专题03 磁场【考题猜想】-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（沪科版2020）

专题03 磁场 安培力的概念 1．（2023春•虹口区校级期末）如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为。恒流源（电源未画出）的两端与顶点、相连，线框通过从点流入点流出的恒定电流。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则　　 A．图示位置正方形线框受到安培力为 B．转过时，线框平行磁场不受安培力作用 C．转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小 D．转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化 2．（2023秋•黄浦区校级期末）把一根通电的硬直导线放在磁场中，导线中的电流方向由到，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先顺时针转动，转过一个小角度后，接着边转动边向下移动，则虚线框内的场源可能是　　 A．B． C．D． 3．（2023秋•长宁区校级期末）如图所示，一条形磁铁放于水平地面上，在其极正上方有一与它垂直放置的导线，当导线中通以电流后与原来相比，磁铁受到地面的支持力将 　 　（填“增大”、“不变”或“减小” ，受到地面的摩擦力方向 　 　。 4．（2023秋•浦东新区校级期末）如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中。 （1）当金属棒在导轨上静止时，求金属棒受到的安培力大小以及此时滑动变阻器接入电路中的阻值； （2）若金属棒以的加速度沿轨道下滑，求滑动变阻器接入电路中的阻值。（忽略运动切割磁感线产生的感应电动势） 5．（2023秋•嘉定区校级期末）（1）磁场对通电导体有力的作用，这种力被称为安培力如图1所示，匀强磁场的方向斜向上，与水平方向成角。、、连线构成一个等边三角形，、是两段长度为的导线，连线与磁场方向垂直。给导线通以电流，则导线受到的安培力大小为 　　。 ． ． ．0 ． （2）水平面上有电阻不计的形导轨，它们之间的宽度为，和之间接入电动势为的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为、电阻为的金属棒，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为且指向右上方，如图2所示，问： 当棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？ 若的大小和方向均能改变，则要使棒所受支持力为零，的大小至少为多少？此时的方向如何？ 左手定则判断安培力的方向 6．（2022春•徐汇区校级期末）如图所示，一条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由极的上端平移到极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示．则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）　　 A．为零 B．方向由向左变为向右 C．方向保持不变 D．方向由向右变为向左 7．（2022秋•嘉定区校级期末）如图所示，是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关接通后，导线所受磁场力的方向是　　 A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 两根通电导线之间的作用力 8．（2022秋•闵行区校级期末）把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当电键接通后，将看到的现象是：　　 A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 9．（2023秋•长宁区校级期末）如图所示，两根通电长直导线和，的电流方向垂直纸面向外，的电流方向垂直纸面向里，周围的同心圆表示中电流的磁场分布。请在图中标出①导线周围产生的磁场方向；②导线所受安培力的方向。 安培力的计算公式及简单应用 10．（2022秋•长宁区期末）如图所示，将长为的直导线折成边长相等、夹角为的“”形，并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为的匀强磁场中。若“”形导线所受的安培力大小为，则该直导线中通过的电流大小为　　 A． B． C． D． 11．（2023秋•徐汇区校级期末）等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，置于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与电源两端相接。已知导体棒受到的安培力大小为，则另一支路受到的安培力的大小为 　　，整个回路受到的安培力大小为 　　。 电磁炮 12．（2022秋•浦东新区校级期末）如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成，当电源接通后，磁场对流过炮弹电流产生力的作用，使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是　　 A． B． C． D． 13．（2022秋•黄浦区期末）电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则　　 A．可减小导轨回路中的电流来提高抛射体的发射速度 B．两轨道间磁场的方向垂直轨道平面向上 C．改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D．抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 磁电式电流表 14．（2023春•上海月考）磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是　　 A．