题目内容

【题目】某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置，基本原理如图甲所示。上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，带电粒子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。图甲上部分为侧视图、下部分为俯视图。若粒子质量为m、电荷量为q，初速度为零，粒子圆形轨道的半径为R，穿过粒子圆形轨道面积的磁通量随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，粒子轨道处的磁感应强度为B，粒子加速过程中忽略相对论效应，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）

甲 乙

A. 若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流

B. 在t0时刻后，穿过粒子圆形轨道面积的磁感应强度的与粒子轨道处的磁感应强度B大小相等

C. 在t0时刻后，粒子运动的速度大小为

D. t0时刻前，粒子每加速一周增加动能为

【答案】ACD

【解析】A. 若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合左手定则判断磁场的方向向上，再由电磁感应定律求出电流由a到b，故A正确；

B. 在t0时刻后,电流恒定，产生的电场不是匀强电场，穿过粒子圆形轨道面积的磁感应强度与粒子轨道处的磁感应强度大小不相等，故B错误；

若被加速的粒子为正电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合左手定则判断磁场的方向向下，再由电磁感应定律求出电流由b到a，故B错误

C. 在t0时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B,粒子在磁场中作匀速圆周运动,受到洛伦兹力等于向心力， ，故C正确；

D. 感生电场的感应电动势，粒子加速运动一圈获得的能量为W=qE=，故D正确。

故选：ACD。

练习册系列答案
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【题目】（2）如图．是一个用折射率为n的透明介质做成的三棱镜的截面示意图．其中∠A＝90°，∠B＝∠C＝45°。—细光束从D点垂直入射到BC面上，已知BD：DC＝1：3。

（i）若该细光束在AB面和AC面外侧均无出射光，求n的取值范围；

（ii）若n取（i）问中的最小值，不计入射光在镜内经过三次或三次以上的反射光线。使该细光束绕D点顺时针转过＝30°入射，如图中虚线所示，请分析说明该细光束在从AB面和AC面外侧是否有出射光。

【题目】如图所示，一线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ时（位置Ⅱ正好是细杆竖直位置），线圈内的感应电流方向（顺着磁场方向看去）是（ ）

A. Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是顺时针方向

B. Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ位置均是逆时针方向

C. Ⅰ位置是顺时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是逆时针方向

D. Ⅰ位置是逆时针方向，Ⅱ位置为零，Ⅲ位置是顺时针方向

【题目】如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界．一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场．若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点．下列说法正确的有（ ）

A. 若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0

B. 若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0

C. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0－

D. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0＋

【题目】某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)对于本实验操作的说法正确的是（________）

A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上

B.应用秒表测出重物下落的时间

C.重物的密度和质量选用的大些，有利于减小误差

D.重物的密度和质量选用的小些，有利于减小误差

(2)若实验中所用重物的质量m=1kg.某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时的速度v=________m/s，此时重物的动能=______J，从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减少量=_______J，由此可得出的结论是___________________________。(g取9.8m/s，结果均保留三位有效数字)

【题目】如图所示，在匀强磁场中有一个电阻r＝3 Ω、面积S＝0.02 m2的半圆形导线框可绕OO′轴旋转．已知匀强磁场的磁感应强度．若线框以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6V 12W”的小灯泡供电，则：

(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式．

(2)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？

(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？

【题目】如图，一质量为的物体，由光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端后沿水平面向右滑动距离后停止，已知轨道半径， ，求：

（1）物体滑至圆弧底端时的速度v大小；

（2）物体滑至圆弧底端时对轨道的压力F大小；

（3）物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功W。

【题目】如图所示，在平面直角坐标系xOy(x≥0，y≥0)内，存在垂直纸面向里的两个匀强磁场（图中未画出)，磁感应强度大小分别用B1、B2表示，OM是两个磁场的分界面，且与x轴正方向的夹角为，一带正电的粒子(重力不计)从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1中，之后粒子在磁场B2中的运动轨迹恰与y轴相切，但未离开磁场，题中B1、B2为未知量。求:

(1)两磁场磁感应强度B1与B2的比值；

(2)从该粒子进入磁场B1到第二次经过边界OM时，粒子在磁场B1与B2中运动的时间之比。

【题目】两点电荷形成电场的电场线分布如图所示．若图中A、B两点处的场强大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（ ）

A. EA＜EB B. EA＞EB C. φA＞φB D. φA＜φB

【答案】BC

【解析】根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大．画出过B点的等势线，根据顺着电场线电势降低判断电势的高低．

由电场线的分布情况可知，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强大于B点的场强，即，A错误B正确；画出过B点的等势线与A所在的电场线交于C点，则有A点的电势高于C点的电势，所以A点的电势高于B点的电势，即，C正确D错误．

【题型】多选题
【结束】
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【题目】如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中， O点固定一带电量为Q（Q>0）的点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则 (　　)

A. A点的场强大小为

B. B点的场强大小为

C. C点的场强大小一定为0

D. D点的场强大小可能为0

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