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文档简介
1、一、单选题1、质量为m的导体棒ab置于光滑圆弧形金属导轨上,导轨下端接有电源,如图所示磁场方向为下列哪一种情况时能使导体棒静止在导轨上()A沿ab方向B沿ba方向C竖直向下D竖直向上2、如图所示,在一倾角为的光滑斜面上,放置一段通有电流强度为I、质量为m的导体棒a (电流方向垂直纸面向里),整个装置处于匀强磁场中,当磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为B时,棒恰好处于静静止状态保持棒中电流不变,让磁场方向在纸面内逆时针缓慢转过90°,该过程中导体棒始终处于平衡则下列说法正确的是()A磁感应强度B先减小后增大B磁感应强度B先增大后减小C磁感应强度B一直减小D磁感应强度B一直增大
2、3、如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1mPM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1的电源和一只滑动变阻器导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg棒与导轨的动摩擦因数为=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A6B5C4D25、如图所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A点,在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止那么P所受
3、静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是()ABCD6、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度V0抛出,设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()A越来越大B越来越小C保持不变D无法确定7、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S可以发出各种不同的正离子束,离子从S出来时速度很小,可以看作是静止的,离子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示),并沿着半圆周运动而到达照像底片上的P点,测得P点到入口处S的距离为x()A若离子束不是同位素,则x越大,离子质量一定越
4、大B若离子束是同位素,则x越大,而离子质量一定越小C只要x相同,则离子质量一定相同D只要x相同,则离子荷质比一定相同8、如图所示,半圆形光滑槽固定在地面上,匀强磁场与槽面垂直将质量为m的带电小球自槽A处由静止释放,小球到达槽最低点C处时,恰好对槽无压力,则小球在以后的运动过程中对C的最大压力为()A0B4mgC5mgD6mg9、如图,将直导线折成半径为R的14圆弧形状,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为I的电流时,该14圆弧形通电导线受到的安培力大小为()A0BBIRC2BIRD2BIR10、如图所示,空间有磁感应强度B=0.6T的匀强磁场,有一粒子
5、源在坐标原点处,以相同大小的速度沿不同方向向第四象限发射粒子,在x坐标轴上方16cm处有一足够大的挡板,已知粒子的比荷qm=5×107c/kg,速度为3×106m/s,则可以打到挡板的粒子其速度方向与x轴正向最大夹角为()A30°B37°C53°D60°11、下列实验现象,属于反映电流能产生磁场的现象是()A导线通电后,其下方的小磁针偏转B通电导线AB在磁场中运动C金属杆切断磁感线时,电流表指针偏转D通电线圈在磁场中转动12、如图所示为地磁场磁感线的示意图一架民航飞机在赤道上空匀速飞行,机翼保持水平,由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠,
6、在地磁场的作用下,金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为1,右方机翼末端处的电势为2,忽略磁偏角的影响,则( )A若飞机从西往东飞,2比1高B若飞机从东往西飞,2比1高C若飞机从南往北飞,2比1高D若飞机从北往南飞,2比1高13、如图所示,在圆环状导体圆心处,放一个可以自由转动的小磁针现给导体通以顺时针方向的恒定电流,不计其他磁场的影响,则( )A小磁针保持不动B小磁针的N极将向下转动C小磁针的N极将垂直于纸面向外转动D小磁针的N极将垂直于纸面向里转动14、如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线
7、框右侧有一宽度为d(dL )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动,t=0时导线框的的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中,可能正确描述上述过程的是( )评卷人得分二、多选题15、水平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,用一绝缘细杆与两棒相连,且一直处于静止状态,t=0时刻匀强磁场的方向如图甲所示而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示,不计ab、cd之间电流的相互作用,则细杆受到ab、cd所施加的弹力()A在由0到t0时间内保持不变
8、B在由t0到t时间内逐渐减小C在由0到t0时间内逐渐增大D在由t0到t时间内逐渐增大16、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一部分在同一水平面内,另一部分垂直于水平面质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,导轨电阻不计,回路总电阻为2R整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动重力加速度为g下列说法中正确的是()Aab杆所受拉力F的大小为B2L2v12R+mgBcd杆所受摩擦力为零C回路中的电流强度为BL(v1+