电表里面是匀强磁场 B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用 C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大 D．改变电流方向，指针偏转方向不变 15．（2024•松江区校级三模）图是磁电式电表内部结构示意图，该电表利用的物理原理是 　 　，写出一条能提高该电表的灵敏度措施是：　 　。 洛伦兹力的概念 16．（2022秋•浦东新区校级期末）如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，有一质量为、电荷量为的绝缘小球由长度为的绝缘细绳与悬点相连，将小球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，不计空气阻力，且整个过程中洛伦兹力小于重力沿绳方向的分力，下列说法正确的是 A．小球摆动的周期满足 B．小球摆动的周期满足 C．小球摆动的周期满足 D．小球从右向左运动的时间比从左向右运动的时间短 17．（2022秋•嘉定区校级期末）两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为，电量之比为，则两带电粒子受洛伦兹力之比为　　 A． B． C． D． 左手定则判断洛伦兹力的方向 18．（2023秋•黄浦区校级期末）一电子进入如右图所示的匀强磁场，在某一时刻电子的速度正好是竖直向上，则电子在此时所受洛伦兹力的方向是　　 A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内 19．（2022秋•嘉定区校级期末）下列各图中标出了磁场和正电荷运动速度的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是　　 A．B． C．D． 20．（2022秋•浦东新区校级期末）电子以速度垂直进入匀强磁场，磁场方向如图所示，此时所受洛伦兹力的方向为　　 A．向下 B．向上 C．向里 D．向外 21．（2024•浦东新区校级模拟）自然界只存在四种基本的力（或称相互作用），其他的力都是这四种力的不同表现，这四种力是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。 （1）氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在若万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是 　 　。 核力、万有引力、库仑力 万有引力、库仑力、核力 库仑力、万有引力、核力 核力、库仑力、万有引力 （2）水平桌面上一条形磁体的上方，有一根通电直导线由极的上端平行于桌面移到极上端的过程中，磁体始终保持静止，导线始终保持与磁体垂直，电流方向如图1所示。则在这个过程中，磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力 　　 。 摩擦力始终为零，弹力大于磁体重力 摩擦力始终不为零，弹力大于磁体重力 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁体重力摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁体重力 （3）如图2为某自动控制仪器中固定在光滑水平面上的金属块，通过原长为的绝缘弹簧与金属滑块连接，它们带等量同种电荷，弹簧伸长量为。若、电荷量均减少一半，弹簧伸长量变为，滑块可以看成质点，则有 　　。 （4）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为 　　。 （5）两个带正电的粒子，以相同大小的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知它们的质量之比为、带电荷量之比为。不计粒子重力和粒子之间的相互作用，则粒子做圆周运动的周期之比为　　，加速度大小之比为　　。 22．（2023秋•嘉定区校级期末）如图所示，洛伦兹力演示仪可通过改变出射电子速度或磁感应强度来观察电子做圆周运动的半径的变化。 （1）图（b）中通同方向稳恒电流后，励磁线圈能够在两线圈之间产生与两线圈中心的连线平行的匀强磁场。电子沿如上图（c）中所示方向进入磁场，在磁场内沿顺时针做圆周运动。图（c）中磁场方向和励磁线圈中电流方向分别是 　　。 垂直纸面向外、顺时针 垂直纸面向里、顺时针 垂直纸面向外、逆时针 垂直纸面向里、逆时针 （2）若增大电子枪的加速电压，其它条件不变， ①则电子在磁场中做圆周运动的半径 　　； ②周期 　　（均选涂：（A）增大（B）减小（C）不变）。 （3）用国际基本单位表示磁感应强度单位： 　　。 （4）（简答）已知玻璃泡内磁场的磁感应强度大小与励磁线圈中的电流成正比，试分析说明，可如何调节洛伦兹力演示仪，以减小电子做圆周运动的半径。 带电粒子在直线边界磁场中的运动 23．（2023春•上海月考）如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。大量质量为、电量为的相同粒子从轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直轴离开磁场。不计粒子的重力。则下列结论正确的是　　 A．粒子一定带负电 B．当时，粒子也垂直轴离开磁场 C．粒子做圆周运动的半径为 D．粒子以不同的角进入磁场，做圆周运动的半径也不相同 24．（2023秋•松江区校级期末）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图、若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是　　 A．三个粒子都带负电荷 B．粒子运动速率最小 C．粒子在磁场中运动时间最短 D．它们做圆周运动的周期 带电粒子在叠加场中做直线运动 25．（2023秋•长宁区校级期末）一个带正电的粒子（重力不计），以水平向右的初速度进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使粒子在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是　 A．增大电场强度 B．增大电荷量 C．增大磁感应强度 D．