的时间t．‎ ‎(4)注意圆周运动中的有关对称规律 如从某一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．‎ ‎3．带电粒子在有界磁场中运动的极值问题 ‎(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，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．‎ ‎4．带电粒子在复合场中无约束情况下的运动性质 ‎(1)当带电粒子所受合外力为零时，将做匀速直线运动或处于静止状态．合外力恒定且与初速同向时做匀变速直线运动，常见的情况有：‎ ‎①洛伦兹力为零(即v∥B)，重力与电场力平衡，做匀速直线运动；或重力与电场力的合力恒定，做匀变速运动．‎ ‎②洛伦兹力f与重力和电场力的合力平衡，做匀速直线运动．‎ ‎(2)带电粒子所受合外力做向心力，带电粒子做匀速圆周运动时．由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力是以上力的合力．‎ ‎(3)当带电粒子受的合力大小、方向均不断变化时，粒子做非匀变速曲线运动 十一、《磁场》高考过关试题 ‎1、首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是( )‎ A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．特斯拉 ‎2、下列关于磁场的说法中，正确的是 ( )‎ ‎ A、只有磁铁周围才存在磁场 B、磁场是假想的，不是客观存在的 C、磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生 D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用 ‎3．关于磁感线的一些说法, 不正确的是 ( )‎ A. 磁感线上各点的切线方向, 就是该点的磁场方向 B. 磁场中两条磁感线一定不相交 C. 磁感线分布较密的地方, 磁感应强度较强 D. 通电螺线管的磁感线从北极出来, 终止于南极, 是一条不闭合的曲线 ‎4．由磁感应强度的定义式B=F/IL可知（ ）‎ Ａ．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零 Ｂ．通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零 Ｃ．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的 Ｄ．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关 ‎5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确 （ ）‎ A．两环静止不动 B．两环互相靠近 C．两环互相远离 D．两环同时向左运动 ‎6. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可( )‎ A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向 C．适当增大电流强度 D．使电流反向 N S ‎7．一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是 ( )‎ ‎ A．向右飞行的正离子束 B、向左飞行的负离子束 ‎ C、向右飞行的电子束 D、向左飞行的电子束 ‎ ‎8．一个质量为m、带电量为q的粒子，在磁感应强度为B 的匀强磁场中作匀速圆周运动.下列说法中正确的是（ ）‎ A、它所受的洛伦兹力是恒定不变的； B、它的动量是恒定不变的；‎ C、它的速度与磁感应强度B成正比； D、它的运动周期与速度的大小无关.‎ ‎9．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线 ( )‎ ‎ A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 ‎10．如图，条形磁铁放在水平桌面上，在其正上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）‎ A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用；‎ B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用；‎ C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用；‎ D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用.‎ ‎11. 如图所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（ ）‎ A．ab边向里，cd边向外转动 B．ab边向外，cd边向里转动 C．线框向左平动，靠近导线M D．线框向右平动，靠近导线N ‎12．有三束粒子，分别是质子（p），氚核（）和α粒子，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，（磁场方向垂直于纸面向里）则在下面四图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（ ）‎ ‎13. 一束几种不同的正离子, 垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里, 离子束保持原运动方向未发生偏转. 接着进入另一匀强磁场, 发现这些离子分成几束如图. 对这些离子, 可得出结论 ( )‎ A、它们的动能一定各不相同 B、它们的电量一定各不相同 C、它们的质量一定各不相同 D、它们的荷质比一定各不相同 ‎14．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量q的液滴做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为：（ ）‎ A、Eq/g，BgR/E； B、B2qR/E，E/B；‎ C、B，； D、Eq/g，E/B；‎ ‎15、十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )‎ A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线；‎ C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向 ‎(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)‎ ‎16.20世纪50时年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场。连续的磁暴作用可维持地磁场。则外地核中的电流方向为( )‎ A.垂直磁子午线由西向东 B垂直磁子午线由东向西 C.沿磁子午线由南向北 D沿磁子午线由北向南 ‎17.根据安培的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（　　）‎ A.带负电　　　　　Ｂ带正电 C.