單元檢測(cè)八磁場(chǎng)考生注意：1、本試卷共4頁、2、答卷前,考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)填寫在相應(yīng)位置上、3、本次考試時(shí)間90分鐘,滿分100分、4、請(qǐng)?jiān)诿芊饩€內(nèi)作答,保持試卷清潔完整、一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共計(jì)24分、每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1、關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法中正確的是()A、由真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝keq\f(Q,r2)可知,當(dāng)r趨近于零時(shí),其電場(chǎng)強(qiáng)度趨近于無限大B、電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)適用于任何電場(chǎng)C、由安培力公式F＝BIl可知,一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力,說明此處一定無磁場(chǎng)D、一帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定垂直于洛倫茲力的方向和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向2、如圖所示,表示磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用,其中不正確的是()3、(2023·泰州中學(xué)第二次調(diào)研)一條形磁鐵靜止在斜面上,固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流,如圖1所示,若將磁鐵的N極位置與S極位置對(duì)調(diào)后,仍放在斜面上原來的位置,則磁鐵對(duì)斜面的壓力F和摩擦力Ff的變化情況分別是()圖1A、F與Ff都增大B、F減小,Ff增大C、F增大,Ff減小D、F與Ff都減小4、(2023·如皋市質(zhì)量檢測(cè))如圖2所示,在x>0,y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于xOy平面向里,大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從x軸上某點(diǎn)P沿著與x軸成30°角的方向射入磁場(chǎng)、不計(jì)重力的影響,則下列有關(guān)說法正確的是()圖2A、只要粒子的速率合適,粒子就可能通過原點(diǎn)B、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定為eq\f(5πm,3qB)C、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為eq\f(πm,qB)D、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為eq\f(πm,6qB)5.(2023·泰州中學(xué)模擬)如圖3所示,從S處發(fā)出的電子(重力不計(jì))經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)、設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域通過,只采取下列措施,其中可行的是()圖3A、適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度EB、適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC、適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離D、適當(dāng)減小加速電壓U6、(2023·鹽城中學(xué)階段性測(cè)試)速度相同的一束粒子(不計(jì)重力)由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖4所示,則下列相關(guān)說法中正確的是()圖4A、該束粒子帶負(fù)電B、速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C、能通過狹縫S0的粒子的速度等于eq\f(E,B1)D、粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0,則粒子的比荷越小7、(2023·高郵市段考)為監(jiān)測(cè)某化工廠的含有離子的污水排放情況,技術(shù)人員在排污管中安裝了監(jiān)測(cè)裝置,該裝置的核心部分是一個(gè)用絕緣材料制成的空腔,其寬和高分別為b和c,左、右兩端開口與排污管相連,如圖5所示、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),在空腔前、后兩個(gè)側(cè)面上各有長為a的相互平行且正對(duì)的電極M和N,M、N與內(nèi)阻為R的電流表相連、污水從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),電流表將顯示出污水排放情況、下列說法中錯(cuò)誤的是()圖5A、M板比N板電勢(shì)低B、污水中離子濃度越高,則電流表的示數(shù)越小C、污水流量越大,則電流表的示數(shù)越大D、若只增大所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,則電流表的示數(shù)也增大8、如圖6所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并分別與高頻電源相連、現(xiàn)分別加速氘核(21H)和氦核(42He)、下列說法中正確的是()圖6A、它們的最大速度相等B、它們的最大動(dòng)能相同C、兩次所接高頻電源的頻率不相同D、僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共計(jì)16分、每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意、全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,錯(cuò)選或不答的得0分)9、(2023·儀征中學(xué)學(xué)情檢測(cè))如圖7所示