4、 B.ta＝tb＝tc＝td
C.ta＝tbtc>td
解析：帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖可知，從a、b、c、d
四點(diǎn)飛出的電子對(duì)應(yīng)的圓心角θa＝θb>θc>θd，而帶電粒子的周期T
＝相同，其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝T，故ta＝tb>tc>td.D項(xiàng)正
確.
答案：D
4. (2010·遼寧五校聯(lián)考)空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間tBq＝5π×10－7 C、質(zhì)量m＝5×10－10 kg的帶電粒子，位于某點(diǎn)O處，在t＝0時(shí)刻以初速度v0N個(gè)(N為整數(shù)
5、)周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于
( )
圖4
A.π m/s B. m/s
C.2 m/s D. m/s
解析：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r＝＝0.01 m，周期為T(mén)＝
＝0.02 s，作出粒子的軌跡示意圖如圖所示，所以在磁場(chǎng)變化N個(gè)(N為
整數(shù))周期的時(shí)間內(nèi)，帶電粒子的平均速度的大小等于2 m/s，即C選
項(xiàng)正確.
答案：C
二、雙項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)選項(xiàng)符合
6、題目要求，全選對(duì)的得6分，只選1個(gè)且正確的得1分，錯(cuò)選或不選的得0分)
5. 如圖5所示，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中導(dǎo)線受安培力作用的是 ( )
圖5
解析：只有當(dāng)通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)平行時(shí)，才不受安培力的作用，如A、C圖中的導(dǎo)線，
而D中導(dǎo)線均與磁場(chǎng)垂直，B中導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向夾角為60°，因此都受安培力的作用，
故正確選項(xiàng)為B、D.
答案：BD
6. (2008·廣東高考)帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離，從而顯示
其運(yùn)動(dòng)軌跡.圖6所示是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的粒子的軌跡，a
和b是軌跡上的兩 點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于紙面向里.該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，
其質(zhì)量和
7、電荷量不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說(shuō)法正確的是 ( )
a點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)b點(diǎn) 圖6
b點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)a點(diǎn)
解析：從粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡可以判斷，粒子在a點(diǎn)的曲率半徑大于在bR＝可知，半徑越小速度越小，所以粒子在b點(diǎn)的速度小于在a點(diǎn)的速度，故粒子先經(jīng)過(guò)a點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)b點(diǎn)，即在運(yùn)動(dòng)中，使氣體電離、損失動(dòng)能、速度變小，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可以判斷粒子帶負(fù)電，C正確，D錯(cuò)誤.
答案：AC
7. 地球大氣層外部有一層復(fù)雜的電離層，既分布有地磁場(chǎng)，也分布有電場(chǎng).假設(shè)某時(shí)刻在該空間中有一小區(qū)域存在如圖7所示的電場(chǎng)和磁
8、場(chǎng)；電場(chǎng)的方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里.此時(shí)一帶電宇宙粒子，恰以速度v垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入該區(qū)域，不計(jì)重力作用，則在該區(qū)域中，有關(guān)該帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況可能的是 ( )
A.仍做直線運(yùn)動(dòng) 圖7
C.勻變速直線運(yùn)動(dòng)
解析：假定粒子帶正電，則粒子受力如圖所示，
若Eq＝qvB，則A項(xiàng)正確，
若Eq>qvB，則B項(xiàng)正確，
因此洛侖茲力與v有關(guān)，不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤.
因粒子做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功會(huì)改變粒子速度的大小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案：AB
8. 如圖
9、8所示，連接平行金屬板P1和P2(板面垂直于紙面)的導(dǎo)線
的一部分CD和另一連接電池的回路的一部分GH平行，CD
和GH均在紙平面內(nèi)，金屬板置于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙
面向里，當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時(shí)，CD段導(dǎo)線將受到
力的作用，下列判斷正確的是 ( ) 圖8
A.當(dāng)?shù)入x子體從右側(cè)射入時(shí)，CD受力的方向遠(yuǎn)離GH
B.當(dāng)?shù)入x子體從右側(cè)射入時(shí)，CD受力的方向指向GH
C.當(dāng)?shù)入x子體從左側(cè)射入時(shí)，CD受力的方向遠(yuǎn)離GH
D.當(dāng)?shù)入x子體從左側(cè)射入時(shí)，CD受力的方向指向GH
解析：由電路知識(shí)知GH中的電流方向
10、向下.等離子體從右方射入時(shí)，由左手定則可知，正離子向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向上偏轉(zhuǎn)，CD中的電流方向向上，由異向平行的電流相互排斥可知，CD受力的方向背離GH，A對(duì)B錯(cuò).同理可知，等離子體從左方射入時(shí)，CD受力的方向指向GH，C錯(cuò)D對(duì).
