1、选择题  如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直于纸面、磁感应强度大小可调的匀强磁场（环形区域的宽度非常小）。质量为m、电荷量为q的带正电粒子可在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的平行极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板刚进入AB之间时，A板电势升高到 + U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速使得动能不断增大，而在环形区域内，通过调节磁感应强度大小可使绕行半径R不变。已知极板间距远小于R，则下列说法正确的是(    )

A．环形区域内匀强磁场的磁场方向垂直于纸面向里
B．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqU
C．粒子在绕行的整个过程中，A板电势变化周期不变
D．粒子绕行第N圈时，环形区域内匀强磁场的磁感应强度为

参考答案：BD

本题解析：由题意知粒子在轨道内做顺时针圆周运动，根据左手定则可判断匀强磁场的磁场方向垂直于纸面向外，所以A错误；由于粒子在做圆周运动的过程中洛伦兹力不做功，在AB板间电场力做功W=qU，所以粒子绕行N圈后回到A板时获得的总动能为NqU，故B正确；由于粒子的轨道半径R不变，而粒子做圆周运动第n圈的速度为vn，根据，可得粒子圆周运动的速度增大，根据，，所以周期减小，故A板电势变化周期变小，故C错误；粒子绕行第N圈时，，所以，又，联立得：，所以D正确。
考点：本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动

本题难度：一般

2、简答题  
（1）当线圈的ab边刚进入磁场时，它可能做什么运动，并分析各种运动下h的条件．
（2）设ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动，且加速度大小相等。求线框经过磁场的过程中产生的焦耳热。
（3）设线圈刚好以匀速运动进入匀强磁场，此时线圈中的电流为I0，且线圈的边长L=h磁场的宽度H=2h。请在坐标系中定性画出线圈进入磁场到离开磁场的过程中，线圈中的电流i随下落高度x变化的图象。（不需要计算过程，按图象评分，设电流沿abcda如方向为正方向，x以磁场上边界为起点。）

参考答案：
（1）线圈可能做匀速运动、加速运动、减速运动
，线圈匀速进入磁场；?，线圈减速进入磁场；，线圈加速进入磁场；
（2）
（3）

本题解析：（1）线圈可能做匀速运动、加速运动、减速运动。（2分）


（3分）
，线圈匀速进入磁场；（1分）
，线圈减速进入磁场；（1分）
，线圈加速进入磁场；（1分）
（2）（8分）
设ab边刚进入磁场时的速度为V1，cd边刚进入磁场时的速度为V2，
则ab边刚穿出磁场的速度为V1、cd边刚穿出磁场时的速度为V2。
从cd边刚进入磁场到ab边刚穿出磁场的过程有：
?（3分）
从ab边刚进入磁场到cd边刚离开磁场的过程有：
?（3分）
解得：
?（2分）
（3）共6分

说明：在2h~3h的过程有两种情况均对，只要画出一种情况即可。

本题难度：一般

3、选择题  空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是（　　）
A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大