《磁场》单元测试题r

1、图9A.空间另有且仅有沿 B.空间另有且仅有沿 C.空间另有且仅有沿 D.空间另有且仅有沿Z轴正向的匀强电场 Z轴负向的匀强电场 y轴正向的匀强磁场 y轴负向的匀强磁场磁场单元测试题（本试卷发表在中学生理科应试2007年第1期P33-36页）山东省沂源县一中（256100）任会常一、选择题1 .下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有（A.两个静止电荷之间的相互作用B.两根通电导线之间的相互作用C.两个运动电荷之间的相互作用D.磁体与运动电荷之间的相互作用2.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（）A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B.磁感线可以形象地表现

2、磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线3 .磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（）A .比较小的通电线圈的横截面积B.比较 硬”的两个螺旋弹簧C.比较强的辐向分布的磁场D.比较少的通电线圈匝数4 .关于磁铁磁性的起源，安培提出了分子电流假说，他是在怎样的情况下提出的（）A.安培通过精密仪器观察到了分子电流B .安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的能C.安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的D.安培凭空想出来的Z5 .如图1

3、所示，在空间中取正交坐标系 Oxyz（仅画出正半轴），/ 口）沿x轴有一无限长通电直导线，电流沿 x轴正方向，一束电子（重/二力不计）沿y=0, z=2的直线上（图中虚线所示）作匀速直线运动，/ 可K/1图 1方向也向 x轴正方向，下列分析可以使电了完成以上运动的是*A.在磁场中的运动时间相同B.在磁场中运动的轨道半径6 .如图2所示，在边界 PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的 O点沿与PQ成。角的方向以相同的产;速度v射入磁场中。则正、负电子（）'C.出边界时两者的速度相同D.出边界点到 O点处的距离相等7 .如图3所示的圆形区域里，匀强磁场的方向垂直纸面

4、向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场， 这些质子在磁场中（不计重力）（）A.运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大8 .运动时间越长，其轨迹越长C.运动时间越长，其射出磁场区域时速率越大D.运动时间越长，其射出磁场区域时速度的偏向角越大8.如图4所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐运动，则 （）A.当小球每次通过平衡位置时，动能相同B.当小球每次逋过平iT位置时,动量相同C.当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同D,撤消磴场*,小球摆动同期不变9 .用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图 5所示），

5、当棒静止时，弹簧秤的读数为Fi；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2,且F2>Fi,根据这两个数据，可以确定（）A.磁场的方向B.磁感强度的大小C.安培力的大小 D.铜棒的重力10 .如图6所示，质量为 m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速vo开始运动.已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是（）A.若物块带正电，一定受两个力，做匀速直线运动B.若物块带负电，一定受两个力，做匀速直线运动C.若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动D.若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动11 .在光滑绝缘水平面

6、上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的 轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图7所示.若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于 小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（）A .小球仍做逆时针匀速此周运动半径不变B.小球仍做逆时针匀速|员向运动，们半径减小C.小球做顺时计句速圆周运动，半径不变D.小球做顺时针匀速限也运动,半减小12 .如图8所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场， 匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金 属小球从M点以初速度vo水平抛出，小球着地时的速度为必，在空中的飞行时间为 前。若将磁场撤除，其它

7、条件均不变，那么小球着地时的 速度为V2,在空中飞行的时间为 t2。小球所受空气阻力可忽略不计，则 关于V1和V2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是（）M X X K”“一、Q*X * M X / X* X X X图7A. V1>V2, G >t2 B. V1V2, tVt2C. V1 = V2, t1 < t2D . V1=V2, t1>t2二、填空题13 .如图9所示，带电液滴从 h高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面， 电场强度为 E,磁感应强度为 B。已知液滴在此区域做匀速圆周运动，则圆周的半径 R=14 .如图10所示