答案：AD
9. (2010·廣州模擬)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表.這種電流表的構(gòu)造如圖9甲所示.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的.當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流，下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖9
A.線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都
11、跟磁感線平行
B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)
C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，b端受到的安培力方向向上
D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，安培力的作用使線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
解析：由于磁場(chǎng)是均勻輻向分布的，因此線圈平面始終與磁感線平行，故A正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)使螺旋彈簧扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力，故B正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí)，a端所受安培力向上，b端所受安培力向下，使線圈沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng)C、D均錯(cuò)誤.
答案：AB
三、非選擇題(本題包括3小題，共54分.按題目要求作答，解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算
12、的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
10. (16分)水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為
L，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌
擱一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻
強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上 圖10
方，如圖10所示.問(wèn)：
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，ab棒受到的支持力和摩擦力各為多少？
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？
解
13、析：(1)Fx合＝F摩－Fsinθ＝0 ①
Fy合＝FN＋Fcosθ－mg＝0 ②
F＝BIL＝BL ③
解①②③式得FN＝mg－；F摩＝sinθ.
(2)要使ab棒受的支持力為零，其靜摩擦力必然為零，滿足上述條件的最小安培力應(yīng)與ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有F＝mg，即BminL＝mg.解得最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin＝，由左手定則判斷出這種情況B的方向應(yīng)水平向右.
14、答案：(1)mg－ sinθ
(2) 方向水平向右
11. (18分)如圖11所示，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直
于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域Ⅰ、
Ⅱ中，直徑A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q
的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30°角的方向射 圖11
入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過(guò)圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū)，最后
從A4t，求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)
強(qiáng)度的大小B1和B2(忽略粒子重力).
解析：設(shè)粒子的速度為v，在Ⅰ區(qū)中運(yùn)動(dòng)半徑為R1，周期為T(mén)1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1；在Ⅱ區(qū)
15、中運(yùn)動(dòng)半徑為R2，周期為T(mén)2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2；磁場(chǎng)的半徑為R.
(1) 粒子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)：軌跡的圓心必在過(guò)A1點(diǎn)垂直速度的直線上，也必在過(guò)O點(diǎn)垂直
(2) 速度的直線上，故圓心在A2點(diǎn)，由幾何知識(shí)和題意可知，軌道半徑R1＝R，又R1＝，則：R＝ ①
軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角θ1＝π/3，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1＝＝＝②
(2)粒子在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)：由題意及幾何關(guān)系可知R2＝R/2，又R2＝，
則R＝ ③
軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角θ2＝π，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2
16、＝＝ ④
又t1＋t2＝t，將②④代入得：＋＝t ⑤
由①③式聯(lián)立解得B2＝2B1，
代入⑤式解得：B1＝，B2＝.
答案：
12. (20分)(2009·山東高考)如圖12甲所示，建立xOyP、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l.在第一、四象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOyx軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為＋q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子.在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響).已知t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0m、q、l、t0、B為已知量.(不考慮粒子間
17、相互影響及返回極板間的情況)
圖12
(1)求電壓U0的大小.
(2)求t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
(3)何時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間.
解析：(1)t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻剛好從極板邊緣射出，在y軸負(fù)方向偏移的距離為l，則有
E＝ ①
qE＝ma
18、 ②
l＝at ③
聯(lián)立①②③式，解得兩板間電壓為
U0＝ ④
(2)t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子，前t0時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，后t0時(shí)間兩板間沒(méi)有電場(chǎng)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng).
帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為
v0＝
19、 ⑤
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為
vy＝a·t0 ⑥
帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小為
v＝ ⑦
設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則有
qvB＝m
20、 ⑧
聯(lián)立③⑤⑥⑦⑧式解得
R＝ ⑨
(3)2t0y軸正方向的分速度為
vy′＝at0
設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸正方向的夾角為α，則
tanα＝
21、 ?
聯(lián)立③⑤?式解得
α＝ ?
帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，圓弧所對(duì)的圓心角為2α＝，所求最短時(shí)間為
tmin＝T ?
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為
T＝ ?
聯(lián)立??式得
tmin＝.
答案：(1) (2) (3)2t0
廣東2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章磁場(chǎng)階段質(zhì)量檢測(cè)題
