《（浙江選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場和磁場 第2講 磁場對電流和電荷的作用學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場和磁場 第2講 磁場對電流和電荷的作用學(xué)案（20頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第2講　磁場對電流和電荷的作用 [選考考點分布] 章 知識內(nèi)容 考試要求 歷次選考統(tǒng)計 必考 加試 2015/10 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 磁場 磁現(xiàn)象和磁場 b b 4 10 3 磁感應(yīng)強度 c c 幾種常見的磁場 b b 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力 c d 9、22 9、23 10 9 運動電荷在磁場中受到的力 c c 23 22 23 23 23 帶電粒子在勻強磁場中的運動 d 23 22 23 23

2、 23 考點一　有關(guān)磁場的基本知識辨析 1. (2017·浙江4月選考·9)如圖1所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反、大小相等的電流，a、b兩點位于導(dǎo)線所在的平面內(nèi)．則(　　) 圖1 A．b點的磁感應(yīng)強度為零 B．ef導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里 C．cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右 D．同時改變兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變 答案　D 解析　根據(jù)右手定則可知b處的兩處分磁場方向均為垂直紙面向外，所以選項A錯誤；ef在a處的磁場垂直紙面向外，所以選項B錯誤；根據(jù)左手定則可判斷，方向相反的兩個電流的安培力互相排斥，所以選項C錯誤

3、；不管電流方向如何，只要電流方向相反，就互相排斥，選項D正確． 2. (2016·浙江10月學(xué)考·10)如圖2所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab用輕繩懸掛在通電螺線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b.閉合開關(guān)S瞬間，導(dǎo)線a端所受安培力的方向是(　　) 圖2 A．向上 B．向下 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里 答案　D 解析　根據(jù)右手定則可知，開關(guān)閉合后，螺線管產(chǎn)生的磁極N極在右側(cè)．根據(jù)左手定則可知，a端受力應(yīng)垂直紙面向里，選項D正確． 3．(2016·浙江4月選考·9)法拉第電動機原理如圖3所示．條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上．一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上

4、端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連．電源負極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中．從上往下看，金屬桿(　　) 圖3 A．向左擺動 B．向右擺動 C．順時針轉(zhuǎn)動 D．逆時針轉(zhuǎn)動 答案　D 解析　根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)電金屬桿所受安培力將會使其逆時針轉(zhuǎn)動，D對． 4．(人教版選修3－1P93“做一做”改編)物理老師在課堂上做了一個“旋轉(zhuǎn)的液體”實驗，實驗裝置如圖4：裝有導(dǎo)電液的玻璃器皿放在上端為S極的蹄形磁鐵的磁場中，器皿中心的圓柱形電極與電源負極相連，內(nèi)壁邊緣的圓環(huán)形電極與電源正極相連．接通電源后液體旋轉(zhuǎn)起來，關(guān)于這個實驗以下說法中正確的是(　　)

5、圖4 A．液體中電流由中心流向邊緣；從上往下俯視，液體逆時針旋轉(zhuǎn) B．液體中電流由中心流向邊緣；從上往下俯視，液體順時針旋轉(zhuǎn) C．液體中電流由邊緣流向中心；從上往下俯視，液體順時針旋轉(zhuǎn) D．液體中電流由邊緣流向中心：從上往下俯視，液體逆時針旋轉(zhuǎn) 答案　D 解析　由圖可知液體中電流由邊緣流向中心，蹄形磁鐵的上端為S極，導(dǎo)電液處磁場方向豎直向上，由左手定則可知電流受到的安培力方向從上往下俯視為逆時針方向，所以液體逆時針旋轉(zhuǎn)，故選項D正確． 5．(2017·浙江“七彩陽光”聯(lián)考)小張同學(xué)將兩枚小磁針放進某磁場中，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時如圖5所示(忽略地磁場的影響)，則該磁場一定不是(　　)

