第一章 安培力与洛伦兹力章末练习卷五 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

安培力与洛伦兹力章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共12小题，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示为可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的等臂电流天平，它的右臂挂着矩形线圈abcd，匝数为10匝，线圈的水平边bc长为10cm，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。先给线圈通以方向如图所示、大小为0.1A的电流，调节砝码使天平平衡；然后使电流反向，大小不变，在左盘中添加质量为8g的砝码后，天平重新平衡，g取，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A．0.4T B．0.8T C．4T D．8T 【答案】A 【详解】已知，，设左盘砝码质量，右盘砝码质量，由题意可知第一次天平平衡时有 第二次天平平衡有 则 解得 故选A。 2．下列描述中正确的是（　　） A．沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低 B．带电粒子仅在电场力的作用下一定做匀变速运动 C．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致 D．洛伦兹力可以改变粒子的速度，但不能改变粒子的动能 【答案】D 【详解】A．沿电场线方向电势逐渐降低，而电场强度的大小与电场线的密集程度有关，与方向无关，故A错误； B．带电粒子在非匀强电场中所受的电场力是变化的，则带电粒子仅在电场力的作用下不一定做匀变速运动，故B错误； C．根据左手定则可知，磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向垂直，故C错误； D．根据左手定则可知，洛伦兹力的方向一定与电荷运动的方向垂直，故洛伦兹力可以改变粒子的速度方向，但不能改变粒子的动能，故D正确。 故选D。 3．如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】金属框中的感应电动势为 金属框中的感应电流为 方向为逆时针，金属框受到的安培力为 根据左手定则可知，金属框受到的安培力向下，金属框受到的安培力向上。 故选A。 4．磁流体发电机工作原理如图所示，电极、间距为、正对面积为，分别与阻值为的负载电阻相连，、之间存在匀强磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度向右喷入、之间，因磁场作用偏转到电极上，使、之间产生电势差。已知、间等离子体的等效电阻为，通过负载电阻的电流方向由1指向2，其两端的电压为，则匀强磁场的磁感应强度的大小和方向是（　　） A．，垂直纸面向外 B．，垂直纸面向里 C．，垂直纸面向外 D．，垂直纸面向里 【答案】A 【详解】通过负载电阻R的电流方向由1指向2，则电极a为电源正极，说明等离子体在两极板间运动过程中，正离子向下偏转，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向外。 等离子体在两板间的磁场中运动，达到平衡时，其中 电阻R两端电压 可得 故选A。 5．如图所示，真空中有一圆形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。在磁场边界的点设置粒子源，可沿圆形区域平面的各个方向发射速率相同的电子。这些电子射出磁场的位置均处于上，其所对圆心角为。现将电子的发射速率增大，射出范围变为，其所对圆心角为。若要将电子射出范围调回到上，则磁感应强度大小要调节为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设圆形磁场的半径为，电子的质量为，电荷量为，电子的射出范围变为时，电子运动的轨迹圆直径等于弦长PN，由几何关系可得弦长 轨迹圆半径。 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 要将电子射出范围调回到上，电子运动的轨迹圆直径等于弦长PM，由几何关系可知，弦长 轨迹圆半径 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 代入，，解得 故选A。 6．如图所示，一束含有大量正、负带电粒子的射线，以相同的速度垂直于磁场沿AO方向射入圆形匀强磁场区域，它们在磁场中的运动径迹分成了如图的a、b两束，不计粒子重力以及粒子之间的相互作用力，下列说法正确的是（   ） A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a粒子比荷较大 C．a粒子在磁场中受到的洛伦兹力较小 D．a粒子在磁场中运动时间较长 【答案】B 【详解】A．根据左手定则，粒子向右运动，a粒子运动轨迹向下弯曲，受到向下的洛伦兹力，因此a粒子带负电；b粒子运动轨迹向上弯曲，受到向上的洛伦兹力，因此b粒子带正电，A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力可得 由于磁感应强度B相同，速度v相同，又有 所以比荷， B正确； C．