,質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN電阻為R,初始時(shí)靜止于電阻不計(jì)、間距為L的光滑的水平金屬軌道上,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向與軌道平面成θ角斜向上方,開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng),則()圖7A、導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B、開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BEL,R)C、開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為eq\f(BELsinθ,R)D、開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為eq\f(BELsinθ,mR)10、(2023·蘇州市調(diào)研)如圖8所示,在光滑絕緣的水平面上疊放著兩個(gè)物塊A和B,A帶負(fù)電、質(zhì)量為m、電荷量為q,B不帶電、質(zhì)量為2m,A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.初始時(shí)A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將大小為F＝mg的水平恒力作用在B上,g為重力加速度、A、B處于水平向里的磁場(chǎng)之中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.若A、B間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊B足夠長,則下列說法正確的是()圖8A、水平力作用瞬間,A的加速度大小為eq\f(g,2)B、A做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為eq\f(m,qB0)C、A的最大速度為eq\f(mg,qB0)D、B的最大加速度為g11、如圖9,為探討霍爾效應(yīng),取一塊長度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導(dǎo)體,給金屬導(dǎo)體加與前后側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,且通以圖示方向的電流I時(shí),用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面M、N間電壓為U.已知自由電子的電荷量為e.下列說法中正確的是()圖9A、M板比N板電勢(shì)高B、導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多,電壓表的示數(shù)越大C、導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝eq\f(U,Bd)D、導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為eq\f(BI,eUb)12、(2023·如皋市質(zhì)檢)磁流體發(fā)電機(jī)是一種把物體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能的低碳環(huán)保發(fā)電機(jī),如圖10為其原理示意圖,平行金屬板C、D間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一束等離子體(高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負(fù)電的離子)水平噴入磁場(chǎng),兩金屬板間就產(chǎn)生電壓,定值電阻R0的阻值是滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半,與開關(guān)S串聯(lián)接在C、D兩端,已知兩金屬板間距離為d,噴入氣流的速度為v,磁流體發(fā)電機(jī)的電阻為r(R0<r<2R0),則滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b端滑動(dòng)的過程中()圖10A、金屬板C為電源負(fù)極,D為電源正極B、發(fā)電機(jī)的輸出功率一直增大C、電阻R0消耗功率最大值為eq\f(B2d2v2R0,R0＋r2)D、滑動(dòng)變阻器消耗功率最大值為eq\f(B2d2v2,r＋R0)三、非選擇題(本題共5小題,共計(jì)60分)13、(8分)(2023·儀征中學(xué)模擬)如圖11所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,定值電阻的阻值R0＝2r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R＝3r,兩平行極板a、b間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩板間距為d.將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P調(diào)到最下端,閉合開關(guān)K電路穩(wěn)定后,一質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子從兩平行極板a、b正中間以平行于極板的初速度v0自左向右射入,正好沿直線穿過兩極板,忽略帶電粒子的重力、求：圖11(1)電源兩端的路端電壓U；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；(3)若將開關(guān)K斷開,待電路穩(wěn)定后,在保持其它條件不變的前提下,只改變帶電粒子速度的大小,使其能從兩平行板的左側(cè)飛出,求該帶電粒子射入平行極板a、b時(shí)的速度v大小范圍、14、(9分)(2023·鹽城中學(xué)月考)如圖12所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一范圍無限大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、忽略重力的影響,求：圖12(1)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大小；(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R；(3)若在O左側(cè)加一個(gè)豎直收集屏,則當(dāng)屏離O多遠(yuǎn)時(shí),粒子恰好以沿與水平方向成60°角的方向打在屏上(用R表示即可,無須帶入R的結(jié)果)、15、(12分)(2023·金壇四中期中)如圖13所示,一個(gè)質(zhì)量為m＝2.0×10－11kg、電荷量q＝＋1.0×10－5C的帶電微粒(重力忽略不計(jì)),從靜止開始經(jīng)U1＝100V電壓加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2＝100V、金屬板長L＝20cm,兩板間距d＝10eq\r(3)cm.