高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)
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高中物理《磁场》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,以下概念的建立方法与合力相同的是()A.瞬时速度B.交流电的有效值C.电场强度D.磁通量2.如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。
不计重力,则()A.若电子以相同的速率从右向左飞入,电子也沿直线运动B.若电子以相同的速率从右向左飞入,电子将向下偏转C.若电子以相同的速率从左向右飞入,电子将向下偏转D.若电子以相同的速率从左向右飞入,电子也沿直线运动3.下列物理学史材料中,描述正确的是()A.卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B.为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果,应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C.法拉第提出了“电场”的概念,并制造出第一台电动机D.库仑通过与万有引力类比,在实验的基础上验证得出库仑定律4.电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的巨大动能,如图甲所示。
原理图可简化为如图乙所示,其中金属杆表示炮弹,磁场方向垂直轨道平面向上,则当弹体中通过如图乙所示的电流时,炮弹加速度的方向为()A.水平向左B.水平向右C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里5.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的拉力等于零,要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力,可采用的方法有()A.适当减弱磁场,磁场方向反向B.适当增强磁场,磁场方向不变C.适当减小电流。
电流方向不变D.适当增大电流。
电流方向反向6.下列装置中,利用到离心运动的物理原理的是()A.磁流体发电机B.回旋加速器C.洗衣机D.电视机7.如图所示,在真空中坐标xOy平面的x>0区域内,有磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场,方向与xOy 平面垂直,在x轴上的P(10cm,0)点,有一放射源,在xOy平面内向各个方向发射速率v=1.0×104m/s 的带正电的粒子,粒子的质量为m=1.6×10-25kg,电荷量为q=1.6×10-18C,带电粒子能打到y轴上的范围为()A .10cm 10cm y -≤≤B .10cm y -≤≤C .10cm y -≤≤D .y -≤≤8.如图所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总重量M ,B 为铁片,质量为m ,整个装置用轻绳悬于O 点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力( )A .F mg =B .()F m M g >+C .()F m M g =+D .()Mg F m M g <<+二、多选题9.下列关于洛伦兹力的说法中,正确的是( )A .洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面,所以洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,即洛伦兹力永不做功B .只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同C .用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时,要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反D .洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直10.全球新冠肺炎疫情持续至今,医院需要用到血流量计检查患者身体情况。
可编辑修改精选全文完整版磁场典型例题解析一、磁场与安培力的计算【例题1】两根无限长的平行直导线a 、b 相距40cm ,通过电流的大小都是3.0A ,方向相反。
试求位于两根导线之间且在两导线所在平面内的、与a 导线相距10cm 的P 点的磁感强度。
【解说】这是一个关于毕萨定律的简单应用。
解题过程从略。
【答案】大小为×10−6T ,方向在图9-9中垂直纸面向外。
【例题2】半径为R ,通有电流I 的圆形线圈,放在磁感强度大小为B 、方向垂直线圈平面的匀强磁场中,求由于安培力而引起的线圈内张力。
【解说】本题有两种解法。
方法一:隔离一小段弧,对应圆心角θ ,则弧长L = θR 。
因为θ → 0(在图9-10中,为了说明问题,θ被夸大了),弧形导体可视为直导体,其受到的安培力F = BIL ,其两端受到的张力设为T ,则T 的合力ΣT = 2Tsin 2θ再根据平衡方程和极限xxsin lim0x →= 0 ,即可求解T 。
方法二:隔离线圈的一半,根据弯曲导体求安培力的定式和平衡方程即可求解…【答案】BIR 。
〖说明〗如果安培力不是背离圆心而是指向圆心,内张力的方向也随之反向,但大小不会变。
〖学员思考〗如果圆环的电流是由于环上的带正电物质顺时针旋转而成(磁场仍然是进去的),且已知单位长度的电量为λ、环的角速度ω、环的总质量为M ,其它条件不变,再求环的内张力。
〖提示〗此时环的张力由两部分引起:①安培力,②离心力。
前者的计算上面已经得出(此处I = ωπλ•π/2R 2 = ωλR ),T 1 = B ωλR 2 ;后者的计算必须..应用图9-10的思想,只是F 变成了离心力,方程 2T 2 sin 2θ =πθ2M ω2R ,即T 2 =πω2R M 2 。
〖答〗B ωλR 2 + πω2R M 2 。
【例题3】如图9-11所示,半径为R 的圆形线圈共N 匝,处在方向竖直的、磁感强度为B 的匀强磁场中,线圈可绕其水平直径(绝缘)轴OO ′转动。
