新高考物理二輪復習專題強化訓練10講 帶電粒子在磁場中的運動（含解析）

10講帶電粒子在磁場中的運動專題強化訓練一、單選題1．（重慶市北碚區(qū)2022-2023學年高二上學期期末學生學業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測物理試題）如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的通電直導線，電流大小為I，方向垂直紙面向里，欲使導線靜止于斜面上，外加磁場磁感應強度的最小值的大小和方向是（）A．SKIPIF1<0，方向垂直斜面向下B．SKIPIF1<0，方向豎直向下C．SKIPIF1<0，方向水平向左D．SKIPIF1<0，方向水平向右【答案】A【詳解】對導體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，三力平衡，如圖所示當安培力平行斜面向上時最小，故安培力的最小值為SKIPIF1<0故磁感應強度的最小值為SKIPIF1<0根據(jù)左手定則，磁場方向垂直斜面向下。故選A。2．（2022秋·河北石家莊·高二石家莊實驗中學階段練習）如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒，取重力加速度為g。整個裝置處于勻強磁場中，在導體棒中通以垂直紙面向外的恒定電流I時，欲使導體棒靜止在斜面上，且勻強磁場的磁感應強度取最小值，則關于磁感應強度B的大小和方向，下列說法正確的是

A．大小為SKIPIF1<0，方向為水平向右 B．大小為SKIPIF1<0，方向為豎直向下C．大小為SKIPIF1<0，方向為垂直斜面向下 D．大小為SKIPIF1<0，方向為沿著斜面向上【答案】C【詳解】對導體棒受力分析，受重力mg、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力FA合成，合力與重力相平衡，如圖，當安培力平行斜面向上是，安培力最小，由公式SKIPIF1<0可知，此時磁感應強度最小，由平衡可得SKIPIF1<0得SKIPIF1<0由左手定則可知，磁場方向為垂直斜面向下。故選C。3．（2023秋·北京順義·高三統(tǒng)考期末）如圖所示，在MNQP所圍的區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量和電荷量都相等（電性可能不同）的帶電粒子a、b，c以不同的速率從O點沿紙面并垂直于PQ的方向射入磁場，圖中實線是它們的運動軌跡。已知O是PQ的中點，不計粒子重力及帶電粒子間的相互作用，下列說法中正確的是（）A．射入磁場時粒子a的速率最小B．粒子a帶負電，粒子b、c帶正電C．粒子a在磁場中運動的周期最小D．粒子c在磁場中運動的時間最長【答案】D【詳解】A．粒子在磁場中做圓周運動有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0根據(jù)粒子的運動軌跡可知各粒子的軌跡半徑大小關系為SKIPIF1<0各粒子的質(zhì)量和電荷量都相等，所以粒子c的速率最小，A錯誤；B．根據(jù)運動軌跡結合左手定則可得粒子a帶正電，粒子b、c帶負電，B錯誤；C．根據(jù)公式有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0各粒子的質(zhì)量和電荷量都相等，所以各粒子在磁場中運動的周期相同，C錯誤；D．根據(jù)前面分析各粒子在磁場中運動的周期相同，可知運動軌跡所對應的圓心角越大，運動時間越長，結合圖像可知粒子c運動軌跡對應的圓心角最大，所以運動的時間最長，D正確。故選D。4．（2023秋·河北秦皇島·高二秦皇島一中?？计谀┤鐖D所示，等邊三角形ABC內(nèi)（含邊界）有垂直紙面向里的勻強磁場，D為BC邊的中點?，F(xiàn)有比荷相同的粒子1、粒子2以不同的速率從A點分別沿AD、AC進入磁場，均從B點射出磁場。下列說法正確的是（）A．粒子1、粒子2都帶正電B．粒子1與粒子2速度大小之比為3：2C．粒子1與粒子2在磁場中運動時間之比為1：2D．粒子1與粒子2在磁場中運動路程之比為3：1【答案】C【詳解】A．由左手定則可知，粒子1、粒子2都帶負電，故A錯誤；BCD．設等邊三角形ABC邊長為SKIPIF1<0，有幾何關系可得，粒子1的軌道半徑SKIPIF1<0粒子2的軌道半徑SKIPIF1<0粒子1、粒子2對應的圓心角分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0可得粒子1與粒子2速度大小之比為SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0可得粒子1與粒子2在磁場中運動時間之比為1：2，其路程之比為SKIPIF1<0BD錯誤，C正確。故選C。5．（2022春·江蘇泰州·高一泰州中學期中）如圖所示，空間有豎直方向的勻強電場，一帶正電的小球質(zhì)量為m，在豎直平面內(nèi)沿與水平方向成30°角的虛線以速度SKIPIF1<0斜向上做勻速運動。