减小入射速度 26．（2024•宝山区校级开学）某同学开展“探究平抛运动规律”的实验。重力加速度，将小球从半径的光滑圆弧轨道上静止下滑，下落后从轨道最低点水平向右飞出，落到水平木板上。 （1）在空间中建立坐标系（以抛出点为原点，水平抛出的方向为轴，竖直向下为轴），记录落点坐标。不计空气阻力。测量小球直径如图。 ①该测量仪器是 　 　；②测量结果为　 　。 （2）（填空）保持小球的释放位置和方式不变，改变水平木板的高度，记录多组数据，则抛物线的　 　。（提示：别忘了单位） （3）在小球飞出后，除重力外还存在其他力或场（如下表首行所示）且小球带负电，分析左列的物理量与仅重力场时相比如何变化。均选填“：不变”“ ：变小”“ ：变大”。 小球带负电，除重力外还存在 与速度成正比的空气阻力 沿轴负方向的匀强电场 垂直纸面向内的匀强磁场 小球在空中飞行的时间 （1）：变大 （4）　　 （7）　　 在木板上的落点横坐标 （2）　　 （5）　　 （8）　　 落到木板上时的速率 （3）　　 （6）　　 （9）　　 27．（2023秋•浦东新区校级期末）如图所示，是一块长为的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于的匀强电场，在板的右边一半的部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场，一个质量为，带电量为的物体，从板的端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在点，，物体与平板间的动摩擦因数为，取，求： （1）分析判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞后的速度。 （3）磁感应强度的大小。 （4）电场强度的大小和方向。 带电粒子由磁场进入电场中的运动 28．（2022秋•杨浦区校级期末）如图所示，电荷量和质量的比值相同的不同离子按一定的时间间隔从离子源“飘”出，无初速地进入加速电压的大小、正负可调的加速电场，加速后从点沿垂直对角线方向进入正方形磁场区域，正方形、、、竖直放置，对角线处于竖直方向，为边的中点，磁场的磁感应强度为，在、、、四个顶点均放置一个离子接收器，则下列说法中正确的是　　 A．在点的接收器有可能接收到负离子 B．调节加速电压，点接收器都可能接收到部分离子 C．负离子在磁场中运动的时间一定比正离子长 D．调节加速电压，一定可以使点接收器接收到负离子 29．（2022秋•徐汇区校级期末）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子和，经电压为的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子和　　 A．在电场中的加速度之比为 B．在磁场中运动的半径之比为 C．在磁场中转过的角度之比为 D．离开电场区域时的动能之比为 30．（2024•浦东新区校级模拟）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使带电粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图所示。Ⅰ、Ⅱ是相距为、宽度均为的两匀强磁场区域（区域边界竖直），两磁场方向相反且垂直于纸面。电子从靠近平行板电容器板处由静止释放，极板间电压为，经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向的夹角，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为。 （1）粒子进入Ⅰ区时的速度大小　 　； （2）粒子从射入Ⅰ区左边界到从Ⅰ区右边界射出的过程中，洛伦兹力的冲量为 　　； （3）（计算）为使粒子能返回Ⅰ区，求Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小应满足的条件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 磁场 安培力的概念 1．（2023春•虹口区校级期末）如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为。恒流源（电源未画出）的两端与顶点、相连，线框通过从点流入点流出的恒定电流。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则　　 A．图示位置正方形线框受到安培力为 B．转过时，线框平行磁场不受安培力作用 C．转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小 D．转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化 【答案】 【解答】解：．粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，则有并联电路电阻为，则并联电路电阻为，由欧姆定律可知两并联电路电流与电阻成反比，所以两支路电流分别为：， 根据左手定则，边与边所受安培力等大方向，这两边所受安培力的合力为0，边与边所受安培力均水平向右，则线框所受安培力为解得：，故正确； ．转过时，线框平行磁场，边与边中电流与磁场平行，这两边不受安培力，而边与边中电流大小不变，方向仍然与磁场垂直，即线框受到的安培力仍然为，故错误； ．转动过程中，边与边所受安培力始终等大反向，所以这两边所受安培力的合力始终为0，而边与边中电流大小不变，方向始终与磁场垂直，即线框受到的安培力始终为，方向始终水平向右，故错误。故选：。 2．（2023秋•黄浦区校级期末）把一根通电的硬直导线放在磁场中，导线中的电流方向由到，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先顺时针转动，转过一个小角度后，接着边转动边向下移动，则虚线框内的场源可能是　　 A．B． C．D． 【答案】 【解答】解：由左手定则，结合通电导线右半部分受到的安培力垂直纸面向外，左半部分安培力方向垂直纸面向内，导致通电导线俯视看顺时针转动，可知磁感线方向是从左向右；转过一个小角度后，接着边转动同时向下移动，说明受到了向下的安培力，则 条形磁体左端极，磁感线从左向右，故正确； 蹄形磁铁左端极，磁感线从右向左，故错误； 通电螺线管根据右手定则可知，左端极，磁感线从右向左，故错误； 直流导线根据右手定则可知，磁感线逆时针，故错误。