不带电　　　　　Ｄ无法确定 ‎18.一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（ ）‎ A.东端最高 B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高 ‎19.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（ ）　　‎ ‎　 Ａ.东端先落地　　　Ｂ.西端先落地 ‎ Ｃ.两端同时落地　　Ｄ.无法确定 ‎20.在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5Ｔ.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40ｍ，载有20Ａ的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是（ ）‎ ‎　 Ａ.4×10－8Ｎ 　　Ｂ.2.5×10－5Ｎ　Ｃ.9×10－4Ｎ　　Ｄ.4×10－2Ｎ ‎21.关于磁通量的说法中，正确的是（ ）‎ 图1‎ A.穿过一个面的磁通量等于磁感强度和该面面积的乘积 B.在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 C.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数 D.地磁场穿过地球表面的磁通量为零。‎ ‎22.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分量为B=0.5×10－4T，水流是南北流向，如图1所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两电极相距L=‎20m，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV，则海水的流速大小为（ ）‎ ‎ A‎.10m/s B.‎0.2m/s C‎.5m/s D‎.2m/s ‎23.指南针静止时，其N极指向如图2中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（ ）‎ 西 南　Ｓ 北　Ｎ 东 图2‎ A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流 C.导线东西放置，通有向西的电流 D.导线东西放置，通有向东的电流 ‎24.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30º，问当他发现小磁针偏转了60º，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）：（ ）‎ A.2I B.3I C.I D.无法确定 ‎25.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转１８０º，由此可以断定，这里电缆中电流的方向为（　　　）‎ A.可能是向北　 Ｂ.可能是竖直向下 C.可能是向南　 Ｄ.可能是竖直向上 ‎26.在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ）‎ A.平行于南北方向，位于小磁针上方 　　B.平行于东西方向，位于小磁针上方 C.平行于东南方向，位于小磁针下方 　　D.平行于西南方向，位于小磁针下方 图3‎ ‎27.如.图3为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势力U2。（ ）‎ ‎　A.若飞机从西往东飞，U1比U2高 B.若飞机从东往西飞，U2比U1高 C.若飞机从南往北飞，U1比U2高 D.若飞机从北往南飞，U2比U1高 B 图4‎ ‎28.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图4所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）‎ A.ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势 ‎ B.ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势 C.ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势 ‎ D.ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势 ‎29.假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向（ ）‎ A.由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定 B.根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N极指向地球北极附近 C.根据“小磁针N极受力方向沿该处磁场方向”可判定N极指向地球南极附近 D.地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用 ‎30.磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子几乎都会呈现出磁性。地球就是一个巨大的磁体，其表面附近的磁感应强度约为3×10-5 ~5×10-5T，甚至一些生物体内也会含着微量强磁性物质如Fe3O4。研究表明：鸽子正是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助辨别方向的。如果在鸽子的身上缚一块永磁体材料，且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则（ ）‎ A.鸽子仍能辨别方向 B.鸽子更容易辨别方向 C.鸽子会迷失方向 D.不能确定鸽子是否会迷失方向 ‎31.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时（ ）‎ A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流；‎ B.如果卫星的运行轨道经过泰国曼谷和日本东京的上空，则它的表面不会产生感应电流；‎ C.如果卫星在地球同步轨道上运行，它的表面不会产生感应电流；‎ D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减小，轨道半径减小，运行速率减小。‎ 图5‎ ‎32.从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图5所示，那么（ ）‎ A.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱 C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强 D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转 ‎33、如图10-1所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做( )‎ A．加速直线运动     B．匀速直线运动 ‎ C．