2012年高考物理 高考試題 模擬新題分類匯編專題11 磁場(chǎng)

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1、 K單元　磁場(chǎng) K1 磁場(chǎng) 安培力 2．K1 [2012·天津卷] 如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ.如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)變化情況是(　　) A．棒中的電流變大，θ角變大 B．兩懸線等長(zhǎng)變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小 2．A　[解析] 作出側(cè)視圖(沿MN方向)，并對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，如圖所示．據(jù)圖可得tanθ＝，若棒中的電流I變大，則θ變大，選項(xiàng)A正確；若兩懸線等長(zhǎng)變短，則θ不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若金屬棒的質(zhì)

2、量m變大，則θ變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，則θ變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． K2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 17．K2[2012·全國(guó)卷] 質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知兩粒子的動(dòng)量大小相等．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若q1＝q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等 B．若m1＝m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等 C．若q2≠q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等 D．若m1≠m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等 17．A　[解析] 根據(jù)半徑公式r＝，兩粒子的動(dòng)量mv大小相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同，若q1＝q2，則它

3、們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等，A正確，B錯(cuò)誤．根據(jù)周期公式T＝，若相等，則周期相等，C、D錯(cuò)誤． 9．K2[2012·江蘇卷] 如圖所示，MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界. 一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)．若粒子速度為v0，最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的有(　　) 圖7 A．若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，其速度一定小于v0 B．若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定大于v0 C．若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小于v0－ D．若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v0＋ 9．BC　[解析] 帶電粒子沿垂直邊界的方向射入磁場(chǎng)時(shí)，落在

4、邊界上的點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，當(dāng)入射方向不是垂直邊界的方向時(shí)，落在邊界上的點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)的距離將小于這個(gè)距離，即速度大于或等于v0，但入射方向不是90°時(shí)，粒子有可能落在A點(diǎn)的左側(cè)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；但粒子要落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定要大于臨界速度v0，B項(xiàng)正確；設(shè)OA之間距離為L(zhǎng)，若粒子落在A點(diǎn)兩側(cè)d范圍內(nèi)，則以最小速度v入射的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑應(yīng)為L(zhǎng)－d，由洛倫茲力提供向心力，qvB＝，qv0B＝，解得v＝v0－，C項(xiàng)正確；由于題中沒(méi)有強(qiáng)調(diào)粒子的入射方向，因此無(wú)法確定速度的最大值，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 15．K2[2012·廣東卷] 質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)

5、行的半圓軌跡如圖2中虛線所示．下列表述正確的是(　　) 圖2 A．M帶負(fù)電，N帶正電 B．M的速率小于N的速率 C．洛倫茲力對(duì)M、N做正功 D．M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間 15．A　[解析] 由左手定則判斷知，A正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有qvB＝m，半徑r＝，在質(zhì)量與電荷量相同的情況下，半徑大說(shuō)明速率大，即M的速率大于N的速率，B錯(cuò)誤；洛倫茲力不做功，C錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周，即時(shí)間為周期的一半，而周期為T＝，故M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間，D錯(cuò)誤． 16．K2 [2012·北京卷] 處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

6、將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值(　　) A．與粒子電荷量成正比 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比 16．D　[解析] 由電流的定義I＝可知，設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T＝，則I＝＝，對(duì)于一個(gè)粒子來(lái)說(shuō)，電荷量和質(zhì)量是一定的，所以產(chǎn)生的環(huán)形電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，D項(xiàng)正確，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤． K3 帶電粒子在組合場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 24．K3[2012·重慶卷] 有人設(shè)計(jì)了一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如圖所示，兩帶電金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上，其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

