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文档简介
第十章磁场
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.I可答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卜对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮
擦干净后,冉选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。与在本试卷上尢效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合
题意;选对的得4分,错选或不选的得0分)
1.(2025•福建•高考真题)如图所示,空间中存在两根无限长直导线Li与L2,通有大小相等,方向相反的
电流。导线周围存在M、O、N三点,何与。关于Li对称,。与N关于1_2对称且初始时,M处
的磁感应强度大小为B/,。点磁感应强度大小为历,现保持L】中电流不变,仅将Lz撤去,求"点的磁感应
强度大小()
.-----------♦------------♦一
MON
A.B、—8]B.---C.历-8/D.B/-&
~22
2型]运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,运动方向会发生偏转,这.点对地球上的生命来说有
十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流,称为宇宙射线,在射向地球时,由于地磁场的
存在,改变了带电粒子的运动方向,对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现
有亲自宇宙的一束质子流,以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这束质子在进入地球周围
的空间将()
A.竖直向下沿直线射向地面B.向东偏转
C.向西偏转D.向北偏转
3.某学习小组用图示装置测最磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框
阪,静止时测力计示数为凡e、7•分别为他、w的中点,过c/■的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀
强磁场(图中未画出)。线框中通入大小为人方向沿出口/的电流,再次静止时,6、/仍在水平虚线上,
测力计的示数变为3尸,则磁感应强度大小和方向分别为()
A.—,垂直线框平面向里B.—,垂直线框平面向外
1L1L
4F号,垂直线框平面向外
C.―,垂直线框平面向里D.
/L-J/L
4.用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动。如图乙,在空间存在平行于x轴的匀强
磁场,一束电子以速度%从坐标原点。沿xOy平面射入,%与*轴正方向成。角,其运动轨迹为螺旋线,
该螺旋线轴线平行于X轴,螺距为直径为则()
玻璃泡、、
励磁线圈
A.沿x轴方向螺距盘逐渐增大
B.匀强磁场的方向沿x轴负方向
C.若仅增大入射角度。,直径。将变大
D.若仅增大%,电子沿x轴通过一个螺距—的时间将变短
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题
意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得0分)
5•'恼握|一束Y射线(从底部进入而没有留下痕迹)从充满在气泡室中的液态氢的一个氢原子中打出一
个电子,同时V光子自身转变成一对正、负电子对(分别称为正电子、负电子,二者速度接近),其径迹
如图所示。己知匀强磁场的方向垂直照片平面向里,正、负电子质量相等,则下列说法正确的是()
A.右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹
B.正电子、负电子所受洛伦兹力大小时刻相等
C.分离瞬间,止电子速度大于负电子速度
D.正电子、负电子的动能不断减小,而被打出的电子动能不变
6.如图为地球赤道剖面图,地球半径为上把地面上高度为。区域.内的地磁场视为方向垂直于剖面的匀强
2
磁场(磁场方向垂直纸面向里,图中未画出),•带电粒子以•定速度正对地心射入该磁场区域,轨迹恰
好与地面相切。不计粒子重力,则()
B.轨迹半径为
C.轨迹半径为。R3
D.轨迹半径为
O4
7.如图所示,电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度8=5T,方向垂直于
ab,与导轨平面的夹角a=53。,导轨宽度为L=0.5m,•端与电源连接。•■质量〃2=1kg的金属棒而垂直
