2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)：磁場(chǎng) 練習(xí)題（含答案）

2021屆高考物理一輪專題：磁場(chǎng)練習(xí)題含答案

**磁場(chǎng)**

一、選擇題

1.1957年，科學(xué)家首先提出了兩類超導(dǎo)體的概念，一類稱為I型超導(dǎo)體，主要

是金屬超導(dǎo)體，另一類稱為H型超導(dǎo)體（載流子為電子），主要是合金和陶瓷超

導(dǎo)體。I型超導(dǎo)體對(duì)磁場(chǎng)有屏蔽作用，即磁場(chǎng)無法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部，而n型超

導(dǎo)體則不同，它允許磁場(chǎng)通過?，F(xiàn)將一塊長方體n型超導(dǎo)體通入穩(wěn)恒電流I后

放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，下列說法正確的是（）

XaXx

x------*1xB

xbxx

A,超導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生了熱能

B.超導(dǎo)體所受安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力

C.超導(dǎo)體表面上a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為巾a〉6b

D.超導(dǎo)體中的電流I越大，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大

2、如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、

c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說法正確的是（）

A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)

B.b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)

C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)

D.b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)

3、如圖所示，蹄形磁鐵用懸線懸于0點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直

導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是（）

A.靜止不動(dòng)

B.向紙外平動(dòng)

C.N極向紙外,S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)

D.N極向紙內(nèi),S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)

4、磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）

A.a^b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba>Bb

B.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba<Bb

C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大

D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小

5、（多選）如圖所示，兩方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)被邊長為

L的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，三角形頂點(diǎn)A

處有一質(zhì)子源，能沿NBAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子（質(zhì)子重力不計(jì)），

所有質(zhì)子均能通過C點(diǎn)，質(zhì)子比荷=k,則質(zhì)子的速度可能為（）

A.2BkLB.C.D.

6、（多選）如圖所示，一絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶

液，容器上下端裝有鋁電極A和C,置于與容器表面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開關(guān)K

閉合前容器兩側(cè)P、Q兩管中液面等高，閉合開關(guān)后（）

A.M處鈉離子濃度大于N處鈉離子濃度

B.M處氯離子濃度小于N處氯離子濃度

C.M處電勢(shì)高于N處電勢(shì)

D.P管中液面高于Q管中液面

7、如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成.若

靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)

度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方

向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速

后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上

的Q點(diǎn).不計(jì)粒子重力.下列說法不正確的是（）

、靜電分析器

加速電場(chǎng)12

M

-——oi之二

（?????，

磁分析器B

A.粒子一定帶正電

B.加速電場(chǎng)的電壓U=ER

C.直徑PQ=

D.若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子具

有相同的比荷

8、如圖甲所示為海影號(hào)電磁推進(jìn)試驗(yàn)艦艇，船體下部的大洞使海水前后貫通。

艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇

內(nèi)電源的正極和負(fù)極，艦艇內(nèi)超導(dǎo)體在小N間產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，使M、N間海水受

到磁場(chǎng)力作用被推出，船因此前進(jìn)。要使圖乙中的艦艇向右前進(jìn)，則所加磁場(chǎng)

的方向應(yīng)為（）

M

海水

SN

A.水平向左B.水平向右

C.豎直向上D.豎直向下

9、如圖所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abed,e是ad的中點(diǎn)，f是cd的

中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e

點(diǎn)射出，則（）

A.如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出

B.如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出

C.如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，也將從d點(diǎn)射出

D.只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系為:

te=td>tf

*10、（多選）如圖所示，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線LI、L2,L1中

的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)

于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方

向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0,方向

也垂直于紙面向外。則（）

Li

6a

Lt

A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

*11、如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、

EF,導(dǎo)軌上放一金屬棒MN.現(xiàn)從t=0時(shí)刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流

且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=kt,其中k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直

且接觸良好.下列關(guān)于金屬棒的速度V、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，可

能正確的是（）

二、非選擇題

1.如圖a所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1按圖b所示規(guī)律變化

（垂直于紙面向外為正）.t=0時(shí)，一比荷為=lX105C/kg的帶正電粒子從原

點(diǎn)沿y軸正方向射入，速度大小v=5X104m/s,不計(jì)粒子重力.

y

0.5

?0

??xb31r；ir"(xIO-4s)

423：

-0.5

圖a圖b

（1）求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.

⑵求t=X10—4s時(shí)帶電粒子的坐標(biāo).

（3）保持圖b中磁場(chǎng)不變，再加一垂直于xOy平面向外的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,其磁

感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T,在t=0時(shí)，粒子仍以原來的速度從原點(diǎn)射入，求粒子回到坐

標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻.

2、如圖甲所示，虛線MN的左側(cè)空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)（上、下及左側(cè)

無邊界）。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)），以大小為vO

的水平初速度沿PQ向右做直線運(yùn)動(dòng)。若小球剛經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)（t=0）,在電場(chǎng)所在

空間疊加如圖乙所示隨時(shí)間周期性變化、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使得小球

再次通過D點(diǎn)時(shí)的速度方向與PQ連線成60°角。已知D、Q間的距離為（+1）L,

t0小于小球在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，重力加速度大小為go

⑴求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

⑵求to與ti的比值；

（3）小球過D點(diǎn)后將做周期性運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的周期最大時(shí)，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)

度的大小B0及運(yùn)動(dòng)的最大周期Tm。

2021屆高考物理一輪專題：磁場(chǎng)練習(xí)題含答案

**磁場(chǎng)**

一、選擇題

1.1957年，科學(xué)家首先提出了兩類超導(dǎo)體的概念，一類稱為I型超導(dǎo)體，主要

是金屬超導(dǎo)體，另一類稱為H型超導(dǎo)體（載流子為電子），主要是合金和陶瓷超

導(dǎo)體。I型超導(dǎo)體對(duì)磁場(chǎng)有屏蔽作用，即磁場(chǎng)無法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部，而n型超

導(dǎo)體則不同，它允許磁場(chǎng)通過?，F(xiàn)將一塊長方體n型超導(dǎo)體通入穩(wěn)恒電流I后

放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，下列說法正確的是（）

xaxx

x------?IxB

xbxx

A,超導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生了熱能

B.超導(dǎo)體所受安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力

C.超導(dǎo)體表面上a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為巾a〉6b

D.超導(dǎo)體中的電流I越大，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差越大

【答案】B.Do

2、如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、

c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說法正確的是（）

A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)

B.b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)

C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)

D.b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)

B［由于圓環(huán)帶負(fù)電荷，故當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，等效電流的方向?yàn)槟?/p>

時(shí)針，由安培定則可判斷環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，環(huán)外磁場(chǎng)方向垂直紙面

向內(nèi)，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向即是放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向，所以

小磁針b的N極向紙外轉(zhuǎn)，a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)，故B正確。］

3、如圖所示，蹄形磁鐵用懸線懸于0點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直

導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是（）

A.靜止不動(dòng)

B.向紙外平動(dòng)

C.N極向紙外,S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)

D.N極向紙內(nèi),S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)

解析：選C.采取轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法判斷.在圖示位置，導(dǎo)線左端受磁場(chǎng)力垂直

紙面向里，右端受磁場(chǎng)力垂直紙面向外，由牛頓第三定律可知，蹄形磁鐵N極

受力垂直紙面向外，S極向里，故C正確.

4、磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）

A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba>Bb

B.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba<Bb

C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大

D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小

A［磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由a、b兩處磁感線的疏密程度

可判斷出Ba>Bb,所以A正確，B錯(cuò)誤；安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大

小B.電流大小I、導(dǎo)線長度L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有

關(guān)，故C.D錯(cuò)誤。］

5、（多選）如圖所示，兩方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)被邊長為

L的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，三角形頂點(diǎn)A

處有一質(zhì)子源，能沿NBAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子（質(zhì)子重力不計(jì)），

所有質(zhì)子均能通過C點(diǎn)，質(zhì)子比荷=k,則質(zhì)子的速度可能為（）

A.2BkLB.C.D.

BD［因質(zhì)子帶正電，且經(jīng)過C點(diǎn)，其可能的軌跡如圖所示，所有圓弧所對(duì)圓

心角均為60°,所以質(zhì)子運(yùn)行半徑r=（n=1.2.3…），由洛倫茲力提供向心

力得Bqv=m,即v==Bk,（n=1.2.3…），選項(xiàng)B.D正確。］

6、（多選）如圖所示，一絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶

液，容器上下端裝有鋁電極A和C,置于與容器表面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開關(guān)K

閉合前容器兩側(cè)P、Q兩管中液面等高，閉合開關(guān)后（）

A.M處鈉離子濃度大于N處鈉離子濃度

B.M處氯離子濃度小于N處氯離子濃度

C.M處電勢(shì)高于N處電勢(shì)

D.P管中液面高于Q管中液面

解析：選AD.空腔中通過A-C的電流，液柱受到N-M的安培力作用，故P管

中液面高于Q管中液面，D項(xiàng)正確；液體內(nèi)鈉離子、氯離子受到N-M的洛倫茲

力作用，所以M處鈉離子、氯離子濃度較高，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；可見，M處

和N處仍呈電中性，電勢(shì)相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤.

7、如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成.若

靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)

度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方

向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速

后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上

的Q點(diǎn).不計(jì)粒子重力.下列說法不正確的是（）

A.粒子一定帶正電

B.加速電場(chǎng)的電壓U=ER

C.直徑PQ=

D.若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子具

有相同的比荷

解析：選C.由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，根據(jù)左

手定則可得，粒子帶正電，選項(xiàng)A正確；由粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，

則有q（j=mv2,又粒子在靜電分析器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)力提供向心力，

則有qE=,解得U=,選項(xiàng)B正確；粒子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根

據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有qvB=,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打

在Q點(diǎn)，可得PQ=2r=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都

落在膠片上同一點(diǎn)說明運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r=相同，由于加速電場(chǎng)、靜電分

析器與磁分析器都相同，則該群離子具有相同的比荷，選項(xiàng)D正確.

8、如圖甲所示為海影號(hào)電磁推進(jìn)試驗(yàn)艦艇，船體下部的大洞使海水前后貫通。

艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇

內(nèi)電源的正極和負(fù)極，艦艇內(nèi)超導(dǎo)體在小N間產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，使M、N間海水受

到磁場(chǎng)力作用被推出，船因此前進(jìn)。要使圖乙中的艦艇向右前進(jìn)，則所加磁場(chǎng)

的方向應(yīng)為（）

A.水平向左B.水平向右

C.豎直向上D.豎直向下

C［圖乙為俯視圖，艦艇向右行駛，必須獲得向右的作用力，由牛頓第三定律

知，海水受到的安培力必須向左，M接正極，電流從M到N,由左手定則知所加

磁場(chǎng)方向必須豎直向上，選項(xiàng)C正確。］

9、如圖所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abed,e是ad的中點(diǎn)，f是cd的

中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e

點(diǎn)射出，則（）

b

,冉\

XXX

z<xxx\

，XXXYX；、

、、xXX5

d

A.如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出

B.如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出

C.如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，也將從d點(diǎn)射出

D.只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系為:

te=td>tf

解析：選AD.

。3

作出示意圖，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射出時(shí)，軌道

半徑增大為原來的二倍，由半徑公式R=可知，速度v增大為原來的二倍或磁

感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼囊话?，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；如果粒子的速度增大為原來的

三倍，則軌道半徑也變?yōu)樵瓉淼娜?，從圖中看出，出射點(diǎn)在f點(diǎn)下面，B項(xiàng)

錯(cuò)誤；據(jù)粒子的周期公式T=,可知粒子的周期與速度無關(guān)，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

時(shí)間取決于其軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，所以從e、d點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間相等，

從f點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間最短，D項(xiàng)正確.

*10、（多選）如圖所示，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線LI、L2,L1中

的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)

于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方

向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0,方向

也垂直于紙面向外。則（）

Li

ba

廠……1

Ii

A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0

AC［由對(duì)稱性可知，流經(jīng)L1的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且

方向相同，設(shè)為B1,流經(jīng)L2的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等但

方向相反，設(shè)其大小為B2,由磁場(chǎng)疊加原理有BO—Bl—B2=BO,B0-B1+B2

=B0,聯(lián)立解得Bl=BO,B2=BO,所以A.C正確。］

*11、如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、

EF,導(dǎo)軌上放一金屬棒MN.現(xiàn)從t=0時(shí)刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流

且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I=kt,其中k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直

且接觸良好.下列關(guān)于金屬棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，可

能正確的是（）

：M

解析：選D.從t=0時(shí)亥U起，金屬棒通以電流I=kt,由左手定則可知，安培力方

向垂直紙面向里，使其緊壓導(dǎo)軌，導(dǎo)致金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中，所受到的摩擦力

增大，所以加速度在減小，當(dāng)滑動(dòng)摩擦力小于重力時(shí)速度與加速度方向相同，

所以金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)滑動(dòng)摩擦力等于重力時(shí)，加速度為零，

此時(shí)速度達(dá)到最大.當(dāng)安培力繼續(xù)增大時(shí)導(dǎo)致加速度方向豎直向上，則出現(xiàn)加

速度與速度方向相反，因此做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng).v—t圖象的斜率絕對(duì)值表

示加速度的大小，故選項(xiàng)A.B均錯(cuò)誤.對(duì)金屬棒MN,由牛頓第二定律得mg—

UFN=ma,而FN=BIL=BktL,即mg—PBktL=ma,因此a=g—t,顯然加

速度a與時(shí)間t成線性關(guān)系，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.

二、非選擇題

1.如圖a所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1按圖b所示規(guī)律變化

(垂直于紙面向外為正).t=0時(shí)，一比荷為=1X105C/kg的帶正電粒子從原

點(diǎn)沿y軸正方向射入，速度大小v=5X104m/s,不計(jì)粒子重力.

Bi/T

y

0.5

V

0

??g???xTT：叮3IT\TTt/(xIO-4s)

4：2才：

-0.5

圖a圖b

(1)求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.

⑵求t=X10—4s時(shí)帶電粒子的坐標(biāo).

(3)保持圖b中磁場(chǎng)不變，再加一垂直于xOy平面向外的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,其磁

感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T,在t=0時(shí)，粒子仍以原來的速度從原點(diǎn)射入，求粒子回到坐

標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻.

解析：(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向力心,

qvBi=m-

r=lm.

(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期,

271r2兀4

To—----—104s

v5

在0?X10—4s過程中，粒子運(yùn)動(dòng)了，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角，01=

在X10-4s-X10—4s過程中，粒子又運(yùn)動(dòng)了，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角，02

軌跡如圖1所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知,

橫坐標(biāo)：x=2r+2rsin=(2+)41m

縱坐標(biāo):y=12rcos=—m^—1.41m

帶電粒子的坐標(biāo)為(3.41m,—1.41m).

(3)施加B2=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)疊加后，如圖2所示,

①當(dāng)nTWt〈nT+(n=0,1,2,…)時(shí)，

—27rm兀、__

T1=S1^=ZX1°4s

②當(dāng)nT+Wt<(n+l)T(n=0,1,2,…)時(shí),

T271m4

T2—zD、一71X10s

q(OBi—B2)

粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所示，則粒子回到原點(diǎn)的時(shí)刻為,tl=X10—4s

t2=2(n+l)JiX10-4s(n=O,1,2,3,…).

答案：(1)1m(2)(3.41m,-1.41m)

(3)ti=(j+2n7rjxIO4s

t2=2(n+l)JIX10-4s(n=0,1,2,3,…)

2、如圖甲所示，虛線MN的左側(cè)空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)(上、下及左側(cè)

無邊界)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q