高二物理磁场练习题及答案一、选择题1. 以下哪个不是磁场中的基本物理量?A) 磁感应强度 B) 磁场强度C) 磁通量 D) 磁矩2. 在空间中,某点的磁感应强度最大,磁场强度为零,则该点的磁场中的电流线是从哪个方向来的?A) 上方 B) 下方C) 左方 D) 右方3. 在均匀磁场中,电子的轨道半径和质量均不变,将磁感应强度变为原来的4倍后,电子的运动周期将A) 减至原来的1/4 B) 减至原来的1/2C) 保持不变 D) 增至原来的2倍4. 以下哪种情况不会使磁感应强度发生变化?A) 改变导线长度 B) 改变导线截面积C) 改变导线形状 D) 引入铁芯5. 两根平行的长直导线之间的力是相互的,它们的方向是A) 互相平行 B) 互相垂直C) 互相成60度角 D) 互相成180度角二、填空题1. 测量某区域的磁场强度,使用的仪器是________。
2. 直观地表示磁场分布情况的方法是绘制________。
3. 磁感应线指示出磁场中________的方向。
4. 磁场强度是________的物理量。
5. 真空中磁场中的电流线是________的。
三、解答题1. 描述磁感线的基本特征及其与磁场强度的关系。
2. 一根长直导线通过平面内一点O,与O点的距离为d,点O的水平方向又有一根与之平行的长直导线通过。
导线间的电流为I,分别求:a) 两导线间的相互作用力;b) 对第一根导线单位长度的作用力。
3. 在一个外磁场强度为B的均匀磁场中,一个具有电荷量q,质量m的带电粒子垂直于磁场以速度v运动,由于磁场的作用,其运动轨道发生半径R的圆弧。
求推导出R和v 之间的关系。
四、高分答案1. 答案:D2. 答案:A3. 答案:C4. 答案:C5. 答案:D二、填空题1. 答案:磁力计2. 答案:磁力线3. 答案:磁场强度4. 答案:矢量5. 答案:闭合的三、解答题1. 磁感线是用来表示磁场分布的线条,具有以下特征:- 磁感线起始于北极,终止于南极,是闭合曲线。
高中物理磁场专题分类题型一、【磁场的描述 磁场对电流的作用】典型题1.如图所示,带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )A .N 极竖直向上B .N 极竖直向下C .N 极沿轴线向左D .N 极沿轴线向右解析:选C .负电荷匀速转动,会产生与旋转方向反向的环形电流,由安培定则知,在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左.由于磁针N 极指向为磁场方向,可知选项C 正确.2.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )A .a 、b 两处的磁感应强度的大小不等,B a >B bB .a 、b 两处的磁感应强度的大小不等,B a <B bC .同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D .同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小解析:选A .磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ,所以A 正确,B 错误;安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关,故C 、D 错误.3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧,固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中,两端点A 、C 连线竖直,如图所示.若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流,则导线所受安培力的大小和方向是( )A .ILB ,水平向左B .ILB ,水平向右C .3ILB π,水平向右D .3ILB π,水平向左解析:选D .弧长为L ,圆心角为60°,则弦长AC =3L π,导线受到的安培力F =BIl =3ILB π,由左手定则可知,导线受到的安培力方向水平向左.4.如图所示,M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点,O 为半圆弧的圆心,∠MOP =60°,在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处,则O 点的磁感应强度大小为B 2,那么B 2与B 1之比为( )A .3∶1B .3∶2C .1∶1D .1∶2解析:选B .如图所示,当通有电流的长直导线在M 、N 两处时,根据安培定则可知:二者在圆心O 处产生的磁感应强度大小都为B 12;当将M 处长直导线移到P 处时,两直导线在圆心O 处产生的磁感应强度大小也为B 12,做平行四边形,由图中的几何关系,可得B 2B 1=B 22B 12=cos 30°=32,故选项B 正确.5.阿明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其构造如图所示.若图中电源的电压固定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是( )A .电路中的电源必须是交流电源B .电路中的a 端点须连接直流电源的负极C .若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度D .若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度解析:选C .电磁铁产生磁性,使玩偶稳定地飘浮起来,电路中的电源必须是直流电源,电路中的a 端点须连接直流电源的正极,选项A 、B 错误;若增加环绕软铁的线圈匝数,电磁铁产生的磁性更强,电磁铁对玩偶的磁力增强,可增加玩偶飘浮的最大高度,选项C 正确;若将可变电阻的电阻值调大,电磁铁中电流减小,产生的磁性变弱,则降低玩偶飘浮的最大高度,选项D 错误.6.一通电直导线与x 轴平行放置,匀强磁场的方向与xOy 坐标平面平行,导线受到的安培力为F .若将该导线做成34圆环,放置在xOy 坐标平面内,如图所示,并保持通电的电流不变,两端点ab 连线也与x 轴平行,则圆环受到的安培力大小为( )A .FB .23πFC .223πFD .32π3F 解析:选C .