根据洛伦兹力公式可知，磁感应强度B相同以及速度v相同，那么 由于仅知道比荷，粒子质量未知，所以不能确定与大小，所以无法判断洛伦兹力大小，C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力可知 已知比荷，那么 根据粒子在磁场中做圆周运动所需的时间 由于粒子在磁场中运动对应的圆心角未知，所以无法判断粒子在磁场中运动时间的长短，D错误。 故选B。 7．如图所示，长为m的平直挡板AB和半径为1m的半圆挡板BC相切于B，空间存在垂直于纸面向里的大小为B0=1.0×10-3T的匀强磁场，位于A点的粒子源向AB右侧180°范围发射速度大小均为30m/s的相同的带正电粒子，粒子的比荷=1.0×104C/kg，粒子重力忽略不计，则打到挡板内表面的粒子运动的最长时间为（　　） A．s B．s C．s D．s 【答案】C 【详解】带电粒子所受洛伦兹力提供向心力，即，代入数据，解得，带电粒子运动时间最长时，要使粒子打到挡板的内表面，运动轨迹为劣弧，因此弦长越长，弧长越长，运动时间越长，则打到AO延长线上的D点时弦长最长，时间最长，计算可得，轨迹对应的圆心角为60°，则运动时间，C项正确。 故选C。 8．回旋加速器的工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，它们之间有一定的电势差。处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（　　） A．带电粒子在形盒内被磁场不断地加速 B．交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期 C．两形盒间电势差越大，带电粒子离开形盒时的动能越大 D．加速次数越多，带电粒子离开形盒时的动能越大 【答案】B 【详解】A．洛伦兹力不做功，则带电粒子在形盒内被电场不断地加速，A错误； B．交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期，只有这样才能使得粒子每次经过D形盒狭缝时都能被电场加速，B正确； CD．带电粒子离开形盒时根据 则最大动能为 与两形盒间电势差大小以及加速次数无关，CD错误。 故选B。 9．如图所示，水平面内边长为a的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在ABC区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。M为AB边上的一个离子源，能够沿垂直于AB方向向三角形区域内发射速度为v的带电粒子。已知，带电粒子的比荷均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用，则（　　） A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为3:5 C．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为2:3 D．经时间粒子可能回到M点 【答案】ABD 【详解】A．由洛伦兹力提供向心力有 解得，故A正确； BC．粒子在磁场中做圆周运动的周期为 粒子在磁场中的运动时间为 若粒子带正电，粒子运动轨迹如图所示 由于粒子在三角形区域内及区域外运动周期相同，则运动时间之比等于转过的圆心角之比，即 若粒子带负电，粒子运动轨迹如图所示 运动时间之比为，故B正确，C错误； D．正负粒子运动周期均为 若粒子带负电，粒子第一次回到M点的时间为，故D正确。 故选ABD。 10．我国首个电磁橇对吨级物体最高推进速度可达高亚音速范围，其原理示意图如图所示，主要由电源、开关、电阻不计的光滑水平导轨、和导体滑块P组成，导轨之间的区域存在垂直导轨平面的强大匀强磁场，滑块P在强大电磁力推动下，沿导轨直线加速并最终发射出去。假设电源的电动势，内阻，磁感应强度大小，滑块P的质量，滑块P的宽度，开关闭合瞬间，滑块P两端的电压为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．滑块P的阻值 B．滑块P在导轨上做匀加速运动 C．开关闭合瞬间，滑块P的加速度大小为 D．若同时将电流方向和磁场方向反向，安培力方向不变 【答案】CD 【详解】A．开关闭合瞬间，滑块速度为0，没有切割磁感线产生电动势，闭合回路总电动势为，根据闭合电路欧姆定律可得，解得导体滑块的阻值，故A错误； B．随着滑块在安培力的作用下速度增大，同时平动切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则，感应电动势与电源反向，使闭合回路总电动势减小，电流减小，安培力减小，滑块加速度减小，滑块做加速度减小的加速运动，故B错误； C．开关闭合瞬间，回路电流为 根据牛顿第二定律可得，解得，故C正确； D．若同时将电流方向和磁场方向反向，安培力方向不变，故D正确。 故选CD。 11．如图所示，在x轴下方宽度的区域中，的区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小，的区域无电场。在和的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。一比荷的带正电粒子从点由静止释放，不计粒子重力，下列判断正确的是（　　） A．