匀速圆周运动      D．简谐运动 图1-1‎ ‎34、一束混合的离子束，先径直穿过正交匀强电、磁场，‎ 再进入一个磁场区域后分裂成几束，如图1-1所示，若 粒子的重力不计，这分裂是因为（ ）‎ ‎ A．带电性质不同，有正离又有负离子 ‎ B．速度不同 ‎ C．质量和电量的比值不同 D．以上答案均不正确 ‎35、下列关于磁感应强度的说法中，正确的是（ ）‎ ‎ A．一小段通电直导线放在磁场中某点不受磁场力作用，则该点磁感应强度一定为零 ‎ B．一小段通电直导线放在磁场中某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度可能不为零 ‎ C．一小段通电直导线放在磁感应强度为零的地方，受到的磁场力可能不为零 ‎ D．一小段通电直导线放在磁场中受到的安培力为F，通电电流为I，导线长为△L，‎ 则磁感应强度B的大小等于F/（I△L）‎ ‎36、如图所示，连接平行板金属板的导线的一部分CD与另一连接电池的回路的一部分EF平行，CD、EF均在纸面内，金属板与纸面垂直，板间有垂直于于纸面向里的磁场。当一束等离子体射入两金属板中间时，关于CD段导线将受到 力的作用，下列说法正确的是（ ）‎ A．等离子体从右方射入，CD受力的方向背离EF B．等离子体从右方射入，CD受力的方向指向EF C．等离子体从左方射入，CD受力的方向背离EF D．等离子体从左方射入，CD受力的方向指向EF ‎37．一线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位 置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知 线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（ ）‎ ‎ A．位置Ⅰ逆时针方向，位置Ⅱ逆时针方向 B．位置Ⅰ逆时针方向，位置Ⅱ顺时针方向 ‎ C．位置Ⅰ顺时针方向，位置Ⅱ顺时针方向 D．位置Ⅰ顺时针方向，位置Ⅱ逆时针方向 ‎38．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实 验，他设想，如果只有N极的磁单极子从上到下穿过图示的超导线 圈，如图所示。那么，从上向下看，超导线圈上将出现（ ）‎ ‎ A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 ‎ B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 ‎ C．顺时针方向的持续流动的感应电流 ‎ D．逆时针方向的待续流动的感应电流 ‎39、边长为L的正方形线框，电阻为R，以恒定的速度v沿x轴运动，并穿过如图甲所示的匀强磁场区域，若设沿x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置时作为零时刻，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为乙图中的（ ）‎ ‎ ‎ ‎40、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)，为了简化，假设流量计是如图‎5-6-4‎所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端图‎5-6-4‎ 连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ．不计电流计的内阻，则可求得流量为（ ）‎ A. B. ‎ C. D.‎ 图‎5-6-6‎ ‎41．一回旋加速器当外加磁场一定时，可把α粒子加速到v，它能把质子加速到速度为（ ）‎ A．v B．2v C．0.5v D．4v ‎42．如图所示为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ‎ A．向上 B．向下 C．向左 D．向右　‎ 图‎5-6-8‎ ‎43、如图所示为电视机显像管及其偏转线圈(L)的示意图，如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的（ ） ‎ A．电子枪发射能力减弱，电子数减少 B．加速电场的电压过高，电子速率偏大 C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少 D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱 ‎44、下列说法中正确的是( )‎ A．电荷处在电场强度为零的地方,受到的电场力一定为零.‎ B．一小段通电导线放在磁场强度为零的地方,受到的磁场力一定为零.‎ C．电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度为零.‎ D．一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感强度一定为零.‎ E．表征电场中某点的强度,是把一个检验电荷放到该点时受到的电场力与检验电荷本身电量的比值.‎ Ⅱ Ⅰ F．表征磁场中某点强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值.‎ ‎45、条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环 中心，如图，若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大变为Ⅱ，那么圆环内磁通量变化的情况是( )‎ A.磁通量增大 B.磁通量减小 C.磁通量不变 D.条件不足，无法确定 ‎ I υ0‎ 左 右 ‎46、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )‎ A．竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点向东偏转 C．相对于预定地点稍向西偏转 D.相对于预定地点，稍向北偏转 ‎47、初速为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出， 直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )‎ A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 ‎48．一段通电直导线平行于磁场方向放入磁场中，如图，以左端点为轴在竖直平面内转过900的过程中，导线受到的安培力将( )‎ A大小不变，方向也不变 B由零逐渐增大，方向随时改变 C由零逐渐增大，方向不变 D由最大逐渐减小到零，方向不变 ‎49．将电视机的插头接在交流电路中，通电后与插头相连的两导线之间的电磁相互作用力是( )‎ A始终相吸 B始终相斥 ‎ a b c d C时而相吸，时而相斥 D无法确定 ‎50．如图，在电磁铁上方放一可自由移动的闭合线圈abcd，线圈平面与电磁铁处于同一竖直平面内，当通入如图所示的电流时，线圈的运动情况是( ) ‎ A ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向下运动 ‎ B ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时向上运动 C ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向下运动 D ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时向上运动 ‎51．