磁场单元检测和答案.doc

1、1 磁场单元自测题 基础训练基础训练(A 级级) 一、选择题： 1关于磁场的方向,下列叙述中不正确的 ( ) A磁感线上每一点的切线方向 B磁铁 N 极到 S 极的方向 C小磁针静止时北极所指的方向 D小磁针北极受力的方向 2如图所示的直线电流磁场的磁感线,哪个图是正确的 ( ) 3如图所示是氢原子核外的电子绕核旋转的示意图,下列关于产生的磁场说法中正确 的是 （ ） A方向垂直纸面向里,电子轨道上各点的磁场最强 B方向垂直纸面向外,电子轨道上各点的磁场最强 C在环轨道内垂直纸面向外,环轨道外垂直纸面向里 D在环轨道内垂直纸面向里,环轨道外垂直纸面向外 4如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边

2、界上,有两个质量和电荷量均相同的正、 负离子,从 O 点以相同的速率射入磁场中,射入方向与边界成 角,若不计重力,则正、负离 子在磁场中 （ ） A运动时间相同 B重新回到边界时速度大小和方向都相同 C运动的轨道半径相同 D重新回到边界时的位置与 0 点距离相同 , 第 2 题 第 3 题 第 5 题 第 4 题 2 5如图所示,设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面内向里的匀强磁场,已知一 粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下,从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动.到达 B 点时 速度为零，C 点是运动的最低点,以下说法正确的是 ( ) A此粒子必带正电荷 BA 点和 B 点在同一高度 C

3、粒子在 C 点时速度最大 D粒子到达 B 点后.将沿曲线返回 A 点 6.如图,真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里,三个油滴 a、b、C 带有等量同种电荷,其中 a 静止,b 向右做匀速直线运动,c 向左做匀速直线运动,比 较它们的重力 Ga、Gb、Gc 间的关系,正确的是 ( ) AGa 最大 BGb 最大 CGc 最大 DGb 最小 7如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平 地面上，空间存在着水平方向的的匀强磁场，在水平恒力 F 的作用下，甲、乙无相对滑 动的一起向左加速运动，在加速运动阶段 ( ) A甲、乙两物块之间的摩擦力不断增大 B

4、甲、乙两物块之间的摩擦力不变 C甲、乙向左运动的加速度不断减小 D甲对乙的压力不断减小 8如图所示,有界匀强磁场边界线 SP/MN,速率不同的 同种带电粒子从 S 点沿 SP 方向同时射入磁场。其中穿过 a 点的粒子速度 v1与 MN 垂直;穿过 b 点的粒子速度 v2与 MN 成 600角,设两粒子从 S 到 a.b 所需时间分别为 t1和 t2 则 t1:t2为(重力不计) ( ) A1:3 B4:3 C 1:1 D 3:2 9.如图所示，水平导线 MN 中有恒定电流 I 通过，导线正下 方有一初速度与电流方向相同的电子射入，电子的运动轨迹应是 第题 第题 第 8 题 第 9 题 3 （

5、） Aa Bb Cc Dd 10.如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直 地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些离子保 持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转的离 子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束对这些进 入后一磁场的离子，可以得出结论 （ ） A它们的动能一定各不相同 B它们的电量一定各不相同 C它们的质量一定各不相同 D它们的电量和质量之比一定各不相同 二、填空题： 11如图是两个同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示方向的电流 I,则当 I 增大 时,穿过外线圈中的磁通量将_。(填“增大” 、 “减小”或“不变”) 12.如图所示,有一半径为

6、R,有明显边界的匀强磁场区域,磁感应强度为 B.今有一电 子沿 x 轴正方向射入磁场,恰好沿 y 轴负方向射出.如果电子的荷质比为 e/m,则电子射入 时的速度为 ,电子通过磁场的时间为 ,此过程中电子的动能增量 为 ，角速度为 ,向心加速度为 。 13.一台回旋加速器可用频率为 f1的交变电场把质子加速到 v1质子所获得的能量为 E1；当这台加速器用频率为 f2的交变电场加速 粒子时， 粒子的速度为所获得的能量 E2,则 V1：V2=_, E1:E2=_ f1：f2=_。 三、计算题： 14质谱仪是用来测定带电粒子质量的一种装置，如图所示，电容器两极板相距 为 d，两板间电压为 U，极板间匀

