1.2磁场对运动电荷的作用力（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2磁场对运动电荷的作用力（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 605.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 17:28:01 | ||
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文档简介
1.2 磁场对运动电荷的作用力
一、单选题
1．如图所示，在匀强磁场中，三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时（ ）
A．v变大 B．v变小
C．v不变 D．v先变大再变小
3．如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的金属极板，它们之间的距离为d，横截面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上．有一匀强磁场，磁感应强度大小为B．高温电离气体沿图示方向以速度v通过发电导管，气体的电阻率为ρ．调节可变电阻的阻值，则R消耗电功率的最大值为（）
A． B．
C． D．
4．将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A，B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。在磁极配置如图所示的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．金属板A上聚集正电荷，金属板B上聚集负电荷
B．金属板A上聚集负电荷，金属板B上聚集正电荷
C．金属板A的电势高于金属板B的电势
D．通过电阻R的电流方向由a到b
5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是（ ）
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过低，电子速率偏小
C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强
6．如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环径口的带正电的小球，以速率v沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间均匀增加的匀强磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么（ ）
A．小球对玻璃环的压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D．磁场力对小球一直做负功
7．下列说法正确的是
A．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用
D．洛伦兹力对带电粒子永远不做功
8．如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时（ ）
A．速率变大 B．速率变小
C．速率不变 D．洛仑兹力方向垂直斜面向上
9．磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电．则（ ）
A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大
B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势不变
C．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大
D．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大
10．示波管是示波器的核心部件，如图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ ）
A．极板X带正电 极板Y带正电
B．极板带正电 极板Y带正电
C．极板X带正电 极板Y带负电
D．极板带正电 极板Y带负电
11．如图所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力F三者方向的相互关系图，其中不正确的是（图中B、F和v方向两两垂直）（ ）
A． B． C． D．
12．下列哪项科技的应用与电磁感应原理相关（ ）
A．速度选择器 B．位移传感器 C．回旋加速器 D．电视显像管
13．如图（甲）所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极向右射出，在荧光屏上会到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向上偏转，如图（乙）所示．在下列措施中可采用的（ ）
A．加一电场，电场方向竖直向上
B．加一磁场，磁场方向竖直向上
C．加一磁场，磁场方向垂直荧光屏向外
D．加一磁场，磁场方向垂直荧光屏向里
二、多选题
14．如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为到两极板距离相等的平行两板的直线．一质量为m，带电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是
A．带电荷量为－q的粒子以2v0从O点沿OO′方向射入将向上偏转打在M板上
B．带电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入将向下偏转打在N板上
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′射入，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿OO′方向射入，粒子仍能匀速通过场区
