2 . 可以认为，氢原子中的电子绕原子核做半径为r的匀速圆周运动，氢原子质量为，电子质量为（），氢原子核与电子的电荷量的绝对值均为e，静电力常量为k，不考虑重力。
（1）已知电子的圆周运动会形成绕核的环电流，求环电流大小；
（2）一面积为S的矩形环电流处于一磁场中，环中电流大小为I，方向为逆时针方向，磁场方向平行于x轴方向，如图（a）所示。已知磁场在y方向处处相同，但在z方向均匀变化，磁感应强度大小随着z坐标值的增大而增大，且。求环电流所受合力的大小F及方向；
（3）小圆形环电流在同样的磁场中受力情况与第（2）问中矩形环电流受力情况满足同样规律。如图（b）所示，一细氢原子束以的水平速度通过与第（2）问中同样的沿z方向均匀变化的磁场，磁场区宽度为d，出磁场区以后打到距离磁场区为D的竖直接收屏上。假如氢原子环形电流平面始终垂直于磁场，求环电流为顺时针方向的原子与逆时针方向的原子击打在接收屏上位置在z方向的距离。

4 . 利用超导体可以实现磁悬浮，如图甲是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环，将一块永磁铁沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动，由于超导圆环与永磁铁之间有排斥力。结果永磁铁能够悬浮在超导圆环的正上方高处。
（1）从上向下看，试判断超导圆环中的电流方向。
（2）若此时超导圆环中的电流强度为。圆环所处位置的磁感应强度为、磁场方向与水平方向的夹角为θ₁（如图乙），图丙是图乙中A点处的电流元及磁场正面视角的二维平面图。
a.请在图丙上画出该电流元所受安培力的方向。
b.图乙中整个超导圆环所受的安培力的合力F的方向。
c.图乙中整个超导圆环所受的安培力的合力F的大小。
（3）在接下来的几周时间内，发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间，永磁铁的平衡位置变为离桌面高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率，只是现在一般仪器无法直接测得超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移，若已知永磁铁在高处时，圆环所处位置的磁感应强度大小为，磁场方向与水平方向的夹角为，永磁铁的质量为m，重力加速度为g。
a.永磁铁的平衡位置变为离桌面高处时，求超导圆环内的电流强度；
b.若超导圆环中的电流强度的平方随时间变化的图像如图丁所示，且超导圆环的横截面积为S，求该超导圆环的电阻率。
   

5 . 电磁轨道炮是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，电磁轨道炮示意图如图甲所示，直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，炮弹可视为一质量为m、电阻为R的导体棒ab，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。导轨间存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计电容器放电电流引起的磁场影响。
（1）求电容器充电结束后所带的电荷量Q；
（2）请在图乙中画出电容器两极间电势差u随电荷量q变化的图像。类比直线运动中由图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能；
（3）开关由1拨到2后，电容器中储存的电能部分转化为炮弹的动能。从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒ab中的自由电荷为正电荷。我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图丙分析说明其原理。

6 . 电磁炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其原理示意图如图所示，假设图中直流电源电动势为E=35V，电容器的电容为C=2F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m，电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg、电阻为R=5Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场，MN开始向右加速运动，经过一段时间后回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。问：
（1）直流电源的a端为正极还是负极；
（2）MN离开导轨时的最大速度的大小；
（3）已知电容器储藏的电场能为，导体棒从开始运动到离开轨道的过程中，导体棒上产生的焦耳热的大小。（电磁辐射可以忽略）

7 . 如图是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R相连。发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图。发电通道内有电阻率为ρ的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动，正、负离子的电荷量均q，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电通道两端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速v通过发电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题：
（1）判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势E；
（2）发电通道两端的压强差△P；
（3）若负载电阻R阻值可以改变，当R减小时，电路中的电流会增大；但当R减小到R₀时，电流达到最大值（饱和值）I_m；当R继续减小时，电流就不再增大，而保持不变。设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变，已知单位体积内有n对正负离子。求R₀和I_m。

8 . 如图所示：竖直平面内有一矩形导体框从某一高度a处落入一区域足够大的匀强磁场中，则导体框由a处运动至b处的过程中，图象肯定不正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

9 . 电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长7.5m，宽1.5m，发射的炮弹质量为50g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为20A时，炮弹被发射后的最大速度可达3×10³m/s，轨道间磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　）

A．磁场方向为竖直向下	B．磁场方向为水平向右
C．磁场的磁感应强度大小为1×103T	D．炮弹的加速度大小为3×103m/s2

10 . 中国的特高压直流输电网已达到世界先进水平，向家坝—上海特高压直流输电工程，是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。图甲所示为输电塔，图乙为其局部放大图，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I₁和I₂，且I₁>I₂。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（　　）

A．d点在b点的正上方，bd间距等于bc间距，则d点处的磁感应强度方向竖直向下

B．e点在b点的正下方，be间距等于bc间距，则e点处的磁感应强度方向竖直向上

C．若电流I2反向，导线B和A之间的安培力是引力

D．若电流I1和I2同时反向，则a、b、c三点处的磁感应强度方向反向