磁场单元测试题

PAGEPAGE10磁场单元测试题1．关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是（D）A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力B．电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用2．如图所示，有一束电子正在轴上向轴正方向移动，则它在轴上某点处产生的磁场方向为（B）A．沿轴的正方向B．沿轴的负方向C．沿轴的正方向D．沿轴的负方向3．如图所示是表示磁场磁感应强度、负电荷运动方向和磁场对电荷洛伦兹力的相互关系图，这四个图中正确的是（两两垂直）（ABC）4．在真空中通电直导线所在的平面内，电子以速度平行导线射出，下图中曲线为电子的可能运动轨迹，其中大致正确的是（）AACDBIIIIvvvv答案：A解析：由安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断电子将逆时针绕行，B错；越靠近导线，磁感应强度越大，由可知电子的轨道半径越小，A对CD错。BNMv1vBNMv1v2A．两粒子一定带有相同的电荷量B．两粒子一定带同种电荷C．两粒子一定有相同的比荷D．两粒子一定有相同的动能答案：C解析：粒子垂直穿过平面，再次穿过时速度一定又垂直此平面，因此两粒子均运动了半个周期，即粒子在磁场中运动周期相同，由可知，两粒子具有相同的比荷，但可以有不同的质量和电荷量，A错、C对；无论粒子向哪个方向绕行，均运动半个周期，所以粒子的电性不能确定，B错；粒子的运动周期与速度无关，所以动能也不能确定，D错。6．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁极的一部分位于未通电的螺线管内（通电后磁场力小于重力），下列说法正确的是（B）①若将接电源正极，接负极，弹簧秤示数减小；②若将接电源正极，接负极，弹簧秤示数增大；③若将接电源正极，接负极，弹簧示数增大；④若将接电源正极，接负极，弹簧示数减小；A．①④ B．①③ C．②③ D．②④7．由于科学研究的需要，常常将质子或α粒子等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中。如果质子p或α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），磁场也相同，比较质子p和α粒子在圆环状空腔中运动的动能Ekp和Ekα及周期Tp和Tα的大小，有(D)A．Ekp≠Ekα，Tp≠TαB．Ekp＝Ekα，Tp＝TαC．Ekp≠Ekα，Tp＝TαD．Ekp＝Ekα，Tp≠TαS8．质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则（BD）SA．若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小B．若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C．只要x相同，对应的离子质量一定相同D．只要x相同，对应的离子的比荷一定相等9．如图（甲）所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计。整个装置分别处在如图（乙）所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（BD） 10．如图所示是粒子速度选择器的原理示意图，如果粒子所具有的速率v＝eq\f(E,B)，那么(AC)A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D．不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过（湖北省黄冈中学2011年秋季高二物理期末考试试题）11．如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B1的磁场，不计粒子的重力，则经过多长时间它将向下再一次通过O点(B)A.eq\f(2πm,qB1)B.eq\f(2πm,qB2)C.eq\f(2πm,qB1＋B2)D.eq\f(πm,qB1＋B2)12．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，则下列有关说法正确的是(BD)A．离子做圆周运动的周期随半径的增大而增大B．离子做圆周运动的周期与高频交变电压的周期相同C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量13.如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，不计粒子重力，则（AD）A．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短（湖北省黄冈中学2011年秋季高二物理期末考试试题）14．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（C）A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面D．B很大时，滑块最终可能静止于斜面上解析：静止于斜面上时，洛仑兹力为零，不能静止，D错误。15．如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知∠AOC=60°，从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC穿出的粒子在磁场中运动的时间不可能为（A）（中偏易湖北省武汉市2012届高中毕业生五月供题训练（三））16．如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率。调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为（B）A．B．C．D．17．如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()A.eq\f(2mv,qB)B.eq\f(2mvcosθ,qB)C.eq\f(2mv(1－sinθ),qB)D.eq\f(2mv(1－cosθ),qB)解析：由图可知，沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远，为PR＝eq\f(2mv,Bq)，沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近，为PQ＝eq\f(2mv,Bq)cosθ，故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为：QR＝PR－PQ＝eq\f(2mv1－cosθ,qB)，选项D正确．答案：D18．如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2。则（）A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．最终木板做加速度为3m/s2的匀加速运动C．