6、 圖5 A．蹄形磁鐵所形成的磁場 B．條形磁鐵所形成的磁場 C．通電螺線管所形成的磁場 D．通電直導(dǎo)線所形成的磁場 答案　B 6．(2017·稽陽聯(lián)誼學(xué)校8月聯(lián)考)如圖6所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂直，當(dāng)線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則磁感應(yīng)強度B為(　　) 圖6 A. B. C. D. 答案　C 解析　電流方向反向，

7、安培力的變化為2nBIl，大小等于mg，C對． 7．(2016·紹興市9月選考)如圖7所示，電子槍向右發(fā)射電子束，其正下方水平直導(dǎo)線內(nèi)通有向右的電流，則電子束將(　　) 圖7 A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn) C．向紙外偏轉(zhuǎn) D．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) 答案　A 解析　由安培定則知水平直導(dǎo)線上方磁場方向垂直于紙面向外，由左手定則知向右運動的電子受到向上的洛倫茲力，故A正確． 8．(2017·紹興市選考模擬)下列說法正確的是(　　) A．條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的N極指向S極 B．一小段通電導(dǎo)線放在某處不受磁場力作用，則該處的磁感應(yīng)強度為零 C．兩通電導(dǎo)線之間的相互作用是通

8、過磁場發(fā)生的 D．在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，穿過面積為S的平面的磁通量為Φ＝BS 答案　C 解析　條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從磁鐵的S極指向N極的，A不正確；一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處，若導(dǎo)線平行于磁場，既使磁感應(yīng)強度不為零，導(dǎo)線也不受磁場力作用，故B錯；兩通電導(dǎo)線間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，C正確；在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，只有當(dāng)磁感應(yīng)強度B垂直于某平面時，穿過面積為S的該平面的磁通量Φ＝BS才成立，D不正確．故選C. 考點二　帶電粒子在有界磁場中的基本運動 1. 如圖8所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a,0)點以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入

9、第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限．求： 圖8 (1)勻速圓周運動的半徑． (2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B. (3)射出點的坐標． 答案　(1)　(2)　(3)(0，a) 解析　(1)粒子在磁場中在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，如圖所示，由射入、射出點可找到圓心O′， 由幾何知識得rsin 60°＝a，解得圓周運動的半徑為 r＝＝. (2)粒子在磁場中在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，洛倫茲力提供圓周運動向心力，有qvB＝m， 得磁場的磁感應(yīng)強度B＝＝＝. (3)由幾何關(guān)系有：粒子射出磁場時的縱坐標 y＝r＋rcos 60°＝(1＋cos 60°)

10、＝a， 所以射出磁場時的坐標為(0，a)． 2．空間有一圓柱形勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場方向垂直橫截面．一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，離開磁場時速度方向偏離入射方向60°.不計重力，該磁場的磁感應(yīng)強度大小為(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　若磁場方向垂直于橫截面向外，帶電粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系知r＝R.根據(jù)洛倫茲力提供向心力得：qv0B＝m，解得B＝.若磁場方向垂直于橫截面向里可得到同樣的結(jié)果，選項A正確． 3. 如圖9所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場．

11、一帶正電的粒子從f點沿fd方向射入磁場區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時，從b點離開磁場，在磁場中運動的時間為tb，當(dāng)速度大小為vc時，從c點離開磁場，在磁場中運動的時間為tc，不計粒子重力．則速度之比vb∶vc和時間之比tb∶tc分別是多少？ 圖9 答案　1∶2　2∶1 解析　帶正電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得，rc＝2rb，θb＝120°，θc＝60°，由qvB＝m得，v＝，則vb∶vc＝rb∶rc＝1∶2, 又由T＝，t＝T和θb＝2θc得tb∶tc＝2∶1. 考點三　帶電粒子在磁場中運動的多過程問題 1．(2017·浙

