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1、磁场1.【2011石景山模拟】物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，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流，具体的做法是：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，小磁针会发生偏转某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发现：当通过导线电流为时，小磁针偏转了；当通过导线电流为时，小磁针偏转了，则下列说法中正确的是（ ） 无法确定1.【答案】A2.【2011石景山模拟】图14所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里
2、，边界跟y轴相切于坐标原点 点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍已知该带电粒子的质量为、电荷量为，不考虑带电粒子的重力（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变若从点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为，求该粒子第一次回到点经历的时间2.【解析】（1）带电粒子进入磁场后，受洛伦兹力作用，由牛顿第二定律得： （2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为，则 x是粒子在磁场中轨迹的两端点的
3、直线距离x最大值为2R，对应的就是最大值且2R=r所以（3）当粒子的速度减小为时，在磁场中作匀速圆周运动的半径为 故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为时与边界相撞弹回，由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到点，亦即经历时间为一个周期粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是baI3.【2011西城一模】如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为。整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止。则A磁场方向竖直向上B磁场方向竖直向下Cab受安培力的方向平
4、行导轨向上 Dab受安培力的方向平行导轨向下 3.【答案】A4.【2011西城一模】如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，金属板长为L，两板间距离为d。上极板的电势比下极板高U。质量为m、带电量为q的正离子束，沿两板间中心轴线以初速度0进入两板间，最终都能从两板间射出。不计离子重力及离子间相互作用的影响。（1）求离子在穿过两板的过程中沿垂直金属板方向上移动的距离y；（2）若在两板间加垂直纸面的匀强磁场，发现离子束恰好沿直线穿过两板，求磁场磁感应强度B的大小和方向；（3）若增大两板间匀强磁场的强度，发现离子束在穿过两板的过程中沿垂直金属板方向上移动的距离也为y，求离子穿出两板时速度的大小。L
5、dm q04.【解析】（1）离子在穿过两板的过程中，只受与初速度v0垂直的电场力F作用，且F=qE 两板间电场强度 离子的加速度 离子沿中心轴线方向做匀速直线运动，设离子穿过两板经历的时间为t，则L=v0t 离子沿垂直金属板方向上做初速度为0的匀变速直线运动，则y=解得 （2）离子束恰好沿直线穿过两板，说明离子受力平衡，即 qE=qv0B 所以磁感应强度的大小 B= 磁场的方向垂直纸面向里。 （3）增大磁场的强度时，离子受洛伦兹力增大，所以离子会向上偏。在离子穿过极板的过程中，电场力做负功，根据动能定理得 解得离子穿出两板时的速度v= 5.【2011西城一模】如图所示，相距为R的两块平行金属板
6、M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场。粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值
7、。RMNODs1s2R2R2R5.【解析】（1）粒子从s1到达s2的过程中，根据动能定理得 解得粒子进入磁场时速度的大小 （2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有 由 得加速电压U与轨迹半径r的关系为 当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0=R 对应电压 （3）M、N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短。根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径r =R 由 得粒子进入磁场时速度的大小 粒子在电场中
8、经历的时间 粒子在磁场中经历的时间 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间 粒子从s1到打在收集板D上经历的最短时间为 t= t1+ t2+ t3= 6.【2011巢湖一检】如图所示，两根平行放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1.当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为A,F2B F1-F2C. F1+F2D. 2F1-F26.【答案】A7.【2011巢湖一检】实验室需要用电子打击静止在P点的粒子,先让电子在直线加速器中经过电压U加速，再从小孔O沿方向水平飞出。已知OP的距离为d，OP与的夹角为，电子的
9、质量为m，电量为-e，要想电子能打到P点，可在直线加速器左侧加一个垂直于纸面的磁场，求磁感应强度的表达式并说明方向。7.【解析】设磁感应强度为，电子速率为，电子做圆周运动的半径为。在电子加速过程对电子用动能定理. 电子做匀速圆周运动洛仑兹力作为向心力 根据电子轨迹得到几何关系 解出 ，方向垂直纸面向里 。8.【2011巢湖一检】如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的勻强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为；，方向水平向左.一个质量为m的小球(可视为质点)放在轨道上的C点恰好处于静止，圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为。(1) 求小球带何种电
10、荷，电荷量是多少？并说明理由。(2) 如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？8.【解析】（1）小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡，电场力的方向一定向左的，与电场方向相同，如图所示.因此小球带正电荷。 小球带电荷量 （2）小球从A点释放后，沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛仑兹力f，力f随速度增大而增大，小球通过C点时速度(设为v)最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半径OC，因此小球对轨道的压力最大.如图 由 得通过C点的速度 小球在重力、电场力、洛仑兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动，有 最大压力的大小等于支持力9.【2
11、011承德模拟】如上右图为电饭锅的温控部分示意图，感温铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度升高到103时便失去了铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”。下列说法正确的是A开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态B如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后会自动断电C如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，即使水烧干后，也不会自动断电D饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源9.【答案】ADBMabN10.【2011承德模拟】如图所示，质子a（）和氘核b（
12、）以相同的动量，都垂直磁场边界MN并垂直磁场方向进入足够大的匀强磁场区，不考虑质子和氘核的重力及相互作用力，以下说法正确的是A它们所受洛仑兹力的大小相同B它们做圆周运动时的向心加速度大小相同C它们做圆周运动时的轨道半径相同D它们在磁场中运动时间相同10.【答案】C水银直铜棒磁铁SO绝缘支架导体柱水银直铜棒磁铁SO绝缘支架导体柱水银直铜棒磁铁SO绝缘支架导体柱水银直铜棒磁铁SO绝缘支架导体柱11.【2011承德模拟】法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O点吊一可自由摆动或转动的
13、直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯中的水银中。由于水银的密度比铜大，铜棒会倾斜地与水银相连，此时铜棒静止，如图所示。这样，可动铜棒、水银、导电柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S，则该实验可观察到的现象是 A铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角不变且仍静止B铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角会增大些但仍可静止C铜棒与闭合S前相比，与竖直方向的夹角会减小些但仍可静止D铜棒会以磁铁棒为轴转动11.【答案】D12.【2011承德模拟】一质量为M = 0.8 kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管，其内表面粗糙、外表面光滑；有一质量为m = 0.2 kg、电荷量为q = 0.1 C的带正电小滑块以水平向右的速度进入管内，如图甲。细管置于光滑的水平地面上，细管的空间能让滑块顺利地滑进去，示意图如图乙。运动过程中滑块的电荷量保持不变。空间中存在垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感强度为B = 1.0 T。（取水平向右为正方向，g =
