磁场章末习题检测提高篇

1、磁场章末习题检测(提高篇)一、选择题：1一个松弛的螺旋线圈如图所示，当线圈通有电流I时，线圈中将出现的现象是（ ） A轴向收缩，径向变大 B轴向收缩，径向收缩 C轴向伸长，径向变大 D轴向伸长，径向收缩2速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹照片如图所示，则磁场最强的是（ ）3如图所以，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近。当导线mn中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是（ ）A向左运动 B向右运动 C以mn为轴转动 D静止不动4如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场。质量和

2、电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力。下列说法中正确的是（ ）A粒子a带负电，粒子b、c带正电 B射入磁场时粒子a的速率最小C射出磁场时粒子b的动能最小 D粒子c在磁场中运动的时间最长5如图所示，长方形abcd长ad=0.6 m，宽ab=0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场），磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量、电荷量的带电粒子以速度 沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域（ ）A从Od 边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边

3、B从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C从Od 边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边 D从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和bc边6如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁P，当其上方固定的水平长直导线L中通以垂直纸面向外的电流时，斜面对磁体的弹力FN和摩擦力f的大小变化是（ ）AFN和f都增大BFN和f都减小CFN增大，f减小DFN减小，f增大7如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是（ ）AGa最大BGb最大CGc最大

4、DGb最小8如图所示，虚线框内有方向正交的匀强电场和匀强磁场，一离子束垂直于电场和磁场方向飞入此区域，恰好做匀速直线运动，从O点离开此区域。如果仅有电场，离子将从a点飞离此区域，经历时间为t1，飞离速度为v1；如果仅有磁场，飞离时速度为v2，则下列说法正确的是（ ）Av1v2 BaObO Ct1t2 D以上都不正确二、填空题:1将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放入B=0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为_N。2如图所示，在正交的匀强磁场B和匀强电场E中，有一竖直的长绝缘管，管内有一质量为m、

5、带电荷量为q的小球，球与管壁之间的动摩擦因数为，磁场和电场足够大，则小球运动的最大加速度为_；在有最大加速度时的速度为_；小球运动的最小加速度为_，在有最小加速度时的速度为_。三、计算题:1核聚变反应需几百万度高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），可采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图所示，在一个环状区域内加上匀强磁场B，“约束”在中空区域中的高速带电粒子具有各个方向的速度，其中在中空区域边缘处沿切线方向射入磁场的带电粒子最容易穿越磁场的外边缘。设环状磁场的内径R1=0.5 m，外半径R2=1.0 m，若被“约束”的带电粒子的比荷，速度v可达1×

6、107 m / s。为使所有被约束的带电粒子都不能穿越磁场，则磁场的磁感应强度B至少多大？2在倾角的斜面上，固定一金属框，宽L=0.25 m，接入电动势E=12 V，内阻不计的电池，垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度B=0.8 T，垂直框面向上的匀强磁场（如图）。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g取10 m / s2。3如图所示，与水平面成倾角为的绝缘正方形斜面abcd上放有一质量为m=0.01 kg，带电荷量的小滑块，与斜面间的动摩擦因数，整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁

7、场的磁感应强度为B=0.4 T，滑块在a点具有沿ac方向、大小v=30 m / s的初速度，g取10 m / s2。要使滑块由a点沿直线运动到达c点，应在绝缘斜面内加一个怎样的恒定匀强电场？4如图所示，真空室内有一个点状的粒子放射源P，它向各个方向发射粒子(不计重力)，速率都相同。ab为P点附近的一条水平直线(P到直线ab的距离PC=L)，Q为直线ab上一点，它与P点相距(现只研究与放射源P和直线ab同一个平面内的粒子的运动)，当真空室内(直线ab以上区域)只存在垂直该平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当真空室(直线ab以上区域)只存在平行该平面的匀强电场时，