于两平行导轨放置并与导轨接触良好,接入导轨间的阻值R=2.5C,帅与导轨间的动摩擦因数〃=0.5(设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力),拉力4为水平向右,"处于静止状态。已知电源电动势石=6V,内阻
r=0.5Q,取g=10m/s:sin370=0.6,则()
A.通过ab的电流大小为2A,方向由a到b
B.,力受到的安培力大小为4N,方向水平向左
C.时受到的最大静摩擦力大小为6.5N
D.4的取值范围为0.5NWKW7.5N
8.七碗境」如图空间中存在沿水平方向且互相垂直的匀强磁场4和匀强电场上,一带电液滴以一定速度沿
斜向上的虚线做直线运动,则液滴()
XXXXX
XXBX,/'XX
A.带负电B.定做匀速直线运动
C.可能做匀减速直线运动D.电势能减小
第n卷(非选择题,共60分)
三、填空题(本题共3小题,共9分)
9.(3分)2024年4月《央视军事》报道,处于世界技术领先的国产电磁炮能在100公里外打穿8厘米厚的
钢板.其简化工作原理图如图所示,两根固定「水平面内的光滑平行金属导轨间距为L,电阻不计,两导轨
之间有磁感应强度大小为B的竖直匀强磁场,电源提供恒定的电流/通过待发射弹体,弹体向右加速能获得
的最大速度为%,则磁场的方向是竖直_____(选填“向上〃或者“向下”),弹体所受安培力的最大功率
为O
10.(3分)如图为应用磁场力输送导电液体的电磁泵模型,泵体用邻棱长分别为%b、将泵体的上下表
面接在电压为U的电源(内阻不计)上,泵体处在垂直于前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为笈,
导电液体的电阻率为P。电磁泵工作时泵体的上表面应接电源的(填”正〃或"负〃)极,导电液体
受到的安培力大小为;为了获得更大抽液高度力,应(填”增大〃或"减小”)的液体电阻
率。
11.(3分汝I图所示为某种质谱仪工作原理示意图,离子从电离室A中的小孔%飘出(初速度不计),经电
压为U的加速电场加速后,通过小孔Sz,从磁场上边界垂直了磁场方向进入磁感应强度为8的匀强磁场中,
运动半个圆周后打在照相底片D上并被吸收形成谱线。照相底片D上有刻线均匀分布的标尺(图中未画出),
可以直接读出离子的比荷,则可以通过______(选填"增大"或"减小")磁感应强度4来增大不同离子形成谱
线之间的间隔,标尺上各刻线对应比荷的值是(选填“均匀〃“不均匀〃或“不是均匀无法确定“)的
iA
四、实验题(本题共2小题,共14分)
12/6分)某学习小组利用神化钱霍尔元件(载流子为电子)测量磁感应强度8,实验原理如图1所示,匀强
磁场垂直于元件的工作面,工作电源为霍尔元件提供霍尔电流乙,。通过1、3测脚时,元件中的载流子受
洛伦兹力而偏转,2、4测脚间将产生霍尔电压
(1)2、4测脚中电势高的是(选填"2〃或"4〃)测脚。
⑵某次实验中,利用螺旋测微器测量元件厚度d(如图2),其读数为mm。
⑶发该元件单位体积中自由电子的个数为〃,元件厚度为",磁感应强度为反电子电荷最为e,则4与'
的关系式为。
13.(8分)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过
以下实验证明:
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应平行于南
北方向,位于小磁针上方,此时从上向下看,小磁针的旋转方向是(填“顺时针”或"逆时针
(2)如图(b)所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会
看到一条亮线,要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是o(填选
项代号)
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加〜磁场,磁场方向沿),轴正方向
C.加一电场,电场方向沿Z轴负方向D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互______(填"排斥"或"吸引〃),
当通以相反方向的电流时,它们相互_________(填“排斥"或"吸引。
五、计算题(本题共3小题,共37分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
14.(10分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角很37。,在导轨
所在平面内分布着磁感应强度8=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电
动势E=3V,内阻/-0.5Q的直流电源。现把一个质量〃?=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好
