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文档简介
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
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