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 4.右图是电子射线管的示意图。接通电

2、源后,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A .x 轴正向B .x 轴负向C .y 轴正向D .y 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

3、,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v 0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

4、,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 .0B ag = B .0B ag C .0Ev B ag = D .0Ev B ag 9.无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度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: 1 C . c 点和b 点的磁感应强度方向相同D . c 点和b

5、 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22B,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,若将衔铁缓慢拉动一小段距离d,拉力所做的功就等于间隙d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L,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

6、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B.A、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

7、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 CD.下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外为1:2:314.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

8、.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.16.(14分如图(a 所示,在

9、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v 0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.(1求粒子的荷质比q m ; (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

10、,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v 0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B .图(b 图(a 18(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 102 C 的可视为质点的带正电小球， 为

11、 m0.5 kg、 电荷量为 q2.0× 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 PD 间距为 L， D 到竖直面 MN 的距离 DQ 为 L/， g10 m/s2 度方向上的一点， (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

12、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 所示不计粒子的重力及它们间的相互作用。 (