1.(00上海卷)如图所示,两根平行放置的长直导线和
载有大小相同方向相反的电流,
受到的磁场力大小为
,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,
受到的磁场力大小变为
,则此时
受到的磁场力大小变为A
(A), (B)
, (C)
(D)
[ ]
01北京、内蒙古、安徽卷)
2.初速为
的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,
直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则A
(A)电子将向右偏转,速率不变
(B)电子将向左偏转,速率改变
(C)电子将向左偏转,速率不变
(D)电子将向右偏转,速率改变
02春季理综3.图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹,室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里,)由此可知此粒子A
A、 一定带正电
B、 一定带负电
C、 不带电
D、 可能带正电,也可能带负电
02年广东、河南4 在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。取坐标如图。一带电粒子沿x轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。不计重力的影响,电场强度E和磁感强度B的方向可能是
(A) E和B都沿x轴方向
(B) E沿y轴正向,B沿z轴正向
(C) E沿z轴正向,B沿y轴正向
(D) E、B都沿z 轴方向
[答案]:A、B
04(春季)5 .如图,在的空间中有恒定的匀强磁场,磁感强度的方向垂直于oxy平面向里,大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子,在x轴上到原点的距离为
的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知,D
A.不能确定粒子通过y轴时的位置
B.不能确定粒子速度的大小
C.不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间
D.以上三个判断都不对
04(北京卷)
6 .如图所示,正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍.其他条件不变,则这个氢核射出磁场的位置是C ( )
A.在b、n之间某点
B.在n、a之间某点
C.a点
D.在a、m之间某点
04(北京卷)
7 .静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如下图所示。虚线表示这个静电场在xoy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于ox轴、oy轴对称。等势线的电势沿x轴正向增加,且相邻两等势线的电势差相等。一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时,速度与ox轴平行。适当控制
实验条件,使该电子通过电场区域时仅在ox轴
上方运动。在通过电场区域过程中,该电子沿y
方向的分速度v,随位置坐标x变化的示意图是( D )
04(全国卷)8 一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,则A
A.ε=πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.ε=2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C.ε=πfl2B,且a点电势高于b点电势
D.ε=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
07海南卷 9、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电,让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中,能正确表示两粒子子运动轨迹的是A
07全国理综Ⅱ 10如图所示,一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则AD
A.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将大于T0
B.若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于T0
C.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于T0
D.若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于T0
07四川理综 11如图所示,长方形abcd长ad=0.6 m,宽ab=0.3 m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量m=3×107 kg、电荷量q=+2×10-3 C的带电粒子以速度v=5×l02 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射人磁场区域D
A.从Od边射人的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射人的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射人的粒子,出射点分布在ab边和bc边
07天津理综 12、如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是C
A.,正电荷 B.
,正电荷
C.,负电荷 D.
,负电荷
06(江苏卷)13.关于磁感线,下列说法中正确的是 ( B )
A.磁感线是实际存在于磁场中的线 B.磁感线上任意一点的切线方向,都跟该点的磁场方向一致
C.磁感线是一条条不闭合的曲线 D.磁感线有可能出现相交的情况
07宁夏理综 1 在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B。一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响)。
⑴如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度。
⑵如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图)。求入射粒子的速度。
18.(08广东理科基础)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法正确的是
A.速率越大,周期越大 B.速率越小,周期越大
C.速度方向与磁场方向平行 D.速度方向与磁场方向垂直
[答案]D
[解析]由可知,选项A、B错误,做匀速圆周运动时,速度方向与磁场方向垂直,选项D正确。
(08广东卷)4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是
A.离子由加速器的中心附近进入加速器
B.离子由加速器的边缘进入加速器
C.离子从磁场中获得能量
D.离子从电场中获得能量
[答案]AD
[解析]离子由加速器的中心附近进入加速器,从电场中获取能量,最后从加速器边缘离开加速器,选项A、D正确。
(08广东卷)9.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹.图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是
A.粒子先经过a点,再经过b点
B.粒子先经过b点,再经过a点
C.粒子带负电
D.粒子带正电
[答案]AC
[解析]由可知,粒子的动能越小,圆周运动的半径越小,结合粒子运动轨迹可知,粒子选经过a点,再经过b点,选项A正确。根据左手定则可以判断粒子带负电,选项C正确。
17.(08广东理科基础)有关洛仑兹力和安培力的描述,正确的是
A.通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
[答案]B
[解析]通电直导线与磁场平行,不受安培力,选项A错误,安培力方向与磁场垂直,选项D错误。洛仑兹力对带电粒子不做功,选项C错误,安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现,选项B正确。
61.(08广东文科基础)如图8所示,电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中,受到的安培力为F,图中正确标志I和F方向的是
[答案]A
[解析]安培力的方向与电流方向和磁场方向都垂直,且满足左手定则。
25.(08重庆卷)(20分)题25题为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,且OM=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
解析:
(1)设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R
由
R=d
得B=
磁场方向垂直纸面向外
(2)设沿CN运动的离子速度大小为v,在磁场中的轨道半径为R′,运动时间为t
由
vcosθ=v0
得v=
R′=
=
方法一:
设弧长为s
t=
s=2(θ+α)×R′
t=
方法二:
离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=
t=T×
=
(3)
方法一:
CM=MNcotθ
=
R′=
以上3式联立求解得
CM=dcotα
方法二:
设圆心为A,过A做AB垂直NO,
可以证明NM=BO
∵NM=CMtanθ
又∵BO=ABcotα
=R′sinθcotα
=
∴CM=dcotα
(08宁夏卷)14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
答案:C
[解析]本题考查了左手定则的应用。导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断,即垂直ac向左,同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下,则由平行四边形定则,过c点的合场方向平行于ab,根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边,指向左边。
24.(08四川卷)(19分)如图,一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下,固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场,磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q(q>0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ(0<θ<
。为了使小球能够在该圆周上运动,求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。
解析:据题意,小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,该圆周的圆心为O’。P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力
f=qvB ①
式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。根据牛顿第二定律
②
③
由①②③式得
④
由于v是实数,必须满足
≥0
⑤
由此得B≥
⑥
可见,为了使小球能够在该圆周上运动,磁感应强度大小的最小值为
⑦
此时,带电小球做匀速圆周运动的速率为
⑧
由⑦⑧式得
⑨
2.(09年海南物理)一根容易形变的弹性导线,两端固定。导线中通有电流,方向如图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是
答案:D
(09年海南物理)4.一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中,其中R为滑线变阻器,
和
为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向d端移动时
答案:C
19.(09年重庆卷)在题19图所示电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,导线与
之间的安培力的大小为
、
,判断这两段导线
A.相互吸引,>
B.相互排斥,>
C.相互吸引, <
D.相互排斥,<
答案:D
(09年安徽卷)19. 右图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子
A. 带正电,由下往上运动
B. 带正电,由上往下运动
C. 带负电,由上往下运动
D. 带负电,由下往上运动
答案: A
解析:粒子穿过金属板后,速度变小,由半径公式可知,半径变小,粒子运动方向为由下向上;又由于洛仑兹力的方向指向圆心,由左手定则,粒子带正电。选A。
(09年宁夏卷)16. 医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160µV,磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为
A. 1.3m/s ,a正、b负 B. 2.7m/s , a正、b负
C.1.3m/s,a负、b正 D. 2.7m/s , a负、b正
答案:A
(09年安徽卷)20. 如图甲所示,一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abcd,水平旋转在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成450角,o、o’ 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco’ 绕oo’
逆时针900到图乙所示位置。在这一过程中,导线中通过的电荷量是
A. B.
C.
D.
0
答案:A
解析:对线框的右半边(obco′)未旋转时整个回路的磁通量。对线框的右半边(obco′)旋转90o后,穿进跟穿出的磁通量相等,如右图整个回路的磁通量
。
。根据公式
。选A
12.(09年广东物理)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.能通过的狭缝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:由加速电场可见粒子所受电场力向下,即粒子带正电,在速度选择器中,电场力水平向右,洛伦兹力水平向左,如图所示,因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外B正确;经过速度选择器时满足,可知能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B,带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有
,可见当v相同时,
,所以可以用来区分同位素,且R越大,比荷就越大,D错误。
(09年广东理科基础)1.发现通电导线周围存在磁场的科学家是
A.洛伦兹 B.库仑
C.法拉第 D.奥斯特
答案:B
解析:发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象。
(09年广东理科基础)13.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是21世纪教育网
A.洛伦兹力对带电粒子做功21世纪教育网
B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能21世纪教育网
C.洛伦兹力的大小与速度无关21世纪教育网
D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向21世纪教育网
答案:B
解析:根据洛伦兹力的特点, 洛伦兹力对带电粒子不做功,A错.B对.根据,可知大小与速度有关. 洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小。
(09年广东文科基础)61.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,其受到的洛伦兹力的方向,下列表述正确的是
A.与磁场方向相同
B.与运动方向相同
c.与运动方向相反
D.与磁场方向垂直
答案:D
(09年山东卷)21.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是
A.感应电流方向不变
B.CD段直线始终不受安培力
C.感应电动势最大值E=Bav
D.感应电动势平均值
答案:ACD
解析:在闭合电路进入磁场的过程中,通过闭合电路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变,A正确。根据左手定则可以判断,受安培力向下,B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时,即这时等效长度最大为a,这时感应电动势最大E=Bav,C正确。感应电动势平均值,D正确。
考点:楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则
提示:感应电动势公式只能来计算平均值,利用感应电动势公式
计算时,l应是等效长度,即垂直切割磁感线的长度。
17.(09年全国卷Ⅰ)如图,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。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
B. 方向沿纸面向上,大小为
C. 方向沿纸面向下,大小为
D. 方向沿纸面向下,大小为
答案:A
解析:本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替,根据
,可知大小为
,方向根据左手定则.A正确。
(09年北京卷)19.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:a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动,则该粒子一定做匀速直线运动,故对粒子a有:Bqv=Eq 即只要满足E =Bv无论粒子带正电还是负电,粒子都可以沿直线穿出复合场区,当撤去磁场只保留电场时,粒子b由于电性不确定,故无法判断从O’点的上方或下方穿出,故AB错误;粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类似于平抛的运动,电场力做正功,其电势能减小,动能增大,故C项正确D项错误。
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