故选：。 3．（2023秋•长宁区校级期末）如图所示，一条形磁铁放于水平地面上，在其极正上方有一与它垂直放置的导线，当导线中通以电流后与原来相比，磁铁受到地面的支持力将 　 　（填“增大”、“不变”或“减小” ，受到地面的摩擦力方向 　 　。 【答案】增大，向左。 【解答】解：导线受到磁场对它的作用力方向如图所示 力的作用是相互的，所以导线对磁铁的作用力方向是的方向，则使磁铁有向右的运动趋势，磁铁受地面摩擦力方向水平向左，因为导线对磁铁有向下的作用效果，所以磁铁受地面的支持力变大。 故答案为：增大，向左。 4．（2023秋•浦东新区校级期末）如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中。 （1）当金属棒在导轨上静止时，求金属棒受到的安培力大小以及此时滑动变阻器接入电路中的阻值； （2）若金属棒以的加速度沿轨道下滑，求滑动变阻器接入电路中的阻值。（忽略运动切割磁感线产生的感应电动势） 【答案】（1）当金属棒在导轨上静止时，金属棒受到的安培力大小为，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为； （2）若金属棒以的加速度沿轨道运动，滑动变阻器接入电路中的阻值为或。 【解答】解：（1）作出金属棒的受力图，如图所示： 则有：根据安培力公式有： 将代入解得：， 设变阻器接入电路的阻值为 由：代入数据解得：。 （2）金属棒以的加速度沿轨道下滑，若加速度方向沿轨道向上，则有： 设变阻器接入电路的阻值为根据闭合电路欧姆定律：联立代入数据解得： 若加速度方向沿轨道向下，则有：联立代入数据解得： 答：（1）当金属棒在导轨上静止时，金属棒受到的安培力大小为，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为； （2）若金属棒以的加速度沿轨道运动，滑动变阻器接入电路中的阻值为或。 5．（2023秋•嘉定区校级期末）（1）磁场对通电导体有力的作用，这种力被称为安培力如图1所示，匀强磁场的方向斜向上，与水平方向成角。、、连线构成一个等边三角形，、是两段长度为的导线，连线与磁场方向垂直。给导线通以电流，则导线受到的安培力大小为 　　。 ． ． ．0 ． （2）水平面上有电阻不计的形导轨，它们之间的宽度为，和之间接入电动势为的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为、电阻为的金属棒，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为且指向右上方，如图2所示，问： 当棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？ 若的大小和方向均能改变，则要使棒所受支持力为零，的大小至少为多少？此时的方向如何？ 【答案】（1）；（2）当棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为，；的大小至少为；此时的方向水平向右。 【解答】解：（1）通电导线的有效长度为垂直磁场方向的长度，则可知其有效长度为，所受安培力大小为，故正确，错误；故选：。 （2）当棒静止时，从向看，对其受力分析如图所示 竖直方向根据平衡条件有 水平方向根据平衡条件有 其中，联立解得， 要使棒所受支持力为零，且磁感应强度有最小值，则此时安培力应竖直向上，大小等于导体棒的重力大小，根据左手定则可知，此时的磁场应水平向右，由平衡条件有解得 故答案为：（1）；（2）当棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为，；的大小至少为；此时的方向水平向右。 左手定则判断安培力的方向 6．（2022春•徐汇区校级期末）如图所示，一条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由极的上端平移到极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示．则在这个过程中磁铁受到的摩擦力（保持静止）　　 A．为零 B．方向由向左变为向右 C．方向保持不变 D．方向由向右变为向左 【答案】 【解答】解：由图可知通电导线所在位置的磁场的方向，根据左手定则可以判定通电导线所受安培力的方向如图所示，显然安培力有一个水平方向的分量，根据牛顿第三定律可知条形磁铁受到通电导线的安培力也有一个水平方向的分量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的分量相互平衡。故当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右。故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故正确，错误。故选：。 7．（2022秋•嘉定区校级期末）如图所示，是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关接通后，导线所受磁场力的方向是　　 A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右 【答案】 【解答】解：在开关接通后，电流由左侧流入电磁铁，则由安培定则可知电磁铁右侧为极，故导线所在处的磁场向左；则由左手定则可知，导线受安培力向上，故正确，错误。故选：。 两根通电导线之间的作用力 8．（2022秋•闵行区校级期末）把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当电键接通后，将看到的现象是：　　 A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 【答案】 【解答】解：当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程。故选：。 9．（2023秋•长宁区校级期末）如图所示，两根通电长直导线和，的电流方向垂直纸面向外，的电流方向垂直纸面向里，周围的同心圆表示中电流的磁场分布。请在图中标出①导线周围产生的磁场方向；②导线所受安培力的方向。 【答案】见解析。 【解答】解：根据安培定则可知导线周围产生的磁场方向沿逆时针方向，根据左手定则可知导线所受安培力的方向向右，如图： 答：见解析。 