粒子第一次经过x轴时的速度大小为 B．粒子经过x轴时的速度方向与x轴始终垂直 C．粒子第三次经过y轴时的位置坐标为 D．粒子从开始释放到第三次经过x轴所用的时间为 【答案】ABC 【详解】A．粒子从M点由静止释放经过电场加速到第一次经过x轴过程中有 解得，故A正确； BC．根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示 设粒子经过电场加速一次后在磁场中的运动半径为r1，由洛伦兹力提供向心力得 解得 同理，粒子经过电场加速两次后，有 可得粒子在磁场中的运动半径 由图综合分析可知，粒子经过x轴时速度方向与x轴始终垂直，粒子第三次经过y轴时的位置坐标为，故BC正确； D．粒子在磁场中运动的周期 粒子在电场中第一次加速的时间 粒子在电场中第二次加速的时间 粒子在无电场和无磁场区域做匀速直线运动的时间为 则粒子从开始释放到第三次经过x轴所用的时间，故D错误。 故选ABC。 12．地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。某研究小组模拟了一个地磁场，如图，模拟地球半径为，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球、厚度为方向垂直该剖面的匀强磁场（磁感应强度大小为B），。磁场边缘处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应，取。则（　　） A．粒子的比荷 B．速度小于的粒子，无法到达模拟地球 C．速度为的粒子，到达模拟地球的最短时间为 D．速度为的粒子到达地球的粒子数约占进入地磁场粒子总数的 【答案】CD 【详解】A．其轨迹如图所示（和地球相切）设该粒子轨迹半径为r，则根据几何关系 解得 又 解得，故A错误； B．速度越小半径越小，当粒子速度垂直OA入射时，粒子恰能到达模拟地球有 可得 洛伦兹力提供向心力 解得 即速度小于的粒子，无法到达模拟地球，故B错误； C．速度为v的粒子进入磁场有 可得 若要时间最短，则粒子在磁场中运动的弧长最短，故从A斜向上射入，在交点E到达地球的弦长最短时间最短， 故 故有 解得，故C正确； D．沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成θ角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此θ角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球。作过A点与该速度的垂线和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图 根据几何关系可得AF=4R，AO=OF=3R 可得 故 解得，故D正确。 故选CD。 二、非选择题：本题共3小题，共44分。 13．（12分）如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为，顶端接有电源，将一根质量为的直导体棒放在两轨道上，且与两轨道垂直，通过导体棒的电流大小恒为，方向由到，图乙为图甲沿方向观察的平面图，重力加速度为，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。 (1)磁感应强度的大小； (2)如果匀强磁场的方向和大小都可以改变，欲使棒仍能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度的最小值和方向。 【答案】(1) (2)，垂直轨道平面斜向上 【详解】（1）由题意，根据左手定则可知图乙中导体棒受到的安培力水平向右，对导体棒受力分析如图所示 由共点力的平衡条件可得，磁场对导体棒的安培力的大小 解得 （2）要使磁感应强度最小，则要求安培力最小。由三角形法则可知，保持导体棒静止，当安培力沿斜面向上时，安培力有最小值，如图所示 最小安培力 方向平行于轨道斜向上，所以最小磁感应强度 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。 14．（14分）如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅲ象限内有平行于y轴，电场强度大小相同、方向相反的匀强电场，在第Ⅳ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场．一质量为m，电荷量为q的带电粒子，从y轴上的M(0，d)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴的N 点进入第Ⅳ象限内，又经过磁场垂直y轴进入第Ⅲ象限，最终粒子从x轴上的P点离开．不计粒子所受到的重力．求： (1)匀强电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的大小； (2)粒子运动到P点的速度大小； (3)粒子从M点运动到P点所用的时间． 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示． 设粒子在第Ⅰ象限内运动的时间为t1，粒子在N点时速度大小为v1，方向与x轴正方向间的夹角为θ，则： qE＝ma， 联立以上各式得：，v1＝2v0，. 