磁场综合测试题及答案解析

磁场综合测试题及答案解析磁场综合测试题及答案解析//磁场综合测试题及答案解析《磁场》单元测试题班级：姓名：学号：分数：（时间：100分钟满分：100分）一、选择题(本题共8小题,每小题5分，共40分。1-4题只有一个选项正确；5-8题有多个选项正确，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响.关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是( ).A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置2．有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（）A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线受到的安培力方向（）A．竖直向上B．竖直向下C．由南向北D．由西向东LabθCDEF图14．如图LabθCDEF图1A．，水平向右B．，垂直于回路平面向上C．，竖直向下D．，垂直于回路平面向下5．一束带电粒子从静止开始经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场中。若它们在磁场中做圆周运动的半径相同，则它们在磁场中具有相同的（）A．速率B．动能C．周期D．动量大小6.在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人员伤亡事故.为此，科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10％的磁性材料——钡铁氧体，然后放入磁化机磁化.使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400℃，炸药的爆炸温度约2240℃～3100℃，一般炸药引爆温度最高为140℃左右.以上材料表明A．磁性材料在低温下容易被磁化B．磁性材料在高温下容易被磁化C．磁性材料在低温下容易被消磁D．磁性材料在高温下容易被消磁7．如图2所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（）BcbBcbad图2B．d点的磁感应强度为0C．a点的磁感应强度为2T，方向向右D．b点的磁感应强度为T，方向斜向下，与B成450角8．质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图3所示．物块经时间t移动距离S后停了下来，设此过程中，q不变，则（）×××××××××××××××图3v0BC．t＞D．t＜二、填空题(本题共4小题，共20分。把答案填写在题中的横线上。)B图49.如图4所示，在同一水平面内的两导轨相互平行，相距为2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒作匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒获得2m/s2的加速度，求磁场的磁感应强度为TB图410.如图5所示，将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c和d射出的电子的速率之比_______.11.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为B2/2μ，式中B是磁感应强度,μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△l，并测出拉力F，如图6所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=________.图512.如图7所示，在真空中半径为r=3×10-2m的圆形区域内有一匀强磁场，磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直纸面向外.一带正电粒子以v0=1.2×106m／s的初速度从磁场边界上的a点射入磁场，已知该粒子的比荷q/m=1.0×108C／图5图7图6图7图6BIθ图8三、解答题(本题共6小题，BIθ图813．如图8所示，一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上，并通以I=5A电流，方向如图8所示，整个装置放在磁感应强度为B=0.6T，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？图9BFEII14．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图9所示。1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）。若轨道宽为2m图9BFEII15．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图10所示，离子源S产生电荷量为q的某种正离子，离子产生时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得，它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子流的电流为I.请回答下列问题:图10(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为图10(2)单位时间内穿过入口S1处离子流的能量为多大？(3)试证明这种离子的质量为.××××××××ABθd××××××××ABθdvB图1117.两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴，交点O为原点，如图所示，在y>0，0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在y>0，x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点有一处小孔，一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮，入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0<x<a,的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2：5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）.yOxO’·18.如图所示，xOy平面内的圆OyOxO’·参考答案1.D2.C3.A4.D5.AC6.AD7.CD8.BC9.解：BI1L-f=0，BI2L-f=maB=1.2T10.解：设正方形的边长为L,依题意知，Rc=L,Rd=L/2，由得，vc：vd=2:111.F△l=A△lB2/2μB=12.解：=6×10-2m=31.4×10-8S依题意知，粒子在圆形磁场区域运动的圆弧所对的圆心角越大，运动时间就越长，如图所示。t=T/6=5.2×10-8s.13.解：F=BIL=0.6N,=1N14.解：，B=5.5×1O4T，P=BILV=1.1×1010W15.(1)n=It/q(2)W=UIt=UI (3)略××××B××××AA/θdv16题××××B××××AA/θdv16题图11O12题图ocNNG13题图F17.解：粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动的半径为：OaDOaDC/PxNMCy速度小的粒子将在x＜a的区域走完半圆，射到竖直屏上。半圆的直径在y轴上，半径的范围从0到a，屏上发亮的范围从0到2a轨道半径大于a的粒子开始进入右侧磁场，考虑r＝a的极限情况，这种粒子在右侧的圆轨迹与x轴在D点相切（虚线），OD＝2a，这是水平屏上发亮范围的左边界。速度最大的粒子的轨迹如图中实线所示，它由两段圆弧组成，圆心分别为C和C/，C在y轴上，由对称性可知C/在x＝2a设t1为粒子在0＜x＜a的区域中运动的时间，t2为在x＞a的区域中运动的时间，由题意可知解得：由两式和对称性可得：∠OCM＝60°∠MC/N＝60°360°＝150°所以∠NC/