内蒙古包头十一中高二物理上学期期末试卷（含解析）.doc

内蒙古包头十一中2014-2015学 年高二上学期期末物理试卷一、不定项选择题（本题共13小题，每小题5分，共65分）1下列说法正确的是（）a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d洛伦兹力对带电粒子永不做功2关于电磁感应，下列说法中正确的是（）a穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大b穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零c穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大d通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大3质量和电量都相等的带电粒子m和n（不计重力），以不同的速度率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速度率小于n的速率c洛伦磁力对m、n做正功dm的运行时间大于n的运行时间4如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受合外力为零（重力不计），应该加的匀强电场的方向是（）a+y方向by方向cx方向d因不知q的正负，无法确定5从地面上方a点处自由落下一带电量为+q、质量为m的粒子地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度为v1若电场不变，只将磁场方向改为与原方向相反，粒子落地的速度为v2，则（）av1v2bv1v2cv1=v2d无法判定6如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈c向右摆动，则ab运动的情况是（）a向左或向右做匀速运动b向左或向右做减速运动c向左或向右做加速运动d只能向右做匀加速运动7如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd，则（）afdfcfbbfcfdfbcfcfbfddfcfbfd8图中的a是一个边长为为l的正方向导线框，其电阻为r线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b如果以x轴的正方向作为力的正方向线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力f随时间变化的图线应为哪个图（）abcd9如图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体ac可以贴着光滑竖直长导轨下滑设回路的总电阻恒定为r，当导体ac从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有（）a导体下落过程中，机械能守恒b导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量c导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能d导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能10如图所示，a，b是两个完全相同的灯泡，l是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计当电键k闭合时，下列说法正确的是（）aa比b先亮，然后a熄灭bab一齐亮，然后a熄灭cb比a先亮，然后b逐渐变暗，a逐渐变亮da、b一齐亮然后a逐渐变亮b的亮度不变11矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势et图象如图，则在时刻（）at1，t3线圈通过中性面bt2，t4线圈中磁通量最大ct1，t3线圈中磁通量变化率最大dt2，t4线圈平面与中性面垂直12一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（）a该交流电的频率为50 hzb该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）vc该交流电的电压的有效值为100vd若将该交流电压加在阻值r=100的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 w13如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为u，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则：粒子射入磁场和射出磁场的m、n两点间的距离d随着u和v0的变化情况（）ad随v0增大而增大，d与u无关bd随v0增大而增大，d随u增大而增大cd随u增大而增大，d与v0无关dd随v0增大而增大，d随u增大而减小二、计算题（本题共6小题，共35分）14（普通班做）如图所示带正电粒子的质量为m，以速度v沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为b，磁场的宽度为l，若带电粒子离开磁场时的速度偏转角=60，不计带电粒子的重力（1）求带电粒子的电荷量（2）求带电粒子在磁场中运动的时间15（实验班做）如图所示，在边长为l的正方形的区域abcd内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场今有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从ad的中点e，垂直于磁场方向射入磁场，不计带电粒子的重力，要使该粒子恰从b点射出磁场，（1）带电粒子在磁场中运动的半径（2）磁感应强度的大小16（普通班做）如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨mn和pq，之间有一导体棒ab，导轨和导体棒的电阻忽略不计，在m和p之间接有阻值为r=2的定值电阻质量为0.2kg的导体棒ab长l=0.5m，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.4t现在在导体棒ab上施加一个水平向右，大小为0.02n的恒力f，使导体棒ab由静止开始运动，求：（1）当ab中的电流为多大时，导体棒ab的速度最大？（2）ab的最大速度是多少？（3）若导体棒从开始到速度刚达到最大的过程中运动的位移s=10m，则在此过程中r上产生的热量是多少？