9、v2)2RD与v1大小的关系为=2RmgB2L2v117、如图,两根光滑金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨下端接有电阻R,导轨电阻不计,斜面处在竖直向上的匀强磁场中,电阻可略去不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用,金属棒沿导轨匀速下滑,则它在下滑h高度的过程中,以下说法正确的是()A作用在金属棒上各力的合力做功为零B重力做功等于系统产生的电能C金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热D金属棒克服恒力F做功等于电阻R上发出的焦耳热18、如图,上表面粗糙U金属导轨ab cd固定在绝缘水平面上,导体棒ef放在导轨右端,导体棒与金属导轨接触良好,整个
10、装置处一竖直向上的磁场,磁场的变化如图所示,导体棒ef总处于静止状态,则()At=0时回路电流I=0B接近1s时ef受安培力最大C0-5s过程导体棒ef一直有向右滑动的趋势D0-1s回路感应电流与3-5s感应电流方向相反19、如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中现给圆环向右初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是()ABCD20、如图所示,在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈,从相同的高度由静止开始同时释放,三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的正方形,A线圈有一个缺口,B、C线圈闭合,
11、但B线圈的导线比C线圈的粗,则()A三个线圈同时落地BA线圈最先落地CA线圈最后落地DB、C线圈同时落地21、如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场不计粒子重力,则从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间,与从d点和e点离开的粒子相比较()A经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长B经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长C运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间D运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间22、
12、如图所示,在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直于圆面向里一个带电粒子从磁场边界的A点以指向圆心O的方向进入磁场区域内,粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点,但在粒子经过D点时,恰好与一个原来静止在该点的不带电的粒子碰撞后结合在一起形成新粒子,关于这个新粒子的运动情况,以下判断正确的是()A新粒子的运动半径将减小,可能到达F点B新粒子的运动半径将增大,可能到达E点C新粒子的运动半径将不变,仍然到达C点D新粒子在磁场中的运动时间将变长23、如图,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀强磁场,则()A电子的速率越大,在磁场中的运动轨迹半径越小B电子的速率不同,在磁
13、场中的运动周期也不同C电子的速率不同,它们在磁场中运动的时间可能相同D电子在磁场中运动的时间越长,其轨迹线所对应的圆心角越大24、环型对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的()A对于给定的加速电压,带电粒子的比荷qm越大,磁感应强度B越大B对于给定的加速电压,带电粒子的比荷qm越大,磁感应强度B越小C对于给定的带电粒
14、子,不管加速电压U多大,粒子在磁场中运动的周期都不变D对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子在磁场中运动的周期越小25、如图所示,一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流,静止放在导轨上,垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B,B的方向与竖直方向成角。下列说法中正确的是( )A导体棒受到磁场力大小为BLIsinB导体棒对轨道压力大小为C导体棒受到导轨摩擦力为D导体棒受到导轨摩擦力BLIcos26、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,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和交变电源相连接,两盒放在匀强磁场中,磁
15、场方向垂直于盒底面,某一带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,当达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。下列说法正确的是A带电粒子在回旋加速器中从磁场中获得能量B带电粒子在回旋加速器中从电场中获得能量C高频交变电源的电压越大,带电粒子从出口被引出时获得的动能越大D匀强磁场的磁感应强度越大,带电粒子从出口被引出时获得的动能越大27、如图所示,一块矩形截面金属导体abcd和电源连接,处于垂直于金属平面的匀强磁场中,当接通电源、有电流流过金属导体时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象被称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,它是一种重要的磁传感器,