15．如图所示为磁流体发电机的原理图。金属板M、N之间的距离为d＝20 cm，磁场的磁感应强度大小为B＝5 T，方向垂直纸面向里。现将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性）从左侧喷射入磁场，发现在M、N两板间接入的额定功率为P＝100 W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R＝100 Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子，则下列说法中正确的是( )
A．金属板M上聚集负电荷，金属板N上聚集正电荷
B．该发电机的电动势为100 V
C．每秒钟有6.25×1018个离子打在金属板N上
D．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103 m/s
16．在正方形的四个顶点各有一根长直导线，四根导线相互平行，且与正方形平面垂直．现给每根导线通以大小相等的电流，每根导线中电流在正方形中心O产生的磁场磁感应强度大小为B，则正方形中心O的磁感应强度大小的可能值为（ ）
A．0 B．2B C．2B D．4B
三、解答题
17．波轮洗衣机中的脱水筒（图）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。
型号 ××
额定电压、频率 ～220V、50
额定脱水功率 225W
质量 31
脱水转速 600
脱水筒尺寸 直径300，高370
外形尺寸 长555，宽510，高870
18．在图示匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比r1:r2＝44:1。求：
（1）这个原子核原来所含的质子数是多少？
（2）图中哪一个圆是α粒子的径迹？（说明理由）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
由左手定则可知和进入磁场后向左偏转，粒子向右偏转；由洛仑兹力提供向心力
得
可知的轨道半径比的轨道半径大，粒子的轨道半径与的轨道半径一样大，故A正确。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
试题分析：加上磁场后，由左手定则可知，物体受洛伦兹力垂直于斜面，故物体对斜面的压力增大，则摩擦力也将增大；则在下滑过程中摩擦力做功增多，则由动能定理可知，滑到底端时的速度减小；故选B．
考点：动能定理的应用；洛仑兹力．
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为
根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻，即R=r时，外电阻消耗的电功率最大，此时
根据平衡有
解得电源的电动势
代入电功率
中得到最大电功率为
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
AB.大量带正电和带负电的微粒射入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集在B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，故A错误，B正确；
CD.正电荷聚集到B板，负电荷聚集到A板，知A板相当于电源的负极，B板相当于电源的正极，所以通过电阻R的电流由b→a，金属板B的电势高于金属板A的电势，故C，D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
如果发现电视画面幅度比正常时偏小，是由于电子束的偏转角减小，即电子的轨道半径增大所致．
A.电子枪发射能力减弱，电子数减少，但运动的电子速率及磁场不变，由公式，电子在磁场中轨道半径不变，通过磁场后偏转角不变，因此不会影响电视画面偏大或小，故A错误；
B.当加速电场电压过低，电子获得的速率偏小，由公式，可知电子运动半径减小，从而使偏转角度增大，导致画面比正常偏大，故B错误；
C.当偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小时，导致偏转磁场减小，由公式，可知电子的运动半径增大，所以导致画面比正常偏小，故C正确；
D.当偏转线圈电流过大，偏转磁场增强时，从而导致电子运动半径变小，所以导致画面比正常偏大，故D错误．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向。小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球开始时的运动方向相反，小球先沿逆时针方向减速运动，当小球速度减小到零后，小球反向加速，即沿顺时针方向加速运动。
A．小球在水平面内做圆周运动，环对小球的弹力与小球所受的洛伦兹力提供向心力，小球做逆时针减速运动时，洛伦兹力与所需向心力方向相反，则环对小球的弹力减去洛伦兹力等于向心力；当小球速度为0时，向心力和洛伦兹力均为0，环对小球的弹力也为0，所以小球对玻璃环的压力不是一直增大。故A错误；
B．由于小球的速度先减小到0后反向增大，磁感应强度一直增大，由洛伦兹力公式可知，小球受到的磁场力不是一直增大，故B错误；
C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动，故C正确；
D．洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直，磁场力对小球不做功，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
试题分析：因为洛伦兹力和速度方向垂直，所以不改变速度的大小，只改变速度的方向，即不能改变粒子的动能，对带电粒子永远不做功，A错误D正确，如果粒子的运动方向和磁场方向平行，则不受洛伦兹力，所以洛伦兹力为零，磁感应强度不一定为零，或者粒子在磁场中运动时，不一定受到洛伦兹力，故BC错误；
考点：考查了洛伦兹力
【名师点睛】该题考查洛伦兹力与磁感应强度的关系．以及公式中速度的方向与磁感应强度的方向之间的关系，属于基础题目，要注意抓条件
8．B
【解析】
【详解】
D．磁场方向向外时，由左手定则可得出，洛伦兹力垂直斜面向下，故D错误；
ABC．根据前面分析，加上磁场后，滑块对斜面的正压力变大，滑动摩擦力变大，从顶端滑至底端的过程中，克服摩擦力做功变大，由动能定理可知滑块滑至底端的速率变小，故AC错误，B正确。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