安培力的计算公式及简单应用 10．（2022秋•长宁区期末）如图所示，将长为的直导线折成边长相等、夹角为的“”形，并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为的匀强磁场中。若“”形导线所受的安培力大小为，则该直导线中通过的电流大小为　　 A． B． C． D． 【答案】 【解答】解：导线在磁场内有效长度为：，故该形通电导线受到安培力大小为，解得：，故正确，错误。故选：。 11．（2023秋•徐汇区校级期末）等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，置于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与电源两端相接。已知导体棒受到的安培力大小为，则另一支路受到的安培力的大小为 　　，整个回路受到的安培力大小为 　　。 【答案】；。 【解答】解：导体棒和支路并联，则支路两端的电压相等，根据电阻定律可知，支路的电阻是导体棒电阻的两倍，所以支路上的电流是导体棒上电流的一半，且导体棒和支路在磁场中的等效长度相等，则 整个回路受到的安培力大小为：故答案为：；。 电磁炮 12．（2022秋•浦东新区校级期末）如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成，当电源接通后，磁场对流过炮弹电流产生力的作用，使炮弹获得极大的向左发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场方向的是　　 A． B． C． D． 【答案】 【解答】解：．电流与磁场平行，安培力为零，不能把炮弹发射出去，故错误； ．由左手定则可知，磁场对流过炮弹电流产生向左的力的作用，符合实际，故正确； ．由左手定则可知，磁场对流过炮弹电流产生向右的力的作用，不符合实际，故错误。故选：。 13．（2022秋•黄浦区期末）电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则　　 A．可减小导轨回路中的电流来提高抛射体的发射速度 B．两轨道间磁场的方向垂直轨道平面向上 C．改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D．抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 【解答】解：．电流产生的磁场与电流的大小有关，电流越强产生的磁场越强，通电导体（炮弹）在磁场中受到安培力，安培力越大对炮弹做的功越多，因此通过增加导轨回路中的电流来提高抛射体的发射速度，故错误； ．根据安培定则可知，两轨道间磁场的方向垂直轨道平面向里，故错误； ．改变电流的方向，磁场方向垂直轨道平面向外，根据左手定则可得，炮弹所受安培力的方向不变，故不影响抛射体的发射方向，故正确； ．根据动能定理可知，合外力做功不变，动能变化量不变，质量大的速度小，故错误。故选：。 磁电式电流表 14．（2023春•上海月考）磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是　　 A．电表里面是匀强磁场 B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用 C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大 D．改变电流方向，指针偏转方向不变 【答案】 【解答】解：．电表内的磁场是均匀辐向分布磁场，磁场方向不同，不是匀强磁场，故错误； ．铁芯被磁化变成了磁铁，它的磁场和线圈的磁场同向、相互叠加加强，增大线圈与磁场间的作用，故错误； ．线圈所受安培力的大小随电流增大而增大，所以电表中通的电流越大，指针偏转角度越大，故正确； ．改变电流方向，由左手定则知线圈所受安培力的方向发生变化，所以指针偏转方向发生改变，故错误。故选：。 15．（2024•松江区校级三模）图是磁电式电表内部结构示意图，该电表利用的物理原理是 　 　，写出一条能提高该电表的灵敏度措施是：　 　。 【答案】通电线圈因受安培力而转动；增加线圈的匝数。 【解答】解：当有电流流过线圈时，在磁场的作用下线圈受到安培力，因而发生转动，如果增加线圈的匝数，那么在流过相同电流的情况下线圈的受力会变大，转动更明显，因此灵敏度更高。 故答案为：通电线圈因受安培力而转动；增加线圈的匝数。 洛伦兹力的概念 16．（2022秋•浦东新区校级期末）如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，有一质量为、电荷量为的绝缘小球由长度为的绝缘细绳与悬点相连，将小球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，不计空气阻力，且整个过程中洛伦兹力小于重力沿绳方向的分力，下列说法正确的是 A．小球摆动的周期满足 B．小球摆动的周期满足 C．小球摆动的周期满足 D．小球从右向左运动的时间比从左向右运动的时间短 【答案】 【解答】解：洛伦兹力始终与速度方向垂直，沿绳方向，故并不改变切线方向的加速度，并且洛伦兹力始终不做功，则单摆周期不变，小球摆动周期是，小球从右向左运动时间等于从左向右运动时间。故正确，错误。故选：。 17．（2022秋•嘉定区校级期末）两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为，电量之比为，则两带电粒子受洛伦兹力之比为　　 A． B． C． D． 【答案】 【解答】解：根据洛伦兹力大小，，结合题意可得，洛伦兹力大小与电量成正比，即，故正确，错误；故选：。 左手定则判断洛伦兹力的方向 18．（2023秋•黄浦区校级期末）一电子进入如右图所示的匀强磁场，在某一时刻电子的速度正好是竖直向上，则电子在此时所受洛伦兹力的方向是　　 A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向内 【答案】 【解答】解：把电子的速度分解成平行于磁场方向和垂直于磁场方向，根据左手定则可知，图中洛伦兹力的方向垂直纸面向内，故错误，正确。故选：。 19．（2022秋•嘉定区校级期末）下列各图中标出了磁场和正电荷运动速度的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是　　 A．