粒子在第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： 由几何关系得： 联立并代入数据解得：. (2)粒子由M点到P点的过程，由动能定理得： 代入(1)中所求数据解得：. (3)粒子在第Ⅰ象限内运动时间： 粒子在第Ⅳ象限内运动周期： 粒子在第Ⅲ象限内运动时有： 解得: 粒子从M点运动到P点的时间： 15．（18分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力，求： (1)电场强度的大小； (2)磁感应强度的大小； (3)微粒在复合场中的运动时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）微粒到达之前在复合场中做匀速直线运动，对微粒进行受力分析如图甲所示： 则根据共点力的平衡规律有 解得电场强度的大小为 （2）由共点力的平衡规律有 由分析可知，当电场方向变化后，微粒所受的重力与电场力平衡，则微粒在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其运动轨迹如图乙所示： 由几何关系可得微粒做匀速圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供微粒做匀速圆周运动的向心力，有 联立解得微粒做匀速圆周运动的线速度大小为 磁感应强度的大小为 （3）微粒在复合场中做匀速直线运动的时间为 微粒做匀速圆周运动的周期为 由于微粒在复合场中做匀速圆周运动转过的圆心角为，故微粒在复合场中做匀速圆周运动的时间为 所以微粒在复合场中运动的总时间为 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 安培力与洛伦兹力章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共12小题，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示为可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的等臂电流天平，它的右臂挂着矩形线圈abcd，匝数为10匝，线圈的水平边bc长为10cm，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。先给线圈通以方向如图所示、大小为0.1A的电流，调节砝码使天平平衡；然后使电流反向，大小不变，在左盘中添加质量为8g的砝码后，天平重新平衡，g取，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A．0.4T B．0.8T C．4T D．8T 2．下列描述中正确的是（　　） A．沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低 B．带电粒子仅在电场力的作用下一定做匀变速运动 C．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致 D．洛伦兹力可以改变粒子的速度，但不能改变粒子的动能 3．如图所示，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线阻值为，在到时间内，磁感应强度B随时间t的变化关系为，规定竖直向下为安培力的正方向，t=0s时的磁场垂直于金属框所在平面向外，则在0～6s内安培力随时间的变化关系图像是（　　） A． B． C． D． 4．磁流体发电机工作原理如图所示，电极、间距为、正对面积为，分别与阻值为的负载电阻相连，、之间存在匀强磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度向右喷入、之间，因磁场作用偏转到电极上，使、之间产生电势差。已知、间等离子体的等效电阻为，通过负载电阻的电流方向由1指向2，其两端的电压为，则匀强磁场的磁感应强度的大小和方向是（　　） A．，垂直纸面向外 B．，垂直纸面向里 C．，垂直纸面向外 D．，垂直纸面向里 5．如图所示，真空中有一圆形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。在磁场边界的点设置粒子源，可沿圆形区域平面的各个方向发射速率相同的电子。这些电子射出磁场的位置均处于上，其所对圆心角为。现将电子的发射速率增大，射出范围变为，其所对圆心角为。若要将电子射出范围调回到上，则磁感应强度大小要调节为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一束含有大量正、负带电粒子的射线，以相同的速度垂直于磁场沿AO方向射入圆形匀强磁场区域，它们在磁场中的运动径迹分成了如图的a、b两束，不计粒子重力以及粒子之间的相互作用力，下列说法正确的是（   ） A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a粒子比荷较大 C．a粒子在磁场中受到的洛伦兹力较小 D．a粒子在磁场中运动时间较长 7．如图所示，长为m的平直挡板AB和半径为1m的半圆挡板BC相切于B，空间存在垂直于纸面向里的大小为B0=1.0×10-3T的匀强磁场，位于A点的粒子源向AB右侧180°范围发射速度大小均为30m/s的相同的带正电粒子，粒子的比荷=1.0×104C/kg，粒子重力忽略不计，则打到挡板内表面的粒子运动的最长时间为（　　） A．s B．s C．s D．s 8．