7、．一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為的帶正電顆粒，以不同的速率沿著磁場(chǎng)區(qū)域的水平中心線為O′O進(jìn)入兩金屬板之間，其中速率為v0的顆粒剛好從Q點(diǎn)處離開(kāi)磁場(chǎng)，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)收集板．重力加速度為g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板與NQ的距離為l，不計(jì)顆粒間相互作用．求： (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小； (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。? (3)速率為λv0(λ＞1)的顆粒打在收集板上的位置到O點(diǎn)的距離． [解析] (1)設(shè)帶電顆粒的電荷量為q，質(zhì)量為m.有 Eq＝mg 將＝代入，得E＝kg (2)如圖，有 qv0B＝m R2＝(3d)2＋(R－d)2 得B＝ (3)如圖所示，有

8、 qλv0B＝m tanθ＝ y1＝R1－ y2＝ltanθ y＝y(tǒng)1＋y2 得y＝d(5λ－)＋ 12．K3 [2012·天津卷] 對(duì)鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開(kāi)發(fā)和利用中具有重要意義．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，然后經(jīng)過(guò)小孔S2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開(kāi)磁場(chǎng)并被收集，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為I.不考慮離子重力及離子間的相互作用． (1)求加速電場(chǎng)的電壓U； (2)求出在離子被收集的過(guò)程中任意時(shí)間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M

9、； (3)實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在U±ΔU范圍內(nèi)微小變化．若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊，應(yīng)小于多少？(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位有效數(shù)字) 12．[解析] (1)設(shè)離子經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，由動(dòng)能定理得 qU＝mv2① 離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受洛倫茲力充當(dāng)向心力，即 qvB＝m② 由①②式解得 U＝ (2)設(shè)在t時(shí)間內(nèi)收集到的離子個(gè)數(shù)為N，總電荷量為Q，則 Q＝It③ N＝④ M＝Nm⑤ 由③④⑤式解得 M＝ (3)由①②式有R＝

10、設(shè)m′為鈾238離子質(zhì)量，由于電壓在U±ΔU之間有微小變化，鈾235離子在磁場(chǎng)中最大半徑為 Rmax＝ 鈾238離子在磁場(chǎng)中最小半徑為 R′min＝ 這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊的條件為 Rmax＜R′min 即＜ 則有m(U＋ΔU)

11、中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直．圓心O到直線的距離為R.現(xiàn)將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小． 25．[解析] 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 qvB＝m① 式中v為粒子在a點(diǎn)的速度． 過(guò)b點(diǎn)和O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn)．由幾何關(guān)系知，線段a、b和過(guò)a、b兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑(未畫出)圍成一正方形．因此 a＝b＝r② 設(shè)＝x，由幾何關(guān)系得 ＝R＋x③

12、 ＝R＋④ 聯(lián)立②③④式得r＝R⑤ 再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得 qE＝ma⑥ 粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為r，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 r＝at2⑦ r＝vt⑧ 式中t是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．聯(lián)立①⑤⑥⑦⑧式得 E＝⑨ 15．K3[2012·江蘇卷] 如圖所示，待測(cè)區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，根據(jù)帶電粒子射入時(shí)的受力情況可推測(cè)其電場(chǎng)和磁場(chǎng)．圖中裝置由加速器和平移器組成，平移器由兩對(duì)水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成，極板長(zhǎng)度為l、間距為d，兩對(duì)極板間偏轉(zhuǎn)

13、電壓大小相等、電場(chǎng)方向相反．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子經(jīng)加速電壓U0加速后，水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的平移器，最終從A點(diǎn)水平射入待測(cè)區(qū)域．不考慮粒子受到的重力． (1)求粒子射出平移器時(shí)的速度大小v1； (2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0時(shí)，欲使粒子仍從A點(diǎn)射入待測(cè)區(qū)域，求此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓U； (3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測(cè)區(qū)域，剛進(jìn)入時(shí)的受力大小均為F.現(xiàn)取水平向右為x軸正方向，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz.保持加速電壓為U0不變，移動(dòng)裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測(cè)區(qū)域，粒子剛射入時(shí)的受力大小如下表所示. 射入方向 y －y z －z 受力大小 F F F

