A．直导线中电流方向垂直纸面向里 B．d点的磁感应强度为0
C．a点的磁感应强度为2T，方向向右 D．b点的磁感应强度为
T，方向斜向下，与B成45角
0
12．质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离S后停了下来，设此过程中，q不变，则 （ ）
A．S>
2v0 B．S<
2?gC．t＞
mv0mv0 D．t＜
?(mg?qv0B)?(mg?qv0B)二．填空题：（每空3分，共18分）
13．磁场对放入其中的长为L、电流强度为I、方向与磁场垂直的通电导线有力F的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质，磁感应强度的大小B＝___________，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量还有___________等。
14．在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f＝___________，该段导线所受的安培力为F＝___________。
15．边长为a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA：vC=____；所经历的时间之比tA：tB=____。
三、计算题：（共三个大题，第16题10分，第17题12分，第18题12分）
16．如图所示，AB为一段光滑绝缘水平轨道，BCD为一段光滑的圆弧轨道，半径为R，今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球，以速度v0从A点向B点运动，后又沿弧BC做圆周运动，到C点后由于v0较小，故难运动到最高点．如果当其运动至C点时，忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点此时轨道弹力为0，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：
（1）匀强电场的方向和强度； （2）磁场的方向和磁感应强度．
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17．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图10所示，离子源S产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得，它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I.
请回答下列问题:
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少？ (2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大？
qB22(3)试证明这种离子的质量为m?a.
8U
18．以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．
（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离． （2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，试证明： 直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是
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《磁场》（二）
一、选择题
1.指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南
针转向图中实线所示位置．据此可能是（ ） A.导线南北放置，通有向北的电流 B.导线南北放置，通有向南的电流 C.导线东西放置，通有向西的电流 D.导线东西放置，通有向东的电流
2.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，
分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核
4（31H）和α粒子（2He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动
B 能的大小，有（ ）
A.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
3.如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则（ ）
A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势 B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
4.如图，空间有垂直于xoy平面的匀强磁场.t=0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向.A点坐标为(?a I b ~ R，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响，则（ ） 2y A v0 (-R/2,0) O ①电子经过y轴时，速度大小仍为v0 ②电子在t??R6v0时，第一次经过y轴
x ③电子第一次经过y轴的坐标为(0，
2?3R) 22?3R) 2④电子第一次经过y轴的坐标为(0，?以上说法正确的是
A.①③ B.①④ C.①②③ D.①②④
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5.如图所示，在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B，电场方向竖直向下，有质量分别为m1、m2的a、b两带负电的微粒，a的电量为q1，恰能静止于场中空间的c点，b的电量为q2，在过c点的竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，在c点a、b相碰并粘在一起后做匀速圆周运动，则（ ） A.a、b粘在一起后在竖直平面内以速率B(q1?q2)r做匀速圆周运动
m1?m2 B.a、b粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动 C.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径大于r的匀速圆周运动 D.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径为q2r的匀速圆周运动
q1?q2E B c 6.一个带电粒处于垂直于匀强磁场方向的平面内，在磁场力的作用下做圆周运动.要想确定带电粒子的电荷量与质量之比，则只需要知道（ ）
A.运动速度v和磁感应强度B B.轨道半径R和磁感应强度B C.轨道半径R和运动速度v D.磁感应强度B和运动周期T 二、非选择题
7.把长L＝0.15m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10-2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I＝2.0A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝ N，安培力的方向为竖直向 .（选填“上”或“下”）
8.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向______的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A受到的安培力方向水平______.
9.在同时存在匀强电场合匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿z轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g.问：一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否在坐标轴（x、y、z）上以速度v做匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满足怎样的关系？若不能，说明理由.
10.正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提
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x
O y z I B A I
L
I B + 供全新的手段.
（１）PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示.质子质量为m，电荷量为q.设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t（其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数于回旋半周的次数相同，加速质子时的电压大小可视为不变.求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U.
（２）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）.
11.图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l ，不计重力，求此粒子的电荷e与质量m之比.
M P l B
v O N d 高频电源 S 导向板
B 12.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×1025kg、电荷量为q=1.6×1018C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的
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初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.
13.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个电子源，它向垂直磁场的各个方向等速率发射电子，已知电子质量为m，电量为e，垂直于磁感线的同一平面内的S、P两点间距离为L.
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