B． C．D． 【答案】 【解答】解：、根据左手定则可知图中正电荷受到的洛伦兹力垂直纸面向里，故错误； 、根据左手定则可知图中正电荷运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故错误； 、根据左手定则可知图中正电荷受到的洛伦兹力沿纸面向左，故错误； 、根据左手定则可知图中正电荷受到的洛伦兹力沿纸面向右，故正确。故选：。 20．（2022秋•浦东新区校级期末）电子以速度垂直进入匀强磁场，磁场方向如图所示，此时所受洛伦兹力的方向为　　 A．向下 B．向上 C．向里 D．向外 【答案】 【解答】解：由于电子带负电，根据左手定则，四指要指向电子的运动方向的反方向，所以洛伦兹力方向向下，故错误，正确。故选：。 21．（2024•浦东新区校级模拟）自然界只存在四种基本的力（或称相互作用），其他的力都是这四种力的不同表现，这四种力是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。 （1）氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在若万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是 　 　。 核力、万有引力、库仑力 万有引力、库仑力、核力 库仑力、万有引力、核力 核力、库仑力、万有引力 （2）水平桌面上一条形磁体的上方，有一根通电直导线由极的上端平行于桌面移到极上端的过程中，磁体始终保持静止，导线始终保持与磁体垂直，电流方向如图1所示。则在这个过程中，磁体受到的摩擦力的方向和桌面对磁体的弹力 　　 。 摩擦力始终为零，弹力大于磁体重力 摩擦力始终不为零，弹力大于磁体重力 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁体重力摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁体重力 （3）如图2为某自动控制仪器中固定在光滑水平面上的金属块，通过原长为的绝缘弹簧与金属滑块连接，它们带等量同种电荷，弹簧伸长量为。若、电荷量均减少一半，弹簧伸长量变为，滑块可以看成质点，则有 　　。 （4）从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为 　　。 （5）两个带正电的粒子，以相同大小的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知它们的质量之比为、带电荷量之比为。不计粒子重力和粒子之间的相互作用，则粒子做圆周运动的周期之比为　　，加速度大小之比为　　。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）；（5）； 【解答】解：（1）核力是强相互作用力，氮原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力，故正确，错误；故选：。 （2）可将条形磁铁近似等效为电流垂直纸面向外的通电导线，因为两根导线的电流方向相反，则导线之间的相互作用力为排斥力，一开始磁铁受到指向右下角的排斥力，则磁铁受到的摩擦力方向向左，磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，而后磁铁受到指向左下角的排斥力，则磁铁受到的摩擦力方向向右，磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，根据牛顿第三定律可知，桌面对磁铁的弹力大于磁铁的重力，故正确，错误；故选：。 （3）库仑力等于弹力，两球电荷量各自减半时，若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响，则 可得库仑力减小原来的，则 但实际是距离减小后库仑力又会增大，故，故正确，错误；故选：。 （4）设火星质量为，半径为，“祝融”火星车的质量为，在着陆平台支撑悬停过程中，所受着陆平台的作用力与其万有引力平衡，则有 设月球质量为，半径为，“玉兔”月球车的质量为，在着陆平台支撑悬停过程中，所受着陆平台的作用力与其万有引力平衡，则有 根据题意可得：；；联立解得：，故正确，错误；故选：。 （5）粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，则结合运动学公式可得： 联立解得： 已知它们的质量之比为、带电荷量之比为，则粒子做圆周运动的周期之比为。 根据牛顿第二定律可得：解得：则加速度大小之比为。 故答案为：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；。 22．（2023秋•嘉定区校级期末）如图所示，洛伦兹力演示仪可通过改变出射电子速度或磁感应强度来观察电子做圆周运动的半径的变化。 （1）图（b）中通同方向稳恒电流后，励磁线圈能够在两线圈之间产生与两线圈中心的连线平行的匀强磁场。电子沿如上图（c）中所示方向进入磁场，在磁场内沿顺时针做圆周运动。图（c）中磁场方向和励磁线圈中电流方向分别是 　　。 垂直纸面向外、顺时针 垂直纸面向里、顺时针 垂直纸面向外、逆时针 垂直纸面向里、逆时针 （2）若增大电子枪的加速电压，其它条件不变， ①则电子在磁场中做圆周运动的半径 　　； ②周期 　　（均选涂：（A）增大（B）减小（C）不变）。 （3）用国际基本单位表示磁感应强度单位： 　　。 （4）（简答）已知玻璃泡内磁场的磁感应强度大小与励磁线圈中的电流成正比，试分析说明，可如何调节洛伦兹力演示仪，以减小电子做圆周运动的半径。 【答案】（1）（2），（3）（4）见解析。 【解答】解：（1）电子在磁场内沿顺时针做圆周运动，根据左手定则可知图（c）中磁场方向为垂直纸面向里，根据右手螺旋定则，图（c）励磁线圈中电流方向是顺时针。故错误，正确，故选：。 （2）①由动能定理可知：，若增大电子枪的加速电压，其它条件不变，则电子在磁场中运动速度变大，根据可得：，可知半径变大，故正确，错误；故选：。 ②根据，可得：，可知周期不变，故正确，错误，故选：。 （3）根据可得磁感应强度的单位为：； （4）在电子枪中加速，由动能定理可知：，粒子在磁场做匀速圆周运动所需向心力由洛伦兹力提供：，设为比例系 数），则，所以，减小电子枪的加速电压，或者增大励磁线圈中的电流可以减小电子做圆周运动的半径。 