1、(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题(本题共10个小题，每题4分，共40分)1. 磁感应强度是描述磁场的重要概念，磁场的基本性质是对电流有磁场力的作用，则关于磁感应强度的大小，下列说法中正确的是()A一小段通电直导线，在磁场某处受的力越大，该处的磁感应强度越大B一小段通电直导线在磁场某处受的力等于零，则该处的磁感应强度一定等于零C匀强磁场中某处的磁感应强度的大小等于该处某一面积穿过的磁通量D磁感线密处，磁感应强度大；磁感线疏的地方，磁感应强度一定小【答案】D2如右图所示，在XOY平面中有一通电直导线与OX、OY轴相交，导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场，通电直导线所受
2、磁场力的方向与OZ轴的正方向相同该磁场的磁感应强度的方向可能是()A沿X轴正方向B沿Y轴负方向C沿Z轴正方向 D沿Z轴负方向【解析】安培力垂直于I、B决定的平面，因此磁感应强度只要在XOY平面内且有垂直I向左的分量即可【答案】B3如右图所示，虚线abcd为水平放置的矩形匀强磁场区域，方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如图所示给出的是金属线框的四个可能到达的位置，则圆形线框的速度可能为零的位置是()【答案】AD4如右图的有界圆形磁场，半径为R，磁感强度为B，一个质量为m，电量为e的带电粒子，从边界向圆心射入磁场，离开磁场时方向与射入方向的夹角为120，则粒子
3、通过磁场所用的时间是()A.B.C. D. 【答案】C5如右图所示，一带正电的粒子以速度v0垂直飞入，B、E及v0.三者方向如图所示已知粒子在运动过程中所受的重力恰与电场力平衡，则带电粒子在运动过程中()A机械能守恒B动量守恒C动能与电势能总和始终不变D电势能与机械能总和守恒【答案】D6右图是质谱仪工作原理的示意图带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则()Aa与b有相同的质量，打在感光板上时，b的速度比a大Ba与b有相同的质量，但a的电量比b的电量小
4、Ca与b有相同的电量，但a的质量比b的质量大Da与b有相同的电量，但a的质量比b的质量小【答案】D7如右图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管试管在水平拉力F作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是()A小球带负电B洛伦兹力对小球做正功C小球运动的轨迹是一条抛物线D维持试管匀速运动的拉力F应保持恒定【答案】C8如下图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电小球(电量为q，质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小
5、球不可能沿直线通过下列哪个电磁复合场()【答案】AB9如右图所示，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()A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0【答案】AD10如右图所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，小球沿杆向下运动
6、，在A点时的动能为100 J，在C点时动能减为零，B为AC的中点在运动过程中下列说法正确的是()A小球在B点时的动能为50 JB小球电势能的增加量等于重力势能的减少量C小球在AB段克服摩擦力做的功与在BC段克服摩擦力做的功相等D到达C点后小球可能沿杆向上运动【答案】D二、非选择题(本题共5个小题，共60分)11(10分)图为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘柱挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，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
7、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k2.0 N/m，0.20 m，0.050 m，B0.20 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？【解析】(1)设弹簧伸长x，则有mgkx由式得x.(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)设满量程时通过MN的电流强度为Im，则有BImmgk(x)联立并代入数据得Im2.5 A
8、(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BImmgk(x)由得B代入数据得B0.10 T.【答案】(1)x(2)M端应接正极(3)2.5 A(4)0.10 T12(12分)如右图所示，一个带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知abL，求：(1)小球的带电性质及其电量与质量的比值；(2)该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向；(3)小球从P经a至b时，共需时间为多少？【解析】带电粒子在复合场中做匀速圆周运动，则重
9、力和电场力平衡，洛仑兹力提供做圆周运动的向心力(1)重力和电场力平衡，电场力方向向上，电场方向向下，则为负电荷mgEq，比荷.(2)粒子由a到b运动半周，由其受力方向根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外qvBmmghmv2L2R联立可得B.(3)t.【答案】(1)负电荷、(2)、磁场方向为垂直纸面向外(3)13(12分)如右图所示，有位于竖直平面上的半径为R的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下、场强为E的匀强电场中，下半部分处于水平向里的匀强磁场中；质量为m，带正电为q的小球，从轨道的水平直径的M端由静止释放，若小球在某一次通过最低点时对轨道的压力为零，求：(1)磁感强度B的大小；(2
10、)小球第二次通过轨道最低点时对轨道的压力；(3)若小球恰好能在圆形轨道内作完整的圆周运动，则小球在轨道最高点的速度大小为多少？小球从M出发时的竖直向下的速度大小是多少？【解析】(1)小球在轨道上来回运动时受重力、支持力、洛伦兹力，但只有重力做功，因此小球的机械能守恒从M到最低点有mgRmv2在最低点有F向m即qvBmgm联解得B .(2)小球从M到N以及在轨道上来回运动时受重力、支持力、洛伦兹力，但总只有重力做功，因些小球的机械能始终守恒从N到最低点时对轨道最低点的有最大压力在最低点有FN2qvBmgm联解得FN26mg.(3)要小球在圆形轨道内作完整的圆周运动，此时对圆形轨道的最高点压力为零
11、，设小球从轨道的水平直径的M端下滑的最小速度为v0，在最高点速度为v1.从M轨道的最高点，据动能定理：mgREqRmvmv在圆形轨道的最高点：mgEqv1联解得v0.【答案】(1) (2)6mg(3)14(12分)(2009年高考江苏单科)1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半
12、径之比；(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm【解析】(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1，速度为v1qUmvqv1Bm解得：r1 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径r2 则r2r11.(2)设粒子到出口处被加速了n圈2nqUmv2qvBmTtnT解得t.(3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即f当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应为fBm粒子的动能Ekmv2当fBmfm时，粒子的最大动能由Bm决定qvmBmm解
13、得Ekm当fBmfm时，粒子的最大动能由fm决定vm2fmR解得Ekm22m fR2.【答案】(1)1(2)(3)22mfR215(14分)(2009年高考福建理综)右图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2.0103T，在x轴上距坐标原点L0.50 m的P处为粒子的入射口，在y轴上安放接收器现将一带正电荷的粒子以v3.5104 m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L0.50 m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计其重力(1)求上述粒子的比荷；(2)如果在上述粒子运动过程中的某个
14、时刻，在第一象限内再加一个匀强电场就可使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形【解析】(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径，由几何关系得r由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得qvBm联立并代入数据得4.9107 C/kg(或5.0107 C/kg)(2)设所加电场的场强大小为E.如图乙，当粒子经过Q点时，
15、速度沿y轴正方向，依题意，在此时加入沿x轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有qEqvB代入数据得E70 N/C所加电场的场强方向沿x轴正方向由几何关系可知， 圆弧PQ所对应的圆心角为45，设带电粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为t，则有tTT联立并代入数据得t7.9106 s(3)如图丙，所求的最小矩形是MM1P1P，该区域面积S2r2联立并代入数据得S0.25 m2矩形如图丙中MM1P1P(虚线)所示【答案】(1)4.9107 C/kg(或5.0107 C/kg)(2)70 N/C沿x轴正方向7.9106 s(3)0.25 m2图见解析高考资源网()来源：高考资源网版权所有：高考资源网(www.k s 5 )版权所有：高考资源网()版权所有：高考资源网()