一.選擇題(本題共10小題，每題4分，滿分40分。每題所給的選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)是正確的，有的有幾個(gè)是正確的。將正確選項(xiàng)的序號(hào)選出填入題后的括號(hào)中。全部選對(duì)的得4分，部分選對(duì)的得2分，有錯(cuò)選或不選的得0分)
1.指南針靜止時(shí)，其位置如圖中虛線所示.若在其上方放置一水平方向的導(dǎo)線，并通以恒定電流，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實(shí)線所示位置.據(jù)此可能是 ( )
A.導(dǎo)線南北放置，通有向北的電流
B.導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流
C.導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流
D.導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流
2.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線，如圖所示，則 ( )
A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>Bb
B.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba
C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大
D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小
3.由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 可知，磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 ( )
A.隨通電導(dǎo)線中的電流I的減小而增大
B.隨IL乘積的減小而增大
C.隨通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的增大而增大
D.跟F、I、L的變化無關(guān)
5.質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個(gè)斜面置于方向水平向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感強(qiáng)度為B，如圖所示。
若帶電小球下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零，下面說
法中正確的是( )
①小球帶正電
②小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
③小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)
④則小球在斜面上下滑過程中，當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r(shí)的速率為mgcosθ/Bq
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
6.用兩個(gè)一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通以自左向右的電流，如圖所示。當(dāng)棒靜止時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為F1;若將棒中的電流方向反向，當(dāng)棒靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為F2，且F2>F1，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，可以確定( )
A.磁場(chǎng)的方向 B.磁感強(qiáng)度的大小
C.安培力的大小 D.銅棒的重力
7.如圖所示，三根通電直導(dǎo)線P、Q、R互相平行，通過正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三條導(dǎo)線通入大小相等，方向垂直紙面向里的電流;通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=KI/r，I為通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度，r為距通電導(dǎo)線的距離的垂直距離，K為常數(shù);則R受到的磁場(chǎng)力的方向是( )
A.垂直R，指向y軸負(fù)方向
B.垂直R，指向y軸正方向
C.垂直R，指向x軸正方向
D.垂直R，指向x軸負(fù)方向
8.下圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖(其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直)。其中正確的是( )
9.在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針方向的水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，其俯視圖如圖所示.若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，繩子突然斷開，關(guān)于小球在繩斷開后可能的運(yùn)動(dòng)情況，以下說法正確的是 ( )
?A.小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變
?B.小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小
?C.小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變
?D.小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小
10.如圖所示，在水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里�，F(xiàn)將一個(gè)帶正電的金屬小球從M點(diǎn)以初速度v0水平拋出，小球著地時(shí)的速度為v1，在空中的飛行時(shí)間為t1。若將磁場(chǎng)撤除，其它條件均不變，那么小球著地時(shí)的速度為v2，在空中飛行的時(shí)間為t2。小球所受空氣阻力可忽略不計(jì)，則關(guān)于v1和v2、t1和t2的大小比較，以下判斷正確的是( )
A.v1>v2，t1>t2 B.v1
C.v1=v2，t1
二.填空題(本題共3小題，每題4分，滿分12分;將正確、完整的答案填入相應(yīng)的橫線中。)
11.某地地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量是3.0×l0-5T，豎直分量是4.0×10-5T，則地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為__________，方向?yàn)開_________________，在水平
平面上，面積為5m2的范圍內(nèi)，地磁場(chǎng)的磁通量為____________Wb。
12.把長L=0.15m的導(dǎo)體棒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使導(dǎo)體棒和磁場(chǎng)方向垂直，如圖所示。若導(dǎo)體棒中的電流I=2.0A，方向向左，則導(dǎo)體棒受到的安培力大小F= N，安培力的方向?yàn)樨Q直向 .(選填“上”或“下”)
13.如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面，處在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、帶電量為 - q的小球，恰可在斜面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、其角速度為ω，那么，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 ，未知電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)的大小為 ，方向沿 。
三.科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn) (本題共2小題，滿分10分)
14.如圖所示，銅棒ab長0.1m，質(zhì)量為6×10-2kg，兩端與長為1m的輕銅線相連，靜止于豎直平面上，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T�，F(xiàn)接通電源，使銅棒中保持有恒定電流通過，銅棒發(fā)生偏轉(zhuǎn)。已知最大偏轉(zhuǎn)角為370，則在此過程中銅棒的重力勢(shì)能增加了_________J;恒定電流的大小為_________A。(不計(jì)空氣阻力，sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2)
15.在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)合勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(z軸正方向豎直向上)，如圖所示。已知電場(chǎng)方向沿z軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)大小為E;磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B;重力加速度為g.問：一質(zhì)量為m、帶電量為+q的從原點(diǎn)出發(fā)的質(zhì)點(diǎn)能否在坐標(biāo)軸(x、y、z)上以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)?若能，m、q、E、B、v及g應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?若不能，說明理由.
