一、选择题1．如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B ＝0.30 T 。
磁场内有一块较大的平面感光板ab ，板面与磁场方向平行，在距ab 的距离l =32 cm 处，有一个点状的α粒子放射源S ，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是v ＝3.0×106 m/s 。
已知α粒子的电荷量与质量之比75.010C/kg q m=⨯，现只考虑在图纸平面内运动的α粒子，则感光板ab 上被α粒子打中区域的长度（ ）A ．20cmB ．40cmC ．30 cmD ．25cm2．如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，两个比荷相同的正、负粒子（不计重力），从边界上的O 点以不同速度射入磁场中，入射方向与边界均成θ角，则正、负粒子在磁场中（ ）A ．运动轨迹的半径相同B ．重新回到边界所用时间相同C ．重新回到边界时速度方向相同D ．重新回到边界时与O 点的距离相等 3．如图为回旋加速器的示意图，真空容器D 形盒放在与盒面垂直的匀强磁场中，且磁感应强度B 保持不变。
两盒间狭缝间距很小，粒子从粒子源A 处（D 形盒圆心）进入加速电场（初速度近似为零）。
D 形盒半径为R ，粒子质量为m 、电荷量为+q ，两D 形盒间接电压为U 的高频交流电源。
不考虑相对论效应，粒子所受重力和带电粒子穿过狭缝的时间不计。
下列论述正确的是（ ）A ．粒子的能量是由加速电场提供的，能获得的最大动能与加速电压U 有关B ．若粒子的质量不变，电荷量变为+2q ，D 形盒间所接高频交流电源的频率不变C ．若粒子的质量不变，电荷量变为+2q ，粒子能获得的最大动能增加一倍D．若增大加速电压U，则粒子在D型盒内运动的总时间减少4．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（）A．被加速的粒子从磁场中获得能量B．被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大C．只增加狭缝间的加速电压，被加速粒子离开加速器时的动能增加D．想要粒子获得的最大动能增大，可增大D型盒的半径5．特高压直流输电是我国领先世界的电力工程。
正常输电时，两根导线中通有大小相等，方向相反的电流，某次故障测试中发现两根平行输电线电流I A>I C。
如图，以两导线垂线中点为圆心，作一个与导线垂直的圆，a（里面）和c（外面）与输电线在同一高度，b、d为圆的最下方和最上方。
忽略地磁的影响，则（）A．b点和d点磁场方向相同B．a点的磁感应强度可能为零C．c点的磁感应强度可能为零D．两根导线的作用力为引力6．如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（）A．在K处球a速度最大B．在K处球b对轨道压力最大C．球b需要的时间最长D．球c机械能损失最多7．如图所示，在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某一速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°。
若粒子在磁场中运动的过程中恰好与CB边相切，并从AB边穿出磁场，则v的大小为（）A．3BqaB．4BqamC．3BqaD．38Bqam8．如图，水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=70N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来。
置于水平向里的匀强磁场中，PQ长度为L=0.5m。
质量为m=0.1kg。
当导体棒中通以大小为I=2A 的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。
欲使弹簧伸长2cm后能重新处于静止状态（重力加速度g取10m/s2），则（）A．通入的电流方向为P→Q，大小为0.4AB．通入的电流方向为P→Q，大小为0.8AC．通入的电流方向为Q→P，大小为0.4AD．通入的电流方向为Q→P，大小为0.8A9．用图示装置可以检测霍尔效应。
利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压。
已知图中的霍尔元件是金属导体，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。
当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中不正确的是（）A．电表B为电流表，电表C为电压表B．接线端4的电势高于接线端2的电势C．若将E1、E2的正负极反接，其他条件不变，则电压表的示数将保持不变D．若增大R1、增大R2，则电压表示数增大10．如图所示，宽度为d、厚度为h的某种金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。
实验表明，当磁场不太强时，电势差U 、电流I 和磁感应强度B 的关系为：IB U k d =，式中的比例系数k 称为霍尔系数。
设自由电子的电荷量为e ，下列说法正确的是（ ）A ．自由电子所受静电力的大小U F e d= B ．导体上表面的电势一定大于下表面的电势 C ．自由电子所受洛伦兹力的大小=BI F nhd 洛，其中n 为导体单位体积内的电子数 D ．霍尔系数1k ne=，其中n 为导体单位长度上的电子数 11．在地球赤道正上方一导线中通有自西向东的电流，则导线受到地磁场给它的安培力方向为（ ）A ．竖直向上B ．竖直向下C ．东偏上D ．西偏上 12．如图所示，用丝线吊一个质量为m 的带电（绝缘）小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动，则两次经过O 点时（ ）A ．小球的动能不相同B ．丝线所受的拉力相同C ．小球所受的洛伦兹力相同D ．小球的向心加速度相同13．如图，通电直导线与通电矩形线圈同在纸面内，线圈所受安培力的合力方向为（ ）A ．向右B ．向左C ．向下D ．向上14．近年来海底通信电缆越来越多，海底电缆通电后产生的磁场可理想化为一无限长载流导线产生的磁场，科学家为了检测某一海域中磁感应强度的大小，利用图中一块长为a 、宽为b 、厚为c ，单位体积内自由电子数为n 的金属霍尔元件，放在海底磁场中，当有如图所示的恒定电流I （电流方向和磁场方向垂直）通过元件时，会产生霍尔电势差U H ，通过元件参数可以求得此时海底的磁感应强度B的大小（地磁场较弱，可以忽略）。
