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文档简介

PAGE5-选择题专项练6磁场1.用DIS的磁传感器可以测定通电螺线管内的磁感应强度,当磁传感器的探测头从螺线管左端外侧渐渐伸入螺线管,直到伸出右端为止。测出的B­x图像是()解析:通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁,内部磁感线的分布匀称,是匀强磁场,管口磁感线比管内磁感线疏,所以管口处的磁感应强度较小,故C正确,A、B、D错误。答案:C2.如图所示,条形磁铁压在水平的粗糙桌面上,它的正中间上方有一根长直导线,导线中通有垂直于纸面对里(即与条形磁铁垂直)的电流。若将直导线沿竖直向上方向缓慢平移,远离条形磁铁,则在这一过程中()A.桌面受到的压力将增大B.桌面受到的压力将减小C.桌面受到的摩擦力将增大D.桌面受到的摩擦力将减小解析:画出条形磁铁的磁感线,应用左手定则推断导线所受安培力竖直向上,依据牛顿第三定律可知通电导线对磁铁的安培力竖直向下,则磁铁的受力分析如图,磁铁与桌面之间无摩擦,若导线竖直向上远离磁铁,磁感应强度减小,依据F安=BIL可知安培力减小,依据牛顿第三定律可知桌面受到的压力减小,A、C、D错误,B正确。答案:B3.质子和α粒子在同一点由静止动身,经过相同的加速电场后,进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动。已知质子和α粒子的质量之比mH∶mα=1∶4,电荷量之比qH∶qα=1∶2,则它们在磁场中做圆周运动的周期之比TH∶Tα为()A.4∶1 B.1∶4C.2∶1 D.1∶2解析:质子和α粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力供应向心力,则有qvB=meq\f(v2,r),又因为T=eq\f(2πr,v),所以周期为T=eq\f(2πm,qB),则TH∶Tα=eq\f(mH,qH)∶eq\f(mα,qα)=1∶2,故A、B、C错误,D正确。答案:D4.如图所示,粗细匀称的正方形金属线框abcd用轻质导线悬吊,线框一半处在匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,给导线通以如图所示的恒定电流,静止时每根导线的拉力为F,保持电流不变,将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中,静止时每根导线的拉力为2F。ab边始终保持水平,导线始终竖直,则金属框的重力为()A.eq\f(1,2)F B.eq\f(2,3)FC.F D.eq\f(4,3)F解析:依据左手定则可知ab边受到的安培力方向向下,左右两边安培力等大反向,线框有一半在磁场中时,依据平衡条件可得2F=mg+F安;将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中,静止时每根导线的拉力为2F,依据闭合电路的欧姆定律可知ab边和cd边的电流之比为1∶3,则cd边受到的安培力大小为3F安,方向向下;依据平衡条件可得4F=mg+4F安,联立解得mg=eq\f(4,3)F,故D正确,A、B、C错误。答案:D5.(多选)如图所示,在倾角θ=30°的光滑轨道上,质量m=0.1kg的AB杆放在轨道上,轨道间距l=0.2m,电流I=0.5A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后,杆AB处于静止状态,g取10m/s2,则所加磁场的磁感应强度可能为()A.1T B.5.5TC.4T D.7.5T解析:金属导轨光滑,所以没有摩擦力,则金属棒只受重力、支持力和安培力,依据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向,依据矢量三角形合成法则作出三种状况的合成图如图所示。由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值Fmin=mgsinθ,即BminIl=mgsinθ,解得Bmin=5T,故B、D正确,A、C错误。答案:BD6.(多选)如图所示,一圆柱形筒内存在匀强磁场,该筒横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面对里,图中直径MN的两端分别开有小孔,在该截面内,有质量为m、电荷量为q的带负电的粒子从M端的小孔射入筒内,射入时的速度方向与MN成30°角。当圆筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动120°角时,该粒子恰好飞出圆筒。不计粒子重力,粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则下列说法正确的是()A.筒内磁场的磁感应强度大小为eq\f(ωm,q)B.筒内磁场的磁感应强度大小为eq\f(ωm,2q)C.粒子飞入的速度大小为eq\f(1,2)RωD.粒子飞入的速度大小为Rω解析:依据题意,粒子运动的时间为t=eq\f(120°,360°)·eq\f(2π,ω)=eq\f(2π,3ω),带负电的粒子的轨迹图像如图所示,依据几何关系可知粒子运动的圆心角为θ=60°=eq\f(π,6),粒子在磁场运动的时间t=eq\f(1,6)T,依据牛顿其次定律qvB=meq\f(v2,r),圆周运动公式v=eq\f(2πr,T),解得T=eq\f(2πm,qB),联立解得B=eq\f(ωm,2q),故B正确,A错误。依据几何关系可知粒子的半径为R,依据牛顿其次定律qvB=meq\f(v2,r),解得半径为R=eq\f(mv,qB),结合B的大小得到v=eq\f(Rω,2),故C正确,D错误。答案:BC7.(多选)如图所示,在竖直线EOF右侧足够大的区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面对里的匀强磁场。质量相同、电荷量分别为+q和-q的带电粒子,从O点以相同的速度,先后射入磁场。已知v的方向与OF的夹角θ=30°,两带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力作用,则()A.两带电粒子回到EOF竖直线时与O点的距离相等B.两带电粒子回到EOF竖直线时的速度相同C.两带电粒子在磁场中的运动时间相等D.从射入到射出磁场的过程中,两粒子所受洛伦兹力的冲量相同解析:这两个正、负粒子以与OF成θ=30°角射入有界磁场后,由左手定则可推断,正粒子沿逆时针方向旋转,负粒子沿顺时针方向旋转,如图所示。因粒子电荷量和质量都相同,所以正、负粒子的轨迹半径和周期都相同,经几何分析可知,负粒子转过的角度为2θ,正粒子转过的角度为2π-2θ,从而可推断两端圆弧所对应的弦相等,可推断两带电粒子回到EOF竖直线时与O点的距离相等,选项A正确;正、负粒子再次回到EOF竖直线时,速度方向正粒子变更了2π-2θ,负粒子变更了2θ,再加之洛伦兹力只是变更速度的方向,不变更速度的大小,故可知两带电粒子回到EOF竖直线时的速度大小和方向均相同,选项B正确;因正、负粒子的偏转角度不同,所以在磁场中的运动时间不同,选项C错误;依据I=Δp,初末速度均相同,则两粒子所受洛伦兹力的冲量相同,选项D正确。答案:ABD8.(多选)如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子(不计重力)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、B、比荷eq\f(q,m)、v0的变更状况为()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增大而减小,d与v0无关D.d随B增大而减小,d随比荷增大而减小解析:带电粒子在电场中做类平抛运动,可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向,设出射速度与水平方向夹角为θ,则有cosθ=eq\f(v0,v),而在磁场中做匀速圆周运动,设运动轨迹对应的半径为R,由几何关系可得,半径与直线MN夹角

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