回旋加速器的工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，它们之间有一定的电势差。处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（　　） A．带电粒子在形盒内被磁场不断地加速 B．交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期 C．两形盒间电势差越大，带电粒子离开形盒时的动能越大 D．加速次数越多，带电粒子离开形盒时的动能越大 9．如图所示，水平面内边长为a的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在ABC区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。M为AB边上的一个离子源，能够沿垂直于AB方向向三角形区域内发射速度为v的带电粒子。已知，带电粒子的比荷均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用，则（　　） A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为3:5 C．粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为2:3 D．经时间粒子可能回到M点 10．我国首个电磁橇对吨级物体最高推进速度可达高亚音速范围，其原理示意图如图所示，主要由电源、开关、电阻不计的光滑水平导轨、和导体滑块P组成，导轨之间的区域存在垂直导轨平面的强大匀强磁场，滑块P在强大电磁力推动下，沿导轨直线加速并最终发射出去。假设电源的电动势，内阻，磁感应强度大小，滑块P的质量，滑块P的宽度，开关闭合瞬间，滑块P两端的电压为，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．滑块P的阻值 B．滑块P在导轨上做匀加速运动 C．开关闭合瞬间，滑块P的加速度大小为 D．若同时将电流方向和磁场方向反向，安培力方向不变 11．如图所示，在x轴下方宽度的区域中，的区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小，的区域无电场。在和的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。一比荷的带正电粒子从点由静止释放，不计粒子重力，下列判断正确的是（　　） A．粒子第一次经过x轴时的速度大小为 B．粒子经过x轴时的速度方向与x轴始终垂直 C．粒子第三次经过y轴时的位置坐标为 D．粒子从开始释放到第三次经过x轴所用的时间为 12．地磁场可以减少宇宙射线中带电粒子对地球上生物体的危害。某研究小组模拟了一个地磁场，如图，模拟地球半径为，赤道剖面外地磁场可简化为包围地球、厚度为方向垂直该剖面的匀强磁场（磁感应强度大小为B），。磁场边缘处有一粒子源，可在赤道平面内以不同速度向各个方向射入某种带正电粒子。研究发现，当粒子速度为时，沿半径方向射入磁场的粒子恰不能到达模拟地球。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应，取。则（　　） A．粒子的比荷 B．速度小于的粒子，无法到达模拟地球 C．速度为的粒子，到达模拟地球的最短时间为 D．速度为的粒子到达地球的粒子数约占进入地磁场粒子总数的 二、非选择题：本题共3小题，共44分。 13．（12分）如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为，顶端接有电源，将一根质量为的直导体棒放在两轨道上，且与两轨道垂直，通过导体棒的电流大小恒为，方向由到，图乙为图甲沿方向观察的平面图，重力加速度为，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。 (1)磁感应强度的大小； (2)如果匀强磁场的方向和大小都可以改变，欲使棒仍能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度的最小值和方向。 14．（14分）如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ、Ⅲ象限内有平行于y轴，电场强度大小相同、方向相反的匀强电场，在第Ⅳ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场．一质量为m，电荷量为q的带电粒子，从y轴上的M(0，d)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴的N 点进入第Ⅳ象限内，又经过磁场垂直y轴进入第Ⅲ象限，最终粒子从x轴上的P点离开．不计粒子所受到的重力．求： (1)匀强电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的大小； (2)粒子运动到P点的速度大小； (3)粒子从M点运动到P点所用的时间． 15．（18分）如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力，求： (1)电场强度的大小； (2)磁感应强度的大小； (3)微粒在复合场中的运动时间。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $