高二物理磁场复习

-PAGE8-高二物理磁场复习1．关于地磁场，下列说法正确的是()A．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极B．地磁场的南极在地理北极附近C．地球上任何地方的地磁场方向都不和地面平行D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点不同2．首先发现电流磁效应的科学家是()A．安培 B．奥斯特C．库仑 D．麦克斯韦3．关于磁感应强度，下列说法正确的是()A．由B＝eq\f(F,IL)可知，磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大B．由B＝eq\f(F,IL)可知，磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受磁场力F的增大而增大C．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零D．放置在磁场中1m长的通电导线，通过1A的电流受到的力为1N，则该处的磁感应强度就是1T4．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用eq\f(F,IL)表示磁感应强度B的是()5.如图3－3－10，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是()图3－3－10A．a点 B．b点C．c点 D．d点6．图中的四幅图为电流产生磁场的分布图，其中正确的是()A．①③ B．②③C．①④ D．②④7.如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是()A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定8.如图所示，通电细杆ab质量为m，置于倾角为θ的导轨上，导轨和杆间不光滑，有电流时，杆静止在导轨上，下图是四个俯视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦可能为零的是()9.如图5所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离。其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)()A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线AB C．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线AB10.如图所示，一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m，为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力，则应该()A．将磁感应强度B的值增大B．使磁场以速率v＝eq\f(mg,qB)向上运动C．使磁场以速率v＝eq\f(mg,qB)向右运动D．使磁场以速率v＝eq\f(mg,qB)向左运动11．方向如图2所示匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区，则()A．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度v＞v0B．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度v＜v0C．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度v＞v0D．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度v＜v012.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图3－6－6所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()A．增大匀强电场间的加速电压B．增大磁场的磁感应强度C．增加周期性变化的电场的频率D．增大D形金属盒的半径13．图是质谱议的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是()A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小14．如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()A．电荷 B．质量C．速度 D．比荷15．如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里。一带电小球从轨道上的A点静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可以断定()A．小球带负电B．小球带正电C．若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D．若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏16.如图所示，质量为m的带正电小球从静止开始沿竖直的绝缘墙竖直下滑。磁感应强度为B的匀强磁场方向水平垂直纸面向外，并与小球运动方向垂直。若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度和最大加速度各多大？17．在以坐标原点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、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；[来源:（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？18.已研制出的一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通电流后,炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹射出速度为v=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I的大小.(忽略摩擦力与重力的影响19.