12、江11月選考·23)如圖10所示，x軸上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，坐標原點有一正離子源，單位時間在xOy平面內(nèi)發(fā)射n0個速率均為v的離子，分布在y軸兩側(cè)各為θ的范圍內(nèi)．在x軸上放置長度為L的離子收集板，其右端點距坐標原點的距離為2L，當(dāng)磁感應(yīng)強度為B0時，沿y軸正方向入射的離子，恰好打在收集板的右端點．整個裝置處于真空中，不計重力，不考慮離子間的碰撞，忽略離子間相互作用． 圖10 (1)求離子的比荷； (2)若發(fā)射的離子被收集板全部收集，求θ的最大值； (3)假設(shè)離子到達x軸時沿x軸均勻分布，當(dāng)θ＝37°，磁感應(yīng)強度B0≤B≤3B0的區(qū)間取不同值時，求單位時間內(nèi)收集板收集到的離

13、子數(shù)n與磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系．(不計離子在磁場中運動的時間) 答案　(1)　(2)60°　(3)見解析 解析　(1)磁場強度為B0時，沿著y軸正方向射入的離子，正好打在收集板右端，則離子軌跡如圖甲： 可知L＝R，qvB0＝m， 聯(lián)立可得：＝ (2)如圖乙所示，以最大值θm入射時， 乙 根據(jù)幾何關(guān)系，有：2Rcos θm＝L， 故θm＝60° (3)B≥B0，全部收集到離子時的最小半徑為R1，如圖丙 丙 有2R1cos 37°＝L 得B1＝＝1.6B0 當(dāng)B0≤B≤1.6B0時，n1＝n0 B>1.6B0，恰好收集不到離子時的半徑為R2， 有R2＝0.

14、5L，得B2＝2B0 因此當(dāng)1.6B0≤B≤2B0時，設(shè)R′＝， 則n2＝n0＝n0(5－)， 當(dāng)2B0≤B≤3B0時，極板上無法收集到離子，n3＝0. 2. 為了進一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家建造了“扇形聚焦回旋加速器”．在扇形聚焦過程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)．扇形聚焦磁場分布的簡化圖如圖11所示，圓心為O的圓形區(qū)域等分成六個扇形區(qū)域，其中三個為峰區(qū)，三個為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布．峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，谷區(qū)內(nèi)沒有磁場．質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，以不變的速率v旋轉(zhuǎn)，其閉合平衡軌道如圖中虛線所示． 圖11 (1

15、)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r，并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時針還是逆時針； (2)求軌道在一個峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角θ，及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T； (3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B′，新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)內(nèi)的圓心角θ變?yōu)?0°，求B′和B的關(guān)系．已知：sin (α±β )＝sin αcos β±cos αsin β，cos α＝1－2sin2. 答案　(1)　逆時針　(2)　 (3)B′＝B 解析　(1)峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑r＝ 旋轉(zhuǎn)方向為逆時針方向 (2)如圖甲所示，由對稱性，峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角θ＝ 每個圓弧的弧長l＝＝ 每段直線長度L＝2r

16、cos ＝r＝ 周期T＝ 代入得T＝ (3)如圖乙所示，谷區(qū)內(nèi)的圓心角θ′＝120°－90°＝30° 谷區(qū)內(nèi)的軌道圓弧半徑r′＝ 由幾何關(guān)系rsin ＝r′sin 由三角關(guān)系sin ＝sin 15°＝ 代入得B′＝B. 3．如圖12甲所示，M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔O、O′且正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示．有一束正離子在t＝0時垂直于M板從小孔O射入磁場．已知正離子質(zhì)量為m，帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影

17、響，不計離子所受重力．求： 圖12 (1)磁感應(yīng)強度B0的大??； (2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，求正離子射入磁場時的速度v0的可能值． 答案　(1)　(2)(n＝1,2,3…) 解析　設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向為正方向 (1)正離子射入磁場，洛倫茲力提供向心力 B0qv0＝m① 做勻速圓周運動的周期T0＝② 聯(lián)立①②兩式得磁感應(yīng)強度B0＝ (2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，v0的方向應(yīng)如圖所示，在兩板之間正離子只運動一個周期即T0時，有r1＝.當(dāng)兩板之間正離子運動n個周期即nT0時，有r＝(n＝1,2,3…)． 聯(lián)立求解，得正離子的速度的可能值

