一、选择题
1．如图所示，在xOy平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从P(2L,0)点处以初速度v0射入第二象限，v0的方向与x轴正方向夹角为45。下列能使粒子离开磁场后进入第一象限的v0值是（ ）（不计粒子的重力）
A．
BqL mB．
BqL 2mC．
2BqL mD．
2BqL 2m2．我国第21次南极科考队在南极观看到美丽的极光。极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦，从而激发大气分子发出各种颜色的光。假设科考队员站在南极极点附近，观测到带正电粒子从右向左运动，则粒子受到磁场力的方向是（ ） A．向前
B．向后
C．向上
D．向下
3．如图为回旋加速器的示意图，真空容器D形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中，且磁感应强度B保持不变。两盒间狭缝间距很小，粒子从粒子源A处（D形盒圆心）进入加速电场（初速度近似为零）。D形盒半径为R，粒子质量为m、电荷量为+q，两D形盒间接电压为U的高频交流电源。不考虑相对论效应，粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间不计。下列论述正确的是（ ）
A．粒子的能量是由加速电场提供的，能获得的最大动能与加速电压U有关 B．若粒子的质量不变，电荷量变为+2q，D形盒间所接高频交流电源的频率不变 C．若粒子的质量不变，电荷量变为+2q，粒子能获得的最大动能增加一倍 D．若增大加速电压U，则粒子在D型盒内运动的总时间减少
4．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图a是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图b所示。图b中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将
电子束打到靶上的点记为P点。则（ ）
A．电子在N处的电势能比M处大
B．仅增大M、N之间的加速电压，电子在偏转磁场中的运动时间变短 C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D．仅增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点右移
5．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1=2I2，其中M的电流方向向下，N的电流方向向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）
A．两根导线相互吸引
B．仅增大电流I2，F1、F2会同时都增大
C．两个力的大小关系为F1=2F2
D．为判断F2的方向，需要知道I1和I2合磁场的方向
6．如图所示，通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直。若仅将导线长度减小为原来的一半，则导线受到安培力的大小将（ ）
A．减小为原来的B．减小为原来的
1 41 2C．增大为原来的2倍 D．增大为原来的4倍
7．如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化（不考虑磁场变化引起的电场），则下列判断中错误的是（ ）
A．磁场B减小，油滴动能增加 B．磁场B增大，油滴机械能不变 C．使磁场方向反向，油滴动能减小
D．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小
8．如图，水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=70N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来。置于水平向里的匀强磁场中，PQ长度为L=0.5m。质量为m=0.1kg。当导体棒中通以大小为I=2A的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。欲使弹簧伸长2cm后能重新处于静止状态（重力加速度g取10m/s2），则（ ）
A．通入的电流方向为P→Q，大小为0.4A B．通入的电流方向为P→Q，大小为0.8A C．通入的电流方向为Q→P，大小为0.4A
D．通入的电流方向为Q→P，大小为0.8A 9．下列关于磁场的说法中正确的是（ ） A．奥斯特实验说明了磁场可以产生电流
B．电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果 C．通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在（即B0）磁场
D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力
10．如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子（不计重力）沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°。如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点向上平移的距离d为（ ）
A．
1R 2B．3R 3C．
2R 2D．3R 211．空间有一圆形匀强磁场区域，O点为圆心。一带负电的粒子从A点沿半径方向以速率
v垂直射入磁场，经过时间t离开磁场时速度方向与半径OA垂直，不计粒子重力。若粒子
速率变为3v，其他条件不变，粒子在圆形磁场中运动的时间为（ ）
A．
t 2B．
2t 3C．
3t 2D．2t
12．在圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子（ ） A．速率一定越小
C．在磁场中通过的路程越长
B．速率一定越大
D．在磁场中的周期一定越大
13．磁流体发电机，又叫等离子体发电机，图中的燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为电子和正离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1000m/s进入矩形发电通道。发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度B=6T。等离子体发生偏转，在两极间形成电势差。已知发电通道长a=50cm，宽b=20cm，高d=20cm，等离子体的
电阻率=2Ω·m。则以下判断中正确的是（ ）
A．发电机的电动势为120V
B．因正离子带电量未知，故发电机的电动势不能确定 C．当外接电阻为8Ω时，发电机的效率最高 D．当外接电阻为4Ω时，发电机输出功率最大
14．如图是质谱仪的工作原理示意图、带电粒子以不同初速度（不计重力）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下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A．进入B0磁场的粒子，在该磁场中运动时间均相等 B．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
B ED．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里
15．如图所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确的是（ ）
A．C点与A点不在同一水平线上
B．小球向右或向左滑过B点时，对轨道压力相等 C．小球向上或向下滑过P点时，其所受洛伦兹力相同 D．小球从A到B的时间是从C到P时间的2倍
二、填空题