根据安培力公式,安培力F 与导线长度L 成正比;若将该导线做成34圆环,由L =34×2πR ,解得圆环的半径R =2L 3π,34圆环ab 两点之间的距离L ′=2R =22L 3π.由F L =F ′L ′解得:F ′=223πF ,选项C 正确. 7.在绝缘圆柱体上a 、b 两个位置固定有两个金属圆环,当两环通有如图所示电流时,b 处金属圆环受到的安培力为F 1;若将b 处金属圆环移动到位置c ,则通有电流为I 2的金属圆环受到的安培力为F 2.今保持b 处金属圆环原来位置不变,在位置c 再放置一个同样的金属圆环,并通有与a 处金属圆环同向、大小为I 2的电流,则在a 位置的金属圆环受到的安培力( )A .大小为|F 1-F 2|,方向向左B .大小为|F 1-F 2|,方向向右C .大小为|F 1+F 2|,方向向左D .大小为|F 1+F 2|,方向向右解析:选A .c 金属圆环对a 金属圆环的作用力大小为F 2,根据同方向的电流相互吸引,可知方向向右,b金属圆环对a金属圆环的作用力大小为F1,根据反方向的电流相互排斥,可知方向向左,所以a金属圆环所受的安培力大小|F1-F2|,由于a、b间的距离小于a、c 间距离,所以两合力的方向向左.8.如图,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同解析:选C.由安培定则可知,两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A错;由安培定则知,两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下,由于对称性,M中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在b处产生的磁场的磁感应强度,同时M中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于N 中电流在a处产生的磁场的磁感应强度,所以a、b两点处磁感应强度大小相等,方向相同,选项B错;根据安培定则,两导线中的电流在c、d两点处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度大小相等,由平行四边形定则可知,c、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项C正确;a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下,选项D错.9. (多选)如图所示,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中,弹簧的劲度系数为k,棒ab中通有恒定电流,棒处于平衡状态,并且弹簧的弹力恰好为零.若电流大小不变而方向反向,则()A .每根弹簧弹力的大小为mgB .每根弹簧弹力的大小为2mgC .弹簧形变量为mg kD .弹簧形变量为2mg k解析:选AC .电流方向改变前,对棒受力分析,根据平衡条件可知,棒受到的安培力竖直向上,大小等于mg ;电流方向改变后,棒受到的安培力竖直向下,大小等于mg ,对棒受力分析,根据平衡条件可知,每根弹簧弹力的大小为mg ,弹簧形变量为mg k,选项A 、C 正确.10.如图所示,两平行光滑金属导轨CD 、EF 间距为L ,与电动势为E 0的电源相连,质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计.为使ab 棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为( )A .mgR E 0L,水平向右 B .mgR cos θE 0L,垂直于回路平面向上 C .mgR tan θE 0L,竖直向下 D .mgR sin θE 0L,垂直于回路平面向下 解析:选D .对金属棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示;从图可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,故安培力的最小值为:F A =mg sin θ,故磁感应强度的最小值为B =F A IL =mg sin θIL ,根据欧姆定律,有E 0=IR ,故B =mgR sin θE 0L,故D 正确.11.已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比.现有平行放置的三根长直通电导线,分别通过一个直角三角形△ABC的三个顶点且与三角形所在平面垂直,如图所示,∠ACB=60°,O为斜边的中点.已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,则关于O点的磁感应强度,下列说法正确的是()A.大小为2B,方向垂直AB向左B.大小为23B,方向垂直AB向左C.大小为2B,方向垂直AB向右D.大小为23B,方向垂直AB向右解析:选B.导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,空间某点的磁场沿该点的切线方向,即与该点和导线的连线垂直,根据右手螺旋定则,可知三根导线在O点的磁感应强度的方向如图所示.已知直线电流在其空间某点产生的磁场,其磁感应强度B 的大小与电流强度成正比,与点到通电导线的距离成反比,已知I1=2I2=2I3,I2在O点产生的磁场磁感应强度大小为B,O点到三根导线的距离相等,可知B3=B2=B,B1=2B,由几何关系可知三根导线在平行于AB方向的合磁场为零,垂直于AB方向的合磁场为23B.综上可得,O点的磁感应强度大小为23B,方向垂直于AB向左.故B正确,A、C、D 错误.12.(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g=10 m/s2,则()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析:选AB.