8、，ab、cd为两根相距0.2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为0.3kg的通电导体棒 MN X x M静止于水平导轨上，通以5A的电流时，轻轻推动棒，棒沿导轨作XXX匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，则 c N匀强磁场的磁感强度的大小为 。图1015 .如图11所示，铜棒ab长0.1m,质量为6xi0-2kg,两端与长为1m的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动。已知最大偏转角为 37°,则在此过 程中铜棒的重力势能增加了 J;恒定

9、电流的大小为A o （不计空气阻力，sin370=0.6, cos370=0.8 , g=10m/s2）16 .磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量B密度，其值为 ，式中B是磁感应强度，科是磁导率，在空气中 2科为已知量。为了近似测得条形磁铁磁极附近的磁感应强度B,某人用一根端面面积为 A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Al,并测出拉力F,如图12所示，因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可以得 出磁感应强度B与F、A之间的关系为B=。17 .目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机， 它可以把气体的内能直接转化为电能。图13表示出

10、了它的发电原理。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和 负电的微粒，从整体来说是呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S,相距为d的平行金属板 A、B与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v,气体的电导率（电阻率的倒数）为 仃，则电流表的示数为 ;流过外 电阻R的电流的方向为 。图12图1318 .如图14所示，两块竖直放置的平行金属板长为L,两板间距离为d,接在电压为U的直流电源上。 在两板间还有与电场方向垂直的匀强卜，if磁场，磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里。 一个电量为+ q的油滴，从 x 距金属板上端为h高处由静止开始自由下落， 并经两板上端的

11、中点 P进入 二” 1 板间。设油滴在 P点所受的电场力与磁场力恰好大小相等，过 P点后不 ：| 断向一侧偏转，最后恰好从这侧金属板的下边缘离开两板间的电、磁场区 .上.域。则（1）油滴下落的高度 h=; （2）油滴在离开电磁场时的速图14度大小v= °、计算题19 .如图15所示，在OXYZ的空间中，分布着以 XOZ平面为边界的匀强磁场，XOZ平面的上方磁场的磁感应强度为B1, XOZ平面下方磁场的磁感应强度为B2,两磁场方向均沿 Z轴正方向，且B2=3Bi。今有一带正电的粒子：在 XOY平面内自X轴上的P点出发，以初速度 Vo,进入磁场Bi中，Vo的方向与X轴正方向成30

12、6;角，大小为6.28m/s。，(粒子的重力不计， 兀的值取3.14)(1)画出粒子自P点出发后的运动轨迹示意图 (至少画出二次经过 X轴的情况)：(2)求出粒子自P点出发后到第四次经过 X轴的时间内平均速度的大小。BiPVo图1520 .如图16,不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽 l=0.5m,左端连接阻值为 0.4C的 电阻R,在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Q的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m,开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度Bo=O.5T,并且空=0.1(T/s)的规律在增大，不计摩擦阻力

13、，求至少经过多长时间才能将重物吊起？ (g=10m/s2)图167777777721 .如图17所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与 x轴平行.从y轴上的M点(0, H, 0)无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N (1, 0, b)点(l>0, b>0).若撤去磁场则小球落在xz平面的P点(1, 0, 0).已知重力加速度为 g .(1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向.(2)求电场强度E的大小.(3)求小球落至 N点时的速率v.nyM(0,H,0)o P(1,0,0)x、

14、(1,0万)图1722 .如图18所示，有一质量 M=2 kg的平板小车静止在光滑水平面上，小物块 A、B静 止在板上的C点，A、B间绝缘且夹有少量炸药。已知mA= 2 kg, mB=1kg, A、B与小车间的动摩擦因数均为 科=0.2。A带负电，电量为q , B不带电。平板车所在区域有范围很大的、 垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ,且qB=10 N - s / m .炸药瞬间爆炸后释放的能量为12 J,并全部转化为 A、B的动能，使得 A向左运动，B向右运动.取g =10 m/s2, 小车足够长，求：B在小车上滑行的距离。23 .如图19,在xoy平面内，I象限中有匀强电场，场强大小