静止,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与金属导轨接触的两点
间的电阻&=2.5Q,金属导轨电阻不计,g取lOm/s?,己知sin37°=0.60,cos37。=0.80。求:
⑴导体棒受到的安培力;
⑵导体棒受到的摩擦力和导体棒与导轨间的动摩擦因数。
15.(12分)如图所示,空间存在范围足够大的、相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度方向水平向右,
磁感应强度方向垂直纸面向里。建立竖直平面内的直角坐标系xOy,x轴与电场平行。一电荷量为+q、
质量力的微粒从坐标原点出发以与x轴正方向的夹角为45的初速度进入复合场中,恰好做直线运
动,当微粒运动到坐标值为(小。)的P点时,电场方向突然变为竖直向上(强弱不变),粒子继续
运动一段时间后,正好垂直击中y轴上的某点。仅考虑微粒在第一象限内的运动情况,重力加速度为g。
求:
y、xxxx
----------------------D-----------►
XXXX
Xy嬖7/
{45丛XX
Ox
⑴电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
⑶粒子在复合场中的运动时间。
16.(15分)如图所示的平面直角坐标系xOy,在第团象限内有平行于轴的匀强电场,方向沿)轴正方向;
在第国象限内有匀强磁场,方向垂直于xQv平面向内。一质量为机、电荷量为y(<7>0)的粒子、从原点。
以大小为”的速度沿内轴正方向射入,通过磁场后到达),轴上的,(0,-”),点,不计粒子所受的重力。
⑴求匀强磁场的磁感应强度8;
⑵洛该粒子改在),轴上的。点同样以速度%平行于x轴正方向射入电场中,已知电场场强大小
E=际,粒子离开电场时的坐标;
⑶在第(2)问情景下,粒子最后从),轴上N点(图中未画出)离开磁场,求N点的坐标。
第十章磁场
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.I可答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑°如需改动,用橡皮
擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合
题意;选对的得4分,错选或不选的得0分)
1.(2025•福建•高考真题)如图所示,空间中存在两根无限长直导线Li与L2,通有大小相等,方向相反的
电流。导线周围存在M、。、N三点,M与。关于Li对称,。与N关于Lz对称且OM=ON,初始时,M处
的磁感应强度大小为B/,O点磁感应强度大小为反,现保持Li中电流不变,仅将Lz撤去,求"点的磁感应
强度大小()
MON
A.—B.ByC.&-8/D.B/-&
【答案】B
【详解】根据安培定则,两导线在。点处产生的磁感应强度方向相同大小相等,则单个导线在。点处产生
的磁感应强度大小为为=今
根据对称性,两导线在N处的磁感应强度大小应该与M点一样,为8/
根据对称性,L?在/V点处产生的磁感应强度为为=与
由于L2在N点处产生的磁感应强度大于Li在N点处产生的磁感应强度,且方向相反,将L2撤去,N点的磁
感应强度为?■一四
故选Bo
2・%锭运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,运动方向会发生偏转,这一点对地球上的生命来说有
十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流,称为宇宙射线,在射向地球时,止于地磁场的
存在,改变了带电粒子的运动方向,对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现
有来自宇宙的一束质子流,以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这束质子在进入地球周围
的空间将()
二
宇
宙
射
线
A.竖直向下沿直线射向地面B.向东偏转
C.向西偏转D.向北偏转
【答案】B
【详解】质子流的方向从上而下射向地球表面,地磁场方向在赤道的上空从南指向北,根据左手定则,洛
伦兹力的方向向东,所以质子向东偏转。故B正确,ACD错误。
故选B。
3.某学习小组用图示装置测量磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框
abc,静止时测力计示数为几分别为"、好的中点,过的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀
强磁场(图中未画出)。线框中通入大小为/、方向沿时s的电流,再次静止时,e、/仍在水平虚线上,
测力计的示数变为3忆则磁感应强度大小和方向分别为()
