磁场通关确保(易)-教师版

1、 体系构建磁场专题 磁场通关 时间：90分钟分值：100分题号12345678910答案第卷(选择题，共40分)一、选择题(每小题4分，共40分)1如图所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A向右B向左C向纸外 D向纸里2下面关于磁场的说法正确的是()A某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反3有一段直导线长1cm，通以5A电流当把导线置于磁场中某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点磁感应

2、强度B的值可能为()A1 T B1.5 TC2 T D2.5 T4如图所示，有一通电直导线O垂直纸面放置，导线中电流方向垂直纸面向里，在其上方放一弓形硬质闭合线圈abcd，其圆弧的圆心恰好在通电直导线的O点上，当闭合线圈中通以逆时针方向电流时，线圈将()A俯视逆时针转动，且靠近通电直导线B俯视顺时针转动，且靠近通电直导线C俯视顺时针转动，且远离通电直导线D俯视逆时针转动，且远离通电直导线5(2011·海南卷)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

3、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6目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如下图表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷在磁极配置如图所示的情况下，下述说法正确的是()AA板带正电B有电流从b经用电器流向aC金属板A、B间的电场方向向下D等

4、离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力7(2011·浙江卷)利用如下图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上的两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m，电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大8如上图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在

5、一起置于光滑的水平地面上，空间存在着水平方向的匀强磁场，在水平恒力F的作用下，甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动，在加速运动阶段()A甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力不变C甲、乙向左运动的加速度不断减小D甲对乙的压力不断减小9我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如上图所示这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生

6、命的诞生和维持提供了天然的屏障科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关()A洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B空气阻力做负功，使其动能减小C靠近南北两极磁感应强度增强D以上说法都不对10为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了上图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确

7、的是()A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与a、b无关二、填空题(每小题5分，共20分)11如图所示，有一磁感应强度B9.1×104 T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场方向的一平面内的两点，今有一电子在此磁场中运动，它经过C点时速度v的方向和磁场垂直，且与CD之间的夹角30°，电子在运动中后来又经过D点，则电子从C点第一次到D点所用的时间是_(me9.1×1031kg，e1.6×1019C) 12三个粒子a、b、c(不计重力)以相

8、同的速度射入匀强磁场中，运动轨迹如图其中b粒子做匀速直线运动，则a粒子带_电，c粒子带_电13质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E，磁感应强度为B的区域内如上图所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为_14 速度选择器如上图所示，质量为m、带电量为q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线方向以速度v射入已知两板的间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域(重力不计)现将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上，粒子落到极板上时的动能为_三、计算题(共40分)15(10分)倾角为37°的光滑斜面上水平放

9、置一条长0.2m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5A的电流，如上图所示当有一个竖直向上的B0.6 T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin37°0.6)16(10分)回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交流电压为U2×104V，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径R1m，磁场的磁感应强度B0.5T，质子的质量为1.67×1027kg，电量为1.6×1019C，问：(1)质子最初进入D形盒的动能多大？(2)质子经回旋加速器最后得到的动能多大？(3)交流电源的频率是多少？17.在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负

10、方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如上图所示不计粒子重力，求(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.18(10分)(2010·四川卷)如图所示，电源电动势E015 V，内阻r01，电阻R130 ，R260.间距d0.2 m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B1 T的匀强磁

11、场闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取g10 m/s2.(1)当Rx29 时，电阻R2消耗的电功率是多大？(2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则Rx是多少？ 磁场通关考试B参考答案1.D2.B3CD4A5.BD6BD7BC8B9BC10BD116.5×109s12负正13解析：小物块由静止滑到最低点由动能定理得：mgRqERmv2，在最低点由牛顿第二定律得：FNmgqvBm，联立以上两式得：FN3mg2qEqB.由

12、牛顿第三定律，物块对轨道的压力FNFN.答案：3mg2qEqB14解析：此题是速度选择器模型，粒子所受的电场力F与洛伦兹力f方向相反若粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域从三个不同的角度看，有三种等效条件：(1)从力的角度看，电场力与洛伦兹力平衡，即qEBqv；(2)从速度的角度看，v的大小等于E与B的比值，即v；(3)从功的角度看，电场力和洛伦兹力对粒子均不做功，即WFqEd0.若粒子在选择器中的速度v时，粒子将因偏移而不能沿直线通过选择器设粒子沿与电场平行的方向偏移d后，粒子速度为v，当v时，粒子向下极板方向偏移，电场力F做负功，粒子动能减少，电势能增加根据动能定理，有mv2qEdmv2.当v

13、时，粒子向上极板方向偏移，电场力F做正功，粒子动能增加，电势能减小根据动能定理，有mv2qEdmv2.显然，此题增大磁感应强度B到B后，有v，将d代入式，得mv2qE·mv2，故mv2mv2qE·，将qEqBv代入上式，得Ekmv2mv2qBv.答案：mv2qBv15解析：对PQ画出截面图且受力分析如上图所示：由平衡条件得F安mgtan37°，又F安BIL代入数据得GmgN0.8 N.答案：0.8 N16答案：(1)3.2×1015 J(2)1.92×1012 J(3)1.53×107Hz17解析：(1)设粒子过N点时的速度为v，有cos故v2v0粒子从M点运动到N点的过程，有qUMNmv2mvUMN(2)粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为ON，有qvBr(3)由几何关系得ONrsin设粒子在电场中运动的时间