5．(2020·重庆巴蜀中学一诊)如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b载有大小、方向均相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力大小可能为( )
A．4F B．3F C．2F D．0 【答案】AD
【解析】根据安培定则和左手定则可知a导线受到b施加的为F的力水平向右，由牛顿第三定律可知b受到a施加的力的大小也为F，方向水平向左。若加入匀强磁场后a受到的磁场力2F水平向右，则匀强磁场施加给a的力向右为F，施加给同向电流b的力也向右为F，则b受到的合力为F－F＝0；若加入匀强磁场后a受到的磁场力2F水平向左，则匀强磁场施加给a的力向左为3F，施加给同向电流b的力也向左为3F，则b受到的合力为3F＋F＝4F，A、D正确。
6．(2020·江西南昌调研)如图所示，三条长直导线a、b、c都通以垂直纸面的电流，其中a、b两条导线中的电流方向垂直纸面向外。O点与a、b、c三条导线距离相等，且Oc⊥ab。现在O点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示。则可以判断( )
A．O点处的磁感应强度的方向与F相同 B．长导线c中的电流方向垂直纸面向外 C．长导线a中电流I1小于b中电流I2 D．长导线c中电流I3小于b中电流I2 【答案】BC
【解析】由左手定则可知，磁感应强度方向与安培力方向垂直，故A错误；由左手定则可知，O点的磁感应强度方向与F垂直斜向右下方，此磁感应强度可沿水平向右和竖直向下分解，所以导线c在O点产生的磁场的磁感应强度方向应水平向右，由安培定则可知，导线c中的电流方向垂直纸面向外，导线a在O点产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上，导线b在O点产生的磁场的磁感应强度方向竖直向下，所以长导线a中的电流I1小于b中电流I2，由于不知道安培力的具体方向，所以无法确定长导线c中电流I3与b中电流I2的大小关系，B、C正确，D错误。
7．(2020·贵州毕节模拟)如图所示，空间存在方向垂直于纸面向里的分界磁场，其中在MN左侧区域的磁感应强度大小为B，在MN右侧区域的磁感应强度大小为3B。一质量为m、电荷量为q、重力不计的带电粒子以平行纸面的速度v从MN上的O点垂直MN射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次与入射方向相同时，下列说法正确的是( )
4πm
A．粒子运动的时间是 3qB2πm
B．粒子运动的时间是 3qBC．粒子与O点间的距离为
4mv
3qBmv 3qB
D．粒子与O点间的距离为【答案】AC
【解析】粒子在MN右侧运动半个周期后回到MN左侧，再运动半个周期后的速度方向与入射方112πmπm112πmπm
向相同，在MN右侧运动的时间t1＝T1＝×＝，在MN左侧运动的时间t2＝T2＝×＝，223Bq3Bq22BqBq4πm
因此粒子的速度方向再次与入射方向相同时的运动时间为t＝t1＋t2＝，故A正确，B错误；在MN
3Bq2mv2mv
右侧粒子运动的距离为L1＝2R1＝，在MN左侧粒子运动的距离为L2＝2R2＝，粒子与O点间的
3BqBq4mv
距离L＝L2－L1＝，故C正确，D错误。
3Bq
8．(2020·安徽合肥高三一诊)如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀2mg强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E＝，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带
q正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向下运动，经时间t0，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
t0
A．环经过时间刚好到达最低点
2μqv0B
B．环的最大加速度大小为am＝g＋
m1?2m2g2?
C．环在t0时间内损失的机械能为m?v0－μ2q2B2?
2D．环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等 【答案】BC
【解析】由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为F＝qE＝2mg，方向始终竖直向上。设竖直向下为正方向，则在环下滑的过程中，根据牛顿第二定律得：mg－(qE＋μqvB)＝ma，解得：a＝－
?g＋μqvB?，负号代表加速度方向与规定的正方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运
m??
μqvB?g－动；在环上升的过程中，根据牛顿第二定律得：mg＋μqvB－qE＝ma′，解得：a′＝－?m?，环做加速?mg
度逐渐减小的加速运动，在到达出发点前，加速度减为零，此时，a′＝0，v＝，环开始以速度v做匀速
μqBt0
直线运动。由运动的不对称性可以确定，从开始下滑到刚好到达最低点的时间不等于，A错误；整个运动
2过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度的最大值为：am＝g＋
μqv0B
，B正m
12121?2m2g2?确；由以上计算可知，整个过程中，系统损失的机械能ΔE＝mv0－mv＝m?v0－q2μ2B2?，C正确；环上升
222和下降的过程中，速度的平均值大小不相等，摩擦力的平均值大小不相等，故因摩擦产生的内能不相等，D错误。
9．(2020·云南曲靖一中高三调研)粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f，
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