隨后進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),求：圖13(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0的大?。?2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ；(3)若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D＝5eq\r(3)cm,為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？

16.(15分)(2023·江都中學(xué)檢測(cè))如圖14所示,真空中以O(shè)′為圓心,半徑r＝0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓形區(qū)域的最下端與xOy坐標(biāo)系的x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,圓形區(qū)域的右端與平行于y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸的上方足夠大的范圍內(nèi)有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×105N/C.現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿xOy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范圍內(nèi)發(fā)射速率均為v0＝1.0×106m/s的帶正電粒子,粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r＝0.1m,已知粒子的比荷eq\f(q,m)＝1.0×108C/kg,不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力、求：圖14(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子,在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；(3)若將勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向改為豎直向下,其它條件不變,求粒子到達(dá)x軸的最遠(yuǎn)位置與最近位置的橫坐標(biāo)之差、17、(16分)(2023·南京市9月調(diào)研)如圖15甲所示,在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),以點(diǎn)(3L,0)為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域,與x軸的交點(diǎn)分別為M、N,在xOy平面內(nèi),從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子以幾乎為零的初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中,加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔沿x軸正向由y軸上的P點(diǎn)進(jìn)入到磁場(chǎng),飛出磁場(chǎng)后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,速度方向與x軸夾角為30°,此時(shí)在圓形區(qū)域加如圖乙所示的周期性變化的磁場(chǎng),以垂直于紙面向外為磁場(chǎng)正方向,電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出,速度方向與從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相同、求：圖15(1)電子剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的yP坐標(biāo)；(2)0≤x≤L區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3)寫出圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小、磁場(chǎng)變化周期T各應(yīng)滿足的表達(dá)式、答案精析1、B2.C3.A4.C5、A[要使電子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng),有Ee＝evB.根據(jù)左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向向下,故電子向上極板偏轉(zhuǎn)的原因是電場(chǎng)力大于洛倫茲力,所以要么增大洛倫茲力,要么減小電場(chǎng)力、適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E,即可以減小電場(chǎng)力,選項(xiàng)A正確；適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B,可以減小洛倫茲力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；適當(dāng)增大加速電場(chǎng)極板之間的距離,根據(jù)eU＝eq\f(1,2)mv2可得v＝eq\r(\f(2eU,m)),由于兩極板間的電壓沒有變化,所以電子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度沒有變化,因此沒有改變電場(chǎng)力和洛倫茲力的大小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理,適當(dāng)減小加速電壓U,可以減小電