如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,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轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求:(1)电场强度大小E.(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.高二物理磁场复习答案1．解析：小磁针S极指南是因为地磁N极在地理的南极附近，故A错；地磁场的两极和地理两极相反，故B正确；根据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向和地面平行，故C错；由于地磁极缓慢移动，地磁偏角随着地点的变化而变化，即使在同一地点的磁偏角大小也随着时间的推移不断变化，故D正确。答案：BD2．解析：在1820年奥斯特发现导线通电后，其下方与导线平行的小磁针发生偏转之前，安培、、库仑等人都认为磁与场完全是两回事，故选B。答案：B3．解析：磁感应强度是反映磁场本身力的特征的物理量，与是否存在通电导线、电流的大小、导线的长度、导线放置方向均无关，通电导线在磁场中垂直磁场放置时所受的力F＝BIL最大，平行放置时所受的力最小，等于零，故C对。答案：C4．解析：只有当通电导线垂直于磁场方向时，才可用eq\f(F,IL)表示磁感应强度B，选项B、D均不满足这个条件，A、C正确。答案：AC5.[审题指导]解答本题时应把握以下三点：(1)直线电流的磁感线为以直线电流为圆心的同心圆。(2)电流周围各点的磁感应强度的大小与电流大小和离电流的远近有关。(3)各点的磁感应强度应为I1、I2分别产生的B的叠加。[解析]磁感应强度为矢量，两导线在d处产生的磁感应强度成一定角度，则d处磁感应强度一定不为零；根据右手安培定则可知，两导线在b处产生的磁感应强度方向相同，则b处磁感应强度的矢量和一定不为零；两导线在a处产生的磁感应强度方向相反，由于I1＞I2，可知I1在a处产生的磁感应强度大于I2在a处产生的磁感应强度，故a处磁感应强度的矢量和一定不为零；同理，两导线在c处产生的磁感应强度方向相反，由于I1＞I2且I1距离c处较远，可知I1在c处产生的磁感应强度的大小可能等于I2在c处产生的磁感应强度的大小，故c处磁感应强度的矢量和可能为零，选项C正确。[答案]C6．解析：由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确②错误。③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确③错误。故正确选项为C。答案：C7.解析：通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线。条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小。答案：A8.解析：因为杆静止在导轨上，所受合力为零，如果杆和导轨无挤压或者相对于导轨无滑动的趋势，则摩擦力为零，由左手定则可知A中F水平向右，B中F竖直向上，C中F竖直向下，D中F水平向左，A、B满足题意。答案：AB9.解析：据电流元分析法，把电流CD等效成CO、OD两段电流。由安培定则画出CO、OD所在位置由AB电流所产生的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示，可见导线CD逆时针转动。由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙，并画出CD此时位置，AB电流的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见CD靠近AB，故D选项正确。答案：D10.解析：根据受力平衡，物体受重力与洛伦兹力的作用，两者等大反向，如图所示，再由左手定则判断可知此带电体必相对磁场向右运动，由平衡条件有Bqv＝mg，v＝eq\f(mg,Bq)，故正确答案为D。答案：D11．解析：当qvB＝qE时，电子沿直线运动v＝eq\f(E,B)，当v0＞eq\f(E,B)，即洛伦兹力大于静电力，因而轨迹向下偏转，静电力做负功，动能减小，出场区时速度v＜v0，B正确，A错误；v0＜eq\f(E,B)，即洛伦兹力小于静电力，电子向上偏，静电力做正功，速度v＞v0，D错误，C正确。答案：BC12.解析：粒子最后射出时的旋转半径为D形盒的最大半径R，R＝eq\f(mv,qB)，Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)。可见，要增大粒子射出时的动能，应增大磁感应强度B和增大D形盒的半径R，故正确答案为B、D。答案：BD13．解析：因同位素原子的化学性质完全相同，所以无法用化学方法进行分析，质谱仪是分析同位素的重要工具，A正确。在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知B正确。再由qE＝qvB有v＝E/B，C正确。在匀强磁场B0中R＝eq\f(mv,qB0)，所以eq\f(q,m)＝eq\f(v,B0R)，D错误。答案：ABC14．解析：离子在区域Ⅰ内不偏转，则有qvB＝qE，v＝eq\f(E,B1)，说明离子有相同速度，C对。在区域Ⅱ内半径相同，由r＝eq\f(mv,qB2)知，离子有相同的比荷eq\f(q,m)，D对。至于离子的电荷与质量是否相等，由题意无法确定，A、B错。答案：CD15．解析：带电小球进入场区沿水平方向做匀速直线运动，受力平衡，若小球带负电，所受电场力、重力、洛伦兹力均竖直向下，小球受力不平衡，故A错；若小球带正电，所受电场力、洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，可以平衡，故B正确；若小球从B点静止滑下，进入场区速度减小，所受洛伦兹力减小，电场力和重力保持不变，故合外力竖直向下，小球向下偏，故C错误，D正确。答案：BD16.解析：带电小球开始瞬间在重力作用下向下做加速直线运动，运动过图3－5－18程中受力分析如图所示。由牛顿第二定律可得：mg－Ff＝maFN＝FF＝qvB又Ff＝μFN随着v增大，F增大，FN增大，Ff也增大，小球的加速度变小，故v＝0时，小球加速度a最大，am＝g，a＝0时，小球的速度最大，由mg＝μ·qvmB得：vm＝eq\f(mg,μqB)。答案：eq\f(mg,μqB)g17．由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径