16、广泛运用于各种自动控制系统中。关于这一物理现象下列说法中正确的是A导体受向左的安培力作用B导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用C在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势低于cd电势D在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势高于cd电势28、某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极,当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时,利用电压表所显示的两个电极间的电压U,就可测出污水流量Q(单位时间内流
17、出的污水体积)则下列说法正确的是( )A后表面的电势一定高于前表面的电势,与正负哪种离子多少无关B若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零C流量Q越大,两个电极间的电压U越大D污水中离子数越多,两个电极间的电压U越大评卷人得分三、不定项选择29、下列关于(零刻度线在表盘中央的)磁电式电流表的说法中错误的是 A磁电式电流表内部的蹄形磁铁的极靴与圆柱铁芯间的磁场是均匀辐向分布的B磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比C磁电式电流表的优点是灵敏度高,缺点是允许通过的电流很弱D
18、磁电式电流表只能测定电流的强弱,不能测定电流的方向30、物理学家法拉第在研究电磁学时,亲手做过许多实验,如图所示的就是著名的电磁旋转实验。它的现象是:如果载流导线附近只有磁铁的一个极,磁铁就会围绕导线旋转;反之,载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转。这一装置实际上就是最早的电动机,图中a是可动磁铁,b是固定导线,c是可动导线,d是固定磁铁。图中黑色部分表示汞,下部接在电源上,则从上向下看,a、c旋转的情况是 Aa顺时针,c逆时针 Ba逆时针,c顺时针 Ca逆时针,c逆时针 Da顺时针,c顺时针 31、如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,
19、可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。 现给圆环向右初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是下图中的 A、B、C、D、32、如图所示,带正电的
20、物块A放在不带电的小车B上,开始时都静止,处于垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时加一个水平恒力F向右拉小车B,t=t1时A相对于B开始滑动。已知地面是光滑的。A、B间粗糙,A带电量保持不变,小车足够长。从t=0 开始A、B的速度-时间图像,下面可能正确的是 A、B、C、D、33、三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场左上角射入,当它们从下边缘飞出磁场时与入射方向的偏角900、600、300,则它们在磁场中运动的时间比为 A1:1:1B1:2:3 C3:2:1 D 34、极光是由来自宇
21、宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后,由于地磁场的作用而产生的。如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,旋转半径不断减小。此运动形成的原因是 A可能是洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小 B可能是介质阻力对粒子做负功,使其动能减小 C可能是粒子的带电量减小 D南北两极的磁感应强度较强35、如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量为q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为
22、0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左,大小为0.6N的恒力,g取10m/s2,则 A木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动 B滑块开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动 C最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动,滑块做速度为10m/s的匀速运动 D最终木板做加速度为3m/s2的匀加速运动,滑块做速度为10m/s的匀速运动 36、物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的,这些可以移动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类
23、是N型半导体,它的载流子为电子;另一类是P型半导体,它的载流子为“空穴”,相当于带正电的粒子。如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直,长方体中通有方向水平向右的电流,设长方体的上下表面M,N的电势分别为M和N,则下列判断中正确的是 A如果是P型半导体,有M>N B如果是N型半导体,有MN C如果是P型半导体,有MN D如果是金属导体,有MN 37、图中A是一底边宽为L的闭合线框,其电阻为R,现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动,并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域,已知L<d,且在运动过程中线框平
