(時間：90分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確，選對的得4分，選錯或不答的得0分)下列說法正確的是()A把一電流元分別放在磁場中的兩點，所受磁場力大的磁感應強度大B把一個小線圈置于磁場中，磁通量大處磁感應強度大C讓一電荷以相同的速度分別垂直進入兩個勻強磁場，受洛倫茲力大的磁感應強度大D磁感應強度的方向與正電荷在磁場中受洛倫茲力方向相同解析：選C.電流元所受磁場力大小，除與B有關(guān)外，還與放置方向有關(guān)，故A錯；線圈中的磁通量除與B有關(guān)外，還與放置方向有關(guān)，故B錯；粒子垂直進入磁場，洛倫茲力FqvB，所以B，故C對；洛倫茲力方向與B的方向垂直，故D錯關(guān)于通電直導線周圍磁場的磁感線分布，下列示意圖中正確的是()圖37解析：選A.在垂直于導線的平面內(nèi)，由安培定則可判斷為導線周圍的磁感線是閉合的同心圓，從上向下看為逆時針，故只有A正確圖38(2012·汕頭實驗中學高二檢測)矩形線圈abcd可繞通過兩長邊中點的水平軸OO轉(zhuǎn)動，如圖38所示通入順時針方向的電流I，若想使線圈做順時針方向的轉(zhuǎn)動(從右向左看)，應加下列哪種磁場()A垂直紙面向里的磁場B由O指向O的磁場C豎直向上的磁場D豎直向下的磁場答案：D圖39如圖39所示，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，a板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，若一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動，其運動的方向是()A沿豎直方向向下B沿豎直方向向上C沿水平方向向左D沿水平方向向右解析：選D.正電荷受到的電場力豎直向下，重力也豎直向下，做直線運動時必須是洛倫茲力與這兩個力方向相反，且大小與這兩個力的合力相等，液滴必做勻速直線運動，否則洛倫茲力會發(fā)生變化失去平衡而做曲線運動故答案D正確圖310(2012·湖北黃岡中學高二檢測)如圖310所示，在垂直紙面向里的勻強磁場邊界上，有兩個質(zhì)量、電荷量均相等的正、負離子(不計重力)，從O點以相同的速度射入磁場中，射入方向均與邊界成角，則正、負離子在磁場中運動的過程，下列判斷不正確的是()A運動的軌道半徑相同B重新回到磁場邊界時速度大小和方向都相同C運動的時間相同D重新回到磁場邊界的位置與O點距離相等解析：選C.由R知A正確；由粒子在磁場中的運動軌跡(如圖)和幾何關(guān)系可知，B、D正確，C錯二、雙項選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分在每小題給出的四個選項中，有兩個選項符合題目要求，全部選對的得5分，只選1個且正確的得3分，有選錯或不答的得0分)初速度為零的質(zhì)子p、氘核d和粒子經(jīng)過同一電場加速后以垂直于磁場方向的速度進入同一勻強磁場，則它們在磁場中()A動能之比EpEdE124B動能之比EpEdE112C運動半徑之比rprdr112D運動半徑之比rprdr1解析：選BD.由qUEk得：EpEdEqpqdqee2e112，故A錯B對；由r得：rprdr1，故C錯D對(2012·南京外國語學校高二檢測)如圖311所示，虛線間空間存在由勻強電場E和勻強磁場B組成的正交或平行的電場和磁場，有一個帶正電小球(電量為q，質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下，帶電小球通過下列電磁混合場時，可能沿直線運動的是()圖311解析：選CD.帶電小球進入混合場后若受力平衡，則能沿直線運動A選項中電場力向左，洛倫茲力開始時向右，重力豎直向下，三力不可能平衡B選項中電場力向上，重力向下，而洛倫茲力向外，三力也不能平衡C、D選項的小球所受三力可能平衡所以選項C、D正確圖312三根平行的長直通電導線，分別通過一個等腰直角三角形的三個頂點且與三角形所在平面垂直，如圖312所示現(xiàn)在使每根通電導線在斜邊中點O處所產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B，則下列說法中正確的有()AO點處實際磁感應強度的大小為BBO點處實際磁感應強度的大小為BCO點處實際磁感應強度的方向與斜邊夾角為90°DO點處實際磁感應強度的方向與斜邊夾角為arctan2解析：選BD.先根據(jù)安培定則確定每根通電導線在O點所產(chǎn)生的磁感應強度的方向，再根據(jù)矢量合成法則求出結(jié)果根據(jù)安培定則，I1與I3在O點處產(chǎn)生的磁感應強度B1、B3方向相同，I2在O點處產(chǎn)生的磁感應強度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點處實際磁感應強度大小為B0B，A錯誤，B正確；由幾何關(guān)系可知O點處實際磁感應強度方向與斜邊夾角為arctan2，C錯誤，D正確圖313(2011·高考上海卷)如圖313，質(zhì)量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O，并處于勻強磁場中，當導線中通以沿x正方向的電流I，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為.則磁感應強度方向和大小可能為()Az方向，tanBy方向，Cz負向，tan D沿懸線向上，sin解析：選BC.若B沿z軸正方向，導線無法平衡，A錯誤；若B沿y軸正方向，由左手定則，受力如圖甲：mgBIL，所以B正確；若B沿z軸負方向，受力如圖乙，F(xiàn)TsinBIL；FTcosmg，所以Btan，C正確；若B沿懸線向上，受力如圖丙，導線無法平衡，D錯誤圖314如圖314平面直角坐標系的第象限內(nèi)有一勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應強度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場，運動到A點時速度方向與x軸的正方向相同，不計粒子的重力，則()A該粒子帶正電BA點與x軸的距離為C粒子由O到A經(jīng)歷時間tD運動過程中粒子的速度不變解析：選BC.根據(jù)粒子的運動方向，由左手定則判斷可知粒子帶負電，A項錯；運動過程中粒子做勻速圓周運動，速度大小不變，方向變化，D項錯；粒子做圓周運動的半徑R，周期T，從O點到A點速度的偏向角為60°，即運動了T，所以由幾何知識求得點A與x軸的距離為，粒子由O到A經(jīng)歷時間t，B、C兩項正確圖315(2012·廣州第二中學高二檢測)如圖315所示，有一個正方形的勻強磁場區(qū)域abcd，e是ad的中點，f是cd的中點，如果在a點沿對角線方向以速度v射入一帶負電的帶電粒子，恰好從e點射出，則()A如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點射出B如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點射出C如果粒子的速度不變，磁場的磁感應強度變?yōu)樵瓉淼亩?