18、為 v0＝＝(n＝1,2,3…)． 解決帶電粒子在磁場中運動的多過程問題 (1)分析題目特點，確定帶電粒子運動的大致過程． (2)作出粒子運動軌跡示意圖． (3)對每一個過程確定圓心，幾何求半徑，運用半徑公式、周期公式等規(guī)律求解． (4)若為周期性重復(fù)的多解問題，尋找通項式，若是出現(xiàn)幾種解的可能性，注意每種解出現(xiàn)的條件． 考點四　帶電粒子在有界磁場中的臨界極值問題 1．(2015·浙江9月選考樣題·23)某科研小組設(shè)計了一個粒子探測裝置．如圖13甲所示，一個截面半徑為R的圓筒(筒長大于2R)水平固定放置，筒內(nèi)分布著垂直于軸線的水平方向勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.圖乙為

19、圓筒的入射截面，圖丙為豎直方向過筒軸的切面．質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子以不同的初速度垂直于入射截面射入筒內(nèi)．圓筒內(nèi)壁布滿探測器，可記錄粒子到達筒壁的位置．筒壁上的P點和Q點與入射面的距離分別為R和2R.(離子碰到探測器即被吸收，忽略離子間的相互作用) 圖13 (1)離子從O點垂直射入，偏轉(zhuǎn)后到達P點，求該離子的入射速度v0的大??； (2)離子從OC線上垂直射入，求位于Q點處的探測器接收到的離子的入射速度范圍； (3)若離子以第(2)問求得范圍內(nèi)的速度垂直入射，從入射截面的特定區(qū)域入射的離子偏轉(zhuǎn)后仍能到達距入射面為2R的筒壁位置，畫出此入射區(qū)域的形狀并求其面積． 答案　(1)　(

20、2)≤v≤　(3)見解析圖?。? 解析　(1)離子運動的半徑為R qBv0＝m v0＝ (2)離子以v1從C點入射時，才能到達Q點，偏轉(zhuǎn)半徑為R1＝2R qBv1＝m v1＝ 從O點入射時，設(shè)半徑為R2，根據(jù)題意得 (R2－R)2＋(2R)2＝R， R2＝R，qBv2＝m v2＝ 所以≤v≤ (3)當(dāng)離子以的速度在偏離豎直線CO入射時，入射點與正下方筒壁的距離仍然為R. 所以特定入射區(qū)域為圖中陰影部分 由幾何關(guān)系得 S1＝×πR2＝ S2＝－ S總＝－ 2．(2016·寧波市模擬)如圖14所示，在足夠長的水平絕緣板上方距離為d的P點有一個粒子發(fā)射源，能夠在

21、紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率相等、比荷為k的帶正電的粒子，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力． 圖14 (1)若已知粒子的發(fā)射速率為v0，在絕緣板上方加一電場強度大小為E、方向豎直向下的勻強電場，求同一時刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時間差； (2)若已知粒子的發(fā)射速率為v0，在絕緣板的上方只加一方向垂直紙面、磁感應(yīng)強度B＝的勻強磁場，求帶電粒子能到達板上的最大長度L. 答案　(1)　(2)(＋1)d 解析　(1)當(dāng)速度方向豎直向下時，時間最短，當(dāng)速度方向豎直向上時，時間最長，由運動學(xué)公式得 qE＝ma， ＝k d＝v0t1＋kEt， d＝－v0t2＋kEt 解得Δt＝t2