17如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为r的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25求：（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻r消耗的功率为8w，求该速度的大小；（3）在上问中，若r=2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）18（普通班做）如图所示，在平面直角坐标系xoy中，第i象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第iv象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，一带正电的粒子从y轴正半轴上的m点以速度v0垂直于y轴射入电场，经偏转电场后到达x轴上的n点，然后射入磁场，最后从y轴负半轴上的p点垂直于y轴射出磁场，已知m点的坐标是（0，h），n点的坐标是（2h，0），不计粒子重力，求：（1）粒子到达n点时的速度v的大小以及v与初速度v0的夹角；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从m点运动到p点的总时间t19（实验班做）如图所示，在y轴的右方有一磁感应强度为b的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方有一场强为e的方向平行x轴向右的匀强电场有一铅板放置在y轴处，且与纸面垂直现有一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）由静止经过加速电压为u的电场加速，然后以垂直于铅板的方向从a处沿直线穿过铅板，而后从x轴上的d处以与x轴正向夹角为60的方向进入电场和磁场叠加的区域，最后到达y轴上的c点已知od长为l，求：（1）粒子经过加速电场后的速度（2）粒子经过铅板时损失了多少动能？（3）粒子到达c点时的速度多大？内蒙古包头十一中2014-2015学年高二上学期期末物理试卷一、不定项选择题（本题共13小题，每小题5分，共65分）1下列说法正确的是（）a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d洛伦兹力对带电粒子永不做功考点：洛仑兹力 专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：本题考查了洛伦兹力的特点，运动电荷在磁场中受洛伦兹力的条件为：电荷运动方向和磁场方向不共线，若电荷运动方向和磁场方向相同或相反，则洛伦兹力为零，洛伦兹力不做功，方向始终和速度方向垂直，只改变运动电荷的速度方向而不改变其速度大小解答：解：在磁感应强度不为零的地方，若是电荷的运动方向与磁场方向相同或相反，则所受洛伦兹力为零，故a错误；运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，该处磁场可能为零，也可能是电荷的运动方向与磁场方向共线，故b错误；根据左手定则可知，洛伦兹力方向始终和速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，不改变粒子动能，但是改变其运动方向，故c错误，d正确故选d点评：洛伦兹力是磁场中的一个重点知识，要明确其大小、方向的判断以及其特点，可以和电场力进行比较学习2关于电磁感应，下列说法中正确的是（）a穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大b穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零c穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大d通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大考点：磁感应强度 分析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与线圈的匝数成正比解答：解：a、穿过线圈的磁通量越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定故a错误；b、穿过线圈的磁通量为零，可能磁通量变化率最大，则感应电动势也会最大，故b错误；c、穿过线圈的磁通量的变化越大，而磁通量变化率不一定越大，则感应电动势也无法确定故c错误；d、通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势也越大，故d正确故选：d点评：感应电动势与磁通量的变化率有直接关系，而与磁通量变化及磁通量均没有直接关系就如加速度与速度的关系一样速度大，加速度不一定大；速度变化大，加速度也不一定大加速度与速度的变化率有关3质量和电量都相等的带电粒子m和n（不计重力），以不同的速度率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图两种虚线所示，下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速度率小于n的速率c洛伦磁力对m、n做正功dm的运行时间大于n的运行时间考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力 专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：由左手定则判断出m带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系解答：解：a、由左手定则判断出n带正电荷，m带负电荷，故a正确；b、粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvb=m，半径为：r=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即m的速度率大于n的速率，故b错误；c、洛伦兹力总是与速度方向垂直，洛伦兹力对粒子不做功，故c错误；d：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t=，m的运行时间等于n的运行时间，故d错误故选：a点评：该题考查到左手定则、半径的公式和根据周期的公式，属于基本应用简单题4如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受合外力为零（重力不计），应该加的匀强电场的方向是（）a+y方向by方向cx方向d因不知q的正负，无法确定考点：带电粒子在混合场中的运动 