A.垂直线框平面向里B.%,垂直线框平面向外
/L/L
4F4F
C.答,垂直线框平面向里D.9,垂直线框平面向外
1L/L
【答案】D
【详解】由题意可知,金属线框的重力为6=尸
放入磁场后,根据平衡条件可得3/=G+以
可得安培力大小为反=2F
方向竖直向下,乂以=8〃
其中/=亨
4F
解得8=万
根据左手定则可知,磁场方向为垂直线框平面向外。
故选Do
4.用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动。如图乙,在空间存在平行于x轴的匀强
磁场,一束电子以速度%从坐标原点。沿xOy平面射入,%与工轴正方向成。角,其运动轨迹为螺旋线,
该螺旋线轴线平行于x轴,螺距为Ar,直径为。。则()
■-一,
■1
甲
A.沿x轴方向螺距Ar逐渐增大
B.匀强磁场的方向沿,l轴负方向
C.若仅增大入射角度。,直径。将变大
D.若仅增大%,电子沿x轴道过一个螺距曲的时间将变短
【答案】C
【详解】AB.将电子的初速度沿工轴及),轴方向分解,沿工方向速度与磁场方向平行,做匀速直线运动且
加沿y轴方向速度与磁场方向垂直,洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,由7=*=*
可知周期不变,则沿x轴方向螺距以不变,由左手定则可知,磁场方向沿x轴正方向,故AB错误;
C.根据题意,由洛伦兹力提供向心力有及8=对
R
又有》=%sina
解得。=2A=2〃2%sma
eB
所以若仅增大入射角度。,则直径。将变大,故C正确;
D.根据上述分析可知,电子沿X轴通过•个螺距©的时间为做圆周运动的•个周期,由7=型="可
veB
知,若仅增大%,电子沿x轴通过一个螺距Ar的时间不变,故D错误。
故选C<,
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题
意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得0分)
5・'添型j一束V射线(从底部进入而没有留下痕迹)从充满在气泡室中的液态氢的一个氢原子中打出一
个电子,同时V光子自身转变成一对正、负电子对(分别称为正电子、负电子,二者速度接近),其径迹
如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向里,正、负电子质量相等,则下列说法正确的是()
A.右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹
B.正电子、负电子所受洛伦兹力大小时刻相等
C.分离瞬间,正电子速度大于负电子速度
D.正电子、负电子的动能不断减小,而被打出的电子动能不变
【答案】AC
【详解】A.匀强磁场的方向垂直照片平面向里,根据粒子运动轨迹结合左手定则可知,左侧螺旋轨迹为正
电子运动的轨迹,右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹,故A正确;
B.正电了、负电了所受洛伦兹力大小为。=小心
正电子、负电子的速度大小不是时刻相等,则正电子、负电子所受洛伦兹力大小不是时刻相等,故B错误;
C.根据洛伦兹力提供向心力有6出=〃?匕
r
解得「二胃
eB
根据运动轨迹可知正电子与负电子分离瞬间,左侧正电子的轨迹半径大于右侧负电子的轨迹半径,故分离
瞬间,正电子速度大于负电子速度,故C正确;
D.正、负电子在气泡室运动时,根据轨迹可知运动的轨迹半径逐渐减小,则速度逐渐减小,动能逐渐减小,
被打出的电子,在气泡室中克服阻力做功,动能也逐渐减小,故D错误。
故选AC.
6.如图为地球赤道剖面图,地球半径为上把地面上高度为四区域内的地磁场视为方向垂直于剖面的匀强
2
磁场(磁场方向垂直纸面向里,图中未画出),一带电粒子以一定速度正对地心射入该磁场区域,轨迹恰
好与地面相切。不计粒子重力,则()
入射方向…
粒子轨迹
A.粒子带负电荷B.轨迹半径为《衣
C.轨迹半径为15尺D.轨迹半径为3;K
84
【答案】AC
【详解】A.粒子向下偏转,根据左手定则可知粒子带负电荷,故A正确:
BCD.如图所示
解得〃=>,故C正确,BD错误。
O
故选ACo
7.如图所示,电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度8=5T,方向垂直于
ab,与导轨平面的夹角a=53。,导轨宽度为L=0.5m,一端与电源连接。一质量=1kg的金属棒〃力垂直
于两平行导轨放置并与导轨接触良好,接入导轨间的阻值R=2.5C,c活与导轨间的动摩擦因数〃=0.5(设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力),拉力耳为水平向右,时处于静止状态。已知电源电动势E=6V,内阻
r=0.5Q,取g=10m/s2,sin37°=0.6,则()