，也將從d點射出D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點射出時，從f點射出所用時間最短解析：選AD.作出示意圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當粒子從d點射出時，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑公式R可知，速度也增大為原來的二倍，A項正確，顯然C項錯誤；當粒子的速度增大為原來的四倍時，才會從f點射出，B項錯誤；據(jù)粒子的周期公式T，可見粒子的周期與速度無關(guān)，在磁場中的運動時間取決于其軌跡圓弧所對應的圓心角，所以從e、d射出時所用時間相等，從f點射出時所用時間最短，D項正確如圖316所示，一個帶正電荷的物塊m，由靜止開始從斜面上A點下滑，滑到水平面BC上的D點停下來已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且不計物塊經(jīng)過B處時的機械能損失先在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場，第二次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊在水平面上的D點停下來后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場，再次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D點停下來則以下說法中正確的是()圖316AD點一定在D點左側(cè)BD點一定與D點重合CD點一定在D點右側(cè)DD點一定與D點重合解析：選BC.僅在重力場中時，物塊由A點至D點的過程中，由動能定理得mghmgs1cosmgs20，即hs1coss20，由題意知A點距水平面的高度h、物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)、斜面傾角、斜面長度s1為定值，所以s2與重力的大小無關(guān)，而在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場后，相當于把重力增大了，s2不變，D點一定與D點重合，B正確；在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場后，洛倫茲力垂直于接觸面向上，正壓力變小，摩擦力變小，重力做的功不變，所以D點一定在D點右側(cè)，C正確. 三、計算題(本題共4小題，共45分解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)圖317(8分)如圖317所示，兩根平行金屬導軌M、N，電阻不計，相距0.2 m，上邊沿導軌垂直方向放一個質(zhì)量為m5×102kg的金屬棒ab，ab的電阻為0.5 .兩金屬導軌一端通過電阻R和電源相連電阻R2 ，電源電動勢E6 V，電源內(nèi)阻r0.5 ，如果在裝置所在的區(qū)域加一個勻強磁場，使ab對導軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止(導軌光滑)求所加磁場磁感強度的大小和方向解析：因ab對導軌壓力恰好是零且處于靜止，ab所受安培力方向一定豎直向上且大小等于重力，由左手定則可以判定B的方向應為水平向右ab中的電流IA2 AFILBmgBT1.25 T.答案：1.25 T，水平向右圖318(10分)如圖318所示，質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場線和磁感線以速度v飛入已知兩板間距為d，磁感應強度為B，這時粒子恰能沿直線穿過電場和磁場區(qū)域(重力不計)今將磁感應強度增大到某值，則粒子將落到極板上當粒子落到極板上時的動能為多大？解析：帶電粒子受到向上的電場力和向下的洛倫茲力作用，做直線運動時由平衡條件知qvBqE磁感應強度增大后粒子向下偏轉(zhuǎn)，由動能定理知qEEkmv2聯(lián)立得：Ek(mv2qvBd)答案：(mv2qvBd)圖319(12分)如圖319所示，絕緣直棒上的小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動將此棒豎直放在相互正交的勻強電場和勻強磁場中，電場強度為E，磁感應強度為B，小球與直棒間的動摩擦因數(shù)為，求小球由靜止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(小球帶電荷量不變)解析：在帶電小球下滑的過程中，小球受到重力、電場力、支持力、摩擦力和洛倫茲力，受力分析如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有mgFfma摩擦力FfFN，壓力FNBqvEq解得a隨著小球速度v的增加，其加速度減小所以，小球向下做加速度逐漸減小的加速運動，最后加速度減小到零，小球做勻速直線運動開始時，v0時，此時加速度最大，amaxg勻速時，a0時，速度最大，mg(qvmaxBqE)0所以vmax.答案：g(15分)(2012·成都七中高二檢測)如圖320所示，一帶電微粒質(zhì)量為m2.0×1011kg、電荷量q1.0×105C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1100 V的電場加速后，從兩平行金屬板的中間水平進入偏轉(zhuǎn)電場中，微粒從金屬板邊緣射出電場時的偏轉(zhuǎn)角30°，并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D34.6 cm的勻強磁場區(qū)域微粒重力忽略不計求：圖320(1)帶電微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1；(2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2；(3)為使帶電微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應強度B至少多大？解析：(1)帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速率為v1，根據(jù)動能定理有U1qmvv1 1.0×104m/s.(2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用，設微粒進入磁場時的速度為v，則v得出vv1.由動能定理有m(v2v)q解得U266.7 V.(3)帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，設微粒恰好不從磁場右邊射出時，做勻速圓周運動的軌道半徑為R，由幾何關(guān)系知RD由牛頓運動定律及運動學規(guī)律qvB，得B0.1 T.若帶電粒子不射出磁場，磁感應強度B至少為0.1 T.答案：(1)1.0×104 m/s(2)66.7 V(3)0.1 T