16．如图所示，厚度为h、宽度为d的半导体材料放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流通过导体时，在导体的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差U、电流I和B的关系为URHIB ，d式中的比例系数RH称为霍尔系数。（假设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v、电量为e、导体单位体积的自由电子个数n）。
(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势___________（填“高于”、“低于”或“等于”）下侧面A'的电势；
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为___________；
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为___________； (4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，推导可知霍尔系数RH=___________（用微观量表示）。
17．如图所示，平行轨道MN和PQ上有一辆平板小车，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D、E等是磁场区域，内有垂直纸面向里或向外的磁场。
(1)要使小车在图示位置时受到向右的推力，此时A、B部分的磁场方向如何_____________。
A．向里、向外 B．向里、向里 C．向外、向里 D．向外、向外
(2)小车经过B、C位置时，如果仍要使小车受到向右的推力，B、C两处的磁场方向应如何_____________？
(3)怎样改变磁场方向才能使小车始终受到推力_____________？ (4)根据以上结论，你能联想到什么生活实例呢_____________？
18．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧下端挂有一个单匝矩形线框abcd，质量为m，
bc边长为L，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂
直，在图中垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示。线框处于平衡状态。此时弹簧处于伸长状态，则此时bc棒所受的安培力的大小为_____，方向_____（选填“竖直向上”或“竖直向下”）；今磁场反向，磁感应强度的大小仍为B，线框重新达到平衡时弹簧的弹力大小为_____。从开始的平衡状态到重新达到平衡过程中，弹簧的形变量增加了_____（重力加速度为g）。
19．如图，两平行放置的长直导线a和b中载有电流强度相等、方向相反的电流。则b右侧O点处的磁感应强度方向为_________；在O点右侧再放置一根与a、b平行共面且通有与导线a同向电流的直导线c后，导线a受到的磁场力大小将__________（选填“变大”、“变小”或“无法确定”）。
20．两个速率不同的同种带电粒子，如图所示，它们沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场的上边缘射入，从下边缘飞出时，相对于入射方向的偏转角分别为90°，60°，则它们在磁场中运动的轨道半径之比为________，在磁场中运动时间比为________。
21．如图所示，真空中有甲、乙、丙三个完全相同的单摆，摆球都带正电，电量相同，摆线绝缘。现知，在乙的摆线顶端放一带正电的小球Q，在丙所在空间加一竖直向下的匀强电场E，则甲、乙、丙三个单摆做简谐振动时的周期了T1、T2、T3的大小关系为______。（用“=”、“<”、“>”等关系表示）
22．如图所示，间距为20cm、倾角为53°的两根光滑金属导轨间，有磁感应强度为1T、方向竖直向上的匀强磁场，导轨上垂直于导轨放有质量为0.03kg的金属棒，在与导轨连接的电路中，变阻器R1的总电阻为12，电阻R2也为12，导轨和金属棒电阻均不计，电源内阻为1变阻器的滑臂在正中间时，金属棒恰静止在导轨上，此时金属棒中的电流大小为_________A，电源电动势为_________V．
23．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过2.0A的电流时，受到0.8N的安培力，磁场磁感应强度是________T；当通过的电流加倍时，磁感应强度是________T，导线受到的安培力大小为________N．
24．如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，导体所在平行面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，若在导体中通以由____端至____端的电流，且电流为________时，导体棒可维持静止状态．
25．回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则：
(1)两盒所加交流电的频率为______。 (2)粒子离开回旋加速器时的动能为______。
(3)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，粒子在电场中加速所用的时间t电为______，粒子在整个回旋加速器中加速所用的时间t总为______。 26．某型号的回旋加速器的工作原理图如图甲所示，图乙为俯视图．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒置于真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．带电从粒子源A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为t（带电粒子达到最大速度在磁场中完成半个圆周后被导引出来），已知磁场的磁感应强度大小为B，加速器接一高频交流电源，其电压为U，可以使带电粒子每次经过狭缝都能被加速，不考虑相对论效应和重力作用，D形盒半径R＝_______，D型盒内部带电粒子前三次做匀速圆周的轨道半径之比(由内到外)为______________．
三、解答题
27．如图所示，一质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子，从A板的S点由静止开始释放，经A、B加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域。已知AB间的电压为U，MN极板间的电压为2U，MN两板间的距离和板长均为L，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B、有理想边界。求： (1)带电粒子离开B板时速度v0的大小； (2)带电粒子离开偏转电场时速度v的大小；
(3)要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d多大？
28．如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为△R。设粒子所带电量均为q，且不计粒子所受重力，问： (1)带电粒子的电性是正电荷还是负电荷？ (2)打在a、b两点的粒子的质量之差△m是多少？
29．如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长。g=10 m/s2。
(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小；
(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm。如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？
30．如图所示，在第I象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m、带电量分别为q和q的两个粒子以相同的速度v从坐标原点O先后射入磁场，速度v与x轴正方向之间的夹角为30°，不计粒子的重力，求： (1)正负粒子在磁场中运动的时间之比； (2)正负粒子离开磁场时的位置之间的距离。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容