8、不同方向发射的粒子若能到达ab直线，则到达ab直线时它们动能都相等，已知水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。(粒子的电荷量为+q，质量为m；sin37°=0.6；cos37°=0.8)求：（1）粒子的发射速率（2）匀强电场的场强大小和方向（3）当仅加上述磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值【答案与解析】一、选择题：1A 解析：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥2【答案】D【解析】由可得。磁场最强的是对应轨迹半径最小，选项D正确。3B解析：ad边的电流在mn电流的磁场中受到向右的吸引力，bc边中的电流与mn中电流方向相反，受到向右的排斥力，所以线框受到向右的

9、合力而向右运动，B选项正确。4【答案】D【解析】根据若a、b、c均为正电荷,运动电荷所受洛伦兹力方向即可判断出a、b、c向均应向左偏转，与b、c偏转方向实际相反，因此粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，即：，解得，由此可得知，当速度越大时，轨道半径越大，射入磁场时粒子c的速率最小，动能最小，故B、C均错误；粒子运动的周期为，故粒子在磁场中的偏转角越大，运动时间越长，故D正确。5D解析：由左手定则可知粒子射入后向上偏转，轨迹半径。若整个矩形区域都有磁场，从O点射入的粒子必从b点射出，在题给磁场中粒子的运动轨迹如图所示，出射点必落在be边

10、。6A解析：直导线通电后会对磁铁产生作用力，但导线对磁铁作用力的方向不好确定，可先求磁铁磁场对电流的作用力的方向，由牛顿第三定律即可求得电流对磁铁作用力的方向，而后分析磁铁受力即可确定其所受FN、f的变化情况。当导线中通以电流时，磁铁的磁场对电流有作用力，如图所示，根据左手定则可判定导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律，电流对磁铁的作用力斜向左下方，由于磁铁仍然保持静止，故FN、f均增大。故选A项。7CD解析：据F合=0可知：a带负电。显然，b、c也带负电，所以b所受洛伦兹力方向竖直向下，c所受洛伦兹力方向竖直向上。设三个油滴的电荷量为q，电场的场强为E，磁场的磁感应强度为B，运动电荷

11、的速度为v。据F合=0得：对a有：；对b有：；对c有：。所以有。8A解析：只有电场时，电场力对粒子做功，其动能增加；，。只在磁场时，洛伦兹力对粒子不做功，其功能不变。，与大小无法比较。二、填空题：1解析：折线abc受力等效于a和c连线受力，由几何知识可知。2g 0 解析：当qE=qvB时，摩擦力为0。此时加速度最大，且ax=g，；当时，合力为0，加速度最小也为0，此时速度最大，且。三、计算题：11 T解析：当带电粒子以最大速度v=1×107 m / s沿中空区域与内圆相切方向射入磁场且轨迹与外圆相切时，恰不能穿越磁场。则以速度v沿各个方向射入该磁场区的带电粒子都不能穿越磁场。如图所示

12、，又，使粒子不穿出磁场时满足Rr，即 。21.6R4.8解析：当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框架下滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上，如图甲所示。金属棒刚好不下滑时满足平衡条件。得 当变阻器R的取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框面上滑趋势。因此，框架对棒的摩擦力F2沿框面向下，如图乙所示。金属棒刚好不上滑时满足平衡条件。得 所以滑动变阻器R的取值范围为。3 与速度方向垂直，沿斜面斜向上方解析：要使滑块沿直线到达c点，滑块必须做匀速直线运动。滑动在斜面所在的平面内受力如图所示，滑块重力沿斜面向下的分力为。G1在x方向的分力为滑块受到的滑动摩擦力为。x方向上：f=G1x。由于滑块做匀速直线运动，其受力平衡，设所加电场场强为E，则在y方向上有：，代入数据解得：。电场的方向：与速度方向垂直，沿斜面斜向上。4.【答案】（1）；（2）匀，方向垂直向下；（3）。【解析】设粒子做匀速圆周运动的半径，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图所示：由几何知识可得： 代入数据可得粒子轨迹半径：洛仑磁力提供向心力： 解得粒子发射速度为： 真空室只加匀