14、 F 請(qǐng)推測(cè)該區(qū)域中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向． 圖18 15．[解析] (1)設(shè)粒子射出加速器的速度為v0，由動(dòng)能定理得 qU0＝mv 由題意得v1＝v0，即v1＝ (2)在第一個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t. 加速度的大小a＝ 在離開(kāi)時(shí)，豎直分速度vy＝at 豎直位移y1＝at2 水平位移l＝v1t 粒子在兩偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷時(shí)間也為t 豎直位移y2 ＝vyt 由題意知，粒子豎直總位移y＝2y1＋y2 解得y＝ 則當(dāng)加速電壓為4U0時(shí)，U ＝4U1 (3)(a)由沿x 軸方向射入時(shí)的受力情況可知：B 平行于x 軸，且E＝.

15、 (b)由沿±y軸方向射入時(shí)的受力情況可知：E與Oxy平面平行． F2＋f2 ＝(F)2，則f＝2F且f＝qv1B 解得B＝ (c)設(shè)電場(chǎng)方向與x 軸方向夾角為α. 若B沿x軸方向，由沿z軸方向射入時(shí)的受力情況得 (f＋Fsinα)2＋(Fcosα)2 ＝(F)2 解得α＝30°或α＝150° 即E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為30°或150°. 同理，若B沿－x軸方向，E與Oxy平面平行且與x軸方向的夾角為－30°或－150°. K4 磁場(chǎng)綜合 23．K4[2012·山東卷] 如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在

16、邊界上固定兩長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為U0，周期為T0.在t＝0時(shí)刻將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，在t＝時(shí)刻通過(guò)S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)．(不計(jì)粒子重力，不考慮極板外的電場(chǎng)) 　　　 　　　圖甲　　　　　　　　　　　　　圖乙 (1)求粒子到達(dá)S2時(shí)的速度大小v和極板間距d. (2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件． (3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t＝3T0時(shí)刻再次到達(dá)S2，且速度恰好為零，求該過(guò)程

17、中粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小． 23．[解析] (1)粒子由S1至S2的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得 qU0＝mv2① 由①式得 v＝② 設(shè)粒子的加速度大小為a，由牛頓第二定律得 q＝ma③ 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 d＝a2④ 聯(lián)立③④式得 d＝⑤ (2)設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓第二定律得 qvB＝m⑥ 要使粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不與極板相撞，須滿足 2R＞⑦ 聯(lián)立②⑥⑦式得 B＜⑧ (3)設(shè)粒子在兩邊界之間無(wú)場(chǎng)區(qū)向左勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程用時(shí)為t1，有 d＝vt1⑨ 聯(lián)立②⑤⑨式得 t1＝⑩ 若粒子再次到達(dá)S2時(shí)速度恰好為

18、零，粒子回到極板間應(yīng)做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 d＝t2? 聯(lián)立⑨⑩?式得 t2＝? 設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t t＝3T0－－t1－t2? 聯(lián)立⑩??式得 t＝? 設(shè)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，由⑥式結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 T＝? 由題意可知 T＝t? 聯(lián)立???式得 B＝? 圖1 18．K4[2012·全國(guó)卷] 如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流．a(chǎn)、o、b在M、N的連線上，o為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到o點(diǎn)的距離均相等

19、．關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 C．c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同 18．C　[解析] 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向由M、N兩點(diǎn)處的電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量之和決定．直線電流的磁感線是以電流為中心的一系列同心圓，某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)磁感線的切線方向．在o點(diǎn)，同方向的磁場(chǎng)相疊加，磁感應(yīng)強(qiáng)度不是零，A錯(cuò)誤．a(chǎn)、b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于M、N分別在a、b處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相疊加，因此，a、b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向都是向下，

20、所以B錯(cuò)誤；同理，可得C正確．對(duì)M、N分別在c處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量疊加求和，可知方向向下，與a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，D錯(cuò)誤． 24．K4[2012·浙江卷] 如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上．兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴．調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)． (1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量； (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值； (3)現(xiàn)保持噴