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：首先根据粒子所受合外力为零，可判断粒子的电场力和洛伦兹力为平衡力，再分别假设粒子带正电或负电，可判知电场的方向，并发现电场的方向与电性无关解答：解：带电粒子在电场和磁场的复合场中运动，合外力为零，可知所受到的电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，假设粒子带正电，由左手定则可知，所受的洛伦兹力的方向沿y轴正方向，则电场力的方向沿y轴的负方向，可知电场方向沿y轴负方向；若粒子带负电，电场力和洛伦兹力方向都将反向，合外力仍为零，电场的方向还是沿y轴负方向（电场的方向与粒子的电性无关），所以选项b正确，选项acd错误故选b点评：带电粒子在匀强电场和匀强磁场共存区域内运动时，往往既要受到电场力作用，又要受到洛仑兹力作用这两个力的特点是，电场力是恒力，而洛仑兹力的大小、方向随速度变化若二力平衡，则粒子做匀速直线运动若二力不平衡，则带电粒子所受合外力不可能为恒力，因此带电粒子将做复杂曲线运动解答此类问题的关键是正确的对粒子进行受力分析和灵活的运用左手定则5从地面上方a点处自由落下一带电量为+q、质量为m的粒子地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度为v1若电场不变，只将磁场方向改为与原方向相反，粒子落地的速度为v2，则（）av1v2bv1v2cv1=v2d无法判定考点：带电粒子在混合场中的运动 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：对小球受力分析后，得出电场力与洛伦兹力的方向，由受力情况来确定运动情况，因洛伦兹力不做功，从而得出电场力做功，导致动能的变化，即可求解解答：解：小球进入如图所示的匀强电场和匀强磁场时，受到向下的重力，水平向右的电场力和水平向右的洛伦兹力，若电场力与洛伦兹力的合力使得粒子向右偏转，过程中，电场力与重力的做正功，导致粒子的动能增加；当磁场的方向改变时，则洛伦兹力的方向与电场力的方向相反，导致粒子的电场力做功偏小，则落地的动能小于原来的动能，故a正确，bcd错误；故选：a点评：本题关键要明确洛伦兹力虽不做功，但导致粒子偏转程度不同，从而影响电场力做功6如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈c向右摆动，则ab运动的情况是（）a向左或向右做匀速运动b向左或向右做减速运动c向左或向右做加速运动d只能向右做匀加速运动考点：楞次定律 分析：导线ab运动时，切割磁感线产生感应电流，由右手定则判断感应电流的方向感应电流流过螺线管，螺线管产生磁场，就有磁通量穿过环c，根据安培定则判断感应电流产生的磁场方向，根据楞次定律判断环c中产生的电流方向，选择题意的选项解答：解：a、导线ab做匀速运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流不变，螺线管产生的磁场不变，穿过环c中的磁通量不变，则环c静止不动故a错误b、导线ab减速运动时，导线ab产生的感应电动势和感应电流减小，螺线管产生的磁场减小，穿过环c中的磁通量减小，则环c向螺线管靠近，以阻碍磁通量的减小故b正确c、导线ab加速运动时，导线ab中产生的感应电动势和感应电流增加，螺线管产生的磁场增大，穿过环c中的磁通量增大，则环c远离螺线管，以阻碍磁通量的增加故cd错误；故选：b点评：本题是有两次电磁感应的问题，比较复杂，考查综合运用右手定则、楞次定律：阻碍相对运动，和安培定则的能力7如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为fb、fc和fd，则（）afdfcfbbfcfdfbcfcfbfddfcfbfd考点：导体切割磁感线时的感应电动势；安培力的计算 分析：对线圈的运动过程进行分析通过边框切割磁感线产生的感应电动势大小去判断感应电流的大小通过安培力的大小与哪些因素有关去解决问题解答：解：线圈从a到b做自由落体运动，在b点开始进入磁场切割磁感线所以受到安培力fb，由于线圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流，在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处故选d点评：线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感应定律求解注意线圈全部进入磁场后，就不受安培力，因此线圈会做加速运动8图中的a是一个边长为为l的正方向导线框，其电阻为r线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b如果以x轴的正方向作为力的正方向线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力f随时间变化的图线应为哪个图（）abcd考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律 专题：电磁感应与图像结合分析：由线圈运动时切割磁感线的长度为l，由e=blv可求得感应电动势，则由欧姆定律可得出电流，由安培力公式f=bil分析安培力，即可判断作用力与时间的关系；由右手定则可得出电流的方向，由左手定则分析安培力方向再进行分析选择解答：解：在0内，线框在磁场之外，感应电流为0安培力为0；在2内，由右手定则可得出感应电流的方向为逆时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出安培力的方向x轴的负方向在24内，线框全部进入磁场，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为0安培力为0；在45内，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出感应电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据左手定则得出安培力的方向x轴的负方向故选：b点评：本题考查的是线框穿磁场产生感应电流的典型情景，电磁感应与图象的结合一般考查选择题，先找到各图中的不同点，主要分析不同点即可得出正确答案9如图中回路竖直放在匀强磁场中，磁场的方向垂直于回路平面向外，导体ac可以贴着光滑竖直长导轨下滑设回路的总电阻恒定为r，当导体ac从静止开始下落后，下面叙述中正确的说法有（）a导体下落过程中，机械能守恒b导体加速下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量c导体加速下落过程中，导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能d导体达到稳定速度后的下落过程中，导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能考点：导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；电磁感应中的能量转化 