3．(2009·北京理综)如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b(　)

A．穿出位置一定在O′点下方

B．穿出位置一定在O′点上方

C．运动时，在电场中的电势能一定减小

D．在电场中运动时，动能一定减小

答案：C

解析：由题意可知最初时刻粒子所受洛伦兹力与电场力方向相反，若qE≠qvB，则洛伦兹力将随着粒子速度方向和大小的不断改变而改变．粒子所受电场力qE和洛伦兹力qvB的合力不可能与速度方向在同一直线上，而做直线运动，即然在复合场中粒子做直线运动，说明qE＝qvB，OO′连线与电场线垂直，当撤去磁场时，粒子仅受电场力，做类平抛运动，电场力一定做正功，电势能减少，动能增加，C正确，D错误；因不知带电粒子的电性，故穿出位置可能在O′点上方，也可能在O′点下方，A、B错误．

2．(2009·广东单科)如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂，平板S下方有强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是(　)

A．质谱仪是分析同位素的重要工具

B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小

答案：ABC

解析：因同位素原子的化学性质完全相同，无法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，A正确；在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知B正确；再由qE＝qvB有v＝E/B，C正确；在匀强磁场B₀中R＝，所以＝，D错误．

1．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动．下列说法正确的是(　)

A．微粒一定带负电

B．微粒动能一定减少

C．微粒的电势能一定增加

D．微粒的机械能一定增加

答案：AD

解析：对该种粒子进行受力分析得：受到竖直向下的重力、水平方向的电场力、垂直速度方向的洛伦兹力，其中重力和电场力是恒力，沿直线运动，则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的，即该粒子是做匀速直线运动，所以选项B错误；如果该粒子带正电，则受到向右的电场力和向左下方的洛伦兹力，所以不会沿直线运动，该种粒子一定是带负电，选项A正确；该种粒子带负电，向左上方运动，电场力做正功，电势能一定是减少的，选项C错误；因为重力势能增加，动能不变，所以该粒子的机械能增加，选项D正确．

14．(2010·四川理综)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面，现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止．则它所受摩擦力可能(　)

A．变为0　 　　　　　　　　　　　　　　　 B．先减小后不变

C．等于F　 　　　　　　　　　　　　　　　 D．先增大再减小

答案：AB

解析：对a棒所受合力为F_a＝F－F_f－mgsin θ－BIL说明a做加速度减小的加速运动，当加速度为0后匀速运动，所以a所受安培力先增大后不变．

如果F＝F_f+2mgsin θ，则最大安培力为mgsin θ，则b所受摩擦力最后为0，A正确．

如果F<F_f+2mgsin θ，则最大安培力小于mgsin θ，则b所受摩擦力一直减小最后不变，B正确．

如果F_f+3mgsin θ>F>F_f+2mgsin θ，则最大安培力大于mgsin θ小于2mgsin θ，则b所受摩擦力先减小后增大最后不变．可以看出b所受摩擦力先变化后不变，C、D错误．

13．(2010·上海单科)如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　)

A．0　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．0.5BIl　

C．BIl　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．2BIl

答案：C

解析：V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形定则可得其合力F＝BIl，答案为C.

12．(2008·四川延考题)如图为一电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于，当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度．

(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)

(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？

(3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)

(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？

答案：(1)　(2)正极　(3)2.5 A　(4)0.10 T

解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx，①

由①式得Δx＝②

(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极．

(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为I_m.则有

BI_m+mg＝k(+Δx)，③

联立②③并代入数据得I_m＝2.5 A④

(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有

2B′I_m+mg＝k(+Δx)．⑤

由①⑤式得B′＝⑥

代入数据得B′＝0.10 T

11．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：

(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

答案：(1)mg－　

(2)B_min＝　水平向右

解析：从b向a看侧视图如图所示

(1)水平方向：f＝F_安sin θ①

竖直方向：N+F_安cos θ＝mg②

又F_安＝BIL＝BL③

联立①②③得：N＝mg－

f＝

(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，则受安培力竖直向上．则有F_安＝mg，B_min＝，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

10．两根通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在导线横截面连接的延长线上，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

(　)

A．a点　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．b点　

C．c点　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．d点

答案：AB

解析：I₁和I₂的磁场方向分别为逆时针和顺时针方向，那么c、d两点的磁场方向不可能相反，由c、d两点的磁感应强度不可能为零，故C、D错误；当I₁大于I₂时，b点的磁感应强度可能为零；当I₁小于I₂时，a点的磁感应强度可能为零，选项A、B正确．

9．(2010·淄博模拟)如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘的圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通过大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　)

A．都绕圆柱运动

B．以不等的加速度相向运动

C．以相等的加速度相向运动

D．以相等的加速度相背运动

答案：C

解析：同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，所以选C项．

8．(2010·龙岩测试)磁铁放久了，其磁性将变弱，为了保持其磁性，我们需要给磁铁充磁，充磁的方式有两种．图(甲)是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图(乙)是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(　)

A．a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极

B．a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源的正极

C．a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极

D．a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极

答案：B

解析：充磁时，应使外加磁场方向与磁铁的磁场方向相同，(甲)图中，因磁铁在螺线管内部，应使螺线管内部磁感线方向从右向左，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；(乙)图中，同理可知，右端为螺线管N极，左端为S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，故B对．