新教材同步系列2024春高中物理第1章磁場(chǎng)章末綜合提升教師用書粵教版選擇性必修第二冊(cè)

第1章磁場(chǎng)主題1帶電粒子在洛倫茲力作用下的多解問(wèn)題1．帶電粒子的電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，當(dāng)粒子具有相同速度時(shí)，正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致多解。如圖所示，帶電粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若帶正電，其軌跡為a；若帶負(fù)電，其軌跡為b。2．磁場(chǎng)方向的不確定形成多解磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，如果題述條件只給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，則應(yīng)考慮因磁場(chǎng)方向不確定而導(dǎo)致的多解。如圖所示，帶正電的粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若B垂直紙面向里，其軌跡為a，若B垂直紙面向外，其軌跡為b。3．臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過(guò)去了，也可能轉(zhuǎn)過(guò)180°從入射面邊界反向飛出，如圖所示，于是形成多解。4．運(yùn)動(dòng)的往復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng)、部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)往往具有往復(fù)性，從而形成多解，如圖所示?！镜淅?】(多選)(2022·湖北卷)在如圖所示的平面內(nèi)，分界線SP將寬度為L(zhǎng)的矩形區(qū)域分成兩部分，一部分充滿方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另一部分充滿方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，SP與磁場(chǎng)左右邊界垂直且為磁場(chǎng)的理想邊界。離子源從S處射入速度大小不同的正離子，離子入射方向與磁場(chǎng)方向垂直且與SP成30°角。已知離子比荷為k，不計(jì)重力。若離子從Р點(diǎn)射出，設(shè)出射方向與入射方向的夾角為θ，則離子的入射速度和對(duì)應(yīng)θ角的可能組合為()A．13kBL，0° B．12kBLC．kBL，60° D．2kBL，60°BC[若粒子通過(guò)下部分磁場(chǎng)直接到達(dá)P點(diǎn)，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系則有R＝L，由qvB＝mv2R，可得v＝qBLm＝kBL，根據(jù)對(duì)稱性可知出射速度與SP成30°角斜向右上，故出射方向與入射方向的夾角為θ當(dāng)粒子上下磁場(chǎng)均經(jīng)歷一次時(shí)，如圖所示因?yàn)樯舷麓鸥袘?yīng)強(qiáng)度均為B，則根據(jù)對(duì)稱性有R＝12L，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qvB＝mv2R，可得v＝qBL2m＝12kBL通過(guò)以上分析可知當(dāng)粒子從下部分磁場(chǎng)射出時(shí)，需滿足v＝qBL2n-1m＝12n-1kBL(n＝1，2，3，……)，此時(shí)出射方向與入射方向的夾角為θ＝60°；當(dāng)粒子從上部分磁場(chǎng)射出時(shí)，需滿足v＝qBL2nm＝12nkBL(n＝1，2，3，……)，此時(shí)出射方向與入射方向的夾角為θ＝0°。故求解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)多解問(wèn)題的技巧(1)分析題目特點(diǎn)，確定題目多解性形成原因。(2)作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(全面考慮多種可能性)。(3)若為周期性重復(fù)的多解問(wèn)題，尋找通項(xiàng)式，若是出現(xiàn)幾種解的可能性，注意每種解出現(xiàn)的條件。主題2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．復(fù)合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)是指重力場(chǎng)、磁場(chǎng)、電場(chǎng)三者或任意兩者的組合或疊加。2．受力分析帶電粒子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變由粒子受到的合力決定，因此，對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)必須注意是否考慮重力，具體情況如下：(1)對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，若無(wú)特殊說(shuō)明，一般不考慮重力；對(duì)于宏觀帶電物體，如帶電小球、塵埃、油滴、液滴等，若無(wú)特殊說(shuō)明，一般需要考慮重力。(2)對(duì)于題目中明確說(shuō)明需要考慮重力的，這種情況較簡(jiǎn)單。(3)不能直接判斷是否需要考慮重力的，在進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，由分析結(jié)果確定是否考慮重力。3．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾種情況及解決方法(1)當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，將處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。應(yīng)利用平衡條件列方程求解。(2)當(dāng)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，其余各力的合力必為零。一般情況下是重力和電場(chǎng)力平衡，應(yīng)利用平衡方程和向心力公式求解。(3)當(dāng)帶電粒子所受合力大小與方向均變化時(shí)，粒子將做非勻速曲線運(yùn)動(dòng)，帶電粒子所受洛倫茲力必不為零，且其大小和方向不斷變化，但洛倫茲力不做功，這類問(wèn)題一般應(yīng)用動(dòng)能定理求解。【典例2】在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ＝60°角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。