7、强磁场的磁感应强 度为 B1，方向垂直纸面向外，一束电荷电量相同质 量不同的带正电的粒子测电容器的中线平行于极板 射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应 强度为 B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。结 第 10 题 第 11 题 第 12 题 4 果分别打在感光片上的 a、b 两点，设 a、b 两点之间距离为x，粒子所带电荷量为 q，且不计重力，求： （1）粒子进入磁场 B2时的速度 v；（2）打在 a、b 两点的粒子的质量之差m。 15如图所示,空间分布着图示的匀强电场 E(宽度为 L 和匀强磁场 B（两部分磁场区 域的磁感应强度大小相等、方向相反),一带正电的粒子质量为电荷量为 q

8、 不计重力),从 A 点由静止释放经电场加速后进人磁场,穿过中间磁场进人右边磁场后能按某一路径而返回 A 点重复前述过程.求中间磁场的宽度 d 和粒子的运动周期.(虚线为磁场分界线,并不表示 有什么障碍物) 能力提升能力提升(B 级级) 一、选择题： 16.如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细绳与竖 直方向的夹角为，则下列说法中正确的是 （ ） A回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为 tanmg B回形针静止时受到的细线的拉力大小为 cos mg C现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被 磁铁吸引了。原因是回形针加热后，分子电流排列无序了 D现用点燃的

9、火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。原因是回形 针加热后，分子电流消失了 17.环型对撞机是研究高能粒子的重要装 置正、负离子由静止经过电压为 U 的直线 加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机 的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平 面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为 B两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿 第 15 题 5 相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞为维持带电粒子在环状 空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是 （ ） A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越大 B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越小

10、 C对于给定的带电粒子，加速电压 U 越大，粒子运动的周期越大 D对于给定的带电粒子，不管加速电压 U 多大，粒子运动的周期都不变 18.如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球 A 与 B 处在同一条竖直线上， 其中小球 B 带正电荷并被固定，小球 A 与一水平放置的光滑 绝缘板 C 接触而处于静止状态。若将绝缘板 C 沿水平方向抽 去后，以下说法正确的是 A小球 A 仍可能处于静止状态 B小球 A 将可能沿轨迹 1 运动 C小球 A 将可能沿轨迹 2 运动 D小球 A 将可能沿轨迹 3 运动 19如图甲所示，一个质量为、电荷量为的带电mq 粒子，不计重力。在点以某一初速度水平向左射

11、入磁场a 区域，沿曲线运动，、都是半径为abcdabbccd 的圆弧。粒子在每段圆弧上运动的时间都为 。规定由Rt 纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域三部 分的磁感应强度随变化的关系可能是乙图中的（ ）Bx 20.某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的 流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为 a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应 强度为 B 的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板 6 作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时， 利用电压表所显示的两个电极间的电压 U，就可测出污水流量 Q（单位时间内流出的污 水体积）

12、 则下列说法正确的是 A后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关 B若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零 C流量 Q 越大，两个电极间的电压 U 越大 D污水中离子数越多，两个电极间的电压 U 越大 21.著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝 缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线 圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线 圈接通电源后，将产生流过图示方向的电流，则下列说法正确 的是：（ ） A、接通电源瞬间，圆板不会发生转动 B、线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向不同方向转 动 C、若金属小球带正电，接通电源瞬间圆板转动

13、方向与线圈中电流流向相同 D、若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同 22.如图所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一 端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球在水平 拉力 F 作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处 飞出，关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中 正确的是（ ） A小球带正电 B小球运动的轨迹是抛物线 C洛伦兹力对小球做正功 D维持试管匀速运动的拉力 F 应逐渐增大 23.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向 里P为屏上的一个小孔PC与MN垂直一群质量为m、带电量为q的

