5．如图2所示为通电螺线管的纵剖面图，“○×”和“⊙”分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时的指向一定画错了的是(　)

A．a　　　　　　　　　　　 B．b

C．c　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．d

解析：根据安培定则判断得出，通电螺线管内部的磁感线方向左，与外部的磁感线形成闭合曲线，小磁针N极静止时的指向在该处磁感线的切线方向上，由通电螺线管的磁感线分布情况可知，a，b两个小磁针的指向均画错了．

答案：AB

图3

4．如图1所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方向应该(　)

A．沿x轴的正向

B．沿x轴的负向

C．沿z轴的正向

D．沿z轴的负向

解析：电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿y轴负方向移动，根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向．故选项B正确．

答案：B

图2

3．关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是(　)

A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向表示该点的磁场方向

B．磁感线是从磁铁的N极指向S极

C．磁极间的相互作用是通过磁场产生的

D．磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线

解析：运动电荷周围存在磁场，一切磁现象都可以归结为运动电荷(即电流)之间通过磁场而发生的相互作用．磁感线是为了形象研究磁场而人为画出的曲线，使曲线上的每一点的切线方向与该点的磁场方向相同．磁感线的疏密描述了该处磁场的强弱，磁感线是互不相交的曲线．故选项A、C正确．

答案：AC

图1

2．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(　)

A．由西向东垂直磁子午线

B．由东向西垂直磁子午线

C．由南向北沿子午线

D．由赤道向两极沿子午线

(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)

解析：地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，地磁场磁感线在地球内部由北极指向南极，则由安培定则环形电流方向判断，电流方向为由东向西垂直磁子午线，故选项B正确．

答案：B

1．下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是(　)

A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大

B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大

C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关

解析：磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，故选项A错误，选项D正确．

通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B错误．虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为0)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错误．

答案：D

11．如图14所示，在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B＝5.0×10^－3 T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里．质量为m＝6.64×10^－27kg、电荷量为q＝+3.2×10^－19C的α粒子(不计α粒子重力)，由静止开始经加速电压为U＝1205 V的电场(图中未画出)加速后，从坐标点M(－4，)处平行于x轴向右运动，并先后通过两个匀强磁场区域．

图14

(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径；

(2)你在图中画出α粒子从直线x＝－4到直线x＝4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x＝4交点的坐标；

(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间．

解析：(1)粒子在电场中被加速，由动能定理得qU＝mv²

α粒子在磁场中偏转，则牛顿第二定律得qvB＝m

联立解得r＝＝＝(m)．

(2)由几何关系可得，α粒子恰好垂直穿过分界线，故正确图象为(如图15所示)．

(3)带电粒子在磁场中的运动周期T＝＝

图15

α粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为，在磁场中的运动总时间

t＝T＝＝

＝6.5×10^－6(s)．

答案：(1)(m)　(2)略　(3)6.5×10^－6(s)

10．如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A₂A₄为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A₂A₄与A₁A₃的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A₁处沿与A₁A₃成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A₂A₄的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A₄处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)．

解析：

图13

设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A₄点射出．用B₁、B₂、R₁、R₂、T₁、T₂分别表示在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度、轨道半径和周期

qvB₁＝m　qvB₂＝m

T₁＝＝，T₂＝＝，设圆形区域的半径为r.如图13所示，已知带电粒子过圆心且垂直A₂A₄进入Ⅱ区磁场．连接A₁A₂，△A₁OA₂为等边三角形，A₂为带电粒子在Ⅰ区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径R₁＝A₁A₂＝OA₂＝r

圆心角∠A₁A₂O＝60°，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为t₁＝T₁

带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA₄的中点，即R₂＝r，在Ⅱ区磁场中运动的时间为t₂＝T₂

带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t＝t₁+t₂

由以上各式可得B₁＝　B₂＝.

答案：B₁＝　B₂＝

图11

9．如图11中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域，最后到达平板上的P点．已知B、v以及P到O的距离l，不计重力，求此粒子的电荷量q与质量m之比．

解析：粒子初速度v垂直于磁场，粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，设其半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有qvB＝m

因粒子经O点时的速度垂直于OP，故OP为直径，l＝2R

由此得＝

答案：＝

图12

8．(2010·重庆高考)如图10所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示．

图10

由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为(　)

A．3、5、4　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．4、2、5

C．5、3、2　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．2、4、5

解析：由左手定则可以判断a、b带同种电荷，且与C电性相反，再由R＝可以判断5个粒子做圆周运动的半径分别为、、、、，结合题图半径可以判断只有选项D正确．

答案：D

7．如图8所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B₁＝2B₂，一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B₁的磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(　)

A.　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.

C.　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.

图9

解析：粒子在磁场中的运动轨迹如图9所示．由周期公式T＝知，粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间t＝+ ＝，所以B选项正确．

答案：B