【正文】 板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為N1,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線,電流方向如圖,當(dāng)加上電流后,臺(tái)秤讀數(shù)為N2,則以下說法正確的是 （ ）＞N2,彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) ＞N2,彈簧長(zhǎng)度將變短＜N2,彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) ＜N2,彈簧長(zhǎng)度將變短答案 B,勢(shì)為E的電源（不計(jì)內(nèi)阻）.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根質(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且指向右斜上方,如圖所示,問:（1）當(dāng)ab棒靜止時(shí),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?答案 （1）mg （2） 方向水平向右,質(zhì)量為m的金屬棒,擱在光滑導(dǎo)軌的右端,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),距離地面高度為h,處于大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并接有電動(dòng)勢(shì)為E的電池和電容為C的電容器,當(dāng)將開關(guān)S從位置1撥至位置2時(shí),.答案 、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面積為A的小噴口,在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí),活塞向右勻速推動(dòng)液體從噴口水平射出,不計(jì)所有阻力,求:（1）活塞移動(dòng)的速度.（2）該裝置的功率.（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.（4）若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小,試分析其可能的原因.答案 （1） （2）（3）（4）∵U=BLv∴噴口液體的流量減少,活塞移動(dòng)速度減小,或磁場(chǎng)變小等會(huì)引起電壓表讀數(shù)變小.第二單元 洛倫茲力及其應(yīng)用第3課時(shí) 洛倫茲力要點(diǎn)一 洛倫茲力 即學(xué)即用,兩個(gè)相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,軌道兩端在同一高度上,兩個(gè)相同的帶正電小球a、b同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,在運(yùn)動(dòng)中都能通過各自軌道的最低點(diǎn)M、N,則（ ）vMFM,小球a不能到達(dá)軌道的最右端答案 AD要點(diǎn)二 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 即學(xué)即用（H）和α粒子（He）從靜止開始經(jīng)相同的電勢(shì)差加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),則這兩粒子的動(dòng)能之比Ek1∶Ek2= ,軌道半徑之比r1∶r2= ,周期之比T1∶T2= .答案 1∶2 1∶ 1∶2題型1 帶電體在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)問題【例1】一個(gè)帶正電荷的小球沿光滑水平絕緣的桌面向右運(yùn)動(dòng),速度的方向垂直于一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,水平射程為s1,著地速度大小為v1。若撤去磁場(chǎng),其余條件不變時(shí),小球飛行時(shí)間為t2,水平射程為s2,著地速度大小為v2,則 （ ）s2 t2 v2 =v2答案 ABD題型2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)【例2】在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),v沿x方向射入磁場(chǎng),恰好從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出.（1）請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷,并求出其荷質(zhì)比.（2）若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng),但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60176。角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大?此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t是多少?答案 （1）負(fù)電 （2）題型3 情景建?！纠?】圖是某裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)域邊界面的交線,勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45176。.在A1A2左側(cè),固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與豎直截面交線分別為SS2,相距L= ,一旦有帶正電微粒剛通過小孔,快門立即關(guān)閉,此后每隔T=103 ,.（1）經(jīng)過一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應(yīng)為多少?（2）求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開磁場(chǎng)的時(shí)間.（忽略微粒所受重力影響,碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移,已知微粒的荷質(zhì)比=103 C/kg,只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng)）.答案 （1）100 m/s （2）102 s,沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)方向不變。沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),O點(diǎn)沿z軸正方向出發(fā)時(shí) （ ）,沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案 BD2.（2009豐城模擬）如圖所示,一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時(shí)的速度為v,若加上一個(gè)垂直紙面向外的磁場(chǎng),則滑到底端時(shí) （ ） 答案 B,下端封閉、上端開口,高h(yuǎn)=5 m、內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置,管底有一質(zhì)量m=10 g、電荷量q= =5 m/s的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入B= T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),由于外力的作用,玻璃管在磁場(chǎng)中的速度保持不變,=10 m/:（1）小球的帶電性.（2）小球在管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（3）小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中增加的機(jī)械能.