當小球經(jīng)過O點時突然將電場方向旋轉一定的角度，電場強度大小不變，小球仍沿虛線方向做直線運動，選O點電勢為零，重力加速度為g，則（）A．原電場方向豎直向下B．改變后的電場方向垂直于ONC．電場方向改變后，小球的加速度大小為SKIPIF1<0D．電場方向改變后，小球的最大電勢能為SKIPIF1<0【答案】D【詳解】A．開始時，小球沿虛線做勻速運動，可知小球受向下的重力和向上的電場力平衡，即有SKIPIF1<0小球帶正電，則電場豎直向上，A錯誤；B．改變電場方向后，小球仍沿虛線做直線運動，可知電場力與重力的合力沿著NO方向，因Eq=mg可知電場力與重力關于ON對稱，電場方向與NO成60°，B錯誤；C．電場方向改變后，電場力與重力夾角為120°，故合力大小為mg，小球的加速度大小為g，C錯誤；D．電場方向改變后，小球能沿ON運動的距離為SKIPIF1<0則克服電場力做功為SKIPIF1<0故小球的電勢能最大值為SKIPIF1<0，D正確；故選D。二、多選題6．（2019秋·高三課時練習）如圖所示，質(zhì)量為M，長為L的直導線通有垂直紙面向外的電流I，被一絕緣線拴著并處在勻強磁場中，導線能靜止在傾角為θ的光滑斜面上，則磁感應強度B的大小和方向可能是()．A．大小為SKIPIF1<0，方向垂直斜面向上B．大小為SKIPIF1<0，方向垂直紙面向里C．大小為SKIPIF1<0，方向水平向右D．大小為SKIPIF1<0，方向沿斜面向下【答案】BC【詳解】A.安培力沿斜面向上大小為Mgtanθ.而重力和支持力的合力等于Mgsinθ小于安培力，所以導線有沿斜面往上的運動趨勢，故A錯誤；B.無所謂B的大小安培力均為0.而繩的拉力，重力和支持力可以滿足平衡條件，故B正確；C.安培力豎直向上，重力和安培力平衡，沒有支持力和拉力，故C正確；D.安培力垂直斜面向上大小為Mg，沿斜面方向分解重力．因為Mg>Mgcosθ，所以導線有離開斜面的運動趨勢，故D錯誤；故選BC.7．（2022秋·湖北·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導軌間接有電源E，導軌平面與水平面間的夾角θ=30°，金屬桿ab垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中。當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，要使金屬桿能沿導軌向下運動，可以采取的措施是（）A．增大磁感應強度BB．將電源正負極對調(diào)使金屬桿中的電流方向改變C．將磁感應強度B沿順時針方向旋轉至豎直向上D．調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片向下滑動【答案】BC【詳解】A．設回路中電流為SKIPIF1<0，對金屬桿進行受力分析可得SKIPIF1<0當增大磁感應強度B時，有SKIPIF1<0金屬桿會沿導軌向上運動，A錯誤；B．將電源正負極對調(diào)使金屬桿中的電流方向改變時，安培力方向沿導軌向下，金屬桿能沿導軌向下運動，B正確；C．將磁感應強度B沿順時針方向旋轉至豎直向上時，此時安培力水平向右，安培力沿導軌的分量小于SKIPIF1<0，所以金屬桿能沿導軌向下運動，C正確；D．調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片向下滑動，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，電路中電流增大，安培力變大，金屬桿會沿導軌向上運動，D錯誤。故選BC。8．（2022春·江西南昌·高二南昌十五中階段練習）如圖所示，間距為SKIPIF1<0的兩平行固定金屬導軌上端接有電動勢為SKIPIF1<0、內(nèi)阻為SKIPIF1<0的直流電源，導軌與水平面的夾角為SKIPIF1<0，空間存在方向垂直導軌平面向上、磁感應強度大小為SKIPIF1<0的勻強磁場。現(xiàn)把一個質(zhì)量為SKIPIF1<0的導體棒SKIPIF1<0放在金屬導軌上，導體棒能靜止在導軌上。導體棒的有效電阻為SKIPIF1<0，其余電阻不計，重力加速度大小為SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A．通過導體棒的電流為SKIPIF1<0B．導體棒受到的安培力大小為SKIPIF1<0C．導體棒受到的摩擦力大小為SKIPIF1<0D．導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)不小于0.7【答案】AB【詳解】A．由閉合電路的歐姆定律可知，流過導體棒的電流SKIPIF1<0故A正確；B．導體棒受到的安培力大小為SKIPIF1<0故B正確；C．導體棒能靜止在導軌上SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C錯誤；D．