专题：电磁感应与电路结合分析：导线下落过程中切割磁感线产生逆时针方向的感应电动势、感应电流，导线受到竖直向上的安培力，还有竖直向下的重力，下落过程中安培力做负功，机械能减小，减小的机械能转化为电能，所以机械能不守恒；下落时重力做正功，重力势能减小，减小的重力势能一部分通过克服安培力做功转化为电能，另一部分转化为导线的动能解答：解：a、导体下落过程中切割磁感线产生顺时针方向的感应电动势、感应电流，导体受到竖直向上的安培力，还有竖直向下的重力，下落过程中安培力做负功，机械能减小，减小的机械能转化为电能，所以机械能不守恒，故a错误b、c、导体加速下落过程中，重力做正功，重力势能减小，减小的重力势能一部分通过克服安培力做功转化为电能，另一部分转化为导体的动能；故b错误，c正确d、导体下落达到稳定速度时，竖直向下的重力等于竖直向上的安培力，两力的合力等于零，导体做匀速直线运动，动能不变，导体减少的重力势能通过克服安培力做功全部转化为回路的电能，故d正确故选：cd点评：解答本题时要注意：在克服安培力做功的题目中，克服安培力做多少功，就产生多少电能；在安培力做正功的题目中安培力做多少做功就消耗多少电能10如图所示，a，b是两个完全相同的灯泡，l是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计当电键k闭合时，下列说法正确的是（）aa比b先亮，然后a熄灭bab一齐亮，然后a熄灭cb比a先亮，然后b逐渐变暗，a逐渐变亮da、b一齐亮然后a逐渐变亮b的亮度不变考点：自感现象和自感系数 分析：当电键k闭合时，通过线圈l的电流实然增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和作用，分析哪个灯先亮解答：解：灯b与电阻r串联，当电键k闭合时，灯b立即发光通过线圈l的电流实然增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，a逐渐亮起来所以b比a先亮由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，感应电动势减小，a灯电流逐渐增大，a灯逐渐变亮，外电路电流变大时，路端电压u=eir减小，b灯变暗故选c点评：对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解11矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势et图象如图，则在时刻（）at1，t3线圈通过中性面bt2，t4线圈中磁通量最大ct1，t3线圈中磁通量变化率最大dt2，t4线圈平面与中性面垂直考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式 分析：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流磁通量为零，感应电动势最大；磁通量最大时，感应电动势为零，线圈恰好通过中性面经过中性一次，电流方向改变一次根据法拉第定律，感应电动势与磁通量变化率成正比解答：解：a、t1，t3时刻感应电动势为零，磁通量变化率最为零，磁通量最大，线圈通过中性面，故a正确，c错误；b、t2时刻感应电动势最大，磁通量变化率最大，线圈中磁通量为零，线圈平面与中性面垂直故b错误；d正确；故选：ad点评：本题考查正弦交变电流产生过程中磁通量与感应电流、感应电动势及位置之间的关系，基本题12一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（）a该交流电的频率为50 hzb该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）vc该交流电的电压的有效值为100vd若将该交流电压加在阻值r=100的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 w考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率 专题：交流电专题分析：根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等解答：解：a 由图象知周期为4102s，则其频率故a错误 b 由图象知，电压的最大值为um=100v，=2f=50，则电压瞬时值的表达式为u=100sin（50t）v故b错误 c 交流电的电压的有效值为v，故c错误 d 因电压的有效值为，则加在阻值r=100的电阻两端，则电阻消耗的功率是故d正确故选：d点评：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式13如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为u，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则：粒子射入磁场和射出磁场的m、n两点间的距离d随着u和v0的变化情况（）ad随v0增大而增大，d与u无关bd随v0增大而增大，d随u增大而增大cd随u增大而增大，d与v0无关dd随v0增大而增大，d随u增大而减小考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：不加磁场时粒子做匀速直线运动；加入磁场后，带电粒子在磁场中做圆周运动，已知偏向角则由几何关系可确定圆弧所对应的圆心角，则可求得圆的半径，由洛仑兹力充当向心力可求得带电粒子的比荷解答：解：带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为，则有：=sin而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为r，由几何关系可得，半径与直线mn夹角正好等于，则有：=sin所以d=，又因为半径公式r=，则有d=故d与m、v0成正比，与b、q成反比；与u无关；故选：a点评：带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于确定圆心和半径，然后由向心力公式即可确定半径公式，由几何关系即可求解二、计算题（本题共6小题，共35分）14（普通班做）如图所示带正电粒子的质量为m，以速度v沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为b，磁场的宽度为l，若带电粒子离开磁场时的速度偏转角=60，不计带电粒子的重力（1）求带电粒子的电荷量（2）求带电粒子在磁场中运动的时间考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力 