24、面始终与磁场方向垂直,若以x轴正方向作为力的正方向,线框从图甲所示位置开始运动的时刻作为时间的零点,则在图乙所示的图象中,可能正确反映上述过程中磁场对线框的作用力F随时间t变化情况的是 ABCD38、如图所示,绝缘劈两斜面光滑且足够长,它们的倾角分别为、(45o,处在垂直纸面向里的匀强磁场中,将质量相等,带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放,不考虑两电荷之间的库仑力,则 A、在斜面上两球做匀加速运动,且aAaBB、在斜面上两球都做变加速运动C、两球沿斜面运动的最大位移sAsB D、两
25、球沿斜面运动的时间tAtB 39、质量为m,电量为q的带正电小物块在磁感强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动,如图所示。物块经时间t移动距离S后停了下来,设此过程中,q不变,则 AS> BS<Ct Dt 40、如图所示,用铝板制成“”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度v匀速运动,悬线拉力为T,则 A悬线竖直,Tmg B悬线竖直,Tmg Cv选择合适的大小,可使T0 D因条件
26、不足,T与mg的大小关系无法确定 41、某同学家中电视机画面的幅度偏小,维修的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障,显像管及偏转线圈如图所示,引起故障的原因可能是电子枪发射的电子数减小 加速电场的电压过大 偏转线圈的电流过小,偏转磁场减弱 偏转线圈匝间短路,线圈匝数减小以上故障可能的是 A. B.C.D. 42、如图所示的是电视机显像管及其偏转线圈L,如果发现电视画面幅度比正常时偏小,可能是下列哪些原因造成的 A、电子枪发射能力减弱,电子数减少B、加速电场电压过高,电子速率偏大 C、偏转线圈匝
27、间短路,线圈匝数减小 D、偏转线圈电流过小,偏转磁场减弱 43、如图所示,甲图为左右宽度为x、上下宽度为y的矩形匀强电场,乙图为左右宽度为x、上下宽度为y的矩形匀强磁场,电场方向和磁场方向已标出一带电粒子(不计重力)从甲图中的左上角开始以速度v水平向右沿电场边界且垂直于电场方向进入电场,经过时间t1恰好从电场的右下角射出;另一带电粒子(不计重力)从乙图中的左上角开始也以速度v水平向右沿磁场边界且垂直于磁场方向进入磁场,经过时间t2恰好也从磁场的右下角射出关于t1、t2的大小关系,下列判断中正确的是 At1t2 Bt1>t
28、2Ct1<t2 D无法比较大小44、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是 A.B.C.D.45、在真空中通电直导线所在的平面内,电子以速度平行导线射出,下图中曲线为电子的可能运动轨迹,其中大致正确的是 A、B、C、D、46、如图所示
29、,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO'与SS'垂直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们的速度大小相等,b的速度方向与SS'垂直,a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为、,且>。三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S',则下列说法中正确的有 A三个质子从S运动到S'的时间相等 B三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO'轴上 C若撤去附加磁场,a到达SS'连线上的位置距S点最近 D附加磁场方向与
30、原磁场方向相同 47、如图所示,在沿水平方向向里的匀强磁场中,带电小球A与B处在同一条竖直线上,其中小球B带正电荷并被固定,小球A与一水平固定放置的光滑绝缘板C接触并处于静止状态。现将绝缘板C沿水平方向抽去,以下说法正确的是 A.小球A可能仍处于静止状态 B.小球A可能沿轨迹1做匀速圆周运动 C.小球A可能带负电D.小球A可能沿轨迹2运动 48、如图是某离子速度选择器的原理示意图,在横截面半径r=10cm的圆形区域内有磁感应强度B=1×10-4T的匀强磁场,磁场方向平行于柱形圆筒的轴线,在圆柱形筒壁上某一直径两端开有两个小孔a、b,分别
31、作为离子的入射孔和出射孔。现有一束比荷为q/m=2×1011C/kg的正离子,从a孔射入,正离子射入的角度不同,最后能从b孔射出的离子速度大小就不同,其中入射角=30°,且不与筒壁碰撞而从出射孔射出的离子的速度大小为 A B C D 49、如图所示ab是一段弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向如图所示,有一束粒子对准a端射入弯管,粒子有不同质量,不同速度,但都是二价正离子,下列说法中正确的是 A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B、只
32、有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管 50、医生在做手术时,需从血库里取血,为避免感染,都是利用电磁泵从血库里向外抽,图示为一个电磁泵的结构图,长方形导管的前后表面绝缘,上下表面为导体,管长为L,厚为b,宽为a,内壁光滑。将导管放在垂直于前后表面向里的匀强磁场中,由于充满导管的血浆中带有正负离子,将上下表面和电源接通,干路中的电流为I,导管的左右两侧便会产生压强差,从而将血浆抽出,若血浆的电阻率为,所加电源电动势为E,内阻为r,匀强磁场的磁感应强度为B,则