子進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中的速度v,從而減小洛倫茲力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤、]6、C[根據(jù)該束粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2時(shí)向下偏轉(zhuǎn),由左手定則判斷出該束粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到電場(chǎng)力和洛倫茲力作用,由左手定則知洛倫茲力方向豎直向上,則電場(chǎng)力方向豎直向下,因粒子帶正電,故電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下,速度選擇器的P1極板帶正電,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；粒子能通過狹縫,電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,有qvB1＝qE,得v＝eq\f(E,B1),選項(xiàng)C正確；粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中受到洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律有qvB2＝meq\f(v2,r),得r＝eq\f(mv,B2q),可見v、B2一定時(shí),半徑r越小,則eq\f(q,m)越大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤、]7、B[污水從左向右流動(dòng)時(shí),正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向N板和M板偏轉(zhuǎn),故N板帶正電,M板帶負(fù)電,A正確、穩(wěn)定時(shí)帶電離子在兩板間受力平衡,qvB＝qeq\f(U,b),此時(shí)U＝Bbv＝eq\f(BbQ,bc)＝eq\f(BQ,c),式中Q是流量,可見當(dāng)污水流量越大、磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)時(shí),M、N間的電壓越大,電流表的示數(shù)越大,而與污水中離子濃度無關(guān),B錯(cuò)誤,C、D正確、]8、A[根據(jù)qvB＝meq\f(v2,R),得v＝eq\f(qBR,m).兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等,所以最大速度相等,故A正確、最大動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(eq\f(q,m))2B2R2,兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等,但質(zhì)量不相等,所以最大動(dòng)能不相等,故B錯(cuò)、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πm,qB),兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等,所以周期相等,做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等,因?yàn)樗痈哳l電源的頻率等于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率,故兩次所接高頻電源的頻率相同,故C錯(cuò)誤、由Ek＝eq\f(q2B2R2,2m)可知,粒子的最大動(dòng)能與加速電壓的頻率無關(guān),故僅增大高頻電源的頻率不能增大粒子的最大動(dòng)能,故D錯(cuò)、]9、BD[磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體棒垂直,開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒所受安培力F＝BIL＝eq\f(BEL,R),方向垂直于磁場(chǎng)方向與電流方向所確定的平面斜向下,其有水平向右的分量,導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng),故A、C錯(cuò)誤,B正確、導(dǎo)體棒所受的合力F合＝Fcos(90°－θ)＝Fsinθ,由a＝eq\f(F合,m)得a＝eq\f(BELsinθ,mR),D正確、]10、BC[F作用在B上瞬間,假設(shè)A、B一起加速,則對(duì)A、B整體有F＝3ma＝mg,對(duì)A有FfA＝ma＝eq\f(1,3)mg<μmg＝eq\f(1,2)mg,假設(shè)成立,因此A、B共同做加速運(yùn)動(dòng),加速度為eq\f(g,3),A選項(xiàng)錯(cuò)誤；A、B開始運(yùn)動(dòng)后,整體在水平方向上只受到F作用,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)A分析,B對(duì)A有水平向左的靜摩擦力FfA靜作用,由FfA靜＝eq\f(mg,3)知,FfA靜保持不變,但A受到向上的洛倫茲力,支持力FNA＝mg－qvB0逐漸減小,最大靜摩擦力μFNA減小,當(dāng)FfA靜＝μFNA時(shí),A、B開始相對(duì)滑動(dòng),此時(shí)有eq\f(mg,3)＝μ(mg－qv1B0),v1＝eq\f(mg,3qB0),由v1＝at得t＝eq\f(m,qB0),B正確；A、B相對(duì)滑動(dòng)后,A仍受到滑動(dòng)摩擦力作用,繼續(xù)加速,有FfA滑＝μ(mg－qvAB0),速度增大,滑動(dòng)摩擦力減小,當(dāng)滑動(dòng)摩擦力減小到零時(shí),A做勻速運(yùn)動(dòng),有mg＝qv2B0,得最大速度v2＝eq\f(mg,qB0),C選項(xiàng)正確；A、B相對(duì)滑動(dòng)后,對(duì)B有F－FfA滑＝2maB,FfA滑減小,則aB增大,當(dāng)FfA滑減小到零時(shí),aB最大,有aB＝eq\f(F,2m)＝eq\f(g,2),D選項(xiàng)錯(cuò)誤、]11、CD[電流方向向右,則自由電子定向移動(dòng)方向向左,根據(jù)左手定則判斷可知,電子所受的洛倫茲力方向向上,則M板積累了電子,M板比N板電勢(shì)低,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、電子定向移動(dòng)相當(dāng)于長度為d的導(dǎo)線垂直切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電壓表的讀數(shù)U等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E,則有U＝E＝Bdv,可見,電壓表的示數(shù)與導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)無關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U＝E＝Bdv得,導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速率為v＝eq\f(U,Bd),選項(xiàng)C正確；電流的微觀表達(dá)式是I＝nevS,則導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n＝eq\f(I,evS),S＝db,v＝eq\f(U,Bd),代入得n＝eq\f(BI,eUb),選項(xiàng)D正確、]12、AC[等離子體噴入磁場(chǎng)后,由左手定則可知正離子向D板偏,負(fù)離子向C板偏,即金屬板C為電源負(fù)極,D為電源正極,故A正確；等離子體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),由Bqv＝qeq\f(E,d),所以電源電動(dòng)勢(shì)為E＝Bdv,又R0<r<2R0,滑片P由a向b端滑動(dòng)時(shí),外電路總電阻減小,期間某位置有r＝R0＋R,由電源輸出功率與外電阻關(guān)系可知,滑片P由a向b端滑動(dòng)的過程中,發(fā)電機(jī)的輸出功率先增大后減小,故B錯(cuò)誤；由題圖知當(dāng)滑片P位于b端時(shí),電路中電流最大,電阻R0消耗功率最大,其最大值為P1＝I2R0＝eq\f(E2R0,R0＋r2)＝eq\f(B2d2v2R0,R0＋r2),故C正確；將定值電阻R0歸為電源內(nèi)阻,由滑動(dòng)變阻器的最大阻值2R0<r＋R0,則當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大時(shí)消耗功率最大,最大值為P＝eq\f(2B2d2v2R0,r＋3R02),故D錯(cuò)誤、]13、(1)eq\f(5,6)E(2)eq\f(E,2v0d)(3)0<v≤eq\f(qE,8mv0)解析(1)電源兩端的路端電壓U＝eq\f(E,R0＋R＋r)(R0＋R)＝eq\f(5,6)E(2)兩極板間電勢(shì)差大小為Uab＝eq\f(E,R0＋R＋r)R＝eq\f(1,2)E由題意知qv0B＝qeq\f(Uab,d)解得B＝eq\f(E,2v0d)(3)斷開開關(guān)K,電路穩(wěn)定后,帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律有：qvB＝meq\f(v2,r),粒子能從兩平行極板的左側(cè)飛出的條件：r＝eq\f(mv,qB)≤eq\f(1,4)d聯(lián)立可得,該帶電粒子射入平行極板a、b時(shí)的速度v大小范圍為：0<v≤eq\f(qE,8mv0).14、見解析解析(1)粒子從電場(chǎng)射出時(shí),由動(dòng)能定理知qU＝eq\f(1,2)mv2解得：v＝eq\r(\f(2qU,m))(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律知qvB＝meq\f(v2,R),則R＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))(3)如圖所示,符合題意的豎直收集屏有兩個(gè)位置、由幾何關(guān)系知：OP＝R＋Rsin60°＝R(1＋eq\f(\r(3),2))OQ＝R－Rsin60°＝R(1－eq\f(\r(3),2))即屏位于O點(diǎn)左側(cè)且與O點(diǎn)相距(1＋eq\f(\r(3),2))R或(1－eq\f(\r(3),2))R15、(1)1.0×104m/s(2)30°(3)0.4T解析(1)微粒在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得：qU1＝eq\f(1,2)mv02①解得：v0＝1.0×104m/s(2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),有：a＝eq\f(qU2,md),而vy＝at＝eq\f(aL,v0)射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),速度偏轉(zhuǎn)角的正切值為：tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(U2L,2dU1)②解得：θ＝30°(3)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是：v＝eq\f(v0,cosθ)③剛好不從磁場(chǎng)右邊射出時(shí)的軌跡如圖,由幾何關(guān)系有：D＝r＋rsinθ④洛倫茲力提供向心力：Bqv＝eq\f(mv2,r)⑤由③④⑤聯(lián)立得：B＝eq\f(mv01＋sinθ,qDcosθ)代入數(shù)據(jù)解得：B＝0.4T所以,為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為0.4T.16、(1)0.1T(2)5.14×10－17s(3)0.0732m解析(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由qv0B＝meq\f(v\o\al(02),r),可得：B＝0.1T(2)分析可知,帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程如圖所示,由粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πr,v0),可知粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t1＝eq\f(1,4)T＝eq\f(πr,2v0)粒子在電場(chǎng)中的加速度a＝eq\f(qE,m)粒子在電場(chǎng)中減速到0的時(shí)間：t2＝eq\f(v0,a)＝eq\f(mv0,qE)由對(duì)稱性,可知運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：t＝2t1＋2t2＝eq\f(πr,v0)＋eq\f(2mv0,qE)代入數(shù)據(jù),