浙江省金华市东阳二中高二物理上学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年浙江省金华市东阳二中高二（上）期中物理试卷一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（）a电流元il在磁场中受力为f，则磁感应强度b一定等于b电流元il在磁场中受力为f，则磁感应强度可能大于或等于c磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大d磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）a增大b减小c不变d无法确定如何变化3物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图所示，她把一个带铁芯的线圈l开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环，闭合开关s的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（）a线圈接在了直流电源上b电源电压过高c所选线圈的匝数过多d所用套环的材料与老师的不同4质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场如图为质谱仪的原理图，设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子（不计重力），经电压为u的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为b的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的p点，设op=x，则在图中能正确反映x与u之间的函数关系的是（）abcd5在雷雨天气时，空气中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一个避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的s级呈顺时针排列（俯视），则该阴雨云可能带（）a正电荷b负电荷c正、负电荷d无法判断6把金属块放在磁场中，磁场方向垂直于里外两侧面向外，如图金属块中有电流通过，设金属上下表面电势分别为u上和u下，则（）au上u下bu上=u下cu上u下d无法判定上下表面电势高低7在一空心圆柱面内有一垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b，其横截面如图所示，磁场边界为同心圆，内、外半径分别为r和（）r圆心处有一粒子源不断地沿半径方向射出质量为m、电量为q的带电粒子，不计粒子重力为使这些粒子不射出磁场外边界，粒子从圆心处射出时速度不能超过（）abcd8在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线，如图所示每条导线的两个端点间的距离相等，问所受磁场力最大的导线是（）a甲线最大b乙线最大c丙线最大d三条线一样大9如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i，it图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，下列判断正确的是（）a始终沿逆时针方向且增大b始终沿顺时针方向，先增大后减小c先沿逆时针方向然后沿顺时针方向，先减小后增大d先沿顺时针方向然后沿逆时针方向，先增大后减小10如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键k与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球电键k闭合前传感器上有示数，电键k闭合后传感器上的示数变为原来的一半，则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是（）a正在增强，b正在增强，c正在减弱，d正在减弱，11带负电的小球用绝缘丝线悬挂于o点，在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点a时（如图）（）a摆球受到的磁场力相同b摆球的动能相同c摆球的速度大小相同d向右摆动通过a点悬线的拉力大于向左摆动通过a点悬线的拉力12粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动已知磁场方向垂直纸面向里以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）abcd13如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为s的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻r相连若金属框的电阻为，则下列说法不正确的是（）a流过电阻r的感应电流由a到bb线框cd边受到的安培力方向向下c感应电动势大小为dab间电压大小为二、计算题、论述题14（2010秋船营区校级期末）如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场一束速率不同的带电粒子（质量、电量均相同，不计重力）从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题：（1）判断粒子的电性；（2）从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1：v2；（3）它们在盒内运动时间之比为t1：t215（2013木里县校级模拟）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l1电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率16如图所示，在noq范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在moq范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