A.通过外的电流大小为2A,方向由。到人
B.受到的安培力大小为4N,方向水平向左
C.ab受到的最大静摩擦力大小为6.5N
D.鸟的取值范围为0.5NW?;K7.5N
【答案】AD
【详解】A.通过时的电流大小为/=f-=2A
R+r
由图可知电流方向为〃到儿故A正确;
B.,活受到的安培力为尸=4〃=5N
方向垂宜金属棒和磁场指向左上方,故B错误;
C.对外受力分析,如图甲、乙所示
最大静摩擦力Zn=〃(〃?g-Pcosa)=3.5N
故C错误;
D.当最大静摩擦力方向向右(图甲)时K=尸sina-工”=0.5N
当最大静摩擦力方向向左(图乙)时耳=Fsina+4=7.5N
所以"的取值范围为0.5N<FT<7.5N
故D正确。
故选ADo
8.如图空间中存在沿水平方向且互相垂直的匀强磁场3和匀强电场上,一带电液滴以一定速度沿
斜向上的虚线做直线运动,则液滴()
XXXXX
■»
XXBX//XX
-----二-----»E
A.带负电B.一定做匀速直线运动
C.可能做匀减速直线运动D.电势能减小
【答案】BD
【详解】ABC.带电液滴以一定速度沿斜向上的虚线做直线运动,由于洛伦兹力会随速度变化而变化,所以
带电液滴一定做匀速直线运动,则油滴的受力如图所示
由于电场力与电场方向相同,所以液滴带正电,故B正确,AC错误;
D.由于电场力对带电液滴做正功,可知带电液滴的电势能减小,故D正确。
故选BDo
第n卷(非选择题,共60分)
三、填空题(本题共3小题,共9分)
9.(3分)2024年4月《央视军事》报道,处于世界技术领先的国产电磁炮能在100公里外打穿8厘米厚的
钢板。其简化工作原理图如图所示,两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为心甩阻不计,两导轨
之间有磁感应强度大小为8的竖直匀强磁场,电源提供恒定的电流/通过待发射弹体,弹体向右加速能获得
的最大速度为q,则磁场的方向是竖直(选填"向上〃或者“向下〃),弹体所受安培力的最大功率
为。
【答案】向下BILvm
【详解】⑴炮弹在安培力的作用下向右加速度运动,则安培力方向向右,且已知电流的方向,根据左手定
则可知,磁场的方向是竖直向下的;
⑵安培力为F=BIL
当速度达到最大速度为%时,最大功率为Pm=%=BILvm
10.(3分)如图为应用磁场力输送导电液体的电磁泵模型,泵体用邻棱长分别为。、b、将泵体的上卜.表
面接在电压为U的电源(内阻不计)上,泵体处在垂直于前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为3,
导电液体的电阻率为电磁泵工作时泵体的上表面应接电源的(填“正〃或"负”)极,导电液体
受到的安培力大小为:为了获得更大抽液高度〃,应_________(填"增大"或"减小”)的液体电阻
率。
【答案】负也"减小
【详解】[1]由图可知,导电液体受向左的安培力,由左手定则可知,电流方向由下到上,则电磁泵工作时
泵体的上表面应接电源的负极;
⑵根据电阻定律可知泵体的电阻为
氏二哈
则电流为
UabU
Rpc
导电液体受到的安培力大小为
F=B八喇里
⑶为了获得更大抽液高度人应增大导电液体受到的安培力大小,可减小的液体电阻率。
11.(3分)如图所示为某种质谱仪工作原理示意图,离子从电离室A中的小孔Si飘出(初速度不计),经电
压为U的加速电场加速后,通过小孔S2,从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为8的匀强磁场中,
运动半个圆周后打在照相底片D上并被吸收形成谱线。照相底片D上有刻线均匀分布的标尺(图中未画出),
可以直接读出离子的比荷,则可以通过_____(选填“增大〃或“减小”)磁感应强度3来增大不同离子形成谱
线之间的间隔,标尺上各刻线对应比荷的值是(选填"均匀”"不均匀”或“不是均匀无法确定〃)的
JJ彳|
IIJIU泡
•・♦♦■A
9ir\•・@:・・・t・,s;
【答案】减小不均匀
【详解】[1]离子在电场中加速时,根据动能定理可得
解得V=
在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得外3=用L
联立解得r=4
谱线之间的间隔为△,=2分
则可以通过减小磁感应强度8来幽大不同离子形成谱线之间的间隔。
2
⑵标尺上各刻线到小孔S2的距禽为d=2r=百
可知”与比荷是非线性关系,所以标尺上各刻线对应比荷的值是不均匀的。
四、实验题(本题共2小题,共14分)
12.16分)某学习小组利用碎化钱霍尔元件(载流子为电子)测量磁感应强度从实验原理如图1所示,匀强
磁场垂直于元件的工作面,工作电源为霍尔元件提供霍尔电流。通过1、3测脚时,元件中的载流子受
⑴2、4测脚中电势高的是(选填"2〃或"4")测脚。
⑵某次实验中,利用螺旋测微器测量元件厚度d(如图2),其读数为mm。
⑶设该元件单位体积中自由电子的个数为〃,元件厚度为4磁感应强度为以电子电荷量为e,则4与。