33、;A此装置中血浆的等效电阻 B此装置中血浆受的安培力大小F=BIL C此装置中血浆受的安培力大小F=BIb D左右两侧的压强差51、如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E, 今有一带正电的粒子从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时, 速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc 区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小也为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于Ev0,重力加速度为g,则下列关于粒子运动的有关说法正确的是 A粒子在
34、ab区域的运动时间为 B粒子在bc区域中做匀速圆周运动轨迹半径r=2d C粒子在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为 D粒子在ab、bc区域中运动的总时间为评卷人得分四、判断题评卷人得分五、填空题52、如图所示,在物理实验中,常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量.探测器线圈和冲击电流计串联后,又能测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.把线圈放在匀强磁场时,开始时线圈与磁场方向垂直,现将线圈翻转180°,冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q,由此可知,被测磁场的磁感应强度B=_.53、如图所示,半径为r的n匝线圈套在边长为L的
35、正方形abcd之外,匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积.当磁感应强度以B/t的变化率均匀变化时,线圈中产生感应电动势的大小为_.评卷人得分六、操作题评卷人得分七、计算题54、如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上的A点,A点坐标为(L,0)。粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子,电子恰好能通过y轴上的C点,C点坐标为(0,2L),电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成15°角的射线ON(已知电子的质量
36、为m,电荷量为e,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用)。求: (1)第二象限内电场强度E的大小;(2)电子离开电场时的速度与y轴正方向的夹角;(3)圆形磁场的最小半径R。55、如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,上升了h高度,这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用
37、。求: (1)导体杆上升到h过程中通过杆的电量; (2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小; (3)导体杆上升到h过程中拉力做的功。 56、空间中存在水平向右的匀强电场,场强大小为E,一带电量为+q、质量为m的粒子,在P点以向上初速度v0开始运动,该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时的方向偏转了45°,若保持粒子在P点时的速度不变,而将匀强电场换成方向垂直于纸面向外的匀强磁场,在此磁场力的作用下粒子也由P点运动到Q点,不计重力。求: (1)P、Q间的距离l为多少? (2)匀强磁场的磁感应强度为多少? 57、如图所示ABCD为边长为L的单匝正方形金属线框处在垂直于线框平面的匀强磁场中,
38、磁场的磁感强度随时间变化的规律如图甲所示,E、F为平行正对的两金属板,板长和板间距均为L,两金属板通过导线分别与金属线框的端点相连,P为一粒子源,能够发射速度为v0比荷为的正离子, 离子从两板间飞出后进入如图所示的匀强磁场区域,MN为磁场的左边界,磁场的磁感强度为B0,已知t=0时刻和t=两时刻恰好有两个离子从P中以初速度v0沿EF的中央轴线射入两板间,不计离子受到的重力。(1)试判断两离子能否从两板间穿出进入MN右侧的磁场区域。(2)求离子进入磁场时的速度与v0的夹角。(3)如果两粒子均能从磁场的左边界MN飞离磁场,求两离子在磁场中运动的时间之比。(4)为了保证两离子均再从磁场的左边界MN飞
39、离,求磁场区域的最小宽度。58、在平面直角坐标系xOy中,第象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:(1)M、N两点间的电势差UMN;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.59、在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方
40、向与y轴的夹角为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。求:(1)C点的坐标;(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角60、如图所示,两水平放置的平行金属板a、b,板长L=0.2m,板间距d=0.2m两金属板间加可调控的电压U,且保证a板带负电,b板带正电,忽略电场的边缘效应在金属板右侧有一磁场区域,其左右总宽度s=0.4m
41、,上下范围足够大,磁场边界MN和PQ均与金属板垂直,磁场区域被等宽地划分为n(正整数)个竖直区间,磁感应强度大小均为B=5×103T,方向从左向右为垂直纸面向外、向内、向外在极板左端有一粒子源,不断地向右沿着与两板等距的水平线OO发射比荷=1×108C/kg、初速度为v0=2×105m/s的带正电粒子忽略粒子重力以及它们之间的相互作用(1)当取U何值时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大;(2)若n=1,即只有一个磁场区间,其方向垂直纸面向外,则当电压由0连续增大到U过程中带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度;(3)若n趋向无穷大,则偏离电场的带电粒子在磁