22、－t1＝. (2)磁場中由qv0B＝m得R＝＝d， 如圖可知板上LCM＝d，LNC＝d， 故粒子能到達板上的最大長度L＝(＋1)d. 解決帶電粒子的臨界問題的技巧方法 以題目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語為突破口，借助半徑r和速度v(或磁感應(yīng)強度B)之間的約束關(guān)系進行動態(tài)運動軌跡分析，確定軌跡圓和邊界的關(guān)系，找出臨界點，如： (1)剛好穿出(或不穿出)磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切，據(jù)此可以確定速度、磁感應(yīng)強度、軌跡半徑等方面的極值． (2)當(dāng)速度v一定時，弧長(或弦長)越大，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長(前提條件為弧

23、是劣弧)． (3)在圓形勻強磁場中，當(dāng)運動軌跡圓半徑大于區(qū)域圓半徑時，則入射點和出射點為磁場直徑的兩個端點時(所有的弦長中直徑最長)，軌跡對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角最大． 專題強化練 (限時：40分鐘) 1．(2016·浙江4月選考·4)物理學(xué)中的自由落體規(guī)律、萬有引力定律、靜止點電荷之間的相互作用規(guī)律和電流磁效應(yīng)分別由不同的物理學(xué)家探究發(fā)現(xiàn)，他們依次是(　　) A．伽利略、牛頓、庫侖和奧斯特 B．牛頓、安培、洛倫茲和奧斯特 C．伽利略、卡文迪許、庫侖和安培 D．開普勒、伽利略、庫侖和洛倫茲 答案　A 解析　自由落體規(guī)律是伽利略探究發(fā)現(xiàn)的；萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者是牛頓；真空中靜止的兩個點電

24、荷之間的相互作用規(guī)律是庫侖發(fā)現(xiàn)的；電流磁效應(yīng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，所以答案為A. 2．如圖1所示，E、F分別表示蓄電池兩極，P、Q分別表示螺線管兩端．當(dāng)閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線管Q端．下列判斷正確的是(　　) 圖1 A．E為蓄電池正極 B．螺線管P端為S極 C．流過電阻R的電流方向向上 D．管內(nèi)磁場方向由P指向Q 答案　C 解析　根據(jù)小磁針靜止時N極所指的方向，可以判斷出通電螺線管的P端為N極，Q端為S極，管內(nèi)磁場方向由Q指向P.根據(jù)右手螺旋定則還可以判斷出流過電阻R的電流方向向上，E為蓄電池負極． 3．(2017·嵊州市高級中學(xué)期末)有一通電金屬導(dǎo)線在赤道上方，東西

25、向水平放置，電流方向向東，它受到地磁場的作用力方向為(　　) A．向東 B．向西 C．向上 D．向下 答案　C 解析　地球磁場的南北極和地理的南北極相反，因此在赤道上方磁場方向從南指向北，依據(jù)左手定則可得電流方向向東，則安培力方向向上，故C正確． 4. (2016·紹興市聯(lián)考)圖2中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示．一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是(　　) 圖2 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 答案　B 解析　b、d兩根導(dǎo)線在O

26、點產(chǎn)生的磁場相互抵消，a、c兩根導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場方向均為水平向左，再根據(jù)左手定則，帶正電的粒子垂直于紙面向外運動所受洛倫茲力方向向下，選項B正確． 5．速率相同的電子垂直磁場方向進入四個不同的磁場，其軌跡照片如圖所示，則磁場最強的是(　　) 答案　D 解析　由qvB＝可得B＝.磁場最強的對應(yīng)軌跡半徑最小，選項D正確． 6．(2017·溫州市九校高三上學(xué)期期末)如圖3所示，用兩個一樣的彈簧秤懸掛著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流，當(dāng)棒靜止時，彈簧秤的讀數(shù)為F1；若將棒中的電流方向反向，當(dāng)棒再次靜止時，彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2>F1，根據(jù)