14、粒子（不计重 力） ，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁 场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内，则在屏MN上被粒子打中的区域 的长度为 （ ） A qB mv2 B qB mvcos2 带电金属 小球 线圈 I 第 8 题 B F 7 qB mv)cos1 (2 qB mv)sin1 (2 24.（江苏省连云港市（江苏省连云港市 2008 届高三第一次调研考试）届高三第一次调研考试）如图所示，三根通电长直导线 P、Q、R 互相平行，垂直纸面放置，其间距均为 a，电流强度均为 I，方向垂直纸面向 里(已知电流为 I 的长直导线产生的磁场中，距导线 r

15、 处的磁感应强度 B=kI/r，其中 k 为常数) 。某时刻有一电子(质量为 m、电量为 e)正好经过原点 O，速度大小为 v，方向 沿 y 轴正方向，则电子此时所受磁场力为（ ） A方向垂直纸面向里，大小为 a evkI 3 2 B方向指向 x 轴正方向，大小为 a evkI 3 2 C方向垂直纸面向里，大小为 a evkI 3 D方向指向 x 轴正方向，大小为 a evkI 3 25.（泰州市（泰州市 2008 届第二学期期初联考）届第二学期期初联考） “月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段 对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果。 月球上的磁场极其

16、微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场 的强弱分布情况。如图是探测器通过月球表面、四个位置时，拍摄到的电 子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从 强到弱的位置排列正确的是（ ） A. B. C. D. 二、填空题： 26如图所示，质量为 m、带电量为+q 的液滴，处在水平方向的 匀强磁场中，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里，液滴运动的速度 为 v，如要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加一电场，其电 场方向应是，电场强度大小为，液滴绕行方向为 。 （从纸外往纸内看） 第 27 题 b a d y x P O Q R a 8 2

17、7. 如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为 B,两极板间距离为 d，要 使输出电压为 U，则等离子体的速度 v 为，a 是电源的。 28如图所示，在与水平方向成 600角的光滑金属导轨间连一电源，在相距 1m 的平 行导轨上放一重为 3N 的金属棒 ab，棒上通以 3A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰 好静止，则：匀强磁场的磁感应强度 B 为 ab 棒对导轨的压力为 。 三、计算题： 29.如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场， 在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，一绝缘弯杆由两段直杆和一段半径为 R 的半圆环组成，固定 在纸面所在的竖直平

18、面内，PQ、MN 水平且足够长，半圆环 PAM 在磁场边界左侧， P、M 点在磁场边界线上，NMAP 段是光滑的，现有一质量为 m，带电+q 的小环套在 MN 杆上，它所受电场力为重力的倍，当在 M 右侧 D 点由静止释放小环时，小环刚好能达 4 3 到 P 点。 （1）求 DM 间距离 x0； （2）求上述过程中小环第一次通过与 O 等高的 A 点时弯杆对小环作用力的大 小； （3）若小环与 PQ 间动摩擦因数为 （设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相 等且） ，现将小环移至 M 点右侧 4 3 4R 处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。 30如图所示，在电视机显像管中的

19、某区域同时加有磁感应强度相同的水平匀强磁场 和竖直匀强磁场，磁场宽度为 l，磁场右边界与荧光民间之间的距离也为 l。质量为 m、 电荷量为 e 的电子经电压为 U 的电场加 速后射入该磁场。在屏上建立坐标系， x、y 轴分别沿水平、竖直方向。若不加 磁场时，电子打在坐标原点 O。 （1）若只加水平方向的磁场，则打到 屏上时速度方向与竖直方向成 30角， 求打在屏上落点的坐标。 （2）只加水平方向的磁场时，求磁感 应强度和电子在磁场中运动的时间。 （3）若同时加上两个方向的匀强磁场，求电子在屏上的落点到坐标原点 O 的距离。 第 28 题 9 单元自测试题答案 1B 2 A3 C4BCD5ABC6CD7B8D 9D 10D 11变大12 BRe/m ; m/2eB; 0; Be/m; B2Re2/m2 13. 2:1; 1:1; 2:1 14 m 1 dB U v 12 2 qB