一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁场中，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，则它们在磁场中( )‎ A运动的时间相等 B加速度的大小相等 C动量的大小相等 D动能的大小相等 ‎52．如图，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L，质量为m，通过电流为I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为( )‎ α m A B=mgsinα/IL，方向垂直斜面向下 B B=mgsinα/IL，方向垂直水平面向上 C B=mgtanα/IL，方向竖直向下 D B=mgsinα/IL，方向水平向右 a b P ‎-‎ ‎+‎ ‎53‎ ‎．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中( )‎ A带电小球的动能将会增大 ‎ B 带电小球的电势能将会增大 C带电小球所受洛伦兹力将会减小 ‎ D带电小球所受电场力将会增大 B O A α ‎54．如图,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )‎ A小球的动能相同 B丝线所受的拉力相同 ‎ C小球所受的洛伦兹力相同 D小球的向心加速度不相同 N B F b f a G ‎55．如图，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（ ）‎ A a、b一起运动的加速度减小 ‎ ‎ B a、b一起运动的加速度增大 C a、b物块间的摩擦力减小 ‎ D a、b物块间的摩擦力增大 ‎56、如图，MN为正对的两个平行板，可以吸附打到板上的电子，两板间距离为d，板长为7d。在两个平行板间只有方向垂直于纸面向里的匀强磁场。若有电量为e的电子流，从左侧不同位置进入两板间的虚线框区域，已知电子的动量大小为p，方向平行于板。为了使进入两板间的电子都能打到两板上，被两板吸收，磁场的磁感应强度大小取值可能是下述四个值中的（ ）‎ ‎ ①B＝ ②B＝ ③B＝ ④B＝‎ ‎ A．①③ B．①④ C．②③ D．②④‎ ‎57、如图，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．甲带的电量一定比乙带的多 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 ‎58、如图，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下，则下列说法中正确的是（ ） ‎ ‎ （A）滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大 ‎ ‎ （B）滑块从M点到最低点所用的时间比磁场不存在时短 ‎ ‎ （C）滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时相等 ‎ ‎ （D）滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等 ‎59、超导是当今高科技的热点，当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流 ，对磁体有排斥作用。这种排斥作用可使磁体悬浮空中，磁悬浮列车采用了这种技术。 ‎(1)超导体产生的强大电流，是由于( ) A.超导体中磁通量很大；B.超导体中磁通量变化率很大； C.超导体电阻极小 D.超导体电阻极大 ‎(2)磁体悬浮的原理是( ) A.超导体电流的磁场方向与磁体相同；B.超导体电流的磁场方向与磁体相反； C.超导体使磁体处于失重状态； D.超导体产生的磁力与磁体重力平衡 ‎60.某地地磁场磁感应强度大小为B＝1.6×10-4特，与水平方向夹角53°，其在水平面内S＝‎1.5米2的面积内地磁场的磁通量为( ) A.1.44‎‎×10-4韦伯 B.1.92×10-4韦伯C.1.92×10-5韦伯 D.1.44×10-5韦伯 ‎61.下列说法正确的是( ) A.除永久磁铁以外，一切磁场都是由运动电荷产生的；B.一切磁现象都起源于运动电荷；C.一切磁作用都是运动电荷通过磁场发生的； D.有磁必有电，有电必有磁。 ‎62.关于磁感强度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，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致； C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零； D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。 ‎63.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量a和b大小关系为( ) A. a＞b B. a＜b C. a＝b D.无法比较 ‎64.在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金属环，下部是分开的铜片和锌片，一开始金属环如图所示放置，松开浮子后，则( ) A.浮子一直保持静止不动 B.浮子将不停地转动 C.浮子将转过90°后再保持静止 D.浮子将转过180°后再保持静止 ‎65.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( ) A.N减小，f＝0 B.N减小，f≠0 C.N增大，f＝0 D.N增大，f≠0 ‎66.如图所示，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里，通电导线AC由位置(1) 绕固定轴A在纸面内转到位置(2)，在这两个位置上AC受安培力大小用F表示，安培力F的力矩用M表示，则( ) A.F变大，M变大 B.F变小，M变小 C.F不变，M不变 D.F不变，M变小 ‎67.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由移动，若线圈内通以大小不等的同向电流，则它们运动的情况是( ) A.都绕圆柱转动 B.以不等的加速度相向运动 C.以相等的加速度相向运动 D.以相等的加速度相背运动 ‎68.如图，接通电键K的瞬间，用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线AB将( )A.A端向上，B端向下，悬线张力不变 B.A端向下，B端向上，悬线张力不变 C.A端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小 D.A端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大 ‎69.如图，矩形通电线圈全都置于匀强磁场(图中磁场未画出)中，磁场方向垂直线圈平面，将线圈由静止释放，线圈将(不计线圈的质量)（ ）‎ A.