，m、o、n在一条直线上，moq=60这两个区域磁场的磁感应强度大小均为b离子源中的离子（带电荷量为+q，质量为m）通过小孔o1进入极板间电压为u的加速电场区域（可认为初速度为零），离子经电场加速后通过小孔o2射出，从接近o点处进入磁场区域离子进入磁场的速度垂直于磁场边界mn，也垂直于磁场不计离子的重力（1）当加速电场极板电压u=u0，求离子进入磁场中做圆周运动的半径r；（2）在oq上有一点p，p点到o点距离为l，当加速电场极板电压u取哪些值，才能保证离子通过p点一、附加题17（2015秋东阳市校级期中）试通过定量计算说明通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现18如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于纸面向里，带电量为q、质量为m的带电粒子从磁场的边缘a点沿圆半径ao方向射入磁场，穿过磁场区域后速度方向偏转了2a角，其中tan=0.5求：（1）带电粒子入射速度的大小（2）若改变粒子的入射方向但仍保持带电粒子在纸面内运动和速率不变，则粒子在这个磁场中运动的最长时间是多少？19如图所示，mn、pq为间距l=0.5m足够长的平行导轨，nqmn导轨平面与水平面间的夹角=37，nq间连接一个r=4的电阻有一方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度b=1t将一根质量m=0.05kg的金属棒ab紧靠nq放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r=1，导轨电阻不计现由静止开始释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与nq平行已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5，经5s金属棒滑行至cd处时刚好达到稳定速度，cd 与nq相距s=8m重力加速度g取10m/s2求：（1）金属棒达到的稳定速度是多大？（2）金属棒ab从静止释放到滑行至cd处的过程中，电阻r上产生的焦耳热和通过电阻r的总电荷量各是多少？2015-2016学年浙江省金华市东阳二中高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（）a电流元il在磁场中受力为f，则磁感应强度b一定等于b电流元il在磁场中受力为f，则磁感应强度可能大于或等于c磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大d磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同【考点】磁感应强度【分析】当电流元与磁场垂直时，b=根据磁感应强度定义的条件来分析当电流元与磁场垂直不时b的大小【解答】解：a、只有当电流元与磁场垂直时，b=当电流元与磁场不垂直时，b故a错误 b、当电流元与磁场垂直不时f=bilsin，是电流元与磁场方向的夹角则b故b正确 c、由公式f=bilsin可知，磁场中电流元受力情况取决于b、i、l及四个因素，则f大，b不一定大故c错误 d、磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向垂直故d错误故选b【点评】本题考查对基本概念的理解能力，要注意磁感应强度b定义式b=的条件：电流元与磁场垂直2如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）a增大b减小c不变d无法确定如何变化【考点】磁通量【分析】当穿过线圈的磁感线有相反的两种方向时，要根据抵消后的条数来确定磁通量的大小磁感线是闭合曲线，磁铁外部与内部磁感线条数相等，而磁铁内外穿过线圈的磁感线方向相反，根据抵消情况确定磁通量的变化【解答】解：磁感线在条形磁铁的内外形成闭合曲线，磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数，而且磁铁内外磁感线方向相反而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间，所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线，由于方向相反，外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些，将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，内部磁感线总数不变，而抵消增大，剩余减小，则磁通量将减小故b正确故选b【点评】本题中穿过线圈的磁场方向有两种，磁感线出现抵消，要根据抵消后剩余的磁感线来比较磁通量的大小3物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图所示，她把一个带铁芯的线圈l开关s和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈l上，且使铁芯穿过套环，闭合开关s的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（）a线圈接在了直流电源上b电源电压过高c所选线圈的匝数过多d所用套环的材料与老师的不同【考点】研究电磁感应现象【专题】实验题【分析】闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量发生变化，产生感应电流，从而受到安培力，会向上跳起根据套环跳起的原理判断导致套环未动的原因【解答】解：a、线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动故a错误b、电源电压过高，在套环中产生的感应电流更大，更容易跳起故b错误c、线圈匝数过多，在套环中产生的感应电流越大，套环更容易跳起故c错误d、所用的套环材料是塑料，不可能产生感应电流，则不会受到安培力，不会跳起故d正确故选：d【点评】理解套环跳起的原因，即产生感应电流的效果阻碍引起感应电流磁通量的变化4质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场如图为质谱仪的原理图，设