磁场周练带基础与提高

高二物理周练（四）一、单选题1、下列关于磁场的说法正确的是（b）A．磁场只存在于磁极周围B．磁场中的任意一条磁感线都是闭合的C．地球磁场的北极与地理南极完全重合D．在磁场中的运动电荷一定受磁场力作用2、如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向为垂直纸面向里，c导线的电流方向为垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac,则a点的磁场方向为（c）A．垂直纸面向外B．垂直纸面向里C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d3、下列说法中正确的是（c）A．回旋加速器可以将带电粒子的速度加速到无穷大；B．回旋加速器的两个D形盒之间应加上高压直流电源；C．回旋加速器的两个D形盒之间应加上高频交流电源；D．带电粒子在D形盒中的轨迹半径是不变的。4、质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图3所示为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP＝x，则在图4中能正确反映x与U之间的函数关系的是解析：带电粒子先经加速电场加速，故qU＝eq\f(1,2)mv2，进入磁场后偏转，OP＝x＝2r＝eq\f(2mv,qB)，两式联立得，OP＝x＝eq\r(\f(8mU,B2q))∝eq\r(U)，所以B为正确答案．答案：B5、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B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点()A.eq\f(2πm,qB1)B.eq\f(2πm,qB2)C.eq\f(2πm,q(B1＋B2))D.eq\f(πm,q(B1＋B2))解析：粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示，由周期公式T＝eq\f(2πm,qB)知，粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间t＝eq\f(2πm,qB1)＋eq\f(πm,qB2)＝eq\f(2πm,qB2)，所以B选项正确．答案：B二、多选题6、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则（bc）A．磁铁对桌面压力增大B．磁场对桌面压力减小C．桌面对磁铁摩擦力向左D．桌面对磁铁摩擦力向右7、宽为d的金属条放入匀强磁场中，磁场方向与金属条垂直，磁感强度为B，当金属条中通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为v，则下面说法中正确的是（bc）A．导体左侧聚集较多电子，使得b点电势高于a点电势B．导体右侧聚集较多电子，使得b点电势低于a点电势C．ab两点之间电势差为v·B·dD．ab两点之间电势相等8、如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周期C．带电粒子的初速度D．带电粒子在磁场中运动的半径解析：由带电粒子在磁场中运动的偏转角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，因此由几何关系得磁场宽度l＝rsin60°＝eq\f(mv0,qB)sin60°，又未加磁场时有l＝v0t，所以可求得比荷eq\f(q,m)＝eq\f(sin60°,Bt)，A项对；周期T＝eq\f(2πm,qB)可求出，B项对；因初速度未知，所以C、D项错．答案：AB9、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、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断错误的是()A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上解析：由左手定则知C正确．而Ff＝μFN＝μ(mgcosθ＋BQv)要随速度增加而变大，A错误．若滑块滑到斜面底端已达到匀速运动状态，应有Ff＝mgsinθ，可得v＝eq\f(mg,BQ)(eq\f(sinθ,μ)－cosθ)，可看到v随B的增大而减小．若滑块滑到斜面底端时还处于加速运动状态，则在B越强时，Ff越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B错误．当滑块能静止于斜面上时应有mgsinθ＝μmgcosθ，即μ＝tanθ，与B的大小无关，D错误．答案：ABD三、填空题10、如图所示，两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们分别以v1、v2的速率射出磁场，则v1∶v2=__1:2_，通过匀强磁场所用时间之比t1∶t2=__3：2__．MMNabv1v260°BBABdvv300O11、如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是，穿透磁场的时间是。解析：电子在磁场中运动，只受洛仑兹力作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为f⊥v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛仑兹力指向交点上，如图10中的O点，由几何知识知，AB间圆心角θ＝30°，OB为半径。∴r=d/sin30°=2d，又由r=mv/Be得m=2dBe/v又∵AB圆心角是30°，∴穿透时间t=T/12，故t=πd/3v。12、如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为Ek后由A孔射出，（1）则加速器中匀强磁场B的方向为大小为。（2）设两D形盒间电压为U，质子每次经电场加速后能量增加，则加速到上述能量所需次数为。 （1）由左手定则判定B的方向垂直纸面向里 （2）Ek=nuq四、计算题13、如图所示，长为L、间距为d的平行金属板间，有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左侧两极板的中心处以不同速率v水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率v应满足什么条件？解析：设粒子刚好打在上极板左边缘时(如图所示)．