力与磁专题演练1

摘要：有关力学与磁磁场的专题训练关键字：力与磁专题演练力与磁专题演练一、选择题1.首先提出磁场对运动电荷有作用力的科学家是A．牛顿

B．安培

C．洛伦兹

D．奥斯特2.关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是A．F、B、I三者必两两相互垂直B．F必定垂直于B，但B不一定垂直于IC．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B3.匀强磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，长10cm，电流为5A，所受安培力为，则磁感应强度大小为A．1T

B．

C．

D．25T4.在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力A．变为原来的四分之一B．增大为原来的4倍C．减小为原来的一半D．增大为原来的2倍5.匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛仑滋力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是A．粒子带负电，向下运动B．粒子带正电，向左运动C．粒子带负电，向上运动D．粒子带正电，向右运动6.如图所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力A．数值变大，方向不变B．数值变小，方向不变C．数值不变，方向改变D．数值和方向均改变7.两条长直导线AB和CD相互垂直彼此相隔一很小距离，通以图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时离开导线ABC．逆时针方向转动，同时靠近导线ABD．逆时针方向转动，同时离开导线AB8.如图所示，两根平行放置的长直导线和载有大小相同方向相反的电流，受到的磁场力大小为，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，受到的磁场力大小变为，则此时受到的磁场力大小变为A．B．-C．+D．2-9.如图所示，两根导线平行放置，通以同方向电流I0且固定不动，另一根通以电流I的导线L从L1的附近平移到L2附近的过程中，所受安培力的大小及方向的论述中正确的是A．大小不断变大，方向一直向右B．大小不断变小，方向为先向左后向右C．大小为先变大后变小，方向为先向右后向左D．大小为先变小后变大，方向为先向左后向右10.如图所示，电动机内通电矩形线圈在匀强磁场中绕轴转动时，下面说法正确的是A．线圈平面与磁感线平行时，所受合力最大，合力矩最大B．线圈平面与磁感线平行时，所受合力为零，合力矩最大C．线圈平面与磁感线垂直时，所受合力为零，合力矩为零D．线圈平面与磁感线垂直时，所受合力为零，合力矩不为零11.如图所示，直角三角形形状的闭合导线框abc通以顺时针方向的电流I，放在匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，ab∶bc∶ca=3∶4∶5，则线框受到的安培力的合力为：A．垂直于ab向左B．垂直于bc向下C．垂直于ca斜向上D．为零12.一束带电粒子流以同一方向垂直射入一磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中分成两条轨迹1和2，如图所示，那么它们的速度v、动量P=mv、电荷q、荷质比之间的关系可以肯定是A．如P1＝P2，则q1＜q2，都是负粒子流B．如q1=q2，则P1＜P2，都是正粒子流C．如，则v1＜v2D．如，则v1＝v213.如图所示，在、的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于平面向里，大小为。现有一质量为、电量为的带电粒子，在轴上到原点的距离为的P点，以平行于轴的初速度射入磁场。在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出磁场。不计重力的影响，由这些信息可以确定的是A．能确定粒子通过y轴时的位置B．能确定粒子速度的大小C．能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对14.三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为：A．1：1：1 B．1：2：3C．3：2：1D．1：：二、填空题15.一根长2m的直导线，通有1A的电流，把它放在B=的匀强磁场中，并与磁场方向垂直，导线所受的安培力是

N。16.电视显像管应用了电子束磁偏转的道理。实际上，在水平方向和竖直方向都有磁场，它们是水平方向的磁场使电子束产生

方向的分速度，而

方向的磁场使电子束产生水平方向的分速度。17.有电子()，原子()，氘核()，氚()，以同样的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们都做匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是_________，周期最大的粒子是_________。18.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的B极接在直流高压电源的____极.此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”、“向下”或“不”).三、作图题19.试判断图所示带电粒子刚进入磁场时所受的洛仑兹力的方向。四、计算题20.铜棒质量为0.1kg，静卧于相距8cm的水平轨道上，两者间的动摩擦因数为，现从一轨道载送5A电流至另一轨道，欲使铜棒滑动，两轨道间所加的匀强磁场磁感应强度最小值为多少？21.如图所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角，已知带电粒子质量m=3×10-20kg，电量q=10-13C，速度v0=105m22.如图所示，带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动。径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过时有动能损失。试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长？（粒子重力不计）23.如图所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，ab是一根长的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上，将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数μ＝，小球重力忽略不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是，求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值。24.如图所示，在直角区域aob内，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一电子（质量为、电荷量为）从O点沿纸面以速度射入磁场中，速度方向与边界ob成30°角。求：（1）电子射出磁场在ob上的位置；（2）电子在磁砀中运动的时间。25.如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l=16cm处，有一个点状的放射源S，它向各个方向发射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的电荷与质量之比，现只考虑在图纸平面中运动的粒子，求ab上被粒子打中的区域的长度。参考答案一、选择题解析：通电线圈转动过程中，当线圈平面与磁场平行时，受到的磁力矩最大，但其合外力为零；当线圈平面和磁场垂直时，线圈各边受到的磁力矩为零，合力也为零。解析：根据已知条件画出运动的轨迹和基本公式即可判断。解析：根据周期公式，周期正比于运动轨迹所对圆心角。二、填空题15.0.416.竖直、竖直17.氚，氚18.正、向下三、作图题19.四、计算题20.解析：铜棒受重力、支持力、摩擦力、安培力作用，满足BILcosα-μ（mg-BILsinα）=0即B=所示21.解析：画进、出磁场速度的垂线得交点O′，O′点即为粒子作圆周运动的圆心，据此作出运动轨迹AB，如图所示。此圆半径记为r。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动=错解：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动错解原因：没有依据题意画出带电粒子的运动轨迹图，误将圆形磁场的半径当作粒子运动的半径，说明对公式中有关物理量的物理意义不明白。22.解析：首先根据洛仑兹力方向，（指向圆心），磁场方向以及动能损耗情况，判定粒子带正电，沿abcde方向运动。再求通过上、下两段圆弧所需时间：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动子速度v，回旋半径R无关。因此上、下两半圆弧粒子通过所需时间相等。动能的损耗导致粒子的速度的减小，结果使得回旋半径按比例减小，周期并不改变。错解：的回旋周期与回旋半径成正比，因为上半部分径迹的半径较大，所以所需时间较长。错解原因：错误地认为带电粒子在磁场中做圆周运动的速度不变，由周期公式23.解析：①小球在沿杆向下运动时，受力情况如图，向左的洛仑兹力F，向右的弹力N，向下的电场力qE，向上的摩擦力f。F＝Bqv，N＝F＝Bqv0∴f＝μN＝μBqv当小球作匀速运动时，qE＝f＝μBqv0②小球在磁场中作匀速圆周运动时，又∴vb＝③小球从a运动到b过程中，由动能定理得所以24.解析：（1），则有根据相关数学知识，则（2）正负电子在磁场中运动的相同的周期，负电子在磁场中运动的时间为25.解析：粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有

①由此得

代入数值得R=10cm

可见，2R>l>R.因朝不同方向发射的粒子的圆轨迹都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是粒子能打中的左侧最远点.为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到ab的距离为R，以S为圆心，R为半径，作弧交cd于Q