一、選擇題1．如圖平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同，不計(jì)粒子的重力，則下列判斷錯(cuò)誤的是（）A．該粒子帶負(fù)電 B．A點(diǎn)與x軸的距離為C．粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間 D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子的速度不變2．如圖所示，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝0.30T。磁場(chǎng)內(nèi)有一塊較大的平面感光板ab，板面與磁場(chǎng)方向平行，在距ab的距離l=32cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的α粒子放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度都是v＝3.0×106m/s。已知α粒子的電荷量與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的α粒子，則感光板ab上被α粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度（）A．20cm B．40cm C．30cm D．25cm3．如圖所示，邊長(zhǎng)為l，質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線(xiàn)框用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛于天花板，導(dǎo)線(xiàn)框中通一逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑘D中虛線(xiàn)過(guò)ab邊中點(diǎn)和ac邊中點(diǎn)，在虛線(xiàn)的下方有一垂直于導(dǎo)線(xiàn)框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，此時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線(xiàn)中的拉力為F1，保持其他條件不變，現(xiàn)將虛線(xiàn)下方的磁場(chǎng)移至虛線(xiàn)上方，此時(shí)細(xì)線(xiàn)中拉力為F2。導(dǎo)線(xiàn)框中的電流大小為（）A． B． C． D．4．我國(guó)第21次南極科考隊(duì)在南極觀(guān)看到美麗的極光。極光是由來(lái)自太陽(yáng)的高能帶電粒子流與大氣分子劇烈碰撞或摩擦，從而激發(fā)大氣分子發(fā)出各種顏色的光。假設(shè)科考隊(duì)員站在南極極點(diǎn)附近，觀(guān)測(cè)到帶正電粒子從右向左運(yùn)動(dòng)，則粒子受到磁場(chǎng)力的方向是（）A．向前 B．向后 C．向上 D．向下5．如圖所示，在一光滑絕緣斜面上放一導(dǎo)體棒，斜面的傾角為θ，導(dǎo)體棒中通以電流I，電流方向垂直紙面向里。以下列兩種方式在空間中加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)可使導(dǎo)體棒靜止在斜面上：（1）磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；（2）磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2。則（）A．兩種情況下，導(dǎo)體棒所受的安培力大小相等B．兩種情況下，斜面對(duì)導(dǎo)體棒的支持力大小相等C．D．6．如圖所示，圓形區(qū)域圓心為O，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為圓的直徑。從圓上的A點(diǎn)沿方向，以相同的速度先后射入甲乙兩個(gè)粒子，甲粒子從M點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，乙粒子從N離開(kāi)磁場(chǎng)，已知，粒子重力不計(jì)，以下說(shuō)法正確的是（）A．甲粒子帶負(fù)電荷B．甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑比乙小C．乙粒子的比荷比甲大D．乙粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比甲長(zhǎng)7．如圖所示為某回旋加速器示意圖，利用回旋加速器對(duì)粒子進(jìn)行加速，此時(shí)D形盒中的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，D形盒縫隙間電場(chǎng)變化周期為T(mén)，加速電壓為U。忽略相對(duì)論效應(yīng)和粒子在D形盒縫隙間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，下列說(shuō)法中正確的是（）A．粒子從磁場(chǎng)中獲得能量B．保持B、U和T不變，該回旋加速器可以加速質(zhì)子C．只增大加速電壓粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短D．只增大加速電壓粒子獲得的最大動(dòng)能增大8．關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用力，下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)對(duì)放置在其中的通電導(dǎo)線(xiàn)一定有力的作用B．放置在磁場(chǎng)中的導(dǎo)線(xiàn)越長(zhǎng)，其所受的磁場(chǎng)力越大C．放置在磁場(chǎng)中的導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流越大，其所受的磁場(chǎng)力越大D．通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力的方向一定與磁場(chǎng)方向垂直9．長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒a通如圖所示電流，與傳感器相連懸掛在天花板上，長(zhǎng)直導(dǎo)體棒b固定在a的正下方，且與a平行，當(dāng)b不通電時(shí)，傳感器顯示拉力為F1，當(dāng)b通電時(shí)，傳感器顯示拉力為F2，則下列說(shuō)法正確的是（）A．若，則、的方向相同，b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．若，則、的方向相同，b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度C．若，則b受到a的安培力小于D．雖然、的大小、方向關(guān)系未知，b受到a的安培力的大小一定等于10．比荷值相同的帶電粒子M和N，先后以大小不同的速度沿PO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，不計(jì)重力。則下列分析不正確的是（）A．M帶負(fù)電，N帶正電B．M的速率小于N的速率C．