导体棒向右沿圆弧摆动,说明受到向右的安培力,由左手定则知该磁场方向一定竖直向下,A项正确;导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功,由动能定理知BIL·L sin θ-mgL(1-cos θ)=0,代入数值得导体棒中的电流为I=3 A,由E=IR得电源电动势E=3.0 V,B项正确;由F=BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F=0.3 N,C项错误;由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和,即W=Q+ΔE,而ΔE=mgL(1-cos θ)=0.048 J,D项错误.13.(多选)某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉解析:选AD.若将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动,转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动,选项A正确;若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,则当线圈在图示位置时,线圈的上下边受到安培力而转动,转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动,选项B 错误;左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,电路不能接通,故不能转起来,选项C 错误;若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样当线圈在图示位置时,线圈的上下边受到安培力而转动,转过半周后电路不导通,转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动,选项D 正确.14.光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O 点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5 m ,匀强磁场方向如图所示,大小为0.5 T .质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属水平轨道上的M 点.当在金属细杆内通以电流强度为2 A 的恒定电流时,金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动.已知MN =OP =1 m ,则下列说法中正确的是( )A .金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s 2B .金属细杆运动到P 点时的速度大小为5 m/sC .金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为10 m/s 2D .金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N解析:选D .金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小F 安=BIL =0.5×2×0.5 N =0.5 N ,金属细杆开始运动时的加速度大小为a =F 安m=10 m/s 2,选项A 错误;对金属细杆从M 点到P 点的运动过程,安培力做功W 安=F 安·(MN +OP )=1 J ,重力做功W G =-mg ·ON =-0.5 J ,由动能定理得W 安+W G =12m v 2,解得金属细杆运动到P 点时的速度大小为v =20 m/s ,选项B 错误;金属细杆运动到P 点时的向心加速度大小为a ′=v 2r=20 m/s 2,选项C 错误;在P 点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F 和水平向右的安培力F 安,由牛顿第二定律得F -F 安=m v 2r,解得F =1.5 N ,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N ,由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P 点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N ,选项D 正确.二、【磁场对运动电荷的作用】典型题1.如图所示,a 、b 、c 、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是( )A .向上B .向下C .向左D .向右解析:选B .根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加,可得O 点处的磁场方向水平向左,再根据左手定则判断可知,带电粒子受到的洛伦兹力方向向下,B 正确.2.如图,半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,半径OC 与OB 夹角为60°.甲电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场,从C 点射出.乙电子以速率v 3从B 点沿BA 方向射入磁场,从D 点(图中未画出)射出,则( )A .C 、D 两点间的距离为2RB .C 、D 两点间的距离为3RC .甲在磁场中运动的时间是乙的2倍D .甲在磁场中运动的时间是乙的3倍解析:选B .洛伦兹力提供向心力,q v B =m v 2r 得r =m v qB,由几何关系求得r 1=R tan 60°=3R ,由于质子乙的速度是v 3,其轨道半径r 2=r 13=33R ,它们在磁场中的偏转角分别为60°和120°,根据几何知识可得BC =R ,BD =2r 2tan 60°=R ,所以CD =2R sin 60°=3R ,故A 错误,B 正确;粒子在磁场中运动的时间为t =θ2πT =θ2π·2πm qB,所以两粒子的运动时间之比等于偏转角之比,即为1∶2,即甲在磁场中运动的时间是乙的12倍,故C 、D 错误. 3. (多选)如图所示,一轨道由两等长的光滑斜面AB 和BC 组成,两斜面在B 处用一光滑小圆弧相连接,P 是BC 的中点,竖直线BD 右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,B 处可认为处在磁场中,一带电小球从A 点由静止释放后能沿轨道来回运动,C 点为小球在BD 右侧运动的最高点,则下列说法正确的是( )A .C 点与A 点在同一水平线上B .