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1、2012高考立体设计物理鲁科版第8章 章末强化训练一、选择题(每小题5分，共40分)1关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()A电场强度的定义式E适用于任何电场B由真空中点电荷的电场强度公式E知，当r0时，其电场强度趋近于无限大C由公式B知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场D磁感应强度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向【解析】E，可适用于任何电场，A正确；E，适用于真空中点电荷的电场，当两电荷间距离过小时，不再适应用该公式求电场强度，B错；某处有无磁场与放在该处的通电导体无关，C错；磁感应强度的方向与放在该处的通电导体的受力方向垂直，D错【答案】A2(2011届福州
2、测试)两根导电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()Aa点和b点 B只有b点C只有c点 Db点和d点【解析】若磁感应强度为零，则a、b、c、d四点所受磁场力的大小相等、方向相反，由安培定则a、b、c、d所受I1、I2的磁场力方向皆相反，但由于I1I2，只有距I1、I2距离不相等的点所受磁场力才有可能相等，符合条件的只有a、b两点【答案】A3.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质
3、弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为N1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图，当加上电流后，台秤读数为N2，则下列说法正确的是（ ）A.N1N2,弹簧长度将变长B.N1N2,弹簧长度将变短C.N1N2,弹簧长度将变长D.N2N2,弹簧长度将变短【答案】B4如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上，大小为(1)IBLB方向沿纸面向上，大小为(1)IBLC方向沿纸
4、面向下，大小为(1)IBLD方向沿纸面向下，大小为(1)IBL【解析】该导线可以用a和d之间的直导线长为(1)L来等效代替，根据FBIl，可知合力大小为F(1)BIL，方向根据左手定则判断为沿纸面向上A正确【答案】A5.如图所示，在XOYZ平面中有一通电直导线与OX、OY轴相交，导线中电流方向如图所示，该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与OZ轴的正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向可能是()A沿X轴正方向B沿Y轴负方向C沿Z轴正方向 D沿Z轴负方向【解析】安培力F的方向一定垂直于B与I确定的平面，但B与I的方向不一定垂直由左手定则知，若磁感应强度B的方向沿X轴正方向，则安培力的方向与
5、Z轴负方向相同，A选项错若B的方向沿Y轴负方向，则安培力的方向与Z轴的正方向相同，B选项正确若B的方向沿Z轴正方向或沿Z轴负方向，安培力的方向均在XOY平面内，C、D选项均错【答案】B6.（2011届三明检测）如图所示，两半圆柱板间有一垂直纸面方向的匀强磁场，从两板的一端垂直端面方向射入一束电荷量相等的正离子.为使它们恰能沿同一半圆路径的另一端射出，这些正离子需要有相同的（ ）A.速度B.质量C.质量和速度的乘积D.动能【答案】C7.如图所示，半径为r的圆形空间内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且AOB120，则该
6、粒子在磁场中运动的时间为()A.B.C. D.【解析】首先，通过画轨迹确定圆心角，再进一步确定运动的时间，如题图所示，据题目条件找到对应的圆心O.由图可知：因为AOB120，所以60，运动时间tT.但题目中没有这个选项，而是涉及r和v0的选项因为是做匀速圆周运动，所以t，其中R为AB弧所对应的粒子运动的轨道半径，由图中OOA可得Rr，所以tr.【答案】D8.（2011届厦门检测）如图甲所示，一带电粒子以水平速度v0(v0W2B.一定是W1=W2C.一定是W1W2D.可能是W1W2【解析】由题可知，带电粒子第二次穿过叠加场时洛伦兹力小于电场力，二力方向相反，所以沿电场方向偏移的距离比第一次仅受电
7、场力时偏移的距离小，且洛伦兹力不做功，故W1W2.A正确.【答案】A二、非选择题(共60分)9(13分)据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离d0.10 m，导轨长L5.0 m，炮弹质量m0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v2.0103 m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的
8、影响【解析】在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为FBId.炮弹从导轨一端运动到另一端的过程中，根据动能定理：FLmv2.联立式得I，代入数据得I6.0105 A.【答案】6.0105 A10. (14分)如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场(E已知)和匀强磁场(B已知)中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套有一个质量为m、电荷量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为.现由静止释放小球，试分析小球的加速度和速度的变化情况，并求最大速度vm.(mgqE)【解析】开始时小球受力见图(a)，NEq，由题意知mgEq，所以小球加速向下运动；而后小球受洛伦兹力情况如图(b)，相应的N、f均增大
9、，小球加速度减小，速度仍在增加，只是增加得慢了，洛伦兹力、弹力、摩擦力都将随之增加，合力继续减小；直到加速度a0，小球速度达到最大值后，小球做匀速运动，则有：mg(EqqvmB)，vm.【答案】11(2011届徐州测试)(16分)如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角30、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围(2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间
10、【解析】(1)若粒子速度为v0，由qv0Bm，则R.若轨迹与ab边相切，如图所示，设此时相应速度为v01，则R1R1sin.将R1代入上式可得v01.若轨迹与cd边相切，设此时相应速度为v02，则R2R2sin.将R2代入上式可得v02.所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足v0.(2)粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越大，在磁场中运动的时间也越长由图可知，在磁场中运动的半径rR1时，运动时间最长弧所对的圆心角为(22)，所以最长时间为t.【答案】(1)v0(2)12(17分)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xO
11、y平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.【解析】本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明其所受电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力)，有qEmg，E，重力的方向竖直向下，电场力的方向只能竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP ，如图所示设半径为r，由几何关系知sin.7
