轉動檢測9磁場一、單項選擇題此題共5小題，每題4分，共20分1．如圖1所示，兩個完全相同的線圈套在一水平圓滑絕緣圓柱上，但能自由移動，若兩線圈內通以大小不等的同向電流，則它們的運動情況是圖1A．都繞圓柱轉動B．以不等的加快度相向運動C．以相等的加快度相向運動D．以相等的加快度反向運動解析：同向環形電流的間相互吸引，雖兩電流大小不等，但據牛頓第三定律知兩線圈間的相互作使勁必大小相等，所以選

C答案：C2．如圖

2所示，用三條細線懸掛的水平圓形線圈共有

n匝，線圈由粗細平均、單位長度的質量為2.5g的導線繞制而成，三條細線呈對稱散布，穩準時線圈平面水平．在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵，磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且經過其圓心O，測得線圈的導線所在處磁感覺強度大小為T，方向與豎直線成30°角，要使三條細線上的張力為零，線圈中經過的電流至圖2A．0.1AB．0.2AC．0.05AD．0.01A解析：設線圈半徑為R，通電導線受到的安培力F＝nBI·2πR，所受重力為G＝n·2πRρg，平衡時有：in30°＝，則有I＝錯誤!，代入數據得I＝0.1A，故A正確．FG答案：A3．如圖3所示，質量為m、電量為q的帶正電粒子，以初速度v0垂直進入正交的勻強電場E和勻強磁場B中，從C．粒子在D．粒子在v錯誤!/2－Eq解析：因為帶電粒子向下偏轉，所以電場力大于洛倫茲力，電場力做正功，速度增大，所以A、2B錯；由動能定理可知錯誤!mv＝Eq＋錯誤!mv錯誤!，所以C對，D錯．答案：C4．如圖4所示的虛線地區內，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場．一點電荷

a不計重力以一定的初速度由左邊界的

O點射入磁場、電場地區，恰巧沿直線由地區右邊界的

O′點圖中未標出穿出．若撤去該地區內的磁場而保存電場不變，另一個同樣的粒子

b不計重力仍以相同初速度由

O點射入，從地區右邊界穿出，則粒子

b圖4A．穿出地點一定在O′點下方B．穿出地點一定在O′點上方C．運動時，在電場中的電勢能一定減小在電場中運動時，動能一定減小解析：點電荷恰巧沿直線穿過場區，則粒子所受電場力與洛倫茲力是一對平衡力，即qE＝qvB，且OO′垂直于電場方向，但粒子所帶電性未知，因此當撤去磁場只有電場時，不能確定粒子穿出場區的地點是在O′的下方仍是上方，A、B錯；由于點電荷垂直于電場方向進入電場，因此偏轉時電場力一定對粒子做正功，粒子的電勢能一定減小，動能一定增大，C項正確，D錯．答案：C5．盤旋加快器是利用較低電壓的高頻電源，使粒子經多次加快獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖5所示．下列說法正確的選項是圖5A．粒子在磁場中做勻速圓周運動B．粒子由A0運動到A1比粒子由A2運動到A3所用時間少C．粒子的軌道半徑與它被電場加快的次數成正比D．粒子的運動周期和運動速率成正比解析：此題考察對盤旋加快器的基本工作原理的理解，由于