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子（不计重力），经电压为u的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为b的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的p点，设op=x，则在图中能正确反映x与u之间的函数关系的是（）abcd【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】根据动能定理以及粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力得出x与u的关系【解答】解：根据动能定理得，v=粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力，则r=x=2r=知x故a正确，b、c、d错误故选a【点评】解决本题的关键根据动能定理得出速度，再利用洛伦兹力提供向心力得出轨道半径5在雷雨天气时，空气中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一个避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的s级呈顺时针排列（俯视），则该阴雨云可能带（）a正电荷b负电荷c正、负电荷d无法判断【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【分析】由小磁针的指向可知磁场方向，则由右手螺旋定则可得出电流方向【解答】解：小磁针s极顺时针排列，则磁场方向为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流向上；故说明阴雨云放出的为负电荷；故选：b【点评】本题考查右手螺旋定则的应用，要注意正确理解磁场方向及安培定则的应有用6把金属块放在磁场中，磁场方向垂直于里外两侧面向外，如图金属块中有电流通过，设金属上下表面电势分别为u上和u下，则（）au上u下bu上=u下cu上u下d无法判定上下表面电势高低【考点】霍尔效应及其应用【分析】当金属块中有电流通过时，电子发生定向移动，受到洛伦兹力发生偏转，电子偏转后在上下表面间形成电势差，最终电子受电场力和洛伦兹力平衡【解答】解：电流从左向右运动，电子向左运动，根据左手定则，电子向下偏转，则上表面失去电子带正电，下表面带负电，则u上u下故a正确，b、c、d错误故选a【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，知道在金属导体中移动的电荷是自由电子7在一空心圆柱面内有一垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b，其横截面如图所示，磁场边界为同心圆，内、外半径分别为r和（）r圆心处有一粒子源不断地沿半径方向射出质量为m、电量为q的带电粒子，不计粒子重力为使这些粒子不射出磁场外边界，粒子从圆心处射出时速度不能超过（）abcd【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】磁感应强度最小时粒子轨迹与磁场外边界相切，作出粒子运动轨迹如图所示根据几何关系求解轨迹半径，设粒子轨迹半径为r，由几何关系有（rr）2=r2+r2，根据洛伦兹力提供向心力：qvb=m，联立方程组，可解出速度的最大值【解答】解：由题意知，磁感应强度最小时粒子轨迹与磁场外边界相切，作出粒子运动轨迹如图所示设粒子轨迹半径为r，磁感应强度最小值为b，则根据洛伦兹力提供向心力：qvb=m由几何关系有：（rr）2=r2+r2解得：v=故选：a【点评】本题是圆形有界磁场问题，解题的关键是要能正确的画出粒子运动的轨迹图，根据几何关系解出轨迹的半径8在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线，如图所示每条导线的两个端点间的距离相等，问所受磁场力最大的导线是（）a甲线最大b乙线最大c丙线最大d三条线一样大【考点】安培力【分析】明确安培力公式f=bil适用条件和注意事项，解答本题的关键是正确理解公式f=bil中l的含义，l为磁场中通电导体首尾连线的有效长度，同时要求导线要与磁场垂直【解答】解：由题意可知，三个图中导线的有效长度相同，而且均垂直与磁场，故根据公式f=bil可知，三条线所受安培力一样大，故abc错误，d正确故选d【点评】对于物理中的基本公式，要明确公式的适用条件以及公式中各个物理量的含义9如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i，it图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，下列判断正确的是（）a始终沿逆时针方向且增大b始终沿顺时针方向，先增大后减小c先沿逆时针方向然后沿顺时针方向，先减小后增大d先沿顺时针方向然后沿逆时针方向，先增大后减小【考点】楞次定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】根据磁场与时间的变化关系，由楞次定律可确定线圈产生的感应电流方向，再由右手螺旋定则可判定线圈所处磁场的方向，从而根据左手定则可确定安培力的方向得出结果【解答】解：时间内，垂直向里的磁场在减弱，导致穿过线圈中的磁通量减小，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；时间内，垂直向外的磁场在增强，导致穿过线圈中的磁通量变大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向顺时针；由图线可得，原电流的变化率先减小后增大，所以感应电动势和感应电流也是先减小后增大所以选项b正确，acd错误故选：b【点评】考查右手螺旋定则、楞次定则，先根据安培定则判断出线圈中的磁场的方向，然后再结合楞次定律的步骤判定即可10如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键k与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球电键k闭合前传感器上有示数，电键k闭合后传感器上的示数变为原来的一半，则