根據(jù)SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0所以導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)不小于0.46，故D錯誤。故選AB。9．（2023秋·河北邢臺·高二邢臺市南和區(qū)第一中學?？计谀┵|(zhì)量為SKIPIF1<0、帶電荷量為SKIPIF1<0的小物塊，從傾角為SKIPIF1<0的絕緣斜面上由靜止下滑，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，整個斜面置于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小為SKIPIF1<0，如圖所示。若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下列說法中正確的是（）A．小物塊一定帶負電荷B．小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動，且加速度大小為SKIPIF1<0C．小物塊在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動D．小物塊在斜面上下滑過程中，當小物塊對斜面壓力為零時的速率為SKIPIF1<0【答案】AC【詳解】A．根據(jù)磁場方向和小物塊的運動方向，由左手定則可知，小物塊的洛倫茲力方向垂直斜面，因帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，則洛倫茲力方向垂直斜面向上，根據(jù)左手定則判斷，小物塊帶負電，故A正確；BC．小物塊在斜面上運動時，對小物塊受力分析可知，小物塊所受合力SKIPIF1<0由上式可知，隨著v增大，洛倫茲力增大，SKIPIF1<0增大，a增大，則小物塊在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動，故B錯誤，C正確；D．小物塊對斜面壓力為零時，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故D錯誤。故選AC。10．（重慶市北碚區(qū)2022-2023學年高二上學期期末學生學業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測物理試題）如圖所示，虛線上方空間分布著垂直紙面向里的勻強磁場，在紙面內(nèi)沿不同的方向從粒子源O先后發(fā)射速率均為SKIPIF1<0的A和B兩個粒子，A、B均帶正電且電荷量相同，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的2倍，兩個粒子同時到達P點。已知SKIPIF1<0，B粒子沿與PO成SKIPIF1<0角的方向發(fā)射，不計粒子的重力和粒子間的相互作用力，則下列說法正確的是（）A．A粒子沿與PO成SKIPIF1<0角的方向發(fā)射B．A、B兩個粒子在磁場中運動的半徑之比為SKIPIF1<0C．A、B兩粒子在磁場中運動的時間之比為SKIPIF1<0D．A粒子和B粒子發(fā)射的時間間隔為SKIPIF1<0【答案】BC【詳解】AB．粒子在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由于A、B電荷量相同，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的2倍，可知A、B兩個粒子在磁場中運動的半徑之比為SKIPIF1<0如圖所示對于B粒子而言，根據(jù)其在磁場中運動的軌跡，結合幾何關系得其軌跡對應的圓心角為SKIPIF1<0，則B粒子做勻速圓周運動的軌跡半徑為SKIPIF1<0則A粒子做圓周運動的軌跡半徑為SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0為A粒子做勻速圓周運動的直徑，A粒子沿與PO成SKIPIF1<0角的方向發(fā)射，故A錯誤，B正確；CD．A粒子做勻速圓周運動的時間為SKIPIF1<0B粒子做勻速圓周運動的時間為SKIPIF1<0A、B兩粒子在磁場中運動的時間之比為SKIPIF1<0A粒子和B粒子發(fā)射的時間間隔為SKIPIF1<0故C正確，D錯誤。故選BC。11．（2023秋·遼寧營口·高三?？计谀┤鐖D所示，空間存在水平向右的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為SKIPIF1<0、帶電量大小為SKIPIF1<0的小球，以初速度SKIPIF1<0沿與電場方向成45°夾角射入場區(qū)，能沿直線運動。經(jīng)過時間SKIPIF1<0，小球到達SKIPIF1<0點（圖中沒標出），電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，電場強度大小不變。已知重力加速度為SKIPIF1<0，則（）A．