D形盒的障蔽作用，帶電粒子在磁場中不受靜電力的作用，僅受洛倫茲力，因此粒子在磁場中做勻速圓周運動，

A正確；粒子的周期

T＝錯誤!與粒子運動速率無關，從

A0到

A1和從

A2到A3的時間相等，均為錯誤!，故

B、D選項錯誤；當粒子被加快n次后進入磁場，由nqU＝錯誤!mv錯誤!，rn＝錯誤!可得：rn＝錯誤!，故rn∝錯誤!，C選項不正確，因此此題選A答案：A二、雙項選擇題此題共6小題，每題6分，共36分6．如圖6所示，下端關閉、上端開口、內壁圓滑的細玻璃管豎直放置，管底有一帶電的小球．整個裝置以水平向右的速度勻速運動．垂直于磁場方向進入方向水平的勻強磁場，由于外力作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端開口飛出，小球的電荷量始終保持不變，則從玻璃管進入磁場到小球運動到上端開口的過程中圖6A．洛倫茲力對小球做正功B．洛倫茲力對小球不做功C．小球運動軌跡是拋物線D．小球運動軌跡是直線解析：由于洛倫茲力與粒子運動方向始終垂直，所以洛倫茲力對小球不做功，故B正確，A錯誤，由于小球水平向右的速度不變，因此小球所受洛倫茲力在豎直向上的分力不變，所以小球豎直向上做初速度為0的勻加快運動，故小球運動軌跡是拋物線，故C正確，D錯誤．答案：BC7．如圖7所示，一質量為，電荷量為q的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平m寬敞絕緣隧道中，物塊上、下表面與隧道上、下表面的動摩擦因數均為μ，整個空間中存在垂直紙面向里，磁感覺強度為B的水平勻強磁場，現給物塊水平向右的初速度v0，空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，隧道足夠長，則整個運動過程中，物塊戰勝阻力做功可能是圖7①0②錯誤!mv錯誤!－錯誤!③錯誤!mv錯誤!④錯誤!－錯誤!mv錯誤!A．①②B．③④C．①④D．②③解析：物塊進入磁場后的受力情況有三種可能情況：第一種，洛倫茲力和重力是一對平衡力，即qv0B＝mg，知足該情況的v0＝錯誤!，沒有摩擦力，所以戰勝摩擦力做功為零；第二種情況，v0>錯誤!，擠壓上表面，要戰勝摩擦力做功，當速度減小為v＝錯誤!后，摩擦力消失，故克2服摩擦力做功W＝錯誤!mv錯誤!－錯誤!mv＝錯誤!mv錯誤!－錯誤!；第三種情況，v0T2D．T1<T2解析：根據左手定則可知，通電導線所受安培力斜向右下方，根據牛頓第三定律，磁鐵受到斜向左上方的磁場力，所以B、C正確．答案：BC9．如圖9所示，一個用細線懸吊著的帶電小球，在垂直于勻強磁場方向的豎直面內搖動，圖中B為小球運動的最低地點，則A．小球向右和向左運動經過B點時，小球的加快度相同B．小球向右和向左運動經過B點時，懸線對小球的拉力相同C．小球向右和向左運動經過B點時，擁有的動能相同D．小球向右和向左運動經過B點時，擁有的速度相同圖9解析：帶電小球在運動過程中，因洛倫茲力不做功，只有重力做功，機械能守恒，擺球不論向何方向運動經過最低點時，速率v必定相等，動能相同．故C正確；向心加快度a＝錯誤!則a相同，故A正確．若小球帶正電，在最低點向右和向左運動時，拉力分別為T1和T2，則T1FFF＋qvB－mg＝ma，FT2－qvB－mg＝ma，則FT1<FT2，同理，若小球帶負電荷時，拉力也不相同，故B錯，因速度是矢量，故D錯．答案：AC10．如圖10所示，空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場的方向豎直向下，磁場的方向垂直紙面向里，一帶電油滴0.08m0.06m＝5×107v0＝8×105C/g的帶負電粒子其重力不計以m/速度從兩板間中間沿與板平行的方向射入偏轉電場，進入偏轉電場時，偏轉電場的場強恰巧按圖乙所示的規律變化，粒子走開偏轉電場后進入勻強磁場，最終垂直磁場右邊界射出．求：甲乙圖131粒子在磁場中運動的速率v；2粒子在磁場中運動的軌道半徑；R3磁場的磁感覺強度B解析：1電子在偏轉電場中的運動時間t＝錯誤!＝錯誤!＝1×10－7①對照乙圖可知，電子在極板間運動的時間是偏轉電壓的一個周期在第一個t＝5×10－8時間內，電子在垂直于極板方向上做初速度為0的勻加快度運動，在第二個t＝5×10－8時間內，電子做勻速直線運動．②在第一個t＝5×10－8時間內，v＝錯誤!t＝5×107××105×5×10－8m/＝6×105m/③v＝錯誤!＝錯誤!m/＝1×106m/④電子在磁場中的運動軌跡如下圖．設電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R，由幾何關系，有錯誤!＝錯誤!

⑤R＝錯誤!＝錯誤!×0.06m＝

0.1m

⑥3粒子在磁場中做勻速圓周運動，有

qvB＝m錯誤!

⑦B＝錯誤!＝錯誤!T＝

T⑧答案：11×10

6m/

20.1m

3T14．15分如圖

14所示，勻強電場地區和勻強磁場地區是緊

鄰的，且寬度相等，均為

d；電場方向在紙平面內，而磁場方向垂直紙面向里．一帶正電粒子從

O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場，在電場力的作用下發生偏轉，從

A點走開電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的位移為電場寬度的一半，當粒子從

C

點穿出磁場時速度方向與進入電場

O點時的速度方向一致，帶電粒子重力不計求：圖141粒子從C點穿出磁場時的速度v2電場強度E和磁感覺強度B的比值E/B粒子在電、磁場中運動的總時間．解析：1粒子在電場中偏轉，在垂直電場方向v1＝v0，平行電場分量為v，則d＝v1·t＝v0t，錯誤!＝錯誤!·t，所以v＝v＝v0，得v＝錯誤!v0，tanθ＝錯誤!＝1所以θ＝45°，即粒子進入磁場時的速度方向與水平方向成45°角斜向右下方．粒子在磁場中做勻速圓周運動，故穿出磁場速度v＝錯誤!v0，方向水平向右．2在電場中運動時v＝錯誤!