下列说法正确的是（提示：电流I与自由电子定向移动速率v之间关系为I＝nevbc，其中e为单个电子的电荷量）（）A．元件上表面的电势高于下表面的电势B．元件在单位体积内参与导电的电子数目为HIBnceU=C．仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小D．其他条件一定时，霍尔电压越小，该处的磁感应强度越大15．如图所示，圆形区域半径为R，区域内有一垂直纸面的匀强磁场。
磁感应强度的大小为B，P为磁场边界上的最低点。
大量质量均为m，电荷量绝对值均为q的带负电粒子，以相同的速率v从P点沿各个方向射入磁场区域。
粒子的轨道半径r＝2R，A、C为圆形区域水平直径的两个端点，粒子重力不计，空气阻力不计，则下列说法不正确的是（）A．粒子射入磁场的速率为v＝2qBR mB．粒子在磁场中运动的最长时间为t＝3mqBπC．不可能有粒子从C点射出磁场D．若粒子的速率可以变化，则可能有粒子从A点水平射出二、填空题16．某小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度，在力传感器下端挂一个n匝矩形线圈，将线圈的短边完全置于磁极之间的磁场（可视为匀强磁场）中并使平面与磁极的连线垂直。
断开电路，线圈静止时力传感器的读数为F1；接通电路，线圈中的电流强度为I 时，力传感器的读数为F2（F2<F1），则线圈所受的安培力F=___________；已知线圈短边的长度为L，则磁极间磁场的磁感应强度B=___________。
17．安培做了通电平行导线间相互作用的实验，证明通电导线间就像磁极和磁极之间一样，也会发生相互作用（如图所示），甲图中两导线通以相同方向的电流时，它们相互___________（选填“吸引”或“排斥”），乙图中两导线通以相反方向的电流时，它们相互___________（选填“吸引”或“排斥”）。
18．实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为kI B r=，式中常量0k >，I 为电流强度，r 为距导线的距离。
在水平长直导线MN 正下方，有一矩形线圈abcd 通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。
开始时MN 内不通电流，此时两细线内的张力均为03N T =；当MN 通以强度为11A I =电流时，两细线内的张力均减小为12N T =；当MN 内电流强度大小变为2I 时，两细线内的张力均增大为24N T =。
则电流2I 的大小为________A ；当MN 内的电流强度为33A I =时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为________g 。
（g 为重力加速度）19．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g 的弹体（包括金属杆EF 的质量）加速到6km/s 。
若这种装置的轨道宽2m ，长为100m ，通过的电流为10A ，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T ，磁场力的最大功率P =_____W （轨道摩擦不计）。
20．如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc 中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值为____，方向___。
21．两个速率不同的同种带电粒子，如图所示，它们沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场的上边缘射入，从下边缘飞出时，相对于入射方向的偏转角分别为90°，60°，则它们在磁场中运动的轨道半径之比为________，在磁场中运动时间比为________。
22．霍尔元件是一种重要的磁传感器，常应用在与磁场有关的自动化控制和测量系统中。
如图所示，在一矩形半导体薄片的1、2间通入电流I，同时外加与薄片前后表面垂直的磁场B，当霍尔电压U H达到稳定值后，U H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式H H IBU Rd,其中比例系数R H称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
（1）若半导体材料是电子导电，霍尔元件通过如图所示电流I，接线端3的电势比接线端4的电势_______（填“高”或“低”）；（2）已知元件厚度为d，宽度为b，电流的大小为I，磁感应强度大小为B，电子电量为e，单位体积内自由电子的个数为n，测量相应的U H值，则霍尔系数R H=______；23．如图所示，将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c和d射出的电子的速率之比________；通过磁场的时间之比为________ ．24．如图所示，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，若微粒在复合场中做直线运动，则粒子带_____电，电场强度E ____．25．竖直放置的固定绝缘杆上，套一个带电小球，小球质量为m，带电量为q，小球与杆间的动摩擦因数为μ，杆所在空间有如图所示的水平向左的匀强电场，场强为E，水平向纸面里的匀强磁场，磁感应强度为B，已知mg＞qE．若小球由静止开始运动，当小球速度v=____ 时加速度最大，小球运动的最大速度可以达到____．26．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，在科学研究中具有重要应用．如图所示是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d，两端电压为U，板间匀强磁场磁感应强度为B1，一束带电量均为q的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场B2，结果分别打在a、b两点，测得两点间的距离为△R，由此可知，打在两点的粒子质量差为△m=________．（粒子重力不计）三、解答题27．如图所示有一个与水平面成θ=37°的光滑导电滑轨，导轨上放置一个可以自由移动的金属杆ab。