小球一定帶正電B．時間SKIPIF1<0內(nèi)小球可能做勻變速直線運動C．勻強磁場的磁感應強度為SKIPIF1<0D．電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，則小球做勻加速直線運動【答案】AC【詳解】B．假設小球做變速直線運動，小球所受重力與電場力不變，而洛倫茲力隨速度的變化而變化，則小球將不可能沿直線運動，故假設不成立，所以小球一定受力平衡做勻速直線運動，B錯誤；A．小球做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件可以判斷，小球所受合力必然為0，故電場力水平向右，洛倫茲力垂直直線斜向左上方，小球一定帶正電，A正確；C．根據(jù)平衡條件，得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C正確；D．根據(jù)平衡條件可知SKIPIF1<0電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，則電場力豎直向上，與重力恰好平衡，洛倫茲力提供向心力，小球將做勻速圓周運動，D錯誤；故選AC。12．（2022秋·山西運城·高二階段練習）如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為SKIPIF1<0的小球在電場強度為E、區(qū)域足夠大的勻強電場中，以初速度SKIPIF1<0沿SKIPIF1<0在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動。SKIPIF1<0與水平面的夾角為30°，重力加速度為g，且SKIPIF1<0，則（）A．電場方向垂直于SKIPIF1<0向上B．小球運動的加速度大小為gC．小球上升的最大高度為SKIPIF1<0D．小球運動到最高點所需時間為SKIPIF1<0【答案】BC【詳解】A．由于帶電小球在豎直面內(nèi)做勻變速直線運動，其合力沿SKIPIF1<0方向，而SKIPIF1<0，由三角形定則可知，電場方向與SKIPIF1<0方向成120°角，故A錯誤；B．由圖中幾何關系可知，其合力為SKIPIF1<0，由牛頓第二定律可知，SKIPIF1<0，方向與初速度方向相反，故B正確；C．設帶電小球上升的最大高度為h，由動能定理可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C正確；D．小球運動到最高點所需時間為SKIPIF1<0故D錯誤。故選BC。13．（2021·全國·高三專題練習）如圖所示為正交的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，場強大小為E，磁場垂直于紙面水平向外，磁感應強度大小為B．一個電量為q、質(zhì)量為SKIPIF1<0（g為重力加速度）的帶正電粒子在場中P點豎直向下以大小為v0的初速度向下射出．則（）A．若SKIPIF1<0，則粒子將向下做勻加速直線運動B．若SKIPIF1<0且方向豎直向上，射出的瞬間，加速度大小為SKIPIF1<0C．改變粒子射出的速度，且粒子在場中做直線運動，則粒子一定做勻速直線運動D．改變粒子射出的速度，且粒子在場中做直線運動，則射出的初速度大小為SKIPIF1<0【答案】BCD【詳解】若SKIPIF1<0，則有qv0B=qE，粒子向下射出的一瞬間，電場力和洛倫茲力等大反向，隨著速度增大，洛倫茲力增大，粒子會向左偏轉，不可能做直線運動，故A錯誤．若SKIPIF1<0且方向豎直向上，射出的瞬間，粒子受到的洛倫茲力方向向右，大小F洛=qv0B=qE=mg，則合力為SKIPIF1<0，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度大小為SKIPIF1<0，故B正確．改變粒子射出的速度，且粒子在場中做直線運動，洛倫茲力與電場力和重力的合力等大反向，則qvB=SKIPIF1<0mg，得SKIPIF1<0．如果做直線運動時速度大小變化，則洛倫茲力大小變化，合力方向變化，則粒子將做曲線運動，因此，粒子在場中做直線運動時，一定做勻速直線運動，故CD正確．14．（2023·全國·高三專題練習）如圖所示，在真空中豎直平面（紙面）內(nèi)邊長為a的正方形ABCD區(qū)域，存在方向沿CB（水平）的勻強電場和方向垂直紙面的勻強磁場（圖中未畫出）。一帶電小球以速率SKIPIF1<0（g為重力加速度大小）從A點沿AC方向射入正方形區(qū)域，恰好能沿直線運動。下列說法正確的是（）A．該小球帶正電B．磁場的磁感應強度方向垂直紙面向外C．若該小球從C點沿CA方向以速率SKIPIF1<0射入正方形區(qū)域，則小球將做直線運動D．若電場的電場強度大小不變、方向變?yōu)樨Q直向上，該小球仍從A點沿AC方向以速率SKIPIF1<0射入正方形區(qū)域，則小球將從D點射出【答案】AD【詳解】AB．