21、口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置．為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B′，則B′的大小為多少？ 24．[解析] (1)墨滴在電場(chǎng)區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有 q＝mg 解得：q＝ 由于電場(chǎng)方向向下，電荷所受電場(chǎng)力向上，可知： 墨滴帶負(fù)電荷． (2)墨滴垂直進(jìn)入電、磁場(chǎng)共存區(qū)域，重力仍與電場(chǎng)力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qv0B＝m 考慮墨滴進(jìn)入磁場(chǎng)和撞板的幾何關(guān)系，可知墨滴在該區(qū)域恰完成四分之一圓周運(yùn)動(dòng)，則半徑 R＝d 聯(lián)立解得B＝ (3)根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R′，有 qv0B′＝m 由圖示可得： R′2＝d

22、2＋2 得：R′＝d 聯(lián)立解得：B′＝ 1．2012·臨汾月考關(guān)于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中一定受到力的作用 B．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中有時(shí)不會(huì)受到力的作用 C．通電導(dǎo)體中的電流方向與磁場(chǎng)方向不平行也不垂直時(shí)，不會(huì)受到力的作用 D．只要導(dǎo)體放入磁場(chǎng)中，無(wú)論是否通電都會(huì)受到力的作用 1．B 2．2012·江西調(diào)考如圖所示，一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場(chǎng)處處正交，環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)．若導(dǎo)線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

23、 A．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向下 B．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上 C．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR D．導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIRsinθ 3．BD　[解析] 將導(dǎo)線分成小的電流元，任取一小段電流元為對(duì)象，把磁場(chǎng)分解成水平方向和豎直方向的兩個(gè)分量，則豎直方向的分磁場(chǎng)產(chǎn)生的安培力為零，水平方向的分磁場(chǎng)產(chǎn)生的安培力為：F＝BIL＝2πBIRsinθ，方向?yàn)樨Q直向上，所以B、D正確． 3．2012·陜西調(diào)研如圖所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界OA上有一粒子源S.某一時(shí)刻，從S平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及

24、粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有大量粒子從邊界OC射出磁場(chǎng)．已知∠AOC＝60°，從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間等于 (T為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期)，則從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不可能為(　　) A. B. C. D. 3．A　[解析] 因?yàn)樗辛Ｗ拥某跛俣却笮∠嗤鼈冊(cè)诖艌?chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r＝也相同；如圖所示，當(dāng)粒子沿SA方向水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)，然后沿圖中實(shí)線運(yùn)動(dòng)，最后交OC于M時(shí)，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)為，設(shè)OS＝l，由幾何關(guān)系可得，軌道半徑r＝l；當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后交OC于N點(diǎn)，而SN⊥OC時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最

25、小，根據(jù)幾何關(guān)系可知，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，所以這些粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間～之間，本題答案為A. 4．2012·忻州聯(lián)考回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩個(gè)D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．增大電場(chǎng)的加速電壓 B．增大D形金屬盒的半徑 C．減小狹縫間的距離 D．減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 4．B　[解析] 根據(jù)Bqv＝，可得Ek＝mv2＝，可見(jiàn)，質(zhì)子被加速獲得的動(dòng)能受到D形金屬盒半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度的

26、制約，即可通過(guò)增大D形金屬盒的半徑和增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能．本題答案為B. 5．2012·佛山模擬如圖所示，將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，在場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓．如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間．當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，電流表示數(shù)為I，那么板間電離氣體的電阻率為(　　) A.(－R) B.(－R) C.(－R) D.(－R) 5．B　[解析] 在洛倫茲力的作用下，正離子向極板B偏轉(zhuǎn)，負(fù)電子向極板A偏轉(zhuǎn)，在極板間建立電場(chǎng)，形成電勢(shì)差． 電路閉合時(shí)，E＝Bdv＝I(R＋r)＝I，可得：ρ＝(－R)． 11