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1、专题限时集训(九)A专题九磁场(时间：45分钟)图911如图91所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转则这些粒子一定具有相同的()A质量mB电荷量qC运动速度v D比荷2(双选)如图92所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角(环面轴线为竖直方向)若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是()A导电圆环所受安培力方向竖直向下B导电圆环所受安培力方向竖直向上C导电圆环所受安培力的大小为2BIRD导电圆环所受安培力的大小为2B
2、IRsin 图92图933(双选)若粒子刚好能在如图93所示的竖直面内做匀速圆周运动，则可以判断()A粒子带负电B粒子带正电C只能是逆时针运动D只能是顺时针运动4(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图94所示设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()图94A质子被加速后的最大速度不可能超过2fRB质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C只要R足够
3、大，质子的速度可以被加速到任意值D不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速粒子5如图95所示，空间内匀强电场和匀强磁场相互垂直，电场的方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒a处于静止状态，下列操作能使微粒做匀速圆周运动的是()A只撤去电场B只撤去磁场C给a一个竖直向下的初速度D给a一个垂直纸面向里的初速度图95图966如图96所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两个内侧面，则()Aa处电势高于b处电势Ba处离子浓度大于b处离子浓度C溶液的上表面电势
4、高于下表面的电势 D溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度7如图97所示，一个质量为m、带电荷量为q的小球，以初速度v0自h高度处水平抛出不计空气阻力重力加速度为g.(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强E的大小；(2)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动，落地点P到抛出点的距离为h，求该磁场的磁感应强度B的大小图978如图98所示，一质量为m、电荷量为q、重力不计的带电粒子，从A板的S点由静止开始释放，经A、B加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域已知A、B间的电压为U，M、N板间
5、的电压为2U，M、N两板间的距离和板长均为L，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B，有理想边界求：(1)带电粒子离开B板时速度v0的大小；(2)带电粒子离开偏转电场时速度v的大小与方向；(3)要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d多大？图989如图99所示，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OP与x轴成角不计重力的负电荷，质量为m、电荷量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场求：(1)电荷进入磁场时的速度大小；(2)电场力对电荷做的功；(3)电场强度E与磁感应强度B的比值图99专题限时
6、集训(九)A1C解析 只有带电粒子受到的电场力和洛伦兹力等大反向时，粒子才能沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，即qEqvB，故v，这些粒子一定具有相同的运动速度选项C正确2BD解析 将导线分成小的电流元，任取一小段电流元为对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力为零，水平方向的分磁场产生的安培力为FBIL2BIRsin，方向为竖直向上，B、D正确3BC解析 粒子做匀速圆周运动，则电场力和重力平衡，故粒子带正电，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由左手定则可知，粒子做逆时针运动4AB解析 由evB可得回旋加速器加速质子的最大速度为v.由回旋加速器高频交流电
7、频率等于质子运动的频率，则有f，联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2fR，选项A、B正确；质子的速度不能加速到无限大，因为根据狭义相对论，粒子的质量随着速度的增加而增大，而质量的变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了电场变化周期的同步，选项C错误；由于粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的，不改变B和f，该回旋加速器不能用于加速粒子，选项D错误5C解析 带电微粒处于静止状态，说明其受到的重力与电场力平衡，微粒带正电只撤去电场，微粒在重力和洛伦兹力作用下做变速曲线运动；撤去磁场，重力与电场力依然平衡，微粒将保持静止状态；给微粒一个向下的初速度，由于重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速
8、圆周运动；给微粒一个垂直纸面向里的初速度，微粒不受洛伦兹力作用，由于重力与电场力平衡，微粒垂直纸面做匀速直线运动6B解析 溶液中通入沿x轴正向的电流I，NaCl的水溶液含有阴、阳离子，阳离子向x轴正向运动，阴离子向x轴负向运动，根据左手定则，阴、阳离子受到的洛伦兹力都偏向a处，所以a处离子浓度大于b处离子浓度，选项B正确7(1)(2)解析 (1)小球做匀速直线运动，说明重力和电场力平衡，根据平衡条件，有mgqE解得E.(2)再加匀强磁场后，小球做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，设轨道半径为R.运动轨迹如图所示根据几何关系得xhR2(Rh)2x2由洛伦兹力提供向心力有qv0B联立解得B.8(1)v
9、0(2)v2，与水平方向成45(3)解析 (1)带电粒子在加速电场中，由动能定理得：qUmv解得带电粒子离开B板的速度：v0.(2)粒子进入偏转电场后，有：tEFqEavyat解得：vyv0v2方向与水平方向成45角(2)粒子进入磁场后，运动轨迹如图所示，根据牛顿第二定律得：Bqvm由几何关系得：dRcos45解得：d.9(1)(2)mvcot2(3)v0解析 (1)设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v，有：v.(2)由动能定理，电场力做的功为：WEmv2mvmvcot2(3)设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿第二定律，有：qBv依题意：R有几何关系：cos又v0t 在y方向：v0cott联立可得：v0- 5 -