由題意可知，小球做的是勻速直線運動，小球受力平衡，小球受向下重力、若小球帶正電，受水平向左的電場力，小球受洛倫茲力應斜向右上，則磁場垂直紙面向里；若小球帶負電，受水平向右的電場力，若磁場垂直紙面向里，小球受洛倫茲力斜向左下；若磁場垂直紙面向外，小球受洛倫茲力斜向右上，小球受力都不會平衡，所以小球一定帶正電，選項A正確，B錯誤；C．若該小球從C點沿CA方向以速率SKIPIF1<0射入正方形區(qū)域，小球受向下重力、小球帶正電，受水平向左的電場力，由左手定則可知，小球受洛倫茲力斜向左下，可知小球受的合力不是零，速度會變化，洛倫茲力也會變化，小球將做曲線運動，選項C錯誤；D．由物體的平衡條件有qvB=SKIPIF1<0mg其中v=SKIPIF1<0qE=mg若電場的電場強度大小不變、方向變?yōu)樨Q直向上后，電場力與重力平衡，小球沿逆時針方向做勻速圓周運動，設軌道半徑為r，有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0小球將從D點射出，選項D正確。故選AD。15．（2021春·安徽·高二期末）如圖所示，空間存在正交的勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上，磁場沿水平方向垂直紙面向里，電場強度大小為E，磁感應強度大小為B。一個帶電粒子以大小為v0的速度從M點沿垂直電場、磁場的方向向右射入場內(nèi)，粒子恰好能做勻速圓周運動，重力加速度為g，則（）A．帶電粒子帶負電B．帶電粒子的比荷為SKIPIF1<0C．粒子做圓周運動的半徑為SKIPIF1<0D．若使電場強度減小v0B，粒子從M點向右以v0射出做直線運動【答案】BD【詳解】A.帶電粒子帶正電，電場力與重力是平衡力，A錯誤；B.根據(jù)平衡條件SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0B正確；C.根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C錯誤；D.若使電場強度減小v0B，粒子受到的合力為SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0粒子受力平衡，從M點向右以v0射出做直線運動，D正確。故選BD。16．（2020秋·天津·高二期末）如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小為SKIPIF1<0，同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小SKIPIF1<0。有一帶電的小球，質(zhì)量SKIPIF1<0，電荷量SKIPIF1<0，正以速度v在豎直面內(nèi)做直線運動，取SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．小球帶負電B．小球一定做勻速直線運動C．小球的速度SKIPIF1<0D．小球的速度方向與水平方向夾角SKIPIF1<0【答案】BC【詳解】AB．對小球受力分析，小球受重力、電場力和洛倫茲力，且小球做直線運動，洛倫茲力與速度方向垂直，電場力在水平方向上，由此可知小球帶正電，且做勻速直線運動，故A錯誤，B正確；CD．小球受力平衡，則SKIPIF1<0則SKIPIF1<0受力分析解得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故C正確，D錯誤。故選BC。17．（2022春·四川成都·高二雙流中學階段練習）如圖所示，空間有豎直方向的勻強電場，一帶正電的小球質(zhì)量為m，在豎直平面內(nèi)沿與水平方向成30o角的虛線以速度v0斜向上做勻速運動．當小球經(jīng)過O點時突然將電場方向旋轉一定的角度，電場強度大小不變，小球仍沿虛線方向做直線運動，選O點電勢為零，重力加速度為g，則A．原電場方向豎直向下B．改變后的電場方向垂直于ONC．電場方向改變后，小球的加速度大小為gD．電場方向改變后，小球的最大電勢能為SKIPIF1<0【答案】CD【詳解】開始時，小球沿虛線做勻速運動，可知小球受向下的重力和向上的電場力平衡Eq=mg，小球帶正電，則電場豎直向上，選項A錯誤；改變電場方向后，小球仍沿虛線做直線運動，可知電場力與重力的合力沿著NO方向，因Eq=mg，可知電場力與重力關于ON對稱，電場方向與NO成600，選項B錯誤；電場方向改變后，電場力與重力夾角為1200，故合力大小為mg，小球的加速度大小為g，選項C正確；電場方向改變后，小球能沿ON運動的距離為SKIPIF1<0，則克服電場力做功為：SKIPIF1<0，故小球的電勢能最大值為SKIPIF1<0，選項D正確；故選CD.三、解答題19．（2023秋·上海徐匯·高二上海中學校考期末）如圖所示，有一金屬短棒SKIPIF1<0重為G，長為L，電阻為R，用質(zhì)量不計的導線將其兩端焊接，并在SKIPIF1<0兩點將它懸掛起來，接在電壓為E的電源（內(nèi)阻不計）上。當加一個與SKIPIF1<0平面平行的均勻磁場時，金屬棒恰好處于平衡狀態(tài)，平面SKIPIF1<0偏過豎直方向SKIPIF1<0角，求：（1）此時棒受到的磁場力為多大？