M在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于N在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．M和N兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等11．在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，做成了一個(gè)霍爾元件。在E、F間通入恒定電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，M、N兩電極間的電壓為UH。已知半導(dǎo)體薄片中的載流子為正電荷，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，下列說(shuō)法正確的有（）A．N極電勢(shì)低于M極電勢(shì)B．將磁場(chǎng)方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行，UH不變C．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，M、N兩電極間電勢(shì)差越大D．將磁場(chǎng)和電流同時(shí)反向，N極電勢(shì)低于M極電勢(shì)12．電磁彈射就是采用電磁的能量來(lái)推動(dòng)被彈射的物體向外運(yùn)動(dòng)，電磁炮就是利用電磁彈射工作的。電磁炮的原理如圖所示，則炮彈導(dǎo)體滑塊受到的安培力的方向是（）A．豎直向上 B．豎直向下C．水平向左 D．水平向右13．兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b以不同的速率從A點(diǎn)垂直射入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。若不計(jì)粒子的重力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B．a(chǎn)粒子在磁場(chǎng)中所受到的洛倫茲力較小C．b粒子的動(dòng)能較小D．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)14．如圖所示為兩根互相平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)a，b的橫截面圖，a，b中的電流方向已在圖中標(biāo)出，那么導(dǎo)線(xiàn)a中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)環(huán)繞方向及導(dǎo)線(xiàn)b所受的磁場(chǎng)力的方向分別是：()A．磁感線(xiàn)順時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向左B．磁感線(xiàn)順時(shí)針?lè)较颍艌?chǎng)力向右C．磁感線(xiàn)逆時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向左D．磁感線(xiàn)逆時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向右15．如圖所示，空間中存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在正交的電磁場(chǎng)空間中有一足夠長(zhǎng)的固定光滑絕緣桿，與電場(chǎng)方向成60°夾角且處于豎直平面內(nèi)。一帶電小球套在絕緣桿上，當(dāng)小球沿桿向下的初速度為v0時(shí)，小球恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是（）A．小球可能帶正電，也可能帶負(fù)電B．磁場(chǎng)和電場(chǎng)的大小關(guān)系為C．若撤去磁場(chǎng)，小球仍做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D．若撤去電場(chǎng)，小球的機(jī)械能不斷增大二、填空題16．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，某同學(xué)欲使用該裝置測(cè)量某帶正電粒子的比荷。粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后，進(jìn)入速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁場(chǎng)方向如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E。帶電粒子能夠沿直線(xiàn)穿過(guò)速度選擇器，從G點(diǎn)既垂直直線(xiàn)又垂直于磁場(chǎng)的方向射入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線(xiàn)為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)。已知偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，帶電粒子的重力可忽略不計(jì)。(1)為保證粒子在速度選擇器中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度選擇器a板需與電源___________（選填“正極”或“負(fù)極”）相連，b板需與電源___________（選填“正極”或“負(fù)極”）相連。(2)射入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)粒子的速度為_(kāi)__________（用題目所給物理量字母表示）。(3)為了測(cè)定粒子比荷，除了題目所給物理量，還需測(cè)量___________。17．M板附近的帶電粒子由靜止釋放后從M板加速運(yùn)動(dòng)到N板（MN板間電壓為U），從N板上的小孔C飛出電場(chǎng)，垂直進(jìn)入以N板為左邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，半個(gè)圓周后從D處進(jìn)入如圖所示的電場(chǎng)，PQ兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，PQ板長(zhǎng)為d。則該電荷電性為_(kāi)___（正電、負(fù)電、無(wú)法確定），到C的速度為_(kāi)____（用m，q，U表示），最后從勻強(qiáng)電場(chǎng)E中飛出的速度大小為_(kāi)____（已知帶電粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，不記重力，各有界場(chǎng)之間互不影響）A．B．C．D．18．下圖是質(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)入速度選擇器最后打在S板上。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)。則此粒子帶________電荷且經(jīng)過(guò)速度選擇器時(shí)的速度大小為_(kāi)_______，選擇器內(nèi)磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫鎋_______(填向外或向內(nèi))。19．