小球向右或向左滑过B 点时,对轨道压力相等C .小球向上或向下滑过P 点时,其所受洛伦兹力相同D .小球从A 到B 的时间是从C 到P 时间的2倍解析:选AD .小球在运动过程中受重力、洛伦兹力和轨道支持力作用,因洛伦兹力永不做功,支持力始终与小球运动方向垂直,也不做功,即只有重力做功,满足机械能守恒,因此C 点与A 点等高,在同一水平线上,选项A 正确;小球向右或向左滑过B 点时速度等大反向,即洛伦兹力等大反向,小球对轨道的压力不等,选项B 错误;同理小球向上或向下滑过P 点时,洛伦兹力也等大反向,选项C 错误;因洛伦兹力始终垂直BC ,小球在AB 段和BC 段(设斜面倾角均为θ)的加速度均由重力沿斜面的分力产生,大小为g sin θ,由x =12at 2得小球从A 到B 的时间是从C 到P 的时间的2倍,选项D 正确. 4.如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一不计重力的粒子从左边界的M 点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ,从右边界射出时速度方向偏转了θ角;该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了2θ角.已知磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B 1、B 2,则B 1与B 2的比值为( )A .2cos θB .sin θC .cos θD .tan θ解析:选C .设有界磁场Ⅰ宽度为d ,则粒子在磁场Ⅰ和磁场Ⅱ中的运动轨迹分别如图1、图2所示,由洛伦兹力提供向心力知Bq v =m v 2r ,得B =m v rq,由几何关系知d =r 1sin θ,d =r 2tan θ,联立得B 1B 2=cos θ,选项C 正确.5.如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直磁场边界从a 点射入,从b 点射出.下列说法正确的是( )A .粒子带正电B .粒子在b 点速率大于在a 点速率C .若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b 点右侧射出D .若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短解析:选C .由左手定则知,粒子带负电,A 错.由于洛伦兹力不做功,粒子速率不变,B 错.由R =m vqB , 若仅减小磁感应强度B ,R 变大,则粒子可能从b 点右侧射出,C 对.由R =m v qB ,若仅减小入射速率v, 则R 变小,粒子在磁场中的偏转角θ变大.由t =θ2πT ,T =2πm qB 知,运动时间变长,D 错.6.如图所示,两个同心圆,半径分别为r 和2r ,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B .圆心O 处有一放射源,放出粒子的质量为m 、带电量为q ,假设粒子速度方向都和纸面平行.(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA 与初速度方向夹角为60°,要想使该粒子经过磁场后第一次通过A 点,则初速度的大小是多少?(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?解析:(1)如图甲所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R 1,则由几何关系得R 1=3r3又q v 1B =m v 21R 1得v 1=3Bqr3m.(2)如图乙所示,设粒子轨迹与磁场外边界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为R 2,则由几何关系有(2r -R 2)2=R 22+r 2可得R 2=3r 4,又q v 2B =m v 22R 2,可得v 2=3Bqr 4m故要使粒子不穿出环形区域,粒子的初速度不能超过3Bqr4m. 答案:(1)3Bqr 3m (2)3Bqr4m7. (多选)如图所示为一个质量为m 、带电荷量为+q 的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中.现给圆环向右初速度v 0,在以后的运动过程中,圆环运动的v -t 图象可能是下图中的( )解析:选BC .当q v B =mg 时,圆环做匀速直线运动,此时图象为B ,故B 正确;当q v B >mg 时,F N =q v B -mg ,此时:μF N =ma ,所以圆环做加速度逐渐减小的减速运动,直到q v B =mg 时,圆环开始做匀速运动,故C 正确;当q v B <mg 时,F N =mg -q v B ,此时:μF N =ma ,所以圆环做加速度逐渐增大的减速运动,直至停止,所以其v -t 图象的斜率应该逐渐增大,故A 、D 错误.8.如图所示,水平放置的平行板长度为L 、两板间距也为L ,两板之间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,在两板正中央P 点有一个不计重力的电子(质量为m 、电荷量为-e ),现在给电子一水平向右的瞬时初速度v 0,欲使电子不与平行板相碰撞,则( )A .v 0>eBL 2m 或v 0<eBL4mB .eBL 4m <v 0< eBL2mC .v 0>eBL2mD .v 0<eBL4m解析:选A .此题疑难点在于确定“不与平行板相碰撞”的临界条件.电子在磁场中做匀速圆周运动,半径为R =m v 0eB ,如图所示.当R 1=L 4时,电子恰好与下板相切;当R 2=L2时,电子恰好从下板边缘飞出两平行板(即飞出磁场).由R 1=m v 1eB ,解得v 1=eBL4m ,由R 2=m v 2eB ,解得v 2=eBL 2m ,所以欲使电子不与平行板相碰撞,电子初速度v 0应满足v 0>eBL 2m 或v 0<eBL4m ,故选项A 正确.9.如图所示,在x >0,y >0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy 平面向里,大小为B ,现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,从x 轴上的某点P (不在原点)沿着与x 轴成30°角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是( )A .