磁场

高二物理试题（二）一、 选择题1.（原创题）如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线A与螺线管垂直.已知导线A中的电流方向垂直于纸面向里.开关S闭合后，导线A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 （）DA水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上OabcA2（江苏省靖江市2009届高三上学期12月联考）如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）Aa粒子动能最大Bc粒子速率最大Cc粒子在磁场中运动时间最长D它们做圆周运动的周期3（江苏省靖江市2009届高三上学期12月联考改编题）一个带电粒子在磁场中运动，某时刻速度方向如图，受到的重力和洛伦兹力的合力方向恰好与速度方向相反，不计阻力，那么之后带电粒子将（）A可能作匀减速运动 B不可能作匀减速运动 C可能作匀速直线运动 D不可能做匀速直线运动 4（原创题兼顾考察受力分析、牛顿第二定律）质量为m长为L的导体棒电阻为R，开始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则（）BD A导体棒向左运动 B电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/R C电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsinRD电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsinmRE,B5.(广州市越秀区2008学年高三摸底调研测试考察复合场、受力分析).如图所示虚线所围的区域内(为真空环境),存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转.设重力可忽略,则在这区域中的E和B的方向可能是 （ )AE和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同CBE和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反 CE竖直向上,B水平、垂直纸面向外DE竖直向上,B水平、垂直纸面向里6.(广州市越秀区届高三摸底调研测试改编题)如图所示，有一半圆形，开口向上的绝缘容器，其内壁粗糙程度处处相同，将带有负电荷的小球从半球左边最高处静止释放，物块沿半球内壁只能滑到右侧的C点处；如果撤去磁场，仍将小球从左边最高点释放，则滑到右侧最高点应是 ( )A. 仍能滑到C点 B. 比C高的某处C. 比C低的某处 D.上述情况都有可能7.(安徽省六安市徐集中学2009届高三第二次月考物理试题)如图是某离子速度选择器的原理示意图在横截面半径的圆形区域内有磁感应强度的匀强磁场，磁场方向平行于柱形圆筒的轴线，在圆柱形筒壁上某一直径两端开有两个小孔，分别作为离子的入射孔和出射孔现有一束比荷为的正离子，从孔射人，正离子射人的角度不同，最后能从孔射出的离子速度大小就不同，其中入射角，且不与筒壁碰撞而从出射孔射出的离子的速度大小为（）ABCD8.(安徽省芜湖一中2009届高三第一次模拟考试改编题)如图，为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个D形盒，两盒分别和一高频交流电源的两极相接，高频电源的电压为U，匀强磁场垂直D盒平面，磁感应强度为B，在D型盒中央放出质量为m，带电量为q的粒子（设粒子的初速为0），然后被回旋加速器加速，D型盒的最大半径为R，则（）A粒子从磁场中获得能量B.所加交流电的频率为C粒子所能获得的最大动能D粒子在加速器中运动的半径越来越大，周期越来越长.9(北京市海淀区2009届高三第一学期期末兼顾考查带电粒子在电场中的偏转)如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到C），电场强度的大小随时间变化情况如图乙所示，磁感应强度方向垂直于纸面，磁感应强度的大小随时间变化情况如图丙所示.在t=1s时，从A点沿AB方向垂直于BC，以初速度v0射出第一个粒子，并在此之后，每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出，射出的粒子均能击中C点.若AB=BC=l，且粒子由A运动到C的时间均小于1s，不计空气阻力及电磁场变化带来的影响，则以下说法正确的是（）（ ）A磁场方向垂直纸面向外B电场强度E0和磁感应强度B0的比值E0/B0=2v0C第一个粒子由A运动到C所经历的时间D第二个粒子到达C点的动能等于第一个粒子到达C点的动能10.(年高考江苏卷独立考查电场)如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC,电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC ，电势分别为A、B、C ，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC,则下列关系中正确的有（）.ABCB. ECEBEAC. UABUBCD. UAB=UBC二、非选择题11. (河南省洛阳市2009届高三统考改编题)一种测量血管中血流速度的仪器的工作原理如图所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表，一直血管的直径是2mm，磁场的磁感应强度为0.080T，电压表测出的电压为0.10mV，则血流速度为_m/s.(取两位有效数字)12.（北京市宣武区2009届高三一模独立考查替代法测电阻）如图甲所示为某一测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R为电阻可读可调的电阻箱，R为适当的保护电阻，阻值未知，电源E的电动势未知，S为单刀双掷开关，A为电流表，请完成以下要求：简述测量Rx的基本步骤: 按图甲所示的电路，在图乙实物图上连线.abErB13（北京市东城区2009届高三第一学期期末教学目标检测）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37=0.60，cos37=0.80，求： （1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力大小.14(11分)（广东省惠州市2009届高三第三次调研考试考查复合场）如图所示.