方向如何？（2）磁場的磁感應強度為多大？【答案】（1）SKIPIF1<0，垂直于金屬棒向上；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）由圖中可知電流方向由d到c，整個裝置受力如圖所示金屬棒恰好處于平衡狀態(tài)，則有SKIPIF1<0根據(jù)左手定則可知磁場力方向垂直于金屬棒向上；（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律有SKIPIF1<0又因為SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<020．（2022秋·陜西漢中·高二校聯(lián)考期末）如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離SKIPIF1<0，金屬導軌所在的平面與水平面夾角SKIPIF1<0，在導軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應強度SKIPIF1<0、垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢SKIPIF1<0、內(nèi)阻SKIPIF1<0的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量SKIPIF1<0的導體棒SKIPIF1<0放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻SKIPIF1<0，金屬導軌電阻不計，SKIPIF1<0，求：（1）導體棒受到的安培力大小及方向；（2）導體棒受到的摩擦力。【答案】（1）0.32N，方向沿導軌平面向上；（2）0.02N，方向沿導軌平面向下【詳解】（1）導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有SKIPIF1<0導體棒受到的安培力SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0方向沿導軌平面向上；（2）導體棒恰好靜止，根據(jù)共點力平衡條件有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0方向沿導軌平面向下。21．（2022秋·四川成都·高二校聯(lián)考期末）如圖甲，電磁炮是當今世界強國爭相研發(fā)的一種先進武器，我國電磁炮研究處于世界第一梯隊。如圖乙為某同學模擬電磁炮的原理圖，間距為SKIPIF1<0的兩根傾斜導軌平行放置，導軌平面與水平地面的夾角為SKIPIF1<0，導軌下端接電動勢為SKIPIF1<0、內(nèi)阻為SKIPIF1<0的電源。整個裝置處于磁感應強度大小為SKIPIF1<0、方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場中。為了研究方便，將待發(fā)射的炮彈視為一個比導軌間距略長的導體棒，導體棒的質(zhì)量為SKIPIF1<0﹑電阻為SKIPIF1<0，導體棒與導軌接觸面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，重力加速度大小取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0?，F(xiàn)將導體棒無初速度地放在導軌上且與導軌垂直，最終導體棒從導軌上端發(fā)射出去，不計其他電阻。求：（1）導體棒剛放在導軌上時所受安培力的大小；（2）導體棒剛放在導軌上時的加速度大小?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）導體棒剛放在導軌上時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0導體棒剛放在導軌上時所受安培力的大小SKIPIF1<0（2）導體棒剛放在導軌上時，對導體棒進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0又SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<022．（2021春·福建·高二期末）如圖所示，電阻不計、間距SKIPIF1<0的兩平行金屬導軌所在的平面與水平面夾角SKIPIF1<0，導軌的一端接有電動勢為SKIPIF1<0、內(nèi)阻SKIPIF1<0的直流電源。導軌所在空間內(nèi)分布著磁感應強度為SKIPIF1<0、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場?，F(xiàn)把一質(zhì)量SKIPIF1<0、電阻SKIPIF1<0的導體棒ab垂直放在金屬導軌上，接觸良好，且導體棒處于靜止狀態(tài)，重力加速度SKIPIF1<0。