只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点B .粒子在磁场中运动所经历的时间一定为5 πm 3qBC .粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πmqBD .粒子在磁场中运动所经历的时间可能为πm6qB解析:选C .利用“放缩圆法”:根据同一直线边界上粒子运动的对称性可知,粒子不可能通过坐标原点,A 项错误;粒子运动的情况有两种,一种是从y 轴边界射出,最短时间要大于2πm 3qB ,故D 项错误;对应轨迹①时,t 1=T 2=πm qB ,C 项正确,另一种是从x 轴边界飞出,如轨迹③,时间t 3=56T =5πm 3qB,此时粒子在磁场中运动时间最长,故B 项错误.10.如图所示,OM 的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,OM 左侧到OM 距离为L 的P 处有一个粒子源,可沿纸面向各个方向射出质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(重力不计),速率均为v =qBLm,则粒子在磁场中运动的最短时间为( )A .πm 2qBB .πm 3qBC .πm 4qBD .πm 6qB解析:选B .粒子进入磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则有:q v B =m v 2r ,将题设的v 值代入得:r =L ,粒子在磁场中运动的时间最短,则粒子运动轨迹对应的弦最短,最短弦为L ,等于圆周运动的半径,根据几何关系,粒子转过的圆心角为60°,运动时间为T 6,故t min =T 6=16×2πm qB =πm 3qB,故B 正确,A 、C 、D 错误.11.(2019·高考全国卷Ⅲ)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限,随后垂直于y 轴进入第一象限,最后经过x 轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为( )A .5πm 6qBB .7πm6qBC .11πm 6qBD .13πm6qB解析:选B .带电粒子在不同磁场中做圆周运动,其速度大小不变,由r =m vqB 知,第一象限内的圆半径是第二象限内圆半径的2倍,如图所示.粒子在第二象限内运动的时间:t 1=T 14=2πm 4qB =πm 2qB ;粒子在第一象限内运动的时间:t 2=T 26=2πm ×26qB =2πm 3qB ,则粒子在磁场中运动的时间t =t 1+t 2=7πm 6qB,选项B 正确.12.如图,在直角三角形OPN 区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外.一带正电的粒子从静止开始经电压U 加速后,沿平行于x 轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP 边上某点以垂直于x 轴的方向射出.已知O 点为坐标原点,N 点在y 轴上,OP 与x 轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d ,不计重力.求:(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间.解析: (1)设带电粒子的质量为m ,电荷量为q ,加速后的速度大小为v .由动能定理有qU =12m v 2①设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r ,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 q v B =m v 2r②由几何关系知d =2r ③ 联立①②③式得q m =4UB 2d2.④(2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x 轴所经过的路程为 s =πr2+r tan 30°⑤带电粒子从射入磁场到运动至x 轴的时间为t =sv ⑥联立②④⑤⑥式得t =Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2+33.⑦ 答案:(1)4U B 2d 2 (2)Bd 24U ⎝⎛⎭⎫π2+33三、【带电粒子在组合场中的运动】典型题1.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A .增大匀强电场间的加速电压B .增大磁场的磁感应强度C .减小狭缝间的距离D .增大D 形金属盒的半径解析:选BD .回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子,粒子射出时的轨道半径恰好等于D 形盒的半径,根据q v B =m v 2R 可得,v =qBR m ,因此离开回旋加速器时的动能E k =12m v 2=q 2B 2R 22m 可知,与加速电压无关,与狭缝距离无关,A 、C 错误;磁感应强度越大,D 形盒的半径越大,动能越大,B 、D 正确.2.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.图中的铅盒A 中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S 1进入电压为U 的加速电场区加速后,再通过狭缝S 2从小孔G 垂直于MN 射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN 为切线、磁感应强度为B ,方向垂直于纸面向外半径为R 的圆形匀强磁场.现在MN 上的F 点(图中未画出)接收到该粒子,且GF =3R .则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)( )。
高中物理:磁场测试题(含答案)
1. 磁场中硬币的行为
一枚硬币在磁场中被放置在水平面上。
磁场方向指向纸面内,硬币受力情况如何?