故答案为：（1）（2），（3）（4）见解析。 带电粒子在直线边界磁场中的运动 23．（2023春•上海月考）如图，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。大量质量为、电量为的相同粒子从轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与轴正方向的夹角为。当时，粒子垂直轴离开磁场。不计粒子的重力。则下列结论正确的是　　 A．粒子一定带负电 B．当时，粒子也垂直轴离开磁场 C．粒子做圆周运动的半径为 D．粒子以不同的角进入磁场，做圆周运动的半径也不相同 【答案】 【解答】解：．粒子垂直轴离开磁场，根据左手定则，粒子带正电，故错误； ．当时，粒子垂直轴离开磁场，运动轨迹如图 根据几何关系可知，粒子做圆周运动半径当时，根据 说明坐标原点不是圆心，则粒子不可能垂直轴离开磁场，故错误，正确； ．洛伦兹力提供向心力解得粒子的半径为 从公式可以看出粒子以不同的角进入磁场，做圆周运动的半径都相同，故错误。故选：。 24．（2023秋•松江区校级期末）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图、若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是　　 A．三个粒子都带负电荷 B．粒子运动速率最小 C．粒子在磁场中运动时间最短 D．它们做圆周运动的周期 【答案】 【解答】解：、三个带电粒子均向上偏转，射入磁场时所受的洛伦兹力均向上，根据左手定则判断得知：三个粒子都带正电荷。故错误； 、粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据，可得：，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，粒子的轨迹半径最小，粒子的轨迹半径最大，则粒子速率最小，粒子速率最大，故错误； 、三个带电粒子的质量和电荷量都相同，由粒子运动的周期及，是粒子轨迹对应的圆心角，也等于速度的偏转角，可知，三粒子运动的周期相同，即。 由图知，在磁场中运动的偏转角最大，运动的时间最长，在磁场中运动的偏转角最小，粒子在磁场中运动时间最短，即。综上所述，故正确，错误。故选：。 带电粒子在叠加场中做直线运动 25．（2023秋•长宁区校级期末）一个带正电的粒子（重力不计），以水平向右的初速度进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使粒子在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是　 A．增大电场强度 B．增大电荷量 C．增大磁感应强度 D．减小入射速度 【答案】 【解答】解：粒子带正电，受电场力向下，洛伦兹力向上；开始时向下偏转说明电场力大于重力，；即要使粒子沿直线运动，应使洛伦兹力等于电场力，，即；则有： 、增大电场强度会使电场力更大，粒子向下偏转，故错误； 、由以上分析可知，增大电荷量两端同时变化，不会使粒子平衡，故错误； 、增大磁感应强度可以使粒子受力平衡，故正确； 、减小入射速度会使洛伦兹力减小，不会使粒子受力平衡，故错误。故选：。 26．（2024•宝山区校级开学）某同学开展“探究平抛运动规律”的实验。重力加速度，将小球从半径的光滑圆弧轨道上静止下滑，下落后从轨道最低点水平向右飞出，落到水平木板上。 （1）在空间中建立坐标系（以抛出点为原点，水平抛出的方向为轴，竖直向下为轴），记录落点坐标。不计空气阻力。测量小球直径如图。 ①该测量仪器是 　 　；②测量结果为　 　。 （2）（填空）保持小球的释放位置和方式不变，改变水平木板的高度，记录多组数据，则抛物线的　 　。（提示：别忘了单位） （3）在小球飞出后，除重力外还存在其他力或场（如下表首行所示）且小球带负电，分析左列的物理量与仅重力场时相比如何变化。均选填“：不变”“ ：变小”“ ：变大”。 小球带负电，除重力外还存在 与速度成正比的空气阻力 沿轴负方向的匀强电场 垂直纸面向内的匀强磁场 小球在空中飞行的时间 （1）：变大 （4）　　 （7）　　 在木板上的落点横坐标 （2）　　 （5）　　 （8）　　 落到木板上时的速率 （3）　　 （6）　　 （9）　　 【答案】（1）螺旋测微器；11.281；（2）；（3）见解答 【解答】解：（1）①该测量仪器是螺旋测微器； ②螺旋测微器的精确度为，根据图示螺旋测微器的读数，可得测量结果为。 （2）设小球平抛的初速度为，根据机械能守恒定律得： 根据平抛运动规律可得：；联立解得： 对比抛物线，可得：。 （3）存在与速度成正比的空气阻力时，空气阻力做负功，落到木板上时的速率会变小；因空气阻力方向总是与运动方向相反，大小与速度成正比，故小球水平方向做减速运动，应用极限思维，当时间足够长后，水平速度减为零，空气阻力竖直向上，当空气阻力与重力相等后，小球竖直匀速下落，与平抛的运动轨迹抛物线相比，其运动轨迹必在抛物线的下方，故在木板上的落点横坐标变小；故答案为：（2）：变小；（3）：变小； 存在沿轴负方向的匀强电场，小球带负电，电场力沿方向，则水平方向做匀加速直线运动，竖直方向仍是自由落体运动，下落高度不变，则飞行时间不变，水平位移变大，水平末速度变大，在木板上的落点横坐标和速率都增大；故答案为：（4）：不变；（5）：变大；（6）：变大； 存在垂直纸面向内的匀强磁场，小球受到的洛伦兹力不做功，在木板上的速率不变。小球带负电，且水平向右抛出，根据左手定则抛出时洛伦兹力方向竖直向下，可知水平位移减小，在木板上的落点横坐标变小，小球在空中飞行的时间变小。故答案为：（7）：变小；（8）：变小；（9）：不变 故答案为：（1）螺旋测微器；11.281；（2）；（3）见解答 27．（2023秋•浦东新区校级期末）如图所示，是一块长为的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于的匀强电场，在板的右边一半的部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场，一个质量为，带电量为的物体，从板的端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在点，，物体与平板间的动摩擦因数为，取，求： （1）分析判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？ （2）物体与挡板碰撞后的速度。 （3）磁感应强度的大小。 （4）电场强度的大小和方向。 【答案】（1）物体带正电； （2）物体与挡板碰撞后的速度为，方向向左。 （3）磁感应强度的大小为。 （4）电场强度的大小为，方向水平向右。 【解答】解：（1）由题意知，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，洛伦兹力方向向上，则知物体带正电。 （2）（3）物体返回后在磁场中无电场，仍做匀速运动，洛伦兹力与重力平衡，则有 离开磁场后，由动能定理得解得，方向向左， （4）由于物体由运动到做匀加速运动，可知电场方向水平向右，且有 进入电磁场后做匀速运动，则有解得 答：（1）物体带正电； （2）物体与挡板碰撞后的速度为，方向向左。 （3）磁感应强度的大小为。 （4）电场强度的大小为，方向水平向右。 带电粒子由磁场进入电场中的运动 28．（2022秋•杨浦区校级期末）如图所示，电荷量和质量的比值相同的不同离子按一定的时间间隔从离子源“飘”出，无初速地进入加速电压的大小、正负可调的加速电场，加速后从点沿垂直对角线方向进入正方形磁场区域，正方形、、、竖直放置，对角线处于竖直方向，为边的中点，磁场的磁感应强度为，在、、、四个顶点均放置一个离子接收器，则下列说法中正确的是　　 A．在点的接收器有可能接收到负离子 B．调节加速电压，点接收器都可能接收到部分离子 C．负离子在磁场中运动的时间一定比正离子长 D．调节加速电压，一定可以使点接收器接收到负离子 【答案】 【解答】解：、离子带正电时，根据左手定则判断可知，在点受到的洛伦兹力向上，离子向上偏转，反之离子带负电，则向下偏转，速度不同，则离子做匀速圆周运动的轨迹半径大小不同，如下图所示。 所以带负电的离子不可能从点离开，故错误；、对于离子加速过程，根据动能定理得 离子在磁场中在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有联立可得： 可知改变加速电压，可以改变离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径，但根据带电粒子所带电性和边界条件，带正电的离子往上偏转，不可能从点离开，带负电的离子往下偏转。根据一条边界问题，如果从边射出，速度方向的偏折角度为，而与边相切时速度方向的偏转角度为，所以当速度逐渐增大时，一定是先出现与相切而不可能从点离开，故错误； 、带正电的离子往上偏转，带负电的离子往下偏转，带负电粒子的轨迹长度一般都大些，但由，可知离子在磁场中运动的时间与速度、轨迹长度无关，相同带电离子和磁场的情况下，离子在磁场中运动的时间只取决于运动轨迹所对的圆心角，带负电且从间离开的轨迹所对应的圆心角都比较小，在磁场中运动的时间都较短，不一定比正离子运动的时间长，故错误； 、带负电的离子从边离开时速度方向偏转角的最大值小于，根据几何关系可知，速度与边相切的切点一定在的延长线上，所以当增大速度一定可以使点接收器接收到负离子，故正确。故选：。 29．（2022秋•徐汇区校级期末）在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子和，经电压为的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子和　　 A．在电场中的加速度之比为 B．在磁场中运动的半径之比为 C．在磁场中转过的角度之比为 D．离开电场区域时的动能之比为 【答案】 【解答】解：、离子和的质量相同，其带电量是，所以由可知其在电场中的加速度是，故错误； 、要想知道半径必须先知道进入磁场的速度，而速度的决定因素是加速电场，根据得在离开电场时其速度表达式为，可知其速度之比为，又由知，所以其半径之比为，故错误； 、由的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为，设磁场宽度为，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有，则可知角度的正弦值之比为，又转过的角度为，可知转过的角度正弦值为，即转过的角度为，所以在磁场中转过的角度之比为，故正确； 、由电场加速后：可知，两离子离开电场的动能之比为，故错误。故选：。 30．（2024•浦东新区校级模拟）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使带电粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图所示。Ⅰ、Ⅱ是相距为、宽度均为的两匀强磁场区域（区域边界竖直），两磁场方向相反且垂直于纸面。电子从靠近平行板电容器板处由静止释放，极板间电压为，经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向的夹角，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为。 （1）粒子进入Ⅰ区时的速度大小　 　； （2）粒子从射入Ⅰ区左边界到从Ⅰ区右边界射出的过程中，洛伦兹力的冲量为 　　； （3）（计算）为使粒子能返回Ⅰ区，求Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小应满足的条件。 【答案】（1）；（2）； （3）为使粒子能返回Ⅰ区，Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小应大等于。 【解答】（1）电子在电场中加速，根据动能定理有解得； （2）电子射入时速度与水平方向的夹角，从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为，故有 根据几何关系△ 根据冲量的表达式有； （3）电子在Ⅱ区域中运动的临界轨迹如图所示 根据几何知识解得 根据牛顿第二定律有代入解得 即为使粒子能返回Ⅰ区，Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小应大等于。 故答案为：（1）； （2）； （3）为使粒子能返回Ⅰ区，Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小应大等于。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$