万考题-全国中小学题库

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1．如图所示，在半径为a(大小未知)的圆柱空间中(图中圆为其横截面)，固定放置一绝缘材料制成的边长为L的弹性等边三角形框架DEF，其中心O位于圆柱的轴线上。在三角形框架DEF与圆柱之间的空间中，充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里。在EF边上的中点S处有一发射带电粒子的粒子加速器，粒子发射的方向均在纸面内且垂直于EF边并指向磁场区域。发射出的粒子的电荷量均为q(q>0) ，质量均为m，速度大小均为v= $\text{[math]}$ ，若粒子与三角形框架的碰撞过程均没有动能损失，且粒子在碰撞过程中所带的电荷量不变(不计带电粒子的重力及粒子之间的相互作用)。

为使初速度为零的粒子速度增加到v= $\text{[math]}$ ，在粒子加速器中，需要的加速电压为多大？

求带电粒子在匀强磁场区域做匀速圆周运动的半径。

若满足：从S点发射出的粒子都能再次返回S点，则匀强磁场区域的边界圆的半径a至少为多大？

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2．如图所示，用绝缘丝线悬挂着的环形导体(可视为不会发生形变)，位于与其所在平面垂直且向右的匀强磁场中，若环形导体通有如图所示方向的电流I，试判断环形导体的运动情况。

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3．如图所示，在xOy坐标系的0≤y≤d的区域内分布着沿y轴正方向的匀强电场，在d≤y≤2d的区域内分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的分界线，ab 为磁场的上边界。现从原点O沿x轴正方向发射出速率为v₀、比荷为k的带正电粒子，粒子的运动轨迹恰与ab相切并返回电场。已知电场强度E= $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。求：

粒子从O点出发，第一次穿过MN时的速度大小和水平位移的大小；

磁场的磁感应强度B的大小。

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4．如图，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一个带电小球，整个装置以一定的速度沿垂直于磁场方向进入方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出，下列说法中正确的是（）

A: 该过程中由水平速度产生的洛伦兹力不做功

B: 小球的运动轨迹是一条直线

C: 从能量转化角度看，小球机械能的增加是因为洛伦兹力做功

D: 小球在竖直方向做匀加速运动

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5．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a₁b₁固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的S极位于两导轨的正上方，N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

在图中画出连线，完成实验电路；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动。

为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A、适当减小两导轨间的距离
B、换一根更长的金属棒
C、适当增大金属棒中的电流
其中正确的是(填入正确选项前的字母)。

根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了 (填入正确选项前的字母)。

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6．如图所示，边长为2L的正方形abcd区域(含边界)内存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，平行金属板MN、PQ间有匀强电场(图中未画出)，MN与ad边的左半部分重合，两板左端M、P在ab边上，金属板长度及板间距均为L。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿两金属板的中线SO射入，恰好做直线运动，最后恰好不能从ed边射出磁场。不计粒子受到的重力。

求粒子从S点射人时的速度大小；

求金属板间匀强电场的电场强度；

若撤去两金属板间的磁场，其他位置的磁场不变，使两金属板间的电场方向与原来相反，电场强度大小不变，求粒子离开磁场时的位置和射出方向。

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7．如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则( )

A: 该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同

B: 该线圈的磁通量为BL²

C: a导线受到的安培力方向向下

D: 线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动

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8．回旋加速．器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图甲所示：D₁和D₂是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，两个D形盒接在如图乙所示的电压为U、周期为T的交流电源上，D形盒两直径之间的区域只有电场，交流电源用来提供加速电场。位于D₁的圆心处的质子源A在t=0时产生的质子(初速度可以忽略)在两盒之间被电压为U的电场加速，第一次加速后进入D形盒D₂ ，在D形盒的磁场中运动，运动半周时交流电源电压刚好改变方向对质子继续进行加速，已知质子质量为m、带电荷量为q。半圆形D形盒所在空间只有磁场，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，当质子被加速到最大速度后，沿D形盒边缘运动半周再将它们引出，质子的重力不计，求：

质子第一次被电场加速后进入磁场的轨道半径多大；

质子在磁场中运动的时间。

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9．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带负电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )

A: 向上

B: 向下

C: 向左

D: 向右

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10．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间的实线区域，虚线所在空间无电场。带电粒子(不计重力)从P₀处由静止开始沿电场线方向进人加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场区域，做匀速圆周运动。P₁、P₂、P₃为粒子第一次、第二次、第三次经无场区进入匀强磁场时的位置。对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( )

A: 加速电场方向不需要做周期性的变化

B: 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关

C: P₁P₂=P₂P₃

D:

难度：困难题型:常考题来源：选择性必修二第一章第4节综合拔高练五年高考练【xm】

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