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是（）a正在增强，b正在增强，c正在减弱，d正在减弱，【考点】法拉第电磁感应定律【分析】线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律e=，会产生稳定的电动势当电键断开时，小球受重力和支持力平衡，当电键闭合时，支持力变为原来的一半，可知，小球受到向上的电场力，根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化【解答】解：电键闭合时，qe+n=mg，n=，所以e=，e=所以小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律，磁场正在增强故b正确，a、c、d错误故选b【点评】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律e=，以及会用楞次定律判端电动势的方向11带负电的小球用绝缘丝线悬挂于o点，在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点a时（如图）（）a摆球受到的磁场力相同b摆球的动能相同c摆球的速度大小相同d向右摆动通过a点悬线的拉力大于向左摆动通过a点悬线的拉力【考点】法拉第电磁感应定律；向心力【专题】定性思想；推理法；电磁感应功能问题【分析】带电小球在重力与拉力及洛伦兹力共同作用下，绕固定点做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功因此仅有重力作功，则有机械能守恒从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力最后由向心加速度公式来确定是否相同【解答】解：a、由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不同，则受到的磁场力不同故a错误；b、由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从a点和b点向最低点o运动且两次经过o点时的动能相同，故b正确；c、由于小球的运动方向不同，摆球的速度大小相同故c正确；d、由b选项可知，速度大小相等，则根据牛顿第二定律可知，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，因带负电，向左摆动通过a点时所受洛伦兹力的方向向上，故绳子拉力较小，即负电荷向右摆动通过a点时悬线的拉力大于向左摆动通过a点时悬线的拉力故d正确；故选：bcd【点评】本题考查对小球进行受力分析，并得出力做功与否，根据机械能守恒定律来解题是突破口，同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度，再使用左手定则时，注意电荷的电性12粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动已知磁场方向垂直纸面向里以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）abcd【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；左手定则【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】由洛仑兹力充当向心力可求得两粒子的半径关系，则由图可知两粒子的轨迹图；由左手定则可判断粒子的运动方向【解答】解：两粒子均带正电，以大小相等的速度在磁场中向相反的方向运动，都是由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力所以有，得到，因为粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，所以甲的半径为乙半径的2倍根据左手定则，甲粒子做圆周运动的洛伦兹力指向圆心，运动方向一定为逆时针，所以a正确故选a【点评】本题应明确洛仑兹力充当带电粒子做圆周运动的向心力，故洛仑兹力一定指向圆心13如图甲，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为s的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻r相连若金属框的电阻为，则下列说法不正确的是（）a流过电阻r的感应电流由a到bb线框cd边受到的安培力方向向下c感应电动势大小为dab间电压大小为【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律；安培力【专题】电磁感应与电路结合【分析】线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小再由闭合电路的殴姆定律可求出电流大小，从而得出电阻r两端的电压，再由楞次定律判定感应电流方向，最后由左手定则来确定安培力的方向【解答】解：a、由楞次定律可得：感应电流的方向为逆时针，所以通过r的电流方向为ab，故a正确；b、根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力方向向下，故b正确；c、穿过线圈的感应电动势为e=n=，故c错误； d、由闭合电路殴姆定律可得：i=，r两端的电压为u=ir=ir=，故d正确；本题选错误的，故选：c【点评】由法拉第电磁感应定律求出感应电流的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定，及左手定则确定安培力的方向，同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部（线圈）电流方向是负极到正极二、计算题、论述题14（2010秋船营区校级期末）如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场一束速率不同的带电粒子（质量、电量均相同，不计重力）从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题：（1）判断粒子的电性；（2）从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1：v2；（3）它们在盒内运动时间之比为t1：t2【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；左手定则【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据轨迹得出洛伦兹力的方向，根据左手定则判断出电荷的电性（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有，得出半径公式，根据半径关系得出粒子的速度关系（3）带电粒子运行的周期，根据圆心角求出运行时间t=从而求出运动时间之比【解答】解：（1）依题意可得粒子的运动轨迹，如右图所示结合运动轨迹，根据左手定则 