只能发生平动 B.只能发生转动 C.既能发生平动又能发生转动D.绝不会发生平动，也不会发生转动70.如图为电视机显像管的偏转线圈的示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内垂直指向纸外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应( ) A.向左偏转 B.向上偏转 C.向下偏转 D.不偏转 ‎71.如图，让闭合线圈abcd从高h处下落后，进入匀强磁场中，在bc边开始进入磁场，到ad边刚进入磁场的这一段时间内，表示线圈运动的v－t图像可能是下图中的哪几个?( ) ‎72.如图，有a、b、c、d四个带等量的同种电荷，质量满足ma＝mb＜mc＝md的离子，以不等的速度va＜vb＝vc＜vd进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B2‎ 磁场，由此可判定( ) A.射向P1的是a离子 B.射向P2的是b离子 C.射到A1的是c离子 D.射到A2的是d离子 ‎73.一电子在匀强磁场中以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰好是磁场力的3倍。电子电量为e，质量为m，磁感强度为B，那么电子运动的角速度可能为( ) A.4Be/m B.3Be/m C.2Be/m D.Be/m ‎74、（1993高考）两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中。设r1、r2为这两个电子的运动道半径，T1、T2是它们的运动周期，则　(　　　) 　　(A)r1=r2，T1≠T2    　　　　　　　　　(B)r1≠r2，T1≠T2 　 (C)r1=r2，T1=T2     　　　　　　　　　(D)r1≠r2，T1=T2‎ ‎75、（1995高考）两个粒子,带电量相等,在同一匀强磁场中只受磁场力而作匀速圆周运动. 　　A.若速率相等,则半径必相等;　　　　　　　　 B.若质量相等,则周期必相等; 　 C.若动量大小相等,则半径必相等;　　　　　　 D.若动能相等,则周期必相等.‎ ‎76、（1994高考）质子和α粒子在同一匀强磁场中作半径相同的圆周运动。由此可知质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1:E2等于( )。 　　(A)4:1　　　　　　　(B)1:1　　　　　　　　(C)1:2　　　　　　(D)2:1 77、（05福建）如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。哪个图是正确的？（ ）‎ ‎1、如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感强度为B。已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周运动的半径R＝___________‎ ‎1题图 2题图 3题图 6题图 ‎2.如图所示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入，已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(不计重力)。今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上。当粒子落到极板上时动能为____________________。 ‎3.如图所示为电磁流量计示意图。直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有可以导电的液体流动，磁感强度为B的匀强磁场垂直液体流动的方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中液体的流量Q＝___________m3/S ‎4.质子和α粒子在同一匀强磁场中作匀速圆周运动的半径相同，则质子和α粒子的动量之比为___________，加速度之比为_________，周期之比为__________。 ‎5.1997年来，国外某大学做了一个实验：有一个圆筒形超导磁体，其中心部位有一个直径为‎5cm的空洞，把水放入空洞中，然后让磁体产生21T的磁场，结果发现水在空中悬浮了起来。请用已学过的化学知识，对产生该现象的原因进行解释： ________________。‎ ‎6.如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边长度分别为‎3L、‎4L 、‎5L， 电 ‎ 阻丝L长度的电阻为r。框架与一电动势为ε，内阻为r的电源相连通，垂直于框架平面有磁感强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为__ ___，方向是_______。 ‎ ‎7.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的 ‎ 一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方 ‎ 形线框，正方形线框每边长度均为l，匀强磁场的方向垂直桌面向下。 ‎ 当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f， ‎ 则此时磁感强度的大小为_________(不计电流产生的磁场)‎ 图‎5-6-7‎ ‎1．如图‎5-6-7‎所示，为显象管电子偏转示意图，电子质量为m，电量为e,进入磁感应强度为B的匀强磁场中，该磁场被束缚在直径为l的圆形区域，电子初速度v0的方向过圆形磁场的轴心O,轴心到光屏距离为L(即OP0＝L)。设某一时刻电子束打到光屏上的P点，求PP0之间的距离。 ‎ a b 液体 图‎5-6-9‎ ‎2．如图‎5-6-9‎所示为一个电磁流量计的示意图，截面为正方形的磁性管，其边长为d ‎，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B。现测得液体a、b两点间的电势差为U,求管内导电液体单位时间的流量Q。‎ 图‎5-6-10‎ ‎3．如图‎5-6-10‎所示的装置是一个高真空玻璃管，管中封有若干个金属电池，电极C是阴极，电子由此射出，电极A是阳极，保持在一高的正电位上，大多数电子都打到电极A，但是电极A中有一小孔，可以使一部分电子通过，这些穿过小孔的电子又被另一电极Aˊ所限制，Aˊ上有另一小孔，所以只有一细束的电子可以通过P与Pˊ两极板间的区域，电子通过这两极板区域后打到管的末端，使末端S处的荧光物质发光。水平放置的偏转板相距为d，长度为L，它的右端与荧光右端的距离为D。（1）当偏转板上不加电场和磁场时，电子水平打到荧光屏的O点；（2）当两偏转极板只加一匀强电场（场强为E）时，在荧光屏上S点出现一亮点，测出OS=H；（3）当偏转板中又加一垂直纸面向里的匀强磁场（磁感应强度为B）时发现电子又打到荧光屏的O点。若不考虑电子的重力，且荧光屏球面的曲率半径很大，可以近似视为平面。试根据上述测量数据求出电子的荷质比e/m。 ‎ ‎ ‎ B I d h 图‎5-6-11‎ ‎4．如图‎5-6-11‎所示，厚度为h宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电热差U、电流I和磁感应强度B的关系 式中的比例系数K称为霍尔系数。