在地面附近有一范围足够大的互相正交曲匀强电场和匀强磁场匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外.一质量为m、带电量为-q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运动(重力加速度为g)(1)求此区域内电场强度的大小和方向； (2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45，如图所示则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高； (3)在(2)同中微粒运动P点时，突然撤去磁场，同时电场强度大小不变，方向变为水平向右，则该微粒运动中距地面的最大高度是多少. 15 (山东省滨州市2009届高三第一学期效果检测)由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源.因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电.图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d，将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯（图中未画出）.工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电，设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为，海水所受摩擦力与流速成正比，比例系数为k.（1）求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；（3）求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能.磁场答案部分1.D 【解析】螺线管通电时在内部磁感线的方向由右手定则知水平向右，外部正上方磁感线水平向左，由左手定则判断通电导线受安培力向上，项正确.2.BC 【解析】带电粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即；半径越大速度越大，动能也越大，项正确；周期，与速度无关，三粒子的周期相同；运动时间，为做圆周运动的弧长，C项正确.3.B 【解析】此时初速度方向与合力方向相反，物体做减速运动，速度减小，粒子受到的洛伦兹力减小，合力的大小和方向都会改变，即合力与速度的方向不在同一条直线上物体做曲线运动，且在重力的作用下物体的动能会发生变化，洛伦兹力继续改变，此过程中物体受到的合力大小方向都变，最终粒子将在水平方向做匀速直线运动，受到的洛伦兹力和重力平衡，故正确.安mgB4.BD 【解析】闭合开关导体棒中的电流由到，受力如图,在安培力水平分量的作用下棒向右运动，所受安培力大小为，加速度大小为=BELsinmR，B项、D项正确.5.ABC 【解析】没有发生偏转则受力情况可能是不受洛伦兹力，只受与运动方向相同或相反的电场力，A项、项正确；当电场力和洛伦兹力平衡时也能做匀速直线运动，此时如果电场应竖直向上，磁场应水平、垂直直面向外，C项正确.6.B【解析】从左侧滚下时，小球带负电，受到的洛伦兹力垂直器壁向下，使得小球对器壁的压力增大，受到的摩擦力增大，克服摩擦力做功增多，上升到点，撤去磁场后，摩擦力做功减少，物体将能到达C点之上,项正确.aObOrr7.C 【解析】作入射速度的垂线与ab的垂直平分线交于O点， O点即为轨迹圆的圆心.画出离子在磁场中的轨迹如图示： a Ob=2 =60， r=2R=0.2m由牛顿第二定律，C项正确.8.BC 【解析】回旋加速器中粒子通过电场加速获得能量，加速的周期与所加交变电流的周期一致，故频率为，当半径最大是获得速度最大， ，动能最大为，B项、项正确.回旋周期与速度无关.9.ABC 【解析】由题意知第奇数个两秒都是只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，第偶数个两秒只受电场力做类平抛运动.电场水平向右，所以粒子带正电，只受洛伦兹力时由左手定则知，磁感应强度垂直于纸面向外，A项正确.做圆周运动时，做类平抛运动时，所以E0/B0=2v0，B项正确.第一个粒子到从A点运动到C点的时间为，C项正确；两种情况下电场力做功，而洛伦兹力不做功，D项错误.10.ABC【解析】沿电场线方向电势逐渐降低，A项正确；电场线的疏密程度表示场强的强弱，B项正确；相邻等势面间的电势差相等，项正确.11.0.63m/s 【解析】血液是电解液，流动过程中受洛伦兹力作用，在上下两极间形成电场，当流体受到的洛伦兹力和电场力平衡的时候，即，血液正常流动，由此可求的速度m/s.12.见解析 【解析】A.将S向a端闭合，读出电流表的读数为I；B.将S向b端闭合，适当调节电阻箱的阻值，使得电流表读数仍为I，并记下此时电阻箱的读数R;C. 在本实验中，Rx的测量值就为如图13.【解析】（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I=1.5A（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37=0.24N由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f 根据共点力平衡条件 mg sin37+f=F安解得：f=0.06N14.【解析】（1）带电微粒在做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，有mg=Eq,即E=mg/q，方向竖直向下 (2)粒子做匀速圆周运动，轨道半径为R，如图所示.最高点与地面的距离为Hm=H +R(1+cos45)解得Hm=H