可知 粒子带负电 （2）由得 又由运动轨迹知 r1=2r2 则v1：v2=1：2 （3）由得，周期与速率无关运行时间t=知 t1=，t2=则t1：t2=2：1【点评】解决本题的关键掌握用左手定则判断磁场方向、电荷的运动方向、洛伦兹力方向的关系以及掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式15（2013木里县校级模拟）如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为l1电阻不计在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好已知某时刻后两灯泡保持正常发光重力加速度为g求：（1）磁感应强度的大小：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；法拉第电磁感应定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】导体棒释放后做加速度减小的加速运动，直到重力等于安培力时以最大速度匀速运动在加速阶段感应电动势和感应电流增大，两灯泡逐渐变亮，只有在匀速阶段两灯泡的亮度不变，所以两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动【解答】解：（1）两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动，根据平衡条件：mg=bil两灯泡保持正常发光 i=2im p=im2 r 连立化简得 磁感应强度的大小 （2）两灯泡保持正常发光时的电压等于感应电动势u2=pr 根据法拉第电磁感应定律 e=blv 连立化简得 灯泡正常发光时导体棒的运动速率 【点评】本题为电磁感应与电路结合的题目，明确电路的结构，找出电源是解决此类问题的突破口16如图所示，在noq范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在moq范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，m、o、n在一条直线上，moq=60这两个区域磁场的磁感应强度大小均为b离子源中的离子（带电荷量为+q，质量为m）通过小孔o1进入极板间电压为u的加速电场区域（可认为初速度为零），离子经电场加速后通过小孔o2射出，从接近o点处进入磁场区域离子进入磁场的速度垂直于磁场边界mn，也垂直于磁场不计离子的重力（1）当加速电场极板电压u=u0，求离子进入磁场中做圆周运动的半径r；（2）在oq上有一点p，p点到o点距离为l，当加速电场极板电压u取哪些值，才能保证离子通过p点【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（1）离子在电场中加速时，根据动能定理求解获得的速度离子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力，离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求解离子进入磁场后做圆周运动的半径r0（2）oq是一条直线，离子进入磁场时速度与oq的夹角为30，由几何知识分析得知，离子每次经过oq一次，速度偏转60，沿oq方向前进的距离等于半径r，若离子能通过p点，则有 l=nr，即可求解加速电压【解答】解：（1）离子在电场中加速时，根据动能定理得：qu0=mv020，电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0b=m，联立解得，r0=；（2）离子进入磁场时的运动轨迹如图所示，由几何关系可知：op=pp=r0要保证离子通过p点，必须有 l=nr解得，u= 其中n=1，2，3，答：（1）离子进入磁场后做圆周运动的半径r0为；（2）加速电压u是其中n=1，2，3，【点评】本题分析离子在磁场中运动时，关键要抓住离子经过oq边界时速度方向与边界的夹角相等，根据周期性求解半径，确定时间一、附加题17（2015秋东阳市校级期中）试通过定量计算说明通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现【考点】安培力；洛仑兹力【专题】定性思想；方程法；磁场 磁场对电流的作用【分析】根据洛伦兹力的表达式，结合电流的微观表达式，来验证即可【解答】解：设单位体积内导体中的自由电荷的个数是n，每一个自由电荷的电量是q，电荷做定向移动的速度是v，则通过导体的横截面的电流：i=nqsv当电荷运动的方向与磁场的方向垂直时，每一个电荷受到的洛伦兹力：f洛=qvb长度为l，横截面积为s的电梯内的自由电荷的个数：n=nls在导体中所有自由电荷受到的洛伦兹力的和：f合=nf洛=nlsqvb=nqsvbl=ibl 而垂直于磁场反向的导体中电流为i时，受到的安培力：f=bil 比较可知，f=f合可知，通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现答：见上【点评】该题考查对洛伦兹力与安培力的关系的理解，在解释的过程中，电流强度的微观表达式：i=nesv是解答该问题的钥匙18如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于纸面向里，带电量为q、质量为m的带电粒子从磁场的边缘a点沿圆半径ao方向射入磁场，穿过磁场区域后速度方向偏转了2a角，其中tan=0.5求：（1）带电粒子入射速度的大小（2）若改变粒子的入射方向