【文章內(nèi)容簡介】 勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=，極板按如圖所示的 方式 接入電路。足夠長的、間距為 L=1m 的光滑平行金屬導(dǎo)軌 CD、 EF 水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為 B。電阻為 r=1?的金屬棒 ab 垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動(dòng)變阻器的總阻值為 R=4? ，滑片 P 的位置位于變阻器的中點(diǎn)。有一個(gè)質(zhì)量為 m= 10 8? kg、電荷量為 q=+ 10 5? C的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計(jì)粒子重力。求： （ 1）若金屬棒 ab 靜止，求 粒子 初速度 v0多大時(shí)，可以垂直打在金屬板上？ （ 2）當(dāng)金屬棒 ab 以速度 v 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，讓粒子仍以相同初速度 v0 射入，而從兩板間沿直線穿過，求金屬 棒 ab 運(yùn)動(dòng)速度 v 的大小和方向。 答案： （ 1） 100 m/s（ 2） 50 m/s，水平向右 ，固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中的正方形線框 abcd 邊長為 L，正方形線框水平放置。其中 ab 邊和 cd 邊是電阻為 R 的均勻電阻絲，其余兩邊電阻不計(jì)?，F(xiàn)有一段長度、粗細(xì)、材料均與 ab 邊相同的電阻絲 PQ 架在線框上，并受到與 ab 邊平行的恒定水平力 F 的作用從 ad 邊滑向 bc 邊。 PQ 在滑動(dòng)中與線框接觸良好， P和 Q 與邊框間的動(dòng)摩擦因素均為 ? 。電阻絲 PQ 的質(zhì)量為 m。當(dāng) PQ 滑過 2L/5 的距離時(shí)，PQ 的加速度為 a，求： （ 1）此時(shí)通過 aP 段電阻絲的電流； （ 2）從開始到此時(shí)過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱。 Q P c b d a F 14. 如圖所示，一個(gè)很長的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一個(gè)中心輻射的磁場（磁場水平向外），其大小為 rkB? （其中 r 為輻射半徑），設(shè)一個(gè)與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑為 R（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲的橫截面積為 S，圓環(huán)通過磁場由靜止開始下落。下落過程中圓環(huán)平面始終水平，已知鋁絲的電阻率為 ρ，密度為 ρ0。求 ： （ 1）圓環(huán)下落的速度為 時(shí)的電功率 . （ 2）圓環(huán)下落的最終速度 （ 3）當(dāng)下落高度為 時(shí)，圓環(huán)速度最大。從開始下落到此時(shí)圓環(huán)消耗的電能。 15．（ 16 分） 如圖甲所示，不計(jì)電阻的“ U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ ，有一導(dǎo)體桿 AC 橫放在框架上，其質(zhì)量為 m＝ ，電阻為 R＝ ?，F(xiàn)用細(xì)繩栓住導(dǎo)體桿，細(xì)繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體 D 相連，物體 D 的質(zhì)量為 M＝ ，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為 r＝ 。接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為 U＝ ，電流表的示數(shù)恒為 I＝ ，電動(dòng)機(jī)牽引原來靜止的導(dǎo)體桿 AC 平行于 EF 向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的位移 — 時(shí)間圖像如圖乙所示。取 g＝ 10m/s2。求： （ 1）勻強(qiáng)磁場的寬度； （ 2）導(dǎo)體桿在變速運(yùn)動(dòng)階段產(chǎn)生的熱量。 磁場 一、選擇題 （湖北重點(diǎn)中學(xué) 1 月聯(lián)考） 我國第 21 次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光。極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場俘獲，從而改變原有運(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，如圖所示。這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各 種顏色的光。地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關(guān) :BC ，使其動(dòng)能減小 ，使其動(dòng)能減小 （湖南重點(diǎn)中學(xué) 06 聯(lián)考） 在勻強(qiáng)磁場中有一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到 M點(diǎn)，突然與一不帶電的靜止粒子碰撞合為一體，碰撞后的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是圖中的哪一個(gè)？（ 實(shí)線為原軌跡，虛線為碰后軌跡，且不計(jì)粒子的重力） A （云南 06 第一次檢測） 十九世紀(jì)二十年代，以賽貝克為代表的科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識到：溫度差會引起電流．安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出“地球磁場是繞地球的環(huán)行電流引起的”假設(shè)．已知磁子午線是地球磁場 N極與 S極在地球表面的連線，則該假設(shè)中的電流方向是 B A．由西向東垂直磁子午線 B．由東向西垂直磁子午線 C．由南向北沿磁子午線 D．由赤道向兩極沿磁子午線 （ 瀘州市 06第二次質(zhì)量診 斷 ） 關(guān)于電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是 B A. 由真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式2rQkE?可知，當(dāng) r 趨近于零時(shí)，其電場強(qiáng)度趨近于無限大 B. 電場強(qiáng)度的定義式qFE?適用于任何電場 C. 由安培力公式 F=BIL 可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力，說明此處一定無磁場 D. 一帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一定垂直于洛倫磁力的方向和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向 （ 瀘州市 06 第二次質(zhì)量診斷 質(zhì)子和 a 粒子在同一勻強(qiáng)磁場中做半徑相同 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由此可知質(zhì)子的動(dòng)量 P1 和 a 粒子的動(dòng)量 P2之比 P1:P2為 C A. 1:1 B. 4:1 C. 1:2 D. 2:1 （泰州市 06期初調(diào)研） 超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中會產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，對磁體有排斥作用。這種排斥可使磁體懸浮在空氣中，磁懸浮列車就采用了這種技術(shù)，磁體懸浮的原理是 BD A．超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相同 B．超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相反 C．超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài) D．超導(dǎo)體對磁體的磁力與磁體的重力相平衡 （天津和平區(qū) 06 調(diào)研） 一個(gè)用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其 D 形盒半徑為 R，垂直 D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，接在 D 形盒上的高頻電源頻率為 f。