AB．最终电荷受电场力与洛伦兹力平衡，有
解得
仅减小两板之间的距离，电势差也会减小，仅增大磁感应强度，发电机的电动势将增大，AB错误；
C．根据
当只增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大， C正确；
D．发电机的输出功率，根据
当 时，输出功率达到最大，因此仅增加负载的阻值，发电机的输出功率不一定减小，D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
电子受力方向与电场方向相反，因电子向X偏转，则电场方向为X到，则X带正电；同理，电子向Y方向偏转，则电场方向为Y到，则Y带正电。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向上，符合左手定则，A正确，不符合题意；
B．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向下，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则，B正确，不符合题意；
C．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向外，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则，C正确，不符合题意；
D．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向下，不符合左手定则，D错误，符合题意。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A.速度选择器是利用了电场加速和电场偏转的原理，故A错误；
B. 位移传感器是利用改变磁通量来改变电流的原理，是电磁感应原理，故B正确；
C.回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故C错误；
D. 电视显像管利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误；
13．C
【解析】
【详解】
A、若加一电场，电场方向竖直向上，电子受到的电场力方向向下，电子束向下偏转，故A错误；
B、若加一方向向上的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向里，则电子束不会向上偏转，故B错误．
C、若加一方向向外的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向上，亮线向上偏转，故C正确．
D、若加一方向向里的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向下，亮线向下偏转，故D错误．
14．AC
【解析】
【详解】
解：A、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡；若负电粒子从左向右通过时，若粒子的速度不变时，则竖直向下的洛伦兹力也能与竖直向上的电场力相平衡，原因是粒子的速度是原来的2倍，则洛伦兹力大于电场力，因此粒子向上偏转，故A正确；
B、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡，即有：qE=Bqv0，解得v0=，可知平衡条件与电荷量的多少无关，因此带电量为2q的粒子同样也能匀速通过，故B错误；
C、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡，即有：qE=Bqv0，解得v0=，当电场与磁场方向与原来相反时，没有影响平衡条件，所以也能匀速通过．故C正确；
D、若粒子仍以速率v0从右侧的O′点沿O′O方向射入时，粒子受到的竖直向下的电场力与竖直向下的洛伦兹力就不能平衡，因此不能匀速通过．故D错误；
故选AC．
【点评】该题模型是“速度选择器”，在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；
粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡，即qvB=qE，v=，只有速度为v=的粒子才能沿直线匀速通过选择器．若粒子从反方向射入选择器，所受的电场力和磁场力方向相同，粒子必定发生偏转．
15．BC
【解析】
【详解】
A．由左手定则知正离子向上偏转，所以M带正电，故A错误；
B．发电机所接灯泡正常发光，由功率可知，因电源不计内阻，则灯泡的电压即为电动势，故B正确；
C．根据欧姆定律可知
由电流的定义可知
则每秒种打在板上的粒子个数为
故C正确；
D．两板间电压稳定时满足：
所以
解得粒子的飞行速度为
故D错误。
故选BC。
16．ABC
【解析】
【详解】
由安培定则可知，当四根通电导线的电流方向相同时，在O点的磁感应强度相互叠加，大小恰好为零；
当四根通电导线中有两根的电流方向相同，另两根方向与其方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为2B；
当四根通电导线中有对角线两根的电流方向相同，另两根方向与其方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为0；
当四根通电导线中有一根的电流方向，与其它三根方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为2B；
A．0，与结论相符，选项A正确；
B．2B，与结论相符，选项B正确；
C．2B，与结论相符，选项C正确；
D．4B，与结论不相符，选项D错误；
故选ABC．
17．0.06N，3.55N
【解析】
【详解】
脱水筒的转速
角速度
由题意知，脱水筒的直径d=300mm，半径r=150mm=0.15m，筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，所以
硬币在竖直方向上静摩擦力和硬币的重力平衡，筒壁对它的静摩擦力
18．(1)90；(2)1
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 衰变后新核与α粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