‎ 霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两面之间就会形成稳定的电势差。‎ 设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e。回答下列问题：‎ ‎（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势（填高于、低于或等于） ‎ ‎（2）电子所受的洛仑兹力的大小为______。‎ ‎（3）当导体板上下两面之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_____。‎ ‎（4）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。 ‎ 图‎5-6-12‎ ‎5．在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时，由于不允许传动机械部分与这些流体相接触，常使用一种电磁泵．图‎5-6-12‎表示这种电磁泵的结构．将导管置于磁场中，当电流I穿过导电液体时，这种导电液体即被驱动．若导管的内截面积为a×h，磁场区域的宽度为L，磁感强度为B，液态金属穿过磁场区域的电流为I，请分析电磁泵工作的原理并求驱动所产生的压强差是多大？ ‎ ‎ ‎ 图‎5-6-13‎ ‎6．目前,世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图‎5-6-13‎所示,表示出了它的发电原理:将一束等离子体(即高温下申离的气体,含有大量的带正电和带负电的微粒,而从整体上呈中性),喷射入磁场,在场中有两块金属极板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,如果射入磁场的离子体的速度为v,金属平板的面积为S,极间距离为d,匀强磁场磁感强度为B,方向与v垂直,可调节的电阻R接在两极之间,设电离气体充满两极间的空间,其电阻率为ρ.‎ 求（1）通过电阻R的电流的大小和方向. ‎ ‎（2）两板间的电压.‎ ‎（3）两极间的电场强度为最大的条件,以及最大电场强度值. ‎ ‎（4）磁流体发电是一项新兴技术，有兴趣的同学可以找来有关的报纸、杂志看看。‎ 图‎5-6-14‎ ‎7．如图‎5-6-14‎所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图．一边长为 、截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为 的小喷口，喷口离地的高度为 ．管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒 、 ，其中棒 的两端与一电压表相连，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中．当棒 中通有垂直纸面向里的恒定电流 时，活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为 ．若液体的密度为 ，不计所有阻力，求：‎ ‎（1）活塞移动的速度； ‎ ‎（2）该装置的功率； ‎ ‎（3）磁感强度 的大小； ‎ ‎（4）若在实际使用中发现电压表的读数变小，试分析其可能的原因．‎ 图5‎ P1‎ P2‎ 图‎5-6-15‎ ‎8．如图‎5-6-15‎所示为贝恩布里奇（Bainbridge）设计的用来测量同素荷质比的仪器。有一束速度相同的同位素离子速（有两种离子）以相同的速度通过狭缝S1、S2，向下运动到两极板P1、P2之间，在这两极板之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 B，同时加一水平向右的匀强电场，电场强度为E，调节E、B，使离子沿着直线通过狭缝S3，然后进入半圆形的匀强磁场区域，此区域的磁感应强度为Bˊ，最后离子在此匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个圆周打到照相底片上D1、D2两点，测量出S3D1=L1，S3D2=L2。试求这两种离子的荷质比。 ‎ 图‎5-6-16‎ ‎9．图‎5-6-16‎是一种获得高能带电粒子的加速器的示意图．在真空环形区域内存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小可以调节的均匀磁场．被加速的带电粒子质量为ｍ，电荷量为+q，它在环形磁场中做半径为R的匀速圆周运动．环形管道中的平行加速电极板A和B的中心均有小孔让带电粒子通过．开始时A、B的电势均为零，每当带电粒子穿过A板中心小孔时，A板的电势立即升高到U（B板电势始终为零），粒子被电压为U的电场加速后从B板中心小孔穿出时，A板电势降为零；带电粒子在磁场力作用下沿半径为R的圆形轨道运动，再次穿过A板中心小孔时，A板电势又升高到U，粒子再次被加速；动能不断增加，但做圆周运动的轨道半径不变．‎ ‎（1）设带电粒子从A板小孔处由静止开始被电场加速，A板电势升高到U时开始计时；求粒子沿环形通道绕行n圈，回到A板中心小孔时，其动能多大？ ‎ ‎（2）为了保证带电粒子在环形磁场中能沿半径为R的圆轨道做匀速圆周运动，磁场的磁感应强度必须周期性地递增；求粒子绕行第n圈时，磁感应强度多大？ ‎ ‎（3）带电粒子沿环形通道绕行n圈回到A板中心小孔处，共用多少时间？ ‎ ‎10．磁流体发电是一种新型发电方式，图‎5-6-17‎中的图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为、、，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差维持恒定，求：‎ ‎（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大； ‎ ‎（2）磁流体发电机的电动势E的大小； ‎ ‎（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。‎ 图‎5-6-17‎ 图7‎ 图‎5-6-18‎ ‎11．核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图‎5-6-18‎所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=‎0.5m，外半径R2=‎1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×‎107C/㎏，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。‎ 求：（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度。‎ ‎（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。‎ 图‎5-6-19‎ ‎12．正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图‎5-6-19‎甲所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率ｖ，它们沿着管道向相反的方向运动．