（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）求：(1)導體棒ab受到的安培力；(2)導體棒ab受到的摩擦力。【答案】(1)1.5N方向沿導軌斜面向上；(2)0.9N方向沿導軌斜面向上【詳解】(1)由閉合電路歐姆定律得SKIPIF1<0導體棒受到安培力的大小SKIPIF1<0安培力的方向：沿導軌斜面向上(2)導體棒所受重力沿斜面向下的分力SKIPIF1<0由于F1大于安培力，故導體棒有沿斜面向上的摩擦力f，由共點力平衡條件得SKIPIF1<0解得：f=0.9N摩擦力的方向：沿導軌斜面向上23．（2021春·河南·高二期末）如圖所示，兩足夠長的平行導軌MN、PQ傾斜放置，導軌平面與水平面的夾角為SKIPIF1<0，導軌間距為d，導軌上端連接有阻值為R的定值電阻，導軌處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B。將質(zhì)量為m、電阻為r、長也為d的導體棒AC垂直放在導軌上并由靜止釋放。已知導體棒運動過程中始終與導軌垂直并且接觸良好，導軌電阻不計，不計一切摩擦，重力加速度大小為g：求：（1）導體棒下滑過程中的最大加速度SKIPIF1<0；（2）導體棒的最大速度SKIPIF1<0。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】解：（1）導體棒剛釋放時加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0。（2）導體棒達到最大速度后開始做勻速直線運動，設此時回路產(chǎn)生的電動勢為E，回路中產(chǎn)生的感應電流為I，導體棒受到的安培力大小為F，則有SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得SKIPIF1<024．（2021秋·重慶沙坪壩·高二重慶一中期中）如圖所示，兩光滑平行金屬導軌固定在傾角為θ的同一斜面內(nèi)，間距為l，其下端有內(nèi)阻為r的電源，整個裝置處在垂直導軌平面向下，磁感應強度為B的勻強磁場中，一質(zhì)量為m、電阻為R的導體棒ab垂直導軌放置在導軌上，接觸良好，且保持靜止狀態(tài)．不計導軌電阻．已知重力加速度為g．求：(1)導體棒所受安培力F的大小和方向；(2)電源的電動勢E．【答案】（1）SKIPIF1<0（2）SKIPIF1<0【詳解】(1)由題意可知，導體棒所受安培力F的方向沿斜面向上．導體棒的受力情況如圖所示:根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0(2)因為SKIPIF1<0由全電路的歐姆定律：SKIPIF1<0所以：SKIPIF1<025．如圖所示，與水平面夾角均為SKIPIF1<0的兩金屬光滑導軌平行放置，間距為SKIPIF1<0m，金屬導軌的一端接有電動勢SKIPIF1<0V、內(nèi)阻SKIPIF1<0的直流電源，另一端接有一定值電阻R。將一個質(zhì)量為SKIPIF1<0kg的導體棒ab垂直導軌放在金屬導軌上，整個裝置處在方向垂直導軌平面向上、大小為B的勻強磁場中。在當開關S斷開時，導體棒靜止。當開關S閉合，并將變?yōu)?.2B時，導體棒仍靜止。已知導體棒與金屬導軌接觸的兩點間電阻SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，金屬導軌電阻不計，重力加速度g取10m/s2。求：（1）勻強磁場磁感應強度B的大小；（2）定值電阻的阻值R?！敬鸢浮浚?）0.8T；（2）4Ω【詳解】（1）當開關S斷開時，導體棒靜止，則由平衡可知SKIPIF1<0SKIPIF1<0解得B=0.8T（2）當開關S閉合，并將變?yōu)?.2B時，導體棒仍靜止，則SKIPIF1<0則SKIPIF1<0則電路總電流SKIPIF1<0電阻R的電流為0.5A，可知電阻SKIPIF1<026．（2021秋·四川成都·高二階段練習）如圖所示，水平導軌間距為SKIPIF1<0，導軌電阻忽略不計。導體棒SKIPIF1<0垂直導軌放置，質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，與導軌接觸良好。電源電動勢SKIPIF1<0，內(nèi)阻SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0。外加勻強磁場的磁感應強度SKIPIF1<0，方向垂直于SKIPIF1<0，與導軌平面成SKIPIF1<0。SKIPIF1<0與導軌間動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），不計其余摩擦．細繩垂直于SKIPIF1<0且沿水平方向跨過一輕質(zhì)定滑輪懸掛一重物。重力加速度SKIPIF1<0，SKIPIF1<0處于靜止狀態(tài)．已知SKIPIF1<0。求：（1）SKIPIF1<0受到的安培力大??；（2）重物重力G的取值范圍。