滑块最终做速度为10m/s的匀速运动D．滑块一直受到滑动摩擦力的作用答案：BC。[点拨：由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以2m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当滑块速度达到10m/s时滑块与木板之间的弹力为零，于是摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，故选项BC正确。]19．如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是（B） A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点 B．该点电荷的比荷为 C．该点电荷在磁场中的运动时间 D．该点电荷带正电（湖北省黄冈市2012届高三年级3月份质量检测）20．如图，在重力、电场力和洛伦兹力作用下，一带电液滴做直线运动，下列关于带电液滴的性质和运动的说法中不正确的是（C）A．液滴可能带负电B．液滴一定做匀速直线运动C．不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线D．液滴不可能在垂直电场的方向上运动（中档湖北省八校2012届高三第二次联考）21．如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（A） A．d随v0增大而增大，d与U无关 B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大 C．d随U增大而增大，d与v0无关 D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小（好题湖北省襄阳市普通高中2012年3月调研统一测试）22．真空中有一垂直纸面向里的水平匀强磁场，在O点处有一电子枪，可以不断向纸面内的各个方向发射速度为的电子，在O点的右侧放一竖直的荧光屏，今让电子枪的发射方向垂直于荧光屏，当逐渐增加电子枪与荧光屏的距离至l时，亮点恰好在荧光屏上的P点消失。接着将电子枪的发射方向转过角度，再将荧光屏向右水平缓慢移动0.5lO电子枪lO电子枪lv02MM/A．电子枪的发射方向应在纸面内顺时针转过B．电子枪的发射方向应在纸面内逆时针转过C．P、Q两点间的竖直距离为D．P、Q两点间的竖直距离为23.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流强度I＝1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2解：（襄阳四中2011—2012学年度上学期期中考试试卷高二物理）斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示（1分）．由平衡条件Tcos37°＝F（1分）Tsin37°＝mg（1分）由①②解得：F＝eq\f(mg,tan37°)（1分）代入数值得：F＝0.8N（1分）由F＝BIL得B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(0.8,1×0.4)T＝2T（1分）B与t的变化关系为B＝0.4t（1分）所以t＝5s（1分24.如图所示，质量kg的小球，带有C的正电荷，套在一根与水平方向成角的足够长绝缘杆上。小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数，这个装置放在磁感应强度T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度。（g=10m/s2）.解：开始阶段小球速度小，洛伦兹力较小，杆对球支持力垂直杆斜向上，且逐渐减小，当速度达到某值后，支持力为零，杆对球的摩擦力也减为零，此时球的加速度最大.此后杆对球的支持力垂直于杆向下且随速度增大而增大，当摩托力时达到最大速度，根据牛顿第二定律得：且由②③④解出：25．如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab垂直跨放在导轨上，棒的质量为m=2kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与质量为M=0.2kg的物体相连，物体M放在倾角为θ=30°的固定的斜面上，与M连接的轻绳与斜面平行。整个装置区域存在一个方向与导体棒垂直且与水平面的夹角α=53º斜向左上方的匀强磁场，重力加速度g取。若磁感应强度B=0.5T，物块M与斜面之间的动摩擦因素μ=，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要保持导体棒ab静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？()解：高二物理）当导体棒ab中电流比较小时，物块M刚好不下滑，设此时棒中流为I1，绳中拉力为FT，则 对导体棒ab：对物块M： 联立得对棒ab： 对物块M： 联立得故棒中电流应满足 根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由a到b26.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场方向竖直向上.有一质量为m，带电荷量为＋q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，重力加速度为g，求：（1）小球能在斜面上滑行多远？（2）小球在斜面上滑行时间是多少？（（襄州一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中）2011-2012学年高二上学期期中考试物理试题）27.如图所示，水平向左的匀强电场E=4V/m，垂直纸面向里匀强磁场B=2T，质量为m=1g的带正电的小物块从M点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速度滑下，滑行h=0.8m到N点时离开墙壁做曲线运动，到P点后物块做匀速运动，速度与水平方向成45°角，P与N的高度差为0.8m，(g取10m/s（1）物块下滑过程中摩擦力所做的功W（2）P与N的水平距离S解：（襄阳四中2011—2012学年度上学期期中考试试卷高二物理）N点离开墙壁qE＝qv0Bv0＝2m/s由动能定理mgh+W＝mW＝—6×JP点由平衡条件得qvB＝qE＝mgv＝2m/s由动能定理mgh—qES＝m—mS＝0.6m28．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，从A点出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，已知d、v0(带电粒子重力不计)，求：(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v；(2)电场强度E和磁感应强度B的比值eq\f(E,B).解析：(1)粒子在电场中偏转时做类平抛运动，则垂直电场方向d＝v0t，平行电场方向eq\f(d,2)＝eq\f(vy,2)t得vy＝v0，到A点速度为v＝eq\r(2)v0在磁场中速