[解析](1)設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有v0v＝cosθ，得v＝2v粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中有qUMN＝12解得UMN＝3m(2)如圖所示，粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為O′N，有qvB＝mv2r，解得r(3)由幾何關(guān)系得ON＝rsinθ，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有ON＝v0t1，解得t1＝3mqB，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有t2＝180°-θ360°T，解得則粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t＝t1＋t2＝33[答案]13mv022帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法(1)首先要弄清復(fù)合場(chǎng)的組成。其次，要正確地對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。在進(jìn)行受力分析時(shí)要注意洛倫茲力方向的判定方法——左手定則。在分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，要特別注意洛倫茲力的特點(diǎn)——始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功。最后，選擇合適的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解。(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是電磁學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合，分析方法和力學(xué)問(wèn)題的分析方法基本相同，不同之處是多了靜電力和洛倫茲力。因此，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題要注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用特點(diǎn)，如靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，洛倫茲力方向始終和速度方向垂直且永不做功等。章末綜合測(cè)評(píng)(一)磁場(chǎng)一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，通電導(dǎo)線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，該導(dǎo)線所受安培力大小()A．變大 B．變小C．不變 D．不能確定C[通電導(dǎo)線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置的過(guò)程中，F(xiàn)、I與B三者大小不變且方向總是相互垂直的，所以F的大小不變。故C正確。]2．兩足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線POF與EO′Q垂直疊放，相互絕緣，通有大小相等的電流I，電流方向如圖所示。若其中一根足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，在距離導(dǎo)線d處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為()A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、BB[根據(jù)安培定則可知，兩根導(dǎo)線在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0；豎直方向的導(dǎo)線和水平方向的導(dǎo)線在N處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相同，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，故B正確。]3．如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時(shí)懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以()A．適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．使磁場(chǎng)反向C．適當(dāng)增大電流 D．使電流反向C[首先對(duì)MN進(jìn)行受力分析：受豎直向下的重力G，受兩根軟導(dǎo)線的豎直向上的拉力和安培力。受力平衡時(shí)，有2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不變，欲使拉力F減小到0，應(yīng)增大安培力BIL，所以可增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B或增加通過(guò)金屬棒中的電流I，或二者同時(shí)增大，故C正確。]4．下列四幅圖關(guān)于各物理量方向間的關(guān)系中，正確的是()ABCDB[由左手定則可知，安培力的方向總是與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)的方向向下，電流的方向向里，由左手定則可知安培力的方向向左，故B正確；由左手定則可知，洛倫茲力的方向總是與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故C錯(cuò)誤；通電螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向沿螺線管的軸線方向，由題圖D可知電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁感線的方向平行，不受洛倫茲力，故D錯(cuò)誤。]5．如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場(chǎng)邊界MN，進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直打在磁場(chǎng)邊界MN上，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。不計(jì)粒子所受重力、空氣阻力和粒子間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是()A．甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾葿．甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量C．洛倫茲力對(duì)甲做正功D．甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B[在P點(diǎn)，帶電粒子速度方向向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，甲受向左的洛倫茲力，根據(jù)左手定則可知，甲帶正電荷；同理在P點(diǎn)，乙受向右的洛倫茲力，根據(jù)左手定則可知，乙?guī)ж?fù)電荷，A錯(cuò)誤；粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，有qvB＝mv2R，解得R＝mvqB；由于q、v、B大小均相同，甲的軌跡半徑比乙的軌跡半徑大，則甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故B正確；根據(jù)左手定則，洛倫茲力與速度垂直，故洛倫茲力永不做功，故C錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝2πRv＝2πmqB，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間t＝12T6．有一混合正離子束先后通過(guò)正交勻強(qiáng)電磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，如圖所示，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，不計(jì)離子重力及離子間的相互作用，則它們一定具有相同的()①速度；②質(zhì)量；③電量；④比荷A．①③ B．②③④C．①④ D．①②③④C[在區(qū)域Ⅰ，運(yùn)動(dòng)的正離子受到豎直向下的電場(chǎng)力和豎直向上的洛倫茲力，且qE＝qvB，離子以速度v＝EB1勻速穿過(guò)區(qū)域Ⅰ，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r＝mvqB2，因經(jīng)區(qū)域Ⅰ的正離子v相同，當(dāng)r相同時(shí)，必有7．如圖所示為一種回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連，現(xiàn)分別加速氘核(21H)和氦核(42He)A．它們?cè)贒形盒中運(yùn)動(dòng)的周期不相同B．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能C．它們的最大動(dòng)能相同D．它們的最大速度相同D[粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2πmqB，代入數(shù)值可知周期相同，故A錯(cuò)誤；粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑等于D形盒半徑，半徑相同，根據(jù)半徑公式R＝mvqB可知最大速度相同，故D正確；Ek＝12m二、多項(xiàng)選擇題8．如圖所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里，一帶電小球從軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)。則可判定()A．小球帶負(fù)電B．小球帶正電C．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向上偏D．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向下偏BD[小球從P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，則小球一定受力平衡，由受力平衡知小球一定帶正電，且qE＋qvB＝mg；若從B點(diǎn)靜止滑下，由動(dòng)能定理可求得小球進(jìn)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)v′<v，則qE＋qv′B<mg，故向下偏，B、D正確。]9．如圖所示，有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b；a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x，當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是()A．方向向上B．大小為2C．要使a仍保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移D．若使b下移，a將不能保持靜止ACD[根據(jù)安培定則，可知b在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向上，故A正確；根據(jù)左手定則，可知a受到水平向右的安培力，還受豎直向下的重力，斜面給的支持力，合力為零，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得BIL＝mg，解得B＝mgIL，故B錯(cuò)誤；重力和水平向右的磁場(chǎng)力的合力與支持力平衡，當(dāng)減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則磁場(chǎng)力減小，要使a仍平衡，根據(jù)受力平衡條件，則可使b上移，即b對(duì)a的磁場(chǎng)力斜向右上，故C正確；當(dāng)b豎直向下移動(dòng)，導(dǎo)體棒間的安培力減小，根據(jù)受力平衡條件，當(dāng)a受到的安培力方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有安培力變大才能保持平衡，而安培力在減小，因此不能保持靜止，故D正確。10．如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖，帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)初速度為0)后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑，則()A．a(chǎn)的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量B．a(chǎn)的電量一定大于b的電量C．a(chǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．