南开中学 磁场单元测试试题

1、 磁场单元测试题 2016/12/05（考试时间：120分钟，总分：150分）一、单项选择题(下列选项中，只有一个选项符合题目要求，每题5分，共50分) 1发现电流磁效应的科学家是 A牛顿 B奥斯特 C法拉第 D安培2如图，电流从A点分两路对称地且电流强度相等地通过圆形支路再汇合于B点，则圆环中心处O点的磁感应强度方向是A垂直圆环面指向纸内 B垂直圆环面指向纸外C磁感应强度为零 D条件不足，无法判断3如图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为荧光屏狭缝电子束阴极阳极zxy4右图是电子射线管的示意图。接通电源后，

2、电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是A加一磁场，磁场方向沿y轴负方向B加一磁场，磁场方向沿z轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D加一电场，电场方向沿y轴正方向5如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于纸面向里一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变则电子的运动方向应沿 Ax轴正向 Bx轴负向 Cy轴正向 Dy轴负向6如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状

3、态若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是7如图所示，在光滑绝缘的斜面上有一垂直纸平面的导体棒，导体棒通有垂直纸面向里的恒定电流为使导体棒静止在斜面上，可以加一竖直平面内的匀强磁场为使所加磁场最小，则磁场的方向是A垂直斜面向上 B平行斜面向上C竖直向上 D水平向左8如图所示，边长为a的等边三角形ABC区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，AC边右侧存在竖直方向的匀强电场，场强为E一带正电、电量为q的小球以速度v0沿AB边射入匀强磁场中恰能做匀速圆周运动，欲使带电小球能从AC边射出，匀强磁场的磁感应强度B的取值应为(已知重力加速度为g )A B C D9无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感

4、应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点距最近导线的距离均为L下列说法正确的是A a点和b点的磁感应强度方向相反B a点和b点的磁感应强度大小之比为8: 1C c点和b点的磁感应强度方向相同D c点和b点的磁感应强度大小之比为5: 110磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓

5、慢拉动一小段距离，拉力所做的功就等于间隙中磁场的能量为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力大小为F，如图所示由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为A    B    C      D二、多项选择题(下列各题中，至少有两个选项符合题目要求，每小题6分，共24分) 11一不计重力的带电粒子在磁场中可能做以下哪几种运动A匀加速直线运动 B匀速

6、直线运动C类平抛运动 D匀速圆周运动12如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场一带电粒子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则A该粒子必带正电荷BA、B两点位于同一高度C粒子到达C点时的速度最大D粒子一直在ABC间做往复运动13如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从上半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E后，由A孔射出下列说法正确的是A回旋加速器不能无限加速粒子B增大交变电压U，则质子在加速器中运行时间将变长C回旋加速器所加交变

7、电压的频率为D下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外)为14如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；通道内有均匀辐射电场的静电分析器（内部电场方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等）；方向垂直纸面向外的匀强磁场B；胶片M现由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，让某些粒子能沿静电分析器的中心线并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点设粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力下列说法中正确的是A从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C打到胶片上同一点

8、的粒子速度大小一定相等D打到胶片上位置距离O点越远的粒子，荷质比越小三、计算题（下列每个题目中，请写出必要的文字叙述及计算步骤，共76分）15(12分)如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸里，磁感应强度为B一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为(粒子所受重力不计)求：(1) 该粒子射出磁场的位置坐标A；(2) 该粒子在磁场中运动的时间图（a）ACv0xyOB×××××××××××

9、;×××××××××v016(14分)如图（a）所示，在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力y××Cv0Av0图（b）xOB×××××××××××&

10、#215;××××××（1）求粒子的荷质比；（2）若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了角，如图（b）所示，求磁感应强度B的大小 17(14分)如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场现有一粒子源处在坐标为(0，L)M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计)，粒子进入磁场后最后又第一次从x轴上坐标为(3L，0)处的P点射入电场，其入

11、射方向与x轴成45°角求：(1)粒子到达P点时的速度v；(2)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B18(18分)如图1所示，在与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在着竖直向上、场强大小为E2.5×102 N/C的匀强电场(上、下及左侧无界)一质量为m0.5 kg、电荷量为q2.0×102 C的可视为质点的带正电小球，在t0时刻以大小为v0的水平初速度向右通过电场中的一点P当tt1时刻在电场所在空间中加上一如图2所示随时间周期性变化的磁场（规定磁感线垂直纸面向里为正），使得小球能竖直向下通过D点已知D为电场中小球初速度方向上的一点，PD间距为L，D到竖直面M

12、N的距离DQ为L/，g10 m/s2(1)如果磁感应强度B0为已知量，使得小球能竖直向下通过D点，求磁场每一次作用时间t0的最小值(用题中所给物理量的符号表示)；(2)如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件的时刻t1的表达式(用题中所给物理量的符号表示)；(3)若小球能始终在电磁场所在空间做周期性运动，则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小(用题中所给物理量的符号表示)19(18分)如图所示的直角坐标系中，从直线x=-2l0到y轴区域存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向在电场左边界从A(-2l0，-l0)点到C(-2l0，0)点的区域内，连续分布着电量为+q、质量为m的粒子从某时刻起，A点到C点间的粒子依次连续以相同速度v0沿x轴正方向射入电场从A点射入的粒子恰好从y轴上的A'(0，l0)点沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图