热门试卷

（1）正电荷  （2）  （3）

试题分析：根据带电粒子在磁场中沿顺时针方向做匀速圆周运动，利用左手定则可判断出粒子带正电荷。

带电粒子在匀强磁场中运动，利用洛伦兹力公式等于向心力和图中几何关系列方程解答。

（1）由左手定则可得，粒子带正电荷。   

（2）设磁感应强度大小为B，带电粒子运动的轨迹半径为r，带电粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，有：得

         ① 

由于从O点射出的粒子的速度大小都相同，由上式可知，所有粒子的轨迹半径都相等。

由几何知识可知，为使粒子不打在挡板上，轨迹的半径最大值为    ②  

由①②两式可得，磁感应强度的最小值     

3）为使MN的右侧都有粒子打到，打在N点的粒子最小半径的轨迹为图乙中的圆弧OMN，图中点O3为轨迹的圆心，由于内接△OMN为正三角形，

由几何知识，最小的轨迹半径为  

粒子做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，有 

所以，磁感应强度的最大值  

点评：对带电粒子在磁场中匀速圆周运动的求解，关键是画出匀速圆周运动的轨迹，利用几何知识找出圆心及相应的半径，从而找出圆弧所对应的圆心角．由圆心和轨迹用几何知识确定半径是研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的重要方法．

(1) (2)

试题分析：（1）过O点和P点作速度方向的垂线,两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心,如图所示,

则有几何知识得：

洛伦兹力提供向心力：

解得:

（2）由图中可知：

又有：

解得：

当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为

当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为

根据题意，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设运动轨迹交虚线OL于A点，圆心在y轴上的C点，AC与y轴的夹角为α；粒子从A点射出后，运动轨迹交x轴的P点，设AP与x轴的夹角为β，如图所示。有（判断出圆心在y轴上得1分）

         （1分）

周期为       （1分）

过A点作x、y轴的垂线，垂足分别为B、D。由几何知识得

，，

，

α=β                 （2分）

联立得到      （2分）

解得α=30°，或α=90°       （各2分）

设M点到O点的距离为h，有

， 

联立得到 h=R-Rcos(α+30°)     （1分）

解得h=(1-)R（α=30°）        （2分）

h=(1+)R（α=90°）            （2分）

当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为

                   （2分）

当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为

                   （2分）

【考点定位】考查带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关知识。

（1）（2）（3）

（1）设水平拉力为F ,则    ①   （1分）

对框架由牛顿第二定律得     ②   （2分）

解得                                  （1分）

（2）设框架做匀速运动的速度大小为v,

则感应电动势                  ③    （2分）

回路中的电流                  ④    （2分）

对框架由力的平衡得        ⑤    （2分）

联立上式解得                        （1分）

（3）在框架滑过s的过程中，设产生的电热为Q1 ，摩擦生热为Q2

由功能关系得    ⑥   （3分）

其中                     ⑦    （2分）

在框架匀速运动后，对棒由力的平衡得

                        ⑧     （2分）

另有             ⑨    （1分）

联立以上各式得        （2分）

(1)洛伦兹力    (2) k=

（1）洛伦兹力．                          　                 (2分)

因截流子是电子，电子在洛伦兹力作用下向A板聚集，故   (3分)

（2）设电子定向移动速度大小为v，上下板间电场强度为E。稳定时，电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，由平衡条件得

eE=evB                                         (2分)

又U=Eh                                         (2分)

I=nehdv                                         (2分)

整理得

U=                                        (2分)

所以，其中k=                       (2分)

（1） 用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右（或与海水出口方向相同）

（2）根据受力情况，通过开启、关闭推进器实现“转弯”，通过改变磁场力的方向实现“倒车”。

（3）4.6104W

【解题思路】（1）海水作为通电直导线，长度为c，根据安培力公式F=BIL求解。

（2）根据受力情况，通过开启、关闭推进器实现“转弯”，通过改变磁场力的方向实现“倒车”。

（3）功率分为三部分：牵引力功率，由题意可得船受到的牵引力，由功率公式可求得牵引力的功率。热功率，电流流过导体必产生焦耳热，根据焦耳热公式，可求热功率。功率的第三部分是单位时间内海水动能的增加量，建立物理模型，设时间内喷出海水的质量为m，求出m质量的海水在时间内的动能增量，根据公式，可求解功率。

（1）将通电海水看成导线，所受磁场力： F=IBL，代入数据得：F=IBc=

用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右（或与海水出口方向相同）

（2）考虑到潜艇下方有左、右2组推进器，可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯。改变电流方向，或者磁场方向，可以改变海水所受磁场力的方向，根据牛顿第三定律，使潜艇“倒车”。

（3）电源提供的电功率中的第一部分：牵引功率 ，根据牛顿第三定律：=12IBL

当时，代入数据得：

第二部分：海水的焦耳热功率

对单个直线推进器，根据电阻定律：

代入数据得：

由热功率公式，

代入数据得：

第三部分：单位时间内海水动能的增加值

设时间内喷出海水的质量为m，

考虑到海水的初动能为零，

m=

=12=4.6104W

【考点定位】本题考查的是带点粒子在磁场中的运动、电功率、热功率等知识，考查电磁感应及安培力在生产生活中的应用，解题的关键在于明确题意，并要求学生能正确理解立体图形的含义，题目巧设问题情境，用活知识规律，使所学知识鲜活了起来。着眼于科技前沿，立足于高中课本知识的考题，一方 面考查了学生联想、迁移、分析的能力和科学素养、思维、学习习惯，另一方面也使学生感到：高新技术虽然“高”，而且“新”，可是同样是依赖于我们熟悉的传统的基础知识，并非 空中楼阁，高不可攀。本题对学生空间想象能力要求较高．题型新颖，综合性强，难度很大。