下列說法正確的是 AB A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過 2πfR B．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān) C．只要 R 足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值 D．不需要改變?nèi)魏瘟?，這個(gè)裝置也能用于加速 α粒子 （武漢 2 月調(diào)研） 如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為 且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左 端無初速放置一質(zhì)量為、電荷量 q=+ 的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力?，F(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為 恒力， g 取10m/ BD A．木板和滑塊一直做加速度為 2m/s2 的勻加速運(yùn)動(dòng) B．滑塊開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．最終木板做加速度為 2 m/s2 的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為 10m/s 的勻速運(yùn)動(dòng) D．最終木板做加速度為 3 m/s2 的勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊做速度為 10m/s 的勻速運(yùn) 動(dòng) （金太陽 06 年第五次聯(lián)考 ）如圖所示， ABC 為與勻強(qiáng)磁場垂直的邊長為 a 的等邊三角形，比荷為 e/m 的電子以速度 v0 從 A 點(diǎn)沿 AB 邊出射，欲使電子經(jīng)過 BC 邊，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的取值為（ C ） A． B＞ aemv03 B． B＜ aemv02 C． B＜ aemv03 D． B＞ aemv02 （鎮(zhèn)江市 06調(diào)研） 如圖所示，光滑絕緣桿固定在水平位置上，使 其兩端分別帶上等量同種正電荷 Q Q 2 ，桿上套著一帶正電小球，整個(gè)裝置處在一個(gè)勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，將靠近右端的小球從靜止開始釋放，在小球從右到左的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是 AC ( A ）小球受到的洛倫茲力大小變化，但方向不變 ( B ）小球受到的洛倫茲力將不斷增大 ( C )小球的加速度先減小后增大 ( D ）小球的電勢能一直減小 1（吉林 06 聯(lián)考） 如圖 6 所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面向上的輕彈簧拉住而平衡， A 為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無電流時(shí)，磁軼 對斜面的壓力為 N1；當(dāng)導(dǎo)線中有電流流過時(shí)，磁鐵對斜面的壓力為 N2，此時(shí)彈簧的伸長量減小了，則 A A． N1N2, A 中電流方向向內(nèi) B． N1N2, A 中電流方向向外 C． N1N2, A 中電流方向向內(nèi) D． N1N2, A 中電流方向向外 1（濰坊市 ） 真空中兩根金屬導(dǎo)線平行放置，其中一根導(dǎo)線中通有恒定電流。在導(dǎo)線所確定的平面內(nèi)，一電子從 P 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡的一部分如圖中的曲線 PQ 所示，則一定是 C A、 ab 導(dǎo)線中通有從 a 到 b 方向的電流 B、 ab 導(dǎo)線中通有從 b 到 a 方向的電流 C、 cd 導(dǎo)線 中通有從 c 到 d 方向的電流 BFD、 cd 導(dǎo)線中通有從 d 到 c 方向的電流 1（綿陽 06 二診） 如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線 a、 b 載有大小都為 1A、方向相反的電流， a 受到 b 的磁場力的大小為 F1，今在 a、 b 所在平面內(nèi)距 a、 b 相等距離的位置上平行于 a、 b 放置另一長直導(dǎo)線 c， c 中電流大小為 2A，與 a 中電流方向相同， a 和 b 受到 c 的磁場力的大小都為 F2．下列關(guān)于導(dǎo)線 a、 b 受磁場力的合力大小和方向的判斷，正確的是 C A． a 導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為 F1+F2，方向向左 B． b 導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為 F1+F2，方向向左 C． a 導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為 F2— F1，方向向右 D． b 導(dǎo)線受到磁場力的合力大小為 F2— F1，方向向右 1（ 襄 樊 市 06調(diào)研） 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置 ， 其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個(gè) D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的勻強(qiáng)電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩 D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B， D形金屬盒的半徑為 R，狹縫間的距離為 d。勻強(qiáng)電場間的加速電壓為 U，要增大帶電粒子（電荷量為 q、質(zhì)量為 m，不計(jì)重力）射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法 中正確的是 D A．增大勻強(qiáng)電場間的加速電壓 B．減小狹縫間的距離 C．減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 D． 增大 D形金屬盒的半徑 1（福州一中 06質(zhì)檢） 回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示。它的核心部分是兩個(gè) D 形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速。兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出。如 果用同一回旋加速度器分別加速氚核 (31H )和 α 粒子( 42He )，比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，有 B A、加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能也較大 B、加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能較小 C、加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能也較小 D、加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能較大 （湖南重點(diǎn)中學(xué) 2 次聯(lián)考） 一個(gè)靜止的放射 性原子核處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中 ,由于發(fā)生了衰變而形成了如圖 24所示的兩個(gè)圓形徑跡 ,兩圓半徑之比為 1:16,則 B B d U R B 圖 24 2（溫州重點(diǎn)中學(xué) 3 月聯(lián)考） 目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)。如圖所示表示了它的發(fā)電原理：將一束等離子體垂直于磁場方向噴入磁場，在磁場中有兩塊金屬板 A、 B，這時(shí)金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度均為 v，兩金屬板的板長為 L，板 間距離為 d，板平面的面積為 S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為