在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的Ａ１、Ａ２、Ａ３……Ａｎ共有ｎ个，均匀分布在整个圆环上，每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为ｄ，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度．经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一条直径的两端，如图乙所示．这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备．‎ ‎（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的； （2）已知正、负电子的质量都是ｍ，所带电荷都是元电荷ｅ，重力可不计，求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度Ｂ的大小． ‎ a c b d O ‎+q S 图‎5-6-20‎ ‎13．如图‎5-6-20‎，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B，在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中。） ‎ B E ‎14、如图所示，竖直绝缘杆处于彼此垂直，大小分别为E和B的匀强电磁场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向外，一个质量为m，带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑，且与杆的动摩擦因数为μ，问：‎ ‎⑴小球速度多大时，小球加速度最大？是多少？‎ ‎⑵小球下滑的最大速度是多少？‎ b a c d E e v0‎ ‎15、如图，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为E，一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰好从e处的小孔射出。现撤去电场，在盒子中加一方向垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出），粒子仍恰好 从e孔射出。（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略）‎ ‎⑴所加的磁场方向如何？‎ ‎⑵电场强度E与磁感应强度B的比值多大？‎ ‎16、如下左图所示，空间存在着以x=0平面为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感应强度分别为B1和B2，且B1∶B2=4∶3。方向如图，现在原点O处有一静止的中性粒子，突然分裂成两个带电粒子a和b，已知a带正电荷，分裂时初速度方向沿x轴正方向。若a粒子在第4次经过y轴时，恰与b粒子相遇。（1）在右图中，画出a粒子的运动轨迹及用字母c标出a、b两粒子相遇的位置（2）a粒子和b粒子的质量比ma∶mb为多少。‎ ‎17、如图所示，在底边长为 L，顶角为120°的等腰三角形 a、b、c 所围区域内有磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外的匀强磁场．某时刻静止于 b 点处的原子核 X 发生了 a 衰变，衰变后的 a 粒子沿ba的方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由 c 点射出且与 ca 边相切。已知 a 粒子的质量为 m，电量为 2e，剩余核的质量为 M，若衰变过程中释放的核能全部转化为动能，求：‎ ‎（1）衰变后的 a 粒子的速度大小；‎ ‎（2）衰变过程中释放的核能。‎ ‎18、如图所示，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。一个质量为m=‎1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行‎0.8m到N点时就离开壁做曲线运动。当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，设P与M的高度差H为‎1.6m。求：‎ ‎（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功。‎ ‎ （2）P与M的水平距离s是多少？‎ ‎19、如图9所示，坐标系xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小为B，在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场．一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a，0)点(a>0)，沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动，进入x>0区域，求：‎ ‎(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由；‎ ‎(2)油滴在M点运动速度的大小；‎ ‎(3)油滴进入x>O区域，若能到达x轴上的N点(在图9中未标出)，油滴在N点时速度大小是多少?‎ ‎20、如图所示，两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN，竖直置于区域足够大的水平方向匀强磁场中，两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。已知P、Q和M、N板间距都是d，板间电压都是U，极板长度均为l。今有一电子从极板边缘的O点以速度v0沿P、Q两板间的中心线进入并匀速直线运动穿过电容器，此后经过磁场偏转又沿竖直方向进入并匀速直线运动穿过电容器M、N板间，穿过M、N板间电场后，再经过磁场偏转又通过O点沿竖直方向进入电容器P、Q极板间，循环往复。已知电子质量为m，电量为e，重力不计。‎ ‎（1）Q板和M板间的距离x满足什么条件时，能够达到题述过程的要求？‎ ‎（2）电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间？‎ ‎21、如图，由电容器和磁场组成一射线管，电容器极板长L1=‎5cm, 两板间距d=‎5cm，两端加电压U=10V，电容器右侧有一宽度为L2=‎5cm弱磁场区域，其磁感强度B=10-5T，方向竖直向下，在磁场边界的右边s=‎10m处，放置一个标有坐标的屏，现有初速v0=‎107m/s的负离子束从电容器中心水平向右入射（荷质比）．若不加电压和磁场时，离子束恰打在坐标的原点上，那么加上电压后离子束应打在坐标纸上的哪个位置？（结果精确到‎0.1cm）‎ ‎22.某地地磁场的磁感应强度大小为B＝1.6×10-4特，与水平方向夹角53°。求在水平面内S＝‎1.5米2的面积内地磁场的磁通量。 ‎23.如图所示为电流表的构造，图甲为蹄形磁铁与铁心间磁场的示意图，图乙中abc d表示的是电流计中的通电线圈。ab=cd=‎1cm，ad=bc=‎0.9cm，共有50匝，线圈两边所在位置 的磁感应强度为0.5特，已知线圈每转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10- 8N·M。 ‎(1)当线圈中电流为0.6毫安时，指针将转过多少度? ‎(2)如果指针的最大偏转角为90°，则这只电流计量程是多少? ‎(3)当指针偏转角为40°角时，通入线圈的电流多大? 甲 乙 ‎24.如上图，从阴极K发射的热电子，通过加速电压后，垂直射入宽为L＝30厘米的匀 强 磁场中。已知加速电压为U＝1.25×104V，磁感应强度B＝5×10-4T，求：(1)电子 在磁场中的加速度大小? ‎(2)电子离开磁场时，偏离原方向的距离d及偏转角α各是多少? ‎(3)若想使偏转角α＝π，则加速电场U＝? ‎25.如图所示，静止在负极极板附近的带负电的微粒m1在MN间突然加上电场时开始运动，水平匀速地击中速度为零的中性微粒m2后粘合在一起恰好沿一段圆弧运动落在N极板上 ，若m1=9.995×10‎-7kg，带电量q=10‎-8c，电场强度E=103v/m，磁感强度B =0.5T ‎，求m1击中m2时的高度，m1击中m2前瞬时速度，m2的质量及m1和m2粘合体做圆弧运动的半径。 参考答案（仅供参考）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ C D D AD B C C D A A ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ ‎20‎ C C D A B B A A A D ‎21‎ ‎22‎ ‎23‎ ‎24‎ ‎25‎ ‎26‎ ‎27‎ ‎28‎ ‎29‎ ‎30‎ CD B B B D A AC A C C ‎31‎ ‎32‎ ‎33‎ ‎34‎ ‎35‎ ‎36‎ ‎37‎ ‎38‎ ‎39‎ ‎40‎ AC C B C B AD B D B B ‎41‎ ‎42‎ ‎43‎ ‎44‎ ‎45‎ ‎46‎ ‎47‎ ‎48‎ ‎49‎ ‎50‎ B C BCD ABCE B B A B B C ‎51‎ ‎52‎ ‎53‎ ‎54‎ ‎55‎ ‎56‎ ‎57‎ ‎58‎ ‎59‎ ‎60‎ D AC AB A AC A BC CD C（BD）‎ B ‎61‎ ‎62‎ ‎63‎ ‎64‎ ‎65‎ ‎66‎ ‎67‎ ‎68‎ ‎69‎ ‎70‎ BC D A A C C C D D C ‎71‎ ‎72‎ ‎73‎ ‎74‎ ‎75‎ ‎76‎ ‎77‎ ‎78‎ ‎79‎ ‎80‎ ABD A AC D BC B A ‎1、E/B 2.(mv2-qdvB) 3.πdU/4B 4.1∶2，4∶1，1∶2‎ ‎5.由于水分子具有极性，高强度的外磁场引起水分子排列取向一致，导致整个水体具有极性。 ‎6. 在框架平面内垂直于ac斜向上 7.f/Il ‎1． 2．Q= 3．e/m=HE/[B‎2L（D+L/2）] 4．(1)低于 (2)eVB (3)Be/h (或eVB) 5．BI/a 6、（１）B到R到A Bdvs/（Rs+ρd）(2) BdvsR/（Rs+ρd）‎ ‎ (3)外电路断开电场强度最大Emax=BV ‎7．(1) (2) ‎ ‎(3) ‎ ‎(4)喷口液体的流量减少，活塞移运速度减小，或磁场变小等会引起电压表读数变小．‎ ‎8．（q/m）1=2E/BˊBL1， （q/m）2=2E/BˊBL2。 9．(1)nqU (2) ‎ ‎(3) ‎ ‎10.（！） (2) (3) ‎ ‎11.（1） (2) ‎ ‎12.(1)正电子逆时针 负电子顺时针 （2）　　　13.‎ ‎14、（1）amax=g （2）vmax=(mg+μqE)/Bq 15、（1）向纸里 （2）E/B=5v0‎ ‎16、（1）略 （2） 17、（1） （2）‎ ‎18、（1）6×10-3J （2）s=‎0.6m 19、（1）带正电 （2） ‎ ‎（3） 20、（1） （2） 21、（‎2.5cm，‎5cm） 22、1.92×10-4wb ‎23、(1)M1＝NBI1S=1.35×10-6N·M θ1＝54°(2)Imax=Mmax/NBS=1×10-3(A)=1.0(mA) ‎(3)I2=M2/NBS=0.44×10-3(A)=0.44(mA) 24、（1）5.8×‎1015m/s2 （2）arcsin ‎ ‎（3）1.98v 25、r≈‎‎200m ‎14、⑴当Bqv＜qE时，压力FN水平向左，小球下滑加速度 ‎ a=(mg-μFN)/m=g-μ(qE-Bqv)/m 由上式可知a随v增加而增加,即小球做加速度增大的加速运动 当Bqv0=qE时，压力FN=0,此时v0=E/B,加速度达最大值amax=g ‎⑵当Bqv＞qE时，压力FN水平向右，小球下滑加速度 ‎ a’=(mg-μFN)/m=g-μ(Bqv-qE)/m 由上式可知a’随v增加而变小,即小球做加速度减小的加速运动 ‎ 当a’=0时,速度达最大值 ‎ mg=μ(Bqvmax-qE)‎ ‎∴vmax=(mg+μqE)/Bq ‎15、⑴由于在电场作用下从e孔射出，则该带电粒子应带负电，而只有磁场时粒子要仍从e孔射出，由左手定则可判断出该磁场方向应向纸里。‎ a b c d r L/2‎ ‎⑵在只有电场时，沿初速度方向匀速，故t=L/2v0（L为正方形边长）‎ 沿电场方向：L=‎ 由以上两式解得：E=‎ 在只有磁场时，其运动轨迹如图，设其轨道半径r，则 r2=（）2+（L-r）2‎ 解得r=‎5L/8 而r=mv0/qB 得：B=8mv0/5Ql 即E/B=5v0‎ ‎16、（1）a粒子轨迹如图 ‎（2）设两粒子电量分别为qa、qb，速度大小分别为va、vb分裂时动量守恒mava=mbvb=p ①‎ 电荷守恒qa-qb=q ②‎ ‎ ⑤‎ 两粒子相遇时在图中C点，粒子从分裂到相遇所用时间为ta、tb，且ta=tb ⑥‎ 由⑥、⑦、⑧式得 ‎17、（1）设 X 核衰变时放出的 a 粒子的速度为 v0，在磁场中做圆周运动的半径为 R，则由右图可知 ‎ ‎ ‎ 又 ‎ 所以 ‎ ‎（2）设剩余核获得的速度大小为 v，因衰变过程中动量守恒，故有 ‎0＝mv0－Mv ‎ 所以 ‎ 衰变过程中获得的核能为 ‎ ‎ 解得 ‎ ‎18、（1）在N点：qV1B-Eq=0　　　　　　‎ 得V1=E/B=‎2m/s　　　　‎ 从M到N：mgh+Wf=-0 ‎ 得：Wf=-6×10-3J　　‎ ‎（2）在P点：qV2Bcos450-Eq=0 　　‎ 得V2=‎2m/s　　　　　‎ 并有 Eq=mg　　　　　　　‎ 从M到P：mgH+Wf-Eqs=-0 　　‎ ‎ 得s=‎0.6m　　　　　　　　‎ ‎19、（1）由于油滴做直线运动，且油滴受重力、电场力为恒力，所以洛仑兹力大小方向也是不变的，如图2所示．由于油滴所受洛仑兹力大小方向不变，所以其速度v大小方向不变，应做匀速直线运动；由洛仑兹力的方向可判断该油滴带正电．‎ ‎（2）由平衡条件：‎ qvBcosα＝mg qE＝mgtanα ‎（3）M→N，油滴受qE＝mgtanα做负功，重力功为零，洛仑兹力不做功．‎ 根据动能定理，有：‎ ‎20、（1）因在电容器的极板间洛仑兹力与电场力大小相等，因此有：电子射出电容器后在磁场中做匀速圆周运动，设圆周半径为R，根据洛仑兹力公式和向心力公式有 要使电子能进入M、N板间，则应满足 解得 ‎（2）电子通过一个电容器的时间 设电子在磁场中做圆周运动的周期为T，则有 电子在磁场中运动半个圆周的时间 电子第一次返回到O点的时间 ‎ ‎21、通过电场时，粒子受力：‎ ‎ 加速度：‎ 穿出电场的时间：‎ 竖直方向速度：v1=a1t1=5×‎104m/s 又由于d=‎5cm<

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