42、场中运动的时间t为多少?61、如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×105 N/C,方向与金箔成37°角。紧挨边界ab放一点状粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的粒子,已知:m =6.64×10-27Kg, q=3.2×10-19C,初速率v=3.2×106 m/s . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)粒子在磁场中作圆周运动的轨道半
43、径R;(2)金箔cd被粒子射中区域的长度L;(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的粒子在穿出金箔过程中以不变的速度方向进入电场,在电场中运动通过N点,SNab且SN=40cm,则此粒子从金箔上穿出的过程中损失的动能为多少?62、如图所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为R,板长为2R,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上,有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,以速度vo从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图b所示电压,最后粒子刚好以平行
44、于N板的速度,从N板的边缘飞出(不计粒子重力)。(1)求磁场的磁感应强度B;(2)求交变电压的周期T和电压UO的值;(3)若时,该离子从MN板右侧沿板的中心线,仍以速度vo射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到a点的距离。63、如图所示,在xoy平面内第象限有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为N/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O位于x轴上,半径为r=0.02m,磁场最左边与y轴相切于O点,磁场方向垂直纸面向里。第象限内与x轴相距为m处,有一平行于x轴长为=0.04m的屏PQ,其左端P离y轴的距离为0.04m。一比荷为C/kg带正电的粒子,从电场中的M点以初速度m/s垂直于电
45、场方向向右射出,粒子恰能通过y轴上的N点。已知M点到y轴的距离为s=0.01m,N点到O点的距离为 m,不计粒子的重力。求:(1)粒子通过N点时的速度大小与方向;(2)要使粒子打在屏上,则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件;(3)若磁场的磁感应强度为T,且圆形磁场区域可上下移动,则粒子在磁场中运动的最长时间。64、某高中物理课程基地拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为题图所示AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面一带正电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从
46、M点飞离CD边界,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点已知OP间距离为,粒子质量为,电荷量为,电场强度大小,粒子重力不计试求:(1)粒子从M点飞离CD边界时的速度大小;(2)P、N两点间的距离;(3)磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径65、如下图所示,在xoy坐标系的原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射粒子,粒子的速度大小均为v0,在0yd的区域内分布有指向y轴正向的匀强电场,场强大小,其中q、m分别为粒子的电量和质量;在dy2d的区域内分布有垂直于xoy平面向里的匀强磁场,MN为电场和磁场的边界AB为一块很大的平面感光板垂直于xo
47、y平面且平行于x轴,放置于y=2d处观察发现此时恰好无粒子打到AB板上(q、d、m、v0均为已知量,不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)求:(1)粒子通过电场和磁场边界MN时的速度大小及此时距y轴的最大距离(2)磁感应强度B的大小(3)将AB板至少向下平移多少距离,才能使所有粒子均能打到AB板上?此时AB板上被粒子打中的区域长度是多少?66、如图所示竖直平面内,存在范围足够大的匀强磁场和匀强电场中,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场强度大小为E,电场方向竖直向下,另有一个质量为m带电量为q(q>0)的小球,设B、E、q、m、和g(考虑重力)为已知量。(1)若小球射入此复合场恰做
48、匀速直线运动,求速度v1大小和方向。(2)若直角坐标系第一象限固定放置一个光滑的绝缘斜面,其倾角为,设斜面足够长,从斜面的最高点A由静止释放小球,求小球滑离斜面时的速度v大小以及在斜面上运动的时间(3)在(2)基础上,重新调整小球释放位置,使小球到达斜面底端O恰好对斜面的压力为零,小球离开斜面后的运动是比较复杂的摆线运动,可以看作一个匀速直线运动和一个匀速圆周运动的叠加,求小球离开斜面后运动过程中速度的最大值及所在位置的坐标。67、(10分)如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度放置一质量为0