A. 硬币不受力,保持静止。
B. 硬币受力向下,向外滚动。
C. 硬币受力向上,向内滚动。
D. 硬币受力向下,向内滚动。
答案:C
2. 带电粒子在磁场中的运动
一个带正电的粒子以与磁场垂直的速度进入磁场,磁场方向指向纸面内。
粒子在磁场中将运动成什么轨迹?
A. 圆形轨迹。
B. 直线轨迹。
C. 椭圆轨迹。
D. 螺旋轨迹。
答案:A
3. 磁感应强度的定义
磁感应强度的定义是什么?
A. 单位长度内的磁感应线数目。
B. 磁力对单位电荷的大小。
C. 磁场中单位面积垂直于磁力方向的大小。
D. 空间单位体积内的磁感应线数目。
答案:C
4. 磁场中电流的力学效应
在两根平行导线通过电流时,它们之间产生一个磁场。
这个磁场对导线有哪种力学效应?
A. 两根导线之间会相互吸引。
B. 两根导线之间会相互排斥。
C. 导线上会产生电压。
D. 导线会受到一个恒定的力。
答案:D
5. 磁场中的电流计测量原理
磁场中的电流计测量原理基于什么原理?
A. 磁感应强度和导线长度成正比。
B. 磁场中电流的方向与电流计示数成反比。
C. 电流计受力与磁感应强度成正比。
D. 磁感应强度和电流的大小成正比。
答案:C。
1.下列说法中正确的是( )A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N 极出发,终止于磁体的S 极C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N 极一定指向通电螺线管的S 极 2.关于磁感应强度,下列说法中错误的是( )A.由B =ILF可知,B 与F 成正比,与IL 成反比 B.由B=ILF可知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场 C.通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强 D.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向 3.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( )A 、磁感线从磁体的N 极出发,终止于S 极B 、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C 、沿磁感线方向,磁场逐渐减弱D 、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小4.两根长直通电导线互相平行,电流方向相同.它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处.如图所示,两通电导线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则C 处磁场的总磁感应强度是( )A.2BB.BC.0D.3B5.如图所示,两个半径相同,粗细相同互相垂直的圆形导线圈,可以绕通过公共的轴线xx′自由转动,分别通以相等的电流,设每个线圈中电流在圆心处产生磁感应强度为B ,当两线圈转动而达到平衡时,圆心O 处的磁感应强度大小是( )(A)B (B)2B (C)2B (D)01.关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向,正确的说法是( )A.跟电流方向垂直,跟磁场方向平行B.跟磁场方向垂直,跟电流方向平行C.既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直D.既不跟磁场方向垂直,又不跟电流方向垂直2.如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I,为了增大导线所受的磁场力,可采取下列四种办法,其中不正确的是( )A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30°D.使导线在纸面内逆时针转60°3.如图所示,在垂直于纸面的磁场B中,通有电流I的导线长为L,与水平方向夹角为α,则这根通电导线受到的安培力是______.4.在两个倾角均为α光滑斜面上,放有一个相同的金属棒,分别通有电流I1和I2,磁场的磁感强度大小相同,方向如图中所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流强度之比I1:I2为5.如图所示,有一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线通过电流I时,从上往下看,导线的运动情况是( )A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升6.有两个相同的圆形线圈,通以大小不同但方向相同的电流,如图所示,两个线圈在光滑的绝缘杆上的运动情况是( )A.互相吸引,电流大的加速度较大B.互相排斥,电流大的加速度较大C.互相吸引,加速度相同D.以上说法都不正确7.如图所示,线圈abcd可以自由转动,线圈ABCD固定不动,两线圈平面垂直放置而且圆心重合,当两线圈中通入图示方向的电流时,线圈abcd的运动情况是()A、静止不动B、以aOc为轴,b向纸外,d向纸内转动C、向纸外平动D、以aOc为轴,d向纸外,b向纸内转动8.如图所示,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面夹为 ,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直。
高考物理《磁场、磁感线、磁场的叠加》真题练习含答案1.[2024·浙江省湖州市月考]奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场.如图所示,闭合开关S后,位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是()A.