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1. 如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1T.位于纸面内的细直导线,长L=1m,通有I=1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零,则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值是( )
A.T
T
B.
C.1T
D.T[来源:学科网ZXXK]
[解析] 当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零,说明该区域同时存在着另一匀强磁场B2,并且B2与B1的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向,根据矢量合成的三角形定则,可知B2≥B1sin60°=T,选项A错误,本题选B、C、D.
T,所以B2的值不可能为
[答案] BCD
2.质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动.已知两粒子的动量大小相等.下列说法正确的是( )
A.若q1=q2,则它们做圆周运动的半径一定相等
B.若m1=m2,则它们做圆周运动的半径一定相等
C.若q1≠q2,则它们做圆周运动的周期一定不相等
D.若m1≠m2,则它们做圆周运动的周期一定不相等
[解析] 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即qvB=,周期T可相等,D项错误;若q1≠q2,但q1v1=q2v2,周期T也可相等,C项错误.
=,若m1≠m2,但或,因此运动周期T∝=有关,B项错误;带电粒子在磁场中运动的周期T=,已知两粒子动量大小相等,若q1=q2,则r1=r2,A项正确;若m1=m2,r与=,得轨道半径r=
[答案] A
3.如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为( )
A.0
B.2mg
C.4mg
D.6mg
[解析] 设小球自左方摆到最低点时速度为v,则,得T=4mg,故C正确.
,当小球自右方摆到最低点时,v大小不变,洛伦兹力方向发生变化,T-mg-qvB=mmv2=mgL(1-cos60°), 此时qvB-mg=m
[答案] C
4.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比
B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比
D.与磁感应强度成正比
[解析] 粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动有qvB=m,故D选项正确.
=,其等效环形电流I==,周期T=,得R=
[答案] D
5.(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为( )
如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于
A.
B.
C.
D.
[解析]
由左手定则知,粒子做逆时针圆周运动;粒子速度大小相同,故弧长越小,粒子在磁场中运动的时间就越短,过S作OC的垂线SD,如图所示,粒子轨迹过D点时在磁场中运动的时间最短;因磁场中运动的最短时间等于,选项B正确.
,故∠SO′D=60°,由几何关系得,粒子做圆周运动的半径等于SD;由于粒子沿逆时针方向运动,故沿SA方向射入的粒子在磁场中运动的时间最长,由几何关系知,粒子在磁场中运动的轨迹恰为半圆,故粒子在磁场中运动的最长时间为
[答案] B
6.如图甲所示,某空间存在着足够大的匀强磁场,磁场沿水平方向.磁场中有A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上.物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在物块A、B一起运动的过程中,图乙反映的可能是( )
[来源:学+科+网]
A.物块A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系
B.物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C.物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系[来源:Zxxk.Com]
D.物块B对地面压力大小随时间t变化的关系
[解析] 洛伦兹力F=qvB=qBat,所以A错误.物块A对物块B的摩擦力大小f=mAa,所以f随时间t的变化保持不变,B错误.A受的支持力N=mAg+qvB=mAg+qBat,C正确.B受地面的支持力N′=(mA+mB)g+qBat,D正确.
[答案] CD
7.如图,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、o、b在M、N的连线