27、以上信息，不能確定的是(　　) 圖3 A．磁場的方向 B．安培力的大小 C．磁感應(yīng)強度的大小 D．銅棒的重力 答案　C 解析　因為電流反向時，彈簧秤的讀數(shù)F2＞F1，所以可以知道電流方向自左向右時，導(dǎo)體棒受到的安培力方向向上，根據(jù)左手定則可以確定磁場的方向為垂直紙面向里，故A能確定；由于電流大小不知，所以無法確定磁感應(yīng)強度的大小，故C不能確定；令銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：2F1＝G－F ① 當(dāng)電流反向時，安培力變?yōu)樨Q直向下，此時同樣根據(jù)導(dǎo)體棒平衡有：2F2＝G＋F ② 由①和②可得：棒的重力G＝F1＋F2 ，安培力F的大小F＝

28、F2－F1，因此可確定安培力的大小與銅棒的重力，故B、D能確定． 7. (2017·溫州市十校高三期末)如圖4，干電池下面(負極)吸有一塊圓柱形強磁鐵，銅導(dǎo)線彎折后與電池構(gòu)成電路，銅導(dǎo)線下面兩端與強磁鐵形成電刷狀接觸，銅導(dǎo)線組成的線框就會轉(zhuǎn)動起來，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．如果強磁鐵的上表面是N極，那么從上往下看線框就有可能做逆時針轉(zhuǎn)動 B．如果強磁鐵的上表面是S極，那么從上往下看線框就有可能做順時針轉(zhuǎn)動 C．不管強磁鐵N極向上或者向下放置，從上往下看線框總是做順時針轉(zhuǎn)動 D．使用的圓柱形磁鐵磁性非常強大，實驗時要遠離磁卡、手機等易受強磁場影響的設(shè)備 答案　D 解

29、析　如果磁鐵上端為N極，下端為S極，周圍磁感線由上往下斜穿入金屬絲內(nèi)部，而電流方向由上向下，由左手定則知：由上往下看(俯視)，金屬絲順時針轉(zhuǎn)動；使用的圓柱形磁鐵磁性非常強大，實驗時要遠離磁卡、手機等易受強磁場影響的設(shè)備．故D正確． 8．如圖5甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒．從t＝0時刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T，最大值為Im，圖甲中I所示方向為電流正方向．則關(guān)于金屬棒的說法錯誤的是(　　) 圖5 A．一直向右移動 B．速度隨時間周期性變化 C．受到的安培力隨時間周期性變

30、化 D．受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功 答案　D 解析　根據(jù)左手定則知金屬棒在0～內(nèi)所受安培力向右，大小恒定，故金屬棒向右做勻加速運動，在～T內(nèi)金屬棒所受安培力與前半個周期大小相等，方向相反，金屬棒向右做勻減速運動，一個周期結(jié)束時金屬棒速度恰好為零，以后始終向右重復(fù)上述運動，選項A、B、C正確；在0～時間內(nèi)，安培力方向與運動方向相同，安培力做正功，在～T時間內(nèi)，安培力方向與運動方向相反，安培力做負功，在一個周期內(nèi)，安培力所做總功為零，選項D錯誤． 9. 如圖6所示，質(zhì)量為m，電荷量為＋q的帶電粒子，以不同的初速度兩次從O點垂直于磁感線和磁場邊界向上射入勻強磁場，在洛倫茲力作用下分別從M

31、、N兩點射出磁場，測得OM∶ON＝3∶4，粒子重力不計，則下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．兩次帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間之比為3∶4 B．兩次帶電粒子在磁場中運動的路程長度之比為4∶3 C．兩次帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力大小之比為3∶4 D．兩次帶電粒子在磁場中所受的洛倫茲力大小之比為4∶3 答案　C 解析　設(shè)OM＝2r1，ON＝2r2，故＝＝，路程長度之比＝＝，B錯誤；由r＝知＝＝，故＝＝，C正確，D錯誤；由于T＝，則＝＝1，A錯誤． 10. 如圖7所示，重力不計、初速度為v的正電荷，從a點沿水平方向射入有明顯左邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，若邊界右側(cè)的