衰变过程动量守恒，有
联立可得
则这个原子核原来所含的电荷量为
则所含的电荷数为90；
(2)由以上分析可知，电荷数跟半径成反比，α粒子的电荷数小，所以半径大，故1是α粒子。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，在匀强磁场中，三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时（ ）
A．v变大 B．v变小
C．v不变 D．v先变大再变小
3．如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的金属极板，它们之间的距离为d，横截面积为S，这两个电极与可变电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上．有一匀强磁场，磁感应强度大小为B．高温电离气体沿图示方向以速度v通过发电导管，气体的电阻率为ρ．调节可变电阻的阻值，则R消耗电功率的最大值为（）
A． B．
C． D．
4．将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A，B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。在磁极配置如图所示的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．金属板A上聚集正电荷，金属板B上聚集负电荷
B．金属板A上聚集负电荷，金属板B上聚集正电荷
C．金属板A的电势高于金属板B的电势
D．通过电阻R的电流方向由a到b
5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是（ ）
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过低，电子速率偏小
C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强
6．如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环径口的带正电的小球，以速率v沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间均匀增加的匀强磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么（ ）
A．小球对玻璃环的压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D．磁场力对小球一直做负功
7．下列说法正确的是
A．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用
D．洛伦兹力对带电粒子永远不做功
8．如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时（ ）
A．速率变大 B．速率变小
C．速率不变 D．洛仑兹力方向垂直斜面向上
9．磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电．则（ ）
A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大
B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势不变
C．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大
D．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大
10．示波管是示波器的核心部件，如图，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ ）
A．极板X带正电 极板Y带正电
B．极板带正电 极板Y带正电
C．极板X带正电 极板Y带负电
D．极板带正电 极板Y带负电
11．如图所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力F三者方向的相互关系图，其中不正确的是（图中B、F和v方向两两垂直）（ ）
A． B． C． D．
12．下列哪项科技的应用与电磁感应原理相关（ ）
A．速度选择器 B．位移传感器 C．回旋加速器 D．电视显像管
13．如图（甲）所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极向右射出，在荧光屏上会到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向上偏转，如图（乙）所示．在下列措施中可采用的（ ）
A．加一电场，电场方向竖直向上
B．加一磁场，磁场方向竖直向上
C．加一磁场，磁场方向垂直荧光屏向外
D．加一磁场，磁场方向垂直荧光屏向里
二、多选题
14．如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为到两极板距离相等的平行两板的直线．一质量为m，带电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是
A．带电荷量为－q的粒子以2v0从O点沿OO′方向射入将向上偏转打在M板上
B．带电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入将向下偏转打在N板上
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′射入，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿OO′方向射入，粒子仍能匀速通过场区
15．如图所示为磁流体发电机的原理图。金属板M、N之间的距离为d＝20 cm，磁场的磁感应强度大小为B＝5 T，方向垂直纸面向里。现将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，整体呈中性）从左侧喷射入磁场，发现在M、N两板间接入的额定功率为P＝100 W的灯泡正常发光，且此时灯泡电阻为R＝100 Ω，不计离子重力和发电机内阻，且认为离子均为一价离子，则下列说法中正确的是( )
