7.如图甲所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是[2007年高考·天津理综卷](　)

A.，正电荷　　B.，正电荷

C.，负电荷　 D.，负电荷

解析：设粒子在磁场中向右偏转，

由左手定则知它带负电，其运动轨迹如图乙所示，由几何关系可得：

R+Rsin θ＝a

又因为R＝

所以＝.

答案：C

6.如图甲所示，长方形abcd的长ad＝0.6 m，宽ab＝0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B＝0.25 T.一群不计重力、质量m＝3×10^－7 kg、电荷量q＝+2×10^－3 C的带电粒子以速度v＝5×10² m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域[2007年高考·四川理综卷](　)

A.从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边

B.从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边

C.从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边

D.从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边

解析：

由左手定则可知粒子射入后向上偏转，轨迹半径R＝＝0.3 m.若整个矩形区域都有磁场，则从O点射入的粒子必从b点射出如图乙中的轨迹1，而在题给磁场中粒子的运动轨迹则如图乙中的2，射出点必落在be边上，所以A、B、C均错，选项D正确.

答案：D

5.1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D₁、D₂构成，其间留有空隙.下列说法正确的是[2008年高考·广东物理卷](　)

A.离子由加速器的中心附近进入加速器

B.离子由加速器的边缘进入加速器

C.离子从磁场中获得能量

D.离子从电场中获得能量

解析：回旋加速器的两个D形盒间隙分布周期性变化的电场，不断地给带电粒子加速使其获得能量；而D形盒处分布匀强磁场，具有一定速度的带电粒子在D形盒内受到洛伦兹力提供的向心力而做匀速圆周运动；洛伦兹力不做功不能使离子获得能量；选项C错误；离子源在回旋加速器的中心附近.所以选项A、D正确.

答案：AD

4.图示为一“滤速器”装置的示意图.a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出.不计重力作用.可能达到上述目的的办法是[2006年高考·全国理综卷Ⅰ](　)

A.使a板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里

B.使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里

C.使a板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外

D.使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外

解析：要使电子能沿直线通过复合场，电子所受电场力与洛伦兹力必是一对平衡力.由左手定则及电场的相关知识可知，选项A、D正确.

答案：AD

3.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F₁，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F₂.则此时b受到的磁场力大小变为[2000年高考·上海物理卷](　)

A.F₂　 B.F₁－F₂

C.F₁+F₂　 D.2F₁－F₂

解析：根据安培定则和左手定则，可以判定a导线受b中电流形成的磁场的作用力F₁的方向向左，同理b受a磁场的作用力大小也是F₁，方向向右.新加入的磁场无论什么方向，a、b受到的这个磁场的作用力F总是大小相等、方向相反. 如果F与F₁方向相同，则两导线受到的力大小都是F+F₁，若F与F₁方向相反，a、b受到的力的大小都是|F－F₁|.因此，当再加上磁场时，若a受的磁场力大小是F₂，则b受的磁场力大小也是F₂.选项A正确.

答案：A

2.图示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是[2002年高考·上海物理卷　 ](　)

A.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极

B.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极

C.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极

D.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极

解析：由安培定则知电磁铁的上端为S极，下端为N极，又由小磁铁被吸下，故知小磁铁的下端为N极.

答案：D

1.取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为[2007年高考·上海物理卷](　)

　　　甲　　　　　　乙

A.0　　B.0.5B　　C.B　　D.2B

解析：本题应将螺线管看成是由两股电流相反的导线绕制而成，所产生的磁场相互抵消，合磁场为零.

答案：A

13.(14分)如图所示，把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上，桌子高H＝0.8 m，导轨间距l＝0.2 m；在导轨水平部分区域有磁感应强度B＝0.1 T、方向竖直向下的匀强磁场.弧形金属导轨的一端接有电阻R＝1 Ω、质量m＝0.2 kg的金属杆ab由静止开始从距桌面m＝0.2 m高处开始下滑，最后落到距桌子水平距离s＝0.4 m处，金属杆及导轨电阻不计，试求：

(1)金属杆进入导轨水平部分瞬间产生的感应电流的大小和方向.

(2)金属杆滑出导轨瞬间感应电动势的大小.

(3)整个过程中电阻R放出的热量.

解析：(1)ab棒进入水平部分的瞬间，ab的速率为v，由机械能守恒定律有：mgh＝mv²，得：v＝

此时感应电动势E＝Blv＝Bl＝0.04 V

I＝＝ A＝0.04 A，方向由a→b.

(2)滑出导轨后做平抛运动，平抛初速度为v′

s＝v′，v′＝＝ m/s＝1 m/s

此时E′＝Blv′＝0.1×0.2×1 V＝0.02 V.

(3)整个过程中电阻R放出的热量：

Q＝mgh－mv′²＝0.3 J.

答案：(1)0.04 A，方向由a→b　(2)0.02 V

(3)0.3 J

12.(13分)图示为实验室中模拟磁悬浮列车的实验装置(图甲)及原理示意图(图乙)，实验车的底面固定一矩形金属框，在轨道区域内存在垂直于金属框的磁场，磁场的分布如图乙所示，相邻两个区域的磁场方向相反，每个同向区域的宽度相等，均等于金属框沿导轨方向的边长l₁，金属框垂直于导轨的边长l₂＝0.20 m，总电阻R＝1.6 Ω，实验车与线框的总质量m＝2.0 kg，磁感应强度B₁＝B₂＝B＝1.0 T.当磁场以速度v₀＝10 m/s沿导轨方向匀速运动时，思考并回答下列问题：

(1)设t＝0时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向.

(2)已知磁悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f₁＝0.20 N，求实验车的最大速率v_m.

解析：(1)由题图可知，金属框两垂直于导轨的边会同时在不同方向的两磁场中切割磁感线，故线框的总电动势为：

E＝2Bl₂v₀

可得：E＝4 V

两垂直边导线所受的安培力之和为：

F＝2B··l₂＝1 N

方向沿磁场运动的方向.

(2)设实验车所能达到的最大速度为v_m，此时的感应电动势为：

E′＝2Bl₂(v₀－v_m)

金属框受到的安培力为：

F′＝2B··l₂

由平衡条件：＝f₁

解得：v_m＝8 m/s.

答案：(1)1 N，方向沿磁场运动的方向　(2)8 m/s

11.(13分)如图甲所示，两根光滑的平行金属导轨PQ和MN相距d＝0.5 m，它们与水平方向的夹角为37°(已知sin 37°＝0.6)，导轨的上端与阻值R＝4 Ω的电阻相连，导轨上放有一根金属棒，金属棒的质量m＝0.2 kg，电阻r＝2 Ω.整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.2 T.金属棒在方向沿导轨向上的恒力F作用下由静止开始沿导轨向上运动，电阻R消耗的最大电功率P＝1 W.(取g＝10 m/s²)求：

(1)恒力F的大小.

(2)恒力做功的最大功率.

解析：(1)当感应电动势为E时，回路中的总电功率为：

P＝

此时R上的电功率P_R＝()²R

故回路中最大的电功率P_m＝P·＝ W

因为E_m＝＝3 V

又E_m＝Bdv_mcos 37°

可得：金属棒滑行的最大速度v_m＝6.25 m/s

金属棒达到最大速度时，受力情况如图乙所示.由平衡条件得：

F＝mgsin α+F_安cos α

其中F_安＝

解得：F＝1.44 N.

(2)当金属棒达到最大速度时，恒力做功的功率最大且为：P_F＝F·v_m＝9 W.

答案：(1)1.44 N　(2)9 W