专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：根据几何关系得出圆心角和粒子在磁场中做圆周运动的半径，结合半径公式求出粒子的电荷量根据粒子的周期和圆心角求出粒子的运动时间解答：解：（1）根据几何关系得，粒子做圆周运动的圆心角为60，粒子运动的轨道半径为：r=，根据r=得：q=（2）粒子在磁场中运动的周期为：，则粒子在磁场中运动的时间为：t=答：（1）带电粒子的电荷量为；（2）带电粒子在磁场中运动的时间为点评：本题考查了带电粒子在磁场中的运动，掌握粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式是解题的关键15（实验班做）如图所示，在边长为l的正方形的区域abcd内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场今有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度v从ad的中点e，垂直于磁场方向射入磁场，不计带电粒子的重力，要使该粒子恰从b点射出磁场，（1）带电粒子在磁场中运动的半径（2）磁感应强度的大小考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力 专题：带电粒子在磁场中的运动专题分析：根据几何关系求出粒子在磁场中运动的轨道半径，根据粒子在磁场中的半径公式求出磁感应强度的大小解答：解：（1）如图所示，做出粒子运动轨迹的圆心o，由勾股定理得（r）2+l2=r2解得：（2）由洛伦兹力提供向心力，则有：qvb=m解得：答：（1）带电粒子在磁场中运动的半径为；（2）磁感应强度的大小为点评：本题考查了带电粒子在磁场中的运动，通过几何关系求出半径是解决的关键，掌握粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式，基础题16（普通班做）如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨mn和pq，之间有一导体棒ab，导轨和导体棒的电阻忽略不计，在m和p之间接有阻值为r=2的定值电阻质量为0.2kg的导体棒ab长l=0.5m，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.4t现在在导体棒ab上施加一个水平向右，大小为0.02n的恒力f，使导体棒ab由静止开始运动，求：（1）当ab中的电流为多大时，导体棒ab的速度最大？（2）ab的最大速度是多少？（3）若导体棒从开始到速度刚达到最大的过程中运动的位移s=10m，则在此过程中r上产生的热量是多少？考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化 专题：电磁感应功能问题分析：当导体棒匀速运动时速度最大，产生产生的感应电动势最大，产生的感应电流最大；（1）由安培力公式与平衡条件求出最大电流（2）由e=blv求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，然后求出最大速度（3）由能量守恒定律求出电阻r产生的热量解答：解：（1）当导体棒匀速运动时感应电流最大，由平衡条件得：f=f安=bil，最大电流：i=0.1a；（2）ab棒速度最大时，感应电动势：e=blv，电流：i=，最大速度：v=1m/s；（3）由能量守恒定律得：fs=mv2+q，代入数据解得：q=0.1j；答：（1）当ab中的电流为0.1a时，导体棒ab的速度最大（2）ab的最大速度是1m/s（3）在此过程中r上产生的热量是0.1j点评：本题考查了求电流、速度与热量问题，分析清楚导体棒的运动过程，应用安培力公式、平衡条件、e=blv、欧姆定律、能量守恒定律即可正确解题17如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为r的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25求：（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻r消耗的功率为8w，求该速度的大小；（3）在上问中，若r=2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）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；牛顿第二定律 专题：压轴题；电磁感应中的力学问题；电磁感应与电路结合分析：（1）开始下滑时，速度为零，无感应电流产生，因此不受安培力，故根据牛顿第二定律可直接求解结果（2）金属棒下滑速度达到稳定时，金属棒所受合外力为零，根据平衡条件求出安培力，然后根据公式p=fv求解（3）结合第（2）问求出回路中的感应电流，然后根据电功率的公式求解解答：解：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律：mgsinmgcos=ma 由式解得a=10（o.60.250.8）m/s2=4m/s2 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为f，棒在沿导轨方向受力平衡mgsin一mgcos一f=0此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻r消耗的电功率：p=fv 由、两式解得 故当金属棒下滑速度达到稳定时，棒的速度大小为10m/s（3）设电路中电流为i，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为bp=i2r由、两式解得：磁场方向垂直导轨平面向上故磁感应强度的大小为0.4t，方向垂直导轨平面向上点评：解这类问题的突破口为正确分析安培力的变化，根据运动状态列方程求解18（普通班做）如图所示，在平面直角坐标系xoy中，第i象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第iv象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，一带正电的粒子从y轴正半轴上的m点以速度v0垂直于y轴射入电场，经偏转电场后到达x轴上的n点，然后射入磁场，最后从y轴负半轴上的p点垂直于y轴射出磁场，已知m点的坐标是（0，h），n点的坐标是（2h，0），不计粒子重力，求：（1）粒子到达n点时的速度v的大小以及v与初速度v0的夹角；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从m点运动到p点的总时