四、計(jì)算題：本題包括4個(gè)小題，共38分。要求寫出必要的文字說明，方程式或重要的演算步驟，只寫出最后答案的，不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
16.(8分)如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾為α ，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直。電源電動(dòng)勢(shì)為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計(jì)。則當(dāng)電鍵調(diào)閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大?
17.(9分)如圖所示，一束電子流以速率v通過一個(gè)處于矩形空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁感線垂直，且平行于矩形空間的其中一邊，矩形空間邊長分別為 和 ，電子剛好從矩形的相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)間通過，求電子在磁場(chǎng)中的飛行時(shí)間。
18.(10分)如圖所示，在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ。若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為L，求該粒子的電量和質(zhì)量之比
19. (11分)下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實(shí)驗(yàn)用彈丸).滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源.滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場(chǎng)推動(dòng)而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場(chǎng)在滑塊所在位置始終可以簡(jiǎn)化為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B=kI，其中比例常量k=2.5×10-6T/A.已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為l=3.0cm，滑塊的質(zhì)量為m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度為v=3.0km/s(此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)).
(1)求發(fā)射過程中金屬滑塊的加速度大小;
(2)求發(fā)射過程中電源提供的電流強(qiáng)度大小;
(3)若電源輸出的能量有9%轉(zhuǎn)換為滑塊的動(dòng)能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大?
參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：
一、選擇題
1.B 2.B 3. D 4. ABD 5. B 6. ACD 7. A 8. D 9. ACD 10. D
二、填空題
11.5.0×l0-5T(1分) 與豎直方向成37°斜向下(或斜向上)(1分)， 2.0×10-4(2分)
12.答案：3.0×10-3(2分)，下(2分)
13. (2分) (1分) 沿斜面向下(1分)
三、實(shí)驗(yàn)探究題
14.0.12(2分)，9 (3分)
15.能沿x軸正向：Eq+Bqv=mg;(1分)能沿x軸負(fù)向：Eq=mg+Bqv;(1分)
能沿y軸正向或負(fù)向：Eq=mg;(1分)
不能沿z軸，因?yàn)?/P>
電場(chǎng)力和重力的合力沿z軸方向，洛倫茲力沿x軸方向，合力不可能為零. (2分)
四、計(jì)算題
16.解析：畫出導(dǎo)體棒ab受力的截面圖，如圖所示
導(dǎo)體棒ab所受安培力：F = BIL (3分)
由牛頓第二定律得： Fsinα=ma (2分)
導(dǎo)體棒ab 中的電流： I=E/R (1分)
得 (2分)
17.解析：電子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖，由幾何關(guān)系得，
(2分)
解得電子運(yùn)動(dòng)半徑 ，圓心角 (2分)
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 (3分)
將 代入上式解得 (2分)
18.解析： 帶正電的粒子射入磁場(chǎng)后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，O、A間的距離為L，射出時(shí)速度的大小仍為v0，射出方向與x軸的夾角仍為θ。
由于洛倫茲力提供向心力，則： ，R為圓軌道的半徑，(4分)
解得： (2分)
圓軌道的圓心位于OA的中垂線上,，由幾何關(guān)系可得：
(2分)
聯(lián)立兩式解得 (2分)
19解析：(1)由勻加速運(yùn)動(dòng)公式 a=v22s =9×105m/s2(3分)
(2)由安培力公式和牛頓第二定律，有 F=IBl=kI2l(2分)
kI2l=ma(1分)
因此 I=makl =6.0×105A(1分)
(3)滑塊獲得的動(dòng)能是電源輸出的能量轉(zhuǎn)化的，所以
PΔt×9%=12 mv2(1分)
發(fā)射過程中電源供電時(shí)間Δt=va =13 ×10-2s(1分)
所需的電源輸出功率為P=12mv2Δt×9% =4.5×108W(1分)
(或P=12 Fv/9%=12 mav/9%
由功率P=IU，解得輸出電壓 U= PI =750V(1分)
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