A．金属板M上聚集负电荷，金属板N上聚集正电荷
B．该发电机的电动势为100 V
C．每秒钟有6.25×1018个离子打在金属板N上
D．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103 m/s
16．在正方形的四个顶点各有一根长直导线，四根导线相互平行，且与正方形平面垂直．现给每根导线通以大小相等的电流，每根导线中电流在正方形中心O产生的磁场磁感应强度大小为B，则正方形中心O的磁感应强度大小的可能值为（ ）
A．0 B．2B C．2B D．4B
三、解答题
17．波轮洗衣机中的脱水筒（图）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。
型号 ××
额定电压、频率 ～220V、50
额定脱水功率 225W
质量 31
脱水转速 600
脱水筒尺寸 直径300，高370
外形尺寸 长555，宽510，高870
18．在图示匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比r1:r2＝44:1。求：
（1）这个原子核原来所含的质子数是多少？
（2）图中哪一个圆是α粒子的径迹？（说明理由）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
由左手定则可知和进入磁场后向左偏转，粒子向右偏转；由洛仑兹力提供向心力
得
可知的轨道半径比的轨道半径大，粒子的轨道半径与的轨道半径一样大，故A正确。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
试题分析：加上磁场后，由左手定则可知，物体受洛伦兹力垂直于斜面，故物体对斜面的压力增大，则摩擦力也将增大；则在下滑过程中摩擦力做功增多，则由动能定理可知，滑到底端时的速度减小；故选B．
考点：动能定理的应用；洛仑兹力．
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为
根据数学知识可知，当外电阻等于电源的内阻，即R=r时，外电阻消耗的电功率最大，此时
根据平衡有
解得电源的电动势
代入电功率
中得到最大电功率为
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
AB.大量带正电和带负电的微粒射入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集在B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，故A错误，B正确；
CD.正电荷聚集到B板，负电荷聚集到A板，知A板相当于电源的负极，B板相当于电源的正极，所以通过电阻R的电流由b→a，金属板B的电势高于金属板A的电势，故C，D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
如果发现电视画面幅度比正常时偏小，是由于电子束的偏转角减小，即电子的轨道半径增大所致．
A.电子枪发射能力减弱，电子数减少，但运动的电子速率及磁场不变，由公式，电子在磁场中轨道半径不变，通过磁场后偏转角不变，因此不会影响电视画面偏大或小，故A错误；
B.当加速电场电压过低，电子获得的速率偏小，由公式，可知电子运动半径减小，从而使偏转角度增大，导致画面比正常偏大，故B错误；
C.当偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小时，导致偏转磁场减小，由公式，可知电子的运动半径增大，所以导致画面比正常偏小，故C正确；
D.当偏转线圈电流过大，偏转磁场增强时，从而导致电子运动半径变小，所以导致画面比正常偏大，故D错误．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向。小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球开始时的运动方向相反，小球先沿逆时针方向减速运动，当小球速度减小到零后，小球反向加速，即沿顺时针方向加速运动。
A．小球在水平面内做圆周运动，环对小球的弹力与小球所受的洛伦兹力提供向心力，小球做逆时针减速运动时，洛伦兹力与所需向心力方向相反，则环对小球的弹力减去洛伦兹力等于向心力；当小球速度为0时，向心力和洛伦兹力均为0，环对小球的弹力也为0，所以小球对玻璃环的压力不是一直增大。故A错误；
B．由于小球的速度先减小到0后反向增大，磁感应强度一直增大，由洛伦兹力公式可知，小球受到的磁场力不是一直增大，故B错误；
C．小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动，故C正确；
D．洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直，磁场力对小球不做功，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
试题分析：因为洛伦兹力和速度方向垂直，所以不改变速度的大小，只改变速度的方向，即不能改变粒子的动能，对带电粒子永远不做功，A错误D正确，如果粒子的运动方向和磁场方向平行，则不受洛伦兹力，所以洛伦兹力为零，磁感应强度不一定为零，或者粒子在磁场中运动时，不一定受到洛伦兹力，故BC错误；
考点：考查了洛伦兹力
【名师点睛】该题考查洛伦兹力与磁感应强度的关系．以及公式中速度的方向与磁感应强度的方向之间的关系，属于基础题目，要注意抓条件
8．B
【解析】
【详解】
D．磁场方向向外时，由左手定则可得出，洛伦兹力垂直斜面向下，故D错误；
ABC．根据前面分析，加上磁场后，滑块对斜面的正压力变大，滑动摩擦力变大，从顶端滑至底端的过程中，克服摩擦力做功变大，由动能定理可知滑块滑至底端的速率变小，故AC错误，B正确。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
AB．最终电荷受电场力与洛伦兹力平衡，有
解得
仅减小两板之间的距离，电势差也会减小，仅增大磁感应强度，发电机的电动势将增大，AB错误；
C．根据
当只增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大， C正确；