15、为E,方向沿y轴正方向，在x轴的下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里，今有一个质量为m,电量为e的电子(不计重力)，从y轴上的P点以初速度vo垂直于电场方向进入电场。经电场 偏转后，沿着与x轴正方向成45°进入磁场，并能返回到原出发点P。求：(1)作出电子运动轨迹的示意图，并说明电子的运动情况(2) P点离坐标原点的距离 ho(3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点？X X XX X XX X XX X XX X XX X XX X XX X X总X X XX X XX X XX X XX X XX X XX XXX X X1图24 .如图20所示，在真空中，半

16、径为 R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面 向外，在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为 R,板长为2R,板的中心线O1O2与磁场的圆心 O在同一直线上，有一电荷量为 q、质量为m的带正电的粒子，以速度 v0从圆 周上的a点沿垂直于半径 OO1并指向圆心。的方向进入磁场，当从圆周上的 01点飞出磁场时， 给M、N板加上如图(b)所示电压，最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出(不计粒子重力)。(1)求磁场的磁感应强度 B;(2)求交变电压的周期 T和电压Uo的值；(3)若t=T时，该离子从 MN板右侧沿板的中心线，仍以速度 v0射入M、N之间，求粒2子从磁场中射出的点

17、到 a点的距离。图20附磁场单元测试题参考答案、选择题I. BCD 2. AB 3. C 4. B 5. AC 6. BCD 7. AD 8. AD 9. ACD 10. DII. ACD 12. D 二、填空题E 2h13 . 14. 1.0T15. 0.12, 416.B . g2BdvS22 2 UqU17 . I =; Bt Rt A18. U /2gB d ，2 2 +2gL -二SR d. B dm三、计算题19 .解析：设粒子运行的轨迹半径分别为1、2；周期分别为Ti、T2(1)粒子在B1磁场中的轨迹长度是以 1为半径的圆周长的1/6,粒子在B2磁场中的轨迹长 度是以2为半径的圆

18、周长的5/6;又2=1/3,故轨迹如图21所示。 2(2)qVoB1=mVo/1二2兀1，0由得r1=mVo/qB1 T1=2 兀 m/qB1 同理可得2=1/3丁2=/3粒子前进的位移 S=PP4=2(门-r2)=4mVo/3qB1 .、一"一T15T2-粒子前进的时间 t=2( +)=16兀m/9qB1粒子运行的平均速度 V=S/T=3Vo/4兀=1.5m/s 20 .解析：以MN为研究对象，有 BIl=T;以重物为研究对象，有 T+N=mg,由于B在增 大，安培力BIl增大，绳的拉力 T增大，地面的支持力 N减小，当N=0,重物将被吊起。此时 BI l=mgB =B0 += t

19、 =0.5+0.1t.t感应电动势 E =± =SjB =0. 0 4( v场. t.：t感应电流I =一E一=0.08(A)RmnR由以上各式求出 t=1s21.解析：(1)用左手定则判断出：磁场方向为一x方向或一y方向.(2)在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P点，设运动时间为自由下落，有12H = gt2小球沿x轴方向只受电场力作用FE =qE1 2小球沿x轴的位移为l = at22小球沿x轴方向的加速度a = FEm联立求解，得E =也qHt,小球(3)带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛仑兹力不做功电场力做功为WE=qEl重力做功为WG=mgH设落到N点速度大小为v,根据动能定理有 12mgH qEl = mv解得v=q2gj H22.解：炸开瞬间，对 A、B有：0=mAVA mBVB12= 2 mAVA2+2 mBVB2解得：VA=2m/s,VB=4m/s爆炸后对A有：qBvA=mAg=20N因此，A与车之间无摩擦力而做匀速运动，从左端滑离小车, 对B与小车组成的系统有：mBVB=(mB+M)v1212 公一科 mBg As =2 (M+m b)v ? mBVB 解得：A s=1 m323.解：(1)电子运动的轨迹示意图如图