的美系式为0
【答案】⑴2
(2)1.900
nea
【详解】(1)因为霍尔元件的载流子是电子,所以在霍尔元件中是电子的定向移动形成了电流,根据左手
定则可知,电子受到的洛伦兹力指向"4〃测脚方向,所以"4〃测脚的电势低,“2〃测脚的电势高。
(2)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图M知元件厚度为
d=1.5mm+40.0x0.01mm=1.900mm
(3)霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力,有
evB=eE
电流微观表达式为
=neSv
设霍尔元件的宽度为/,霍尔元件的电压为
4=EI
霍尔元件的截面面积为
S=ld
联立解得
13.[8分)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互.作用,此现象可通过
以下实验证明:
(C)
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应平行于南
北方向,位于小磁针上方,此时从上向下看,小磁针的旋转方向是(填“顺时针〃或“逆时针”)。
(2)如图(b)所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会
看到一条亮线,要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是。(填选
项代号)
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿),轴止方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
(3)如图(c)所示,两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,它们相互______(填"排斥"或"吸引"),
当通以相反方向的电流时,它们相互_________(填"排斥〃或〃吸引”)o
【答案】逆时针B吸引排斥
【详解】(1)口]根据右手螺旋定则可知,通电导线在小磁针所在处产生的磁场的方向垂直纸面向里,所以
小磁针N极应向里转动,故从上向下看,小磁针的旋转方向是逆时针方向。
(2)[2]AB.电子向z轴负方向偏转,说明受到沿z轴负方向的作用力,根据左手定则可知,需要加一沿y
轴正方向的磁场,故A错误,B正确;
C.若加一沿z轴负方向的电场,电子将受到沿z轴正方向的电场力,电子将向z轴正方向偏转,故C错误;
D.加一沿y轴正方向电场,电子将受到沿y轴负方向的电场力,电子将向y轴负方向偏转,故D错误。
故选Be
(3)⑶根据右手螺旋定则可知,左侧导线在右侧导线处产生的磁感应强度的方向垂直纸面向外,根据左手
定则可知,右侧导线所受安培力的方向水平向左;同理右侧导线在左侧导线所在处产生的磁感应强度的方
向垂宜纸面向里,左侧导线所受安培力的方向水平向右,所以两条平行直导线,当通以相同方向的电流时,
它们相互吸引;
⑷同理可知,若两条平行直导线,当通以相反方向的电流时,右侧导线所受安培力的方向水平向右,左侧
导线所受安培力的方向水平向左,故两导线相互排斥。
五、计算题(本题共3小题,共37分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
14.(10分)如图所示,两平行金属导轨间的距离小0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角作37。,在导轨
所在平面内分布着磁感应强度8=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电
动势E=3V,内阻r=0.5C的直流电源。现把一个质量〃?=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好
静止,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导体棒与金属导轨接触的两点
间的电阻凡=2.5Q,金属导轨电阻不计,g取lOm/s:已知sin37。=0.60,cos37°=0.80c求:
⑴导体棒受到的安培力;
⑵导体棒受到的摩擦力和导体棒与导轨间的动摩擦因数。
【答案】⑴0.20N,沿导轨向上
(2)0.1N,沿导轨平面向上;0.25
E
【详解】(1)根据闭合电路的欧姆定律,有/=7~二=从
导体棒受到的安培力G=〃B=O20N
根据左手定则,方向沿导轨向上;
(2)导体棒重力沿导轨分解得mgsin37°=0.3N>F安
根据平衡条件mgsin37。=f+F安
代人数据得f=0.1N
方
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