答案 （1）帶正電 （2）1 s （3）1 J,在某空間實(shí)驗(yàn)室中,有兩個(gè)靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,磁場(chǎng)區(qū)域半徑r= m,左側(cè)區(qū)圓心為O1,磁場(chǎng)向里,右側(cè)區(qū)圓心為O2,磁場(chǎng)向外,=1026 kg、帶電荷量q=1019 C的某種離子,從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v=106 m/s正對(duì)O1的方向垂直射入磁場(chǎng),:（1）該離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間.（2）離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)移距離多大?（側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動(dòng)的距離）.答案 （1）106 s （2）2 m第4課時(shí) 專題:帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題特例要點(diǎn)一 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極值問題 即學(xué)即用,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,速率v0垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)射入,電荷量為e,為使電子能從磁場(chǎng)的另一側(cè)EF射出,求電子的速率v0至少多大?答案 要點(diǎn)二 洛倫茲力多解問題 即學(xué)即用,在x0與x0的區(qū)域中,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里,且B1射出,要使該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后又經(jīng)過O點(diǎn),B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？答案 題型1 磁場(chǎng)最小面積問題【例1】在xOy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m,電荷量為e）,從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限,強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),要求這些電子穿過該磁場(chǎng)后都能沿平行于x軸正方向運(yùn)動(dòng),試求出符合條件的磁場(chǎng)最小面積.答案 題型2 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例2】核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫,為把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)）,通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）.如圖所示,環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成的中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大,= m,外半徑R2= m,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,若被束縛的帶電粒子的荷質(zhì)比q/m=4107 C/kg,:（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場(chǎng),不能穿越磁場(chǎng)的最大速度.（2）所有粒子不能穿越磁場(chǎng)的最大速度.答案 （1）107 m/s （2）107 m/s題型3 程序法的應(yīng)用【例3】?jī)善矫鏌晒馄粱ハ啻怪狈胖?在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸,交點(diǎn)O為原點(diǎn),0,0xa的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在y0,xa的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均,一束質(zhì)量為m、帶電荷量為q（q0）的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場(chǎng),最后打在豎直和水平熒光屏上,xa的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在xa的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2∶5,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為7T/12,（不計(jì)重力的影響）.答案 2a≤x≤2（1+）a 0y2a,直線邊界MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)區(qū)域足夠大.今有質(zhì)量為m,電荷量為q的正、負(fù)帶電粒子,從邊界MN上某點(diǎn)垂直磁場(chǎng)方向射入,射入時(shí)的速度大小為v,方向與邊界MN的夾角的弧度為θ,求正、負(fù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.答案 帶正電粒子:2m（πθ）/qB 帶負(fù)電粒子:,在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、,從O點(diǎn)可以向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射電荷量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子,粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度可在紙面內(nèi)各個(gè)方向,已知先后射入的兩個(gè)粒子恰好在磁場(chǎng)中給定的P點(diǎn)相遇,P到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng),不計(jì)重力和粒子間的相互作用.（1）求所考察的粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑.（2）求這兩個(gè)粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔.答案 （1）3.（2009麗江質(zhì)檢）如圖所示,在真空中坐標(biāo)xOy平面的x0區(qū)域內(nèi),有磁感強(qiáng)度B=102 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),（10,0）點(diǎn),有一放射源,在xOy平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率v=104 m/s的帶正電的粒子,粒子的質(zhì)量為m=1025 kg,電荷量為q=1018 C,求帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍.答案 10 cm≤y≤10 cm△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一帶正電荷量q,質(zhì)量為m的粒子從距A點(diǎn)a的D點(diǎn)垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng),如圖所示,若粒子能從AC間離開磁場(chǎng),求粒子速率應(yīng)滿足什么條件及粒子從AC間什么范圍內(nèi)射出.答案 ≤AC間距A點(diǎn)（23）a～a的范圍,MN為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的分界面,兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為B1=荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)垂直MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的磁場(chǎng),則經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間它將向下再一次通過O點(diǎn) （ ）A. B. C