a(chǎn)的比荷大于b的比荷CD[粒子經(jīng)電場(chǎng)加速的過(guò)程，由動(dòng)能定理有qU＝12mv02，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知qv0B＝mv02R，聯(lián)立得R＝1B2mUq，由題圖知Ra＜Rb，故qama＞qbmb，故三、非選擇題11．(2022·廣東深圳平岡中學(xué)高二期中)某興趣小組的同學(xué)為了測(cè)量如圖甲所示的磁極已知的方形磁鐵表面附近的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置，圖乙中兩根完全相同的彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣連接。已知方形磁鐵的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于金屬棒的長(zhǎng)度，現(xiàn)進(jìn)行如下操作：a．?dāng)嚅_開關(guān)S，用刻度尺測(cè)量?jī)筛p彈簧的長(zhǎng)度均為l1；b．用刻度尺測(cè)量金屬棒ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)；c．將方形磁鐵置于金屬棒ab附近，使方形磁鐵在金屬棒ab處的磁場(chǎng)垂直于紙面向里(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))；d．閉合開關(guān)S，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，記錄電流表的示數(shù)為I，用刻度尺測(cè)量?jī)筛p彈簧的長(zhǎng)度均為l2；e．保持方形磁鐵與金屬棒ab的距離不變，在小范圍內(nèi)改變方形磁鐵相對(duì)于金屬棒ab的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)兩根輕彈簧的長(zhǎng)度l2________l1(選填“>”“＝”或“<”)；(2)實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)測(cè)量金屬棒ab的質(zhì)量；(3)已知輕彈簧的勁度系數(shù)為k，則方形磁鐵表面附近磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝________。(用已知量和測(cè)量的物理量表示)[解析](1)由左手定則可知金屬棒ab受到向下的安培力，輕彈簧的長(zhǎng)度增大，所以l2>l1。(2)(3)設(shè)金屬棒ab的質(zhì)量為m，輕彈簧的原長(zhǎng)為l0，開關(guān)S斷開時(shí)，由平衡條件得mg＝2kl1-l0，開關(guān)S閉合后，由左手定則可知金屬棒ab受到的安培力向下，由平衡條件得mg＋BIL＝2kl2-l[答案](1)＞(2)不需要(3)212．(2022·安徽定遠(yuǎn)育才學(xué)校高二期中)電磁血流量計(jì)是運(yùn)用在心血管手術(shù)和有創(chuàng)外科手術(shù)的精密監(jiān)控儀器，可以測(cè)量血管內(nèi)血液的流速。如圖甲所示，某段監(jiān)測(cè)的血管可視為規(guī)則的圓柱體模型，其前后兩個(gè)側(cè)面a、b上固定兩塊豎直正對(duì)的金屬電極板(未畫出，電阻不計(jì))，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.12T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下，血液中的正負(fù)離子隨血液一起從左至右水平流動(dòng)，則a、b電極間存在電勢(shì)差。(1)若用多用電表監(jiān)測(cè)a、b電極間的電勢(shì)差，則圖甲中與a相連的是多用電表的________色表筆(選填“紅”或“黑”)；(2)某次監(jiān)測(cè)中，用多用電表的“250μV”擋測(cè)出a、b電極間的電勢(shì)差U，如圖乙所示，則U＝______________________μV；(3)若a、b電極間的距離d為3.0mm，血管壁厚度不計(jì)，結(jié)合(2)中數(shù)據(jù)可估算出血流速度為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(4)為了測(cè)量動(dòng)脈血流接入電路的電阻，某小組在a、b間設(shè)計(jì)了如圖丙所示的測(cè)量電路。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，由多組靈敏電流計(jì)G的讀數(shù)I和電阻箱的示數(shù)R，繪制出1I-R圖像為一條傾斜的直線，且該直線的斜率為k，縱截距為b，如圖丁所示。已知靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻為Rg，則血液接入電路的電阻為__________(用題中的字母k、b、Rg表示)[解析](1)由于電荷在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的作用，故可得a電極為正，b電極為負(fù)，故題圖甲中與a相連的是多用電表的紅表筆。(2)由于監(jiān)測(cè)中用多用電表的“250μV”擋測(cè)出a、b電極間的電勢(shì)差U，根據(jù)題圖乙可得U＝150μV。(3)根據(jù)qUd＝qv可得v＝UdB代入數(shù)據(jù)，解得v≈0.42m/s。(4)由閉合電路的歐姆定律可得U＝IR＋I(xiàn)Rg＋I(xiàn)Rx變形可得1I＝1UR＋1URg＋由于該直線的斜率為k，縱截距為b，解得Rx＝bk－Rg[答案](1)紅(2)150(3)0.42(4)bk－R13．如圖所示，在與水平方向成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌間連一電源，在相距1m的平行導(dǎo)軌上放一重為3N的金屬棒ab，棒上通過(guò)3A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，這時(shí)棒恰好靜止，求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力；(3)若要使B取值最小，其方向應(yīng)如何調(diào)整？并求出最小值。[解析](1)金屬棒靜止時(shí)，其受力分析如圖所示則有F＝Gtan60°，即BIl＝Gtan60°，B＝3GIl＝3(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力FN′與FN大小相等，F(xiàn)N＝Gcos60°所以FN′＝FN＝6N。(3)若要使B取值最小，即安培力F最小。顯然當(dāng)F平行于斜面向上時(shí)，F(xiàn)有最小值，此時(shí)B應(yīng)垂直斜面向上，且有F＝Gsin60°，所以BminIl＝Gsin60°，Bmin＝Gsin60°Il[答案](1)3T(2)6N(3)B應(yīng)垂直斜面向上3214．如圖所