R1＝eq\f(d,4)，又R1＝eq\f(mv1,qB)，解得v1＝eq\f(Bqd,4m).设粒子刚好打在上极板右边缘时，由图知：R22＝L2＋(R2－eq\f(d,2))2，所以R2＝eq\f(4L2＋d2,4d)，又R2＝eq\f(mv2,qB)，解得v2＝eq\f(Bq4L2＋d2,4md).综上分析，要使粒子不打在极板上，其入射速率应满足以下条件：v<eq\f(Bqd,4m)或v>eq\f(Bq4L2＋d2,4md).答案：v<eq\f(Bqd,4m)或v>eq\f(Bq4L2＋d2,4md)14、在电视机的设计制造过程中，要考虑到地磁场对电子束偏转的影响，可采用某种技术进行消除．为确定地磁场的影响程度，需先测定地磁场的磁感应强度的大小，在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2，其中B1沿水平方向，对电子束影响较小可忽略，B2可通过以下装置进行测量．如图所示，水平放置的显像管中电子(质量为m，电荷量为e)从电子枪的炽热灯丝上发出后(初速度可视为0)，先经电压为U的电场加速，然后沿水平方向自南向北运动，最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上，电子束在屏上的偏移距离为d.(1)试判断电子束偏向什么方向；(2)试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2.解析：(1)利用左手定则，可得电子束向东偏．(2)由题意作出电子的运动轨迹如图所示．电子经电场加速，由动能定理得：eU＝eq\f(1,2)mv2电子在磁场中做圆周运动，利用几何知识得：R2＝(R－d)2＋L2洛伦兹力提供向心力evB2＝meq\f(v2,R)，得：R＝eq\f(mv,eB2)由以上各式得：B2＝eq\f(2d\r(2emU),ed2＋L2).答案：(1)向东偏(2)eq\f(2d\r(2emU),ed2＋L2)xyAOMNθv015、如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，xyAOMNθv0电场强度E的大小和方向；小球从A点抛出时初速度v0的大小；A点到x轴的高度h.xyAOMNθxyAOMNθv0θO/P【解析】本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡（恒力不能充当圆周运动的向心力），有=1\*GB3①=2\*GB3②重力的方向竖直向下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。（2）小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN为弦长，，如图所示。设半径为r，由几何关系知=3\*GB3③小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有=4\*GB3④ 由速度的合成与分解知=5\*GB3⑤由=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤式得=6\*GB3⑥（3）设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为=7\*GB3⑦由匀变速直线运动规律=8\*GB3⑧由=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧式得=9\*GB3⑨高二物理试题5一、本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题所给四个选项中至少有一个是正确的，请将正确答案填在答题卡上.1．下列说法中正确的是（）A．物体的运动状态改变，其动量一定改变B．物体的动量发生了改变，则合外力一定对物体做了功C．如果物体在任何相等的时间内，受到相同的冲量，则物体一定作匀变速运动D．如果物体是在恒定的合外力作用下运动，则单位时间内动量的增量与物体的质量无关。2．一列机械波从一种介质进入另一种介质时，有关物理量的变化情况是（）A．波速、频率、波长均不变B．波速不变，频率、波长将发生改变C．频率不变，波速、波长将发生改变D．波速、频率、波长均发生改变3．如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板，弧光灯关闭之后，验电器指针保持一定的偏角,以下说法正确的是A.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大B.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将保持不变验电器锌板验电器锌板弧光灯光灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大D.使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大12．（4分）16．利用图（9）中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失正确的是：白炽灯滤光片白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏图（9）三、本题共3题，共18分，把答案填在题中的横线上.11.（4分）利用光电管产生光电流的电路如图（8）所示．电源的正极应接在端（填“a”或“b”）；若电流表读数为8μA，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是个（已知电子电量为l.6×10-19C）．12．（4分）16．利用图（9）中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法A.将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E.去掉滤光片后，干涉现象消失图（8）正确的是：白炽灯滤光片白炽灯滤光片单缝双缝遮光筒屏图（10）图（9）图（10）13．（10分）右图为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图.（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是m1____m2．（填“<”“>”或“＝”）（2）为了保证小球做平抛运动，必须调整斜槽使斜槽末端．（3）某同学的实验步骤如下A．在地面上依次铺白纸和复写纸.B．确定重锤对应点O.C．不放球2，让球1从斜槽一固定位置多次自由释放，确定它落地点的平均位置.东平高级中学高二物