【答案】（1）5N；（2）0.5N≤G≤7.5N【詳解】（1）由閉合電路的歐姆定律可得，通過ab的電流I=SKIPIF1<0=2A，方向：由a到bab受到的安培力F=BIL=5N（2）a最大靜摩擦力fmax=μ（mg-Fcos53°）=3.5N由平衡條件得，當最大靜摩擦力方向向右時T=Fsin53°-fmax=0.5N當最大靜摩擦力方向向左時T=Fsin53°+fmax=7.5N則重物重力的取值范圍為0.5N≤G≤7.5N。27．（2022春·浙江嘉興·高二期中）如圖所示，水平導軌間距為SKIPIF1<0，導軌電阻忽略不計。導體棒SKIPIF1<0垂直導軌放置，質(zhì)量SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0，與導軌接觸良好。電源電動勢SKIPIF1<0，內(nèi)阻SKIPIF1<0，電阻SKIPIF1<0。外加勻強磁場的磁感應強度SKIPIF1<0，方向垂直于導軌平面。SKIPIF1<0與導軌間動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），不計其余摩擦。細繩垂直于SKIPIF1<0且沿水平方向跨過一輕質(zhì)定滑輪懸掛一重物。重力加速度SKIPIF1<0處于靜止狀態(tài)。求：（1）SKIPIF1<0受到的安培力大小；（2）重物重力G的取值范圍?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）由閉合電路歐姆定律得SKIPIF1<0SKIPIF1<0受到的安培力大小為SKIPIF1<0由左手定則知安培力方向向左（2）SKIPIF1<0棒所受最大靜摩擦力SKIPIF1<0由平衡條件得：當最大靜摩擦力向左時SKIPIF1<0當最大靜摩擦力向右時SKIPIF1<0則重物重力的取值范圍為SKIPIF1<028．（2022·新疆·統(tǒng)考一模）小華同學受質(zhì)譜儀工作原理的啟發(fā)，設計了測量粒子比荷的裝置。如圖所示，A、B為兩平行板，兩板電壓為U，同一水平線上有兩個小孔，帶正電的粒子從A板小孔飄入（不計初速度），經(jīng)板間電場加速后，從B板孔中射出后進入右邊勻強磁場中，經(jīng)磁場偏轉后打到熒光屏C上的標尺上，標尺零刻度與兩孔在同一水平線上，熒光屏到B板距離為L，某次粒子打到標尺示數(shù)為a，已知勻強磁場的磁感應強度為B，求粒子的比荷SKIPIF1<0?！敬鸢浮縎KIPIF1<0【詳解】設粒子進入磁場的速度為v，粒子在電場中加速，由動能定理有SKIPIF1<0粒子在磁場中做勻速圓周運動，設半徑為r，由洛倫茲力提供向心力得SKIPIF1<0由幾何關系有SKIPIF1<0聯(lián)立解得，粒子的比荷為SKIPIF1<029．（2023屆吉林省長春市十一高中高三上學期零?？荚囄锢碓囶}）一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L，現(xiàn)從ad中點O垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為SKIPIF1<0方向與ad邊夾角為30°，如圖所示。已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m（重力不計）。（1）若粒子帶負電，且恰能從d點射出磁場，求SKIPIF1<0的大小；（2）若粒子帶正電，使粒子能從ad邊射出磁場，求SKIPIF1<0的最大值?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）帶電粒子帶負電，其軌跡如圖由圖可知SKIPIF1<0據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0則SKIPIF1<0（2）帶電粒子帶正電，當SKIPIF1<0最大值恰好和ab邊相切，軌跡如圖由幾何關系得SKIPIF1<0得SKIPIF1<0據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0則SKIPIF1<030．（2022秋·湖南株洲·高三統(tǒng)考階段練習）在平面坐標系第I、IV象限內(nèi)虛線PQ與y軸之間有垂直坐標平面向外的勻強磁場，PQ到y(tǒng)軸的距離為L。第II象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場。C、D兩個水平平行金屬板之間的電壓為U。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子（不計粒子重力）從靠近D板的S點由靜止開始做加速運動，從x軸上SKIPIF1<0處的A點垂直于x軸射入電場，粒子進入磁場時速度方向與y軸正方向夾角θ=60°，且粒子恰好不從PQ邊界射出，求：（1）粒子運動到A點的速度大小SKIPIF1<0；（2）勻強電場的場強大小E；（3）勻強磁場的磁感應強度大小B?！敬鸢浮浚?）SKIP