D．发电机的输出功率，根据
当 时，输出功率达到最大，因此仅增加负载的阻值，发电机的输出功率不一定减小，D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
电子受力方向与电场方向相反，因电子向X偏转，则电场方向为X到，则X带正电；同理，电子向Y方向偏转，则电场方向为Y到，则Y带正电。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向上，符合左手定则，A正确，不符合题意；
B．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向下，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则，B正确，不符合题意；
C．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向外，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则，C正确，不符合题意；
D．根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向下，不符合左手定则，D错误，符合题意。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A.速度选择器是利用了电场加速和电场偏转的原理，故A错误；
B. 位移传感器是利用改变磁通量来改变电流的原理，是电磁感应原理，故B正确；
C.回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速．故C错误；
D. 电视显像管利用了电场加速和电场偏转的原理．故D错误；
13．C
【解析】
【详解】
A、若加一电场，电场方向竖直向上，电子受到的电场力方向向下，电子束向下偏转，故A错误；
B、若加一方向向上的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向里，则电子束不会向上偏转，故B错误．
C、若加一方向向外的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向上，亮线向上偏转，故C正确．
D、若加一方向向里的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向向下，亮线向下偏转，故D错误．
14．AC
【解析】
【详解】
解：A、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡；若负电粒子从左向右通过时，若粒子的速度不变时，则竖直向下的洛伦兹力也能与竖直向上的电场力相平衡，原因是粒子的速度是原来的2倍，则洛伦兹力大于电场力，因此粒子向上偏转，故A正确；
B、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡，即有：qE=Bqv0，解得v0=，可知平衡条件与电荷量的多少无关，因此带电量为2q的粒子同样也能匀速通过，故B错误；
C、由题意正电粒子能从左向右匀速通过，竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力相平衡，即有：qE=Bqv0，解得v0=，当电场与磁场方向与原来相反时，没有影响平衡条件，所以也能匀速通过．故C正确；
D、若粒子仍以速率v0从右侧的O′点沿O′O方向射入时，粒子受到的竖直向下的电场力与竖直向下的洛伦兹力就不能平衡，因此不能匀速通过．故D错误；
故选AC．
【点评】该题模型是“速度选择器”，在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；
粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡，即qvB=qE，v=，只有速度为v=的粒子才能沿直线匀速通过选择器．若粒子从反方向射入选择器，所受的电场力和磁场力方向相同，粒子必定发生偏转．
15．BC
【解析】
【详解】
A．由左手定则知正离子向上偏转，所以M带正电，故A错误；
B．发电机所接灯泡正常发光，由功率可知，因电源不计内阻，则灯泡的电压即为电动势，故B正确；
C．根据欧姆定律可知
由电流的定义可知
则每秒种打在板上的粒子个数为
故C正确；
D．两板间电压稳定时满足：
所以
解得粒子的飞行速度为
故D错误。
故选BC。
16．ABC
【解析】
【详解】
由安培定则可知，当四根通电导线的电流方向相同时，在O点的磁感应强度相互叠加，大小恰好为零；
当四根通电导线中有两根的电流方向相同，另两根方向与其方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为2B；
当四根通电导线中有对角线两根的电流方向相同，另两根方向与其方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为0；
当四根通电导线中有一根的电流方向，与其它三根方向相反时，在O点的磁感应强度相互叠加，根据力的平行四边形定则可知，大小恰好为2B；
A．0，与结论相符，选项A正确；
B．2B，与结论相符，选项B正确；
C．2B，与结论相符，选项C正确；
D．4B，与结论不相符，选项D错误；
故选ABC．
17．0.06N，3.55N
【解析】
【详解】
脱水筒的转速
角速度
由题意知，脱水筒的直径d=300mm，半径r=150mm=0.15m，筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，所以
硬币在竖直方向上静摩擦力和硬币的重力平衡，筒壁对它的静摩擦力
18．(1)90；(2)1
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 衰变后新核与α粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
衰变过程动量守恒，有
联立可得
则这个原子核原来所含的电荷量为
则所含的电荷数为90；
(2)由以上分析可知，电荷数跟半径成反比，α粒子的电荷数小，所以半径大，故1是α粒子。
答案第1页，共2页
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