兩個(gè)速率不同的同種帶電粒子，如圖所示，它們沿同一方向從圖中長(zhǎng)方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊緣射入，從下邊緣飛出時(shí)，相對(duì)于入射方向的偏轉(zhuǎn)角分別為90°，60°，則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為_(kāi)_______，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比為_(kāi)_______。20．如圖所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距1m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量m=0.2kg，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量M=0.3kg，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入____A的電流，方向__________。21．為了研究海洋中海水的運(yùn)動(dòng)，海洋工作者有時(shí)依靠水流通過(guò)地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量水的流速．現(xiàn)測(cè)量隊(duì)員正在某海域測(cè)量某處水流速度，假設(shè)該處地磁場(chǎng)的豎直分量已測(cè)出為B，該處的水流是南北流向的．測(cè)量時(shí)，測(cè)量隊(duì)員首先將兩個(gè)探測(cè)電極插入水中，兩探測(cè)電極的另一端與一個(gè)能測(cè)量微小電壓的電壓表相連，則這兩個(gè)電極的連線(xiàn)應(yīng)沿_________方向；然后，還需測(cè)出幾個(gè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分別是______；最后就可根據(jù)v＝_____計(jì)算出該處的水流速度了．22．如圖所示直線(xiàn)MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷量為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距___________；射出的時(shí)間差是__________23．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有1和2兩個(gè)質(zhì)子在同一水平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r1＞r2并相切于P點(diǎn)，設(shè)T1、T2，a1、a2，t1、t2，分別表示1、2兩個(gè)質(zhì)子的周期，向心加速度以及各自從經(jīng)過(guò)P點(diǎn)算起到第一次通過(guò)圖中虛線(xiàn)MN所經(jīng)歷的時(shí)間，則T1________T2，a1____a2，t1____t2（以上三空”“=”“＞”）．24．半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，珠子所受靜電是其重力的。將珠子從環(huán)上最低位置A點(diǎn)由靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動(dòng)能Ek為_(kāi)___________．25．如圖所示，平行于紙面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)中通有的恒定電流，導(dǎo)線(xiàn)平行于紙面與B成60°夾角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零；而將導(dǎo)線(xiàn)垂直于紙面放置時(shí)，可測(cè)得其受到的安培力大小為2N，則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能等于________或________．26．某型號(hào)的回旋加速器的工作原理圖如圖甲所示，圖乙為俯視圖．回旋加速器的核心部分為D形盒，D形盒置于真空容器中，整個(gè)裝置放在電磁鐵兩極之間的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且與D形盒盒面垂直．兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．帶電從粒子源A處進(jìn)入加速電場(chǎng)的初速度不計(jì)，從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間為t（帶電粒子達(dá)到最大速度在磁場(chǎng)中完成半個(gè)圓周后被導(dǎo)引出來(lái)），已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，加速器接一高頻交流電源，其電壓為U，可以使帶電粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都能被加速，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，D形盒半徑R＝_______，D型盒內(nèi)部帶電粒子前三次做勻速圓周的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為_(kāi)_____________．三、解答題27．如圖所示，在傾角為θ＝37°的斜面上，固定一寬L＝0.5m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R。電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，一質(zhì)量m＝200g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g＝10m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止。求：(1)允許通過(guò)金屬棒的電流的最大值；(2)電流的最大值時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值。28．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q帶正電荷的小球靜止在傾角為30°足夠長(zhǎng)的絕緣光滑斜面頂端時(shí)，對(duì)斜面的壓力恰為零，若迅速把電場(chǎng)方向改為豎直向下，則小球在斜面上滑行的末速度和距離各是多少？29．如圖所示，兩根平行導(dǎo)體桿組成的導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為37°，導(dǎo)軌的寬度為1m，金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使其接入電路的阻值為，此時(shí)ab棒靜止在導(dǎo)軌上且恰好與導(dǎo)軌間無(wú)摩擦力。已知：電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻分別為和，ab棒的質(zhì)量和電阻分別為0.5kg和，其他部分電阻不計(jì)，，，g取。(1)求此時(shí)ab棒中的電流