32、磁場范圍足夠大，該電荷進入磁場后(　　) 圖7 A．動能發(fā)生改變 B．運動軌跡是一個完整的圓，正電荷始終在磁場中運動 C．運動軌跡是一個半圓，并從a點上方某處穿出邊界向左射出 D．運動軌跡是一個半圓，并從a點下方某處穿出邊界向左射出 答案　C 解析　洛倫茲力不做功，電荷的動能不變，A不正確；由左手定則知，正電荷剛進入磁場時受到的洛倫茲力的方向向上，電荷在勻強磁場中做勻速圓周運動，運動軌跡是一個半圓，并從a點上方某處穿出邊界向左射出，B、D均不正確，C正確． 11．(2017·稽陽聯(lián)誼學(xué)校8月聯(lián)考)如圖8所示，半徑分別為R1、R2的兩個同心圓，圓心為O，小圓內(nèi)有垂直紙面向里的

33、磁場，磁感應(yīng)強度為B1，大圓外有垂直紙面的磁感應(yīng)強度為B2的磁場，圖中未畫出，兩圓中間的圓環(huán)部分沒有磁場．今有一帶正電粒子從小圓邊緣的A點以速度v沿AO方向射入小圓的磁場區(qū)域，然后從小圓磁場中穿出，此后該粒子第一次回到小圓便經(jīng)過A點(帶電粒子重力不計)，求： 圖8 (1)若v＝，則帶電粒子在小圓內(nèi)的運動時間t為多少？ (2)大圓外的磁場B2方向； (3)磁感應(yīng)強度B1與B2的比值為多少？ 答案　(1)　(2)垂直于紙面向里　(3) 解析　(1)粒子在小圓內(nèi)做圓周運動，qvB1＝m， 得r1＝＝R1 由幾何關(guān)系可知粒子在小圓內(nèi)的軌跡圓弧的圓心角為θ＝，則t＝，解得t＝. (

34、2)分析可得粒子第一次回到小圓便經(jīng)過A點，則粒子在外磁場中繼續(xù)做逆時針方向的圓周運動，則B2的方向為垂直于紙面向里． (3)由幾何關(guān)系可得＝，r1＝，r2＝， 解得＝. 12．如圖9所示，無限寬廣的勻強磁場分布在xOy平面內(nèi)，x軸上下方磁場均垂直xOy平面向里，x軸上方的磁場的磁感應(yīng)強度為B，x軸下方的磁場的磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為－q的粒子以速度v0從坐標原點O沿y軸正方向進入上方磁場．在粒子運動過程中，與x軸交于若干點．不計粒子的重力．求： 圖9 (1)粒子在x軸上方磁場做勻速圓周運動的半徑； (2)設(shè)粒子在x軸上方的周期為T1，x軸下方的周期為T2，求T1∶

35、T2； (3)如把x軸上方運動的半周與x軸下方運動的半周稱為一周期的話，則每經(jīng)過一周期，在x軸上粒子右移的距離； (4)在與x軸的所有交點中，粒子兩次通過同一點的坐標位置． 答案　(1)　(2)4∶3　(3)　(4)[，0](k＝1,2,3…) 解析　(1)設(shè)粒子在x軸上方磁場做勻速圓周運動的半徑為r1，在下方磁場中做勻速圓周運動的半徑為r2， 由Bqv＝m得r1＝， r2＝ (2)由T＝得T1＝ T2＝ T1∶T2＝4∶3 (3)在磁場中運動軌跡如圖所示，如把x軸上方運動的半周與x軸下方運動的半周合稱為一周期的話，則每經(jīng)過一周期，在x軸上粒子右移Δx＝2r1－2r2＝ (4)由圖可知，在第4周期剛結(jié)束時粒子第二次經(jīng)過x1＝2r1的這一點，以后每過一周期將會出現(xiàn)符合要求的點．故xk＝2r1＋＝r1＝(k＝1,2,3…) 故坐標位置為[，0](k＝1,2,3…) 20