49、.1 kg、电荷量q0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力现对木板施加方向水平向左,大小为0.6 N的恒力,g取10 m/s2,求:(1)开始时木板和滑块的加速度分别是多少?(2)木板的最大加速度为多少?(3)滑块的最大速度为多少?68、如图所示,相距2L的AB、CD两直线间存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1方向竖直向下,PT下方的电场E0方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射
50、入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图所示,测得MT两点的距离为L/2。不计粒子重力及它们间的相互作用。试求:(m、q、L,、a、 v0为已知量)小题1:电场强度E0的大小;小题2:在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?小题3:有一边长为a、由光滑绝缘壁围成的正方形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失
51、),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小还应满足什么条件?69、如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO垂直,磁感应强度B=5×103T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。 试求带电粒子射出
52、电场时的最大速度。 证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。 从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。70、如图a所示的平面坐标系xOy,在整个区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示,开始时刻,磁场方向垂直纸面向里(如图)。t=0时刻,有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿x轴正向进入磁场,初速度为v0=2´103m/s。已知正粒子的比荷为1.0´104C/kg,其它有关数据见图中标示(磁感应强度B取垂直纸面向
53、里为正)。试求:(1)t=´10-4s时刻,粒子的坐标。(2)粒子从开始时刻起经多长时间第一次到达y轴。(3)粒子是否还可以返回坐标原点O?如果可以,则经多长时间第一次返回坐标原点O?评卷人得分八、论证题评卷人得分九、实验题71、在磁感应强度B0.4T的匀强磁场中,一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动,设通过导体的电流强度为4A,运动速度是0.6ms,电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直,则移动这段导线所需要的功率是 W72、两个绝缘导线环AA、BB大小相同,环面互相垂直,环中通有相
54、同大小的恒定电流,如图所示.则圆心O处磁场的方向为(AA面水平,BB面垂直纸面) _.评卷人得分十、探究题评卷人得分十一、问答题73、如图所示是一通电螺线管,在其内外分别放两个小磁针和两个通电小圆环,它们都可以自由转动.试判定它们各自的取向.评卷人得分十二、应用设计题 xxxx - xxxx学年度xx学校xx月考答案及解析1、【答案】C【解析】导体棒受重力G、支持力F与安培力FB作用,重力G与支持力F的合力为F合,导体棒静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,安培力FB与F合重力等大反向,安培力水平向里,由图示可知,ab棒中的电流由a指向b,由左手定则可知,磁场竖直向下;故选C 2、【答
55、案】A【解析】要保持导体棒在斜面上静止,导体棒受力必须平衡,如图,作出磁感应强度B在三个不方向时力的合成图,由图看出,导体棒所受的安培力F先减小后增大,而F=BIL,I、L均不变,则知,磁感应强度B先减小后增大故选A 3、【答案】A【解析】导体棒水平方向受到向右的绳的拉力、向左的安培力和静摩擦力当棒刚要向右滑动时,轨道对棒的静摩擦力向左达到最大,此时电路中电流最小,设为I1,由平衡条件得: BI1L+mg=Mg,得I1=Mg-mgBL=1A此时变阻器接入电路的电阻最大,设为R1,由欧姆定律得 R1=EI1-r=61-1=5当棒刚
56、要向左滑动时,轨道对棒的静摩擦力向右达到最大,此时电路中电流最大,设为I2,由平衡条件得: BI2L=mg+Mg,得I2=Mg+mgBL=2A此时变阻器接入电路的电阻最小,设为R2,由欧姆定律得 R2=EI2-r=62-1=2所以为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值范围为2R5,不可能是6该题选不可能的,故选A 4、【答案】B【解析】由安培力公式F=BIL,与左手定则,可得ab段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向左同理cd段导线的安培力方向垂直于导线与磁感线构成的平面并斜向右因此由平行四边形定则对这两个安培力进行分
57、解,可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡,所以ab段与cd段导线的安培力的合力为2BIL,方向竖直向上; 而bc段安培力的大小为BIL,方向是竖直向上则导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小为(2+1)BIL,方向是竖直向上故选:B 5、【答案】A【解析】物块P受三个力的作用,竖直向下的重力G,沿半径指向外的支持力FN,沿切线方向的静摩擦力Ff,因圆柱体缓慢移动,所以物块P在任意位置所受合力为零,对三力正交分解,设重力G与支持力FN方向所夹锐角为,则Ff=mgsin ,从A转至A的过程中,先减小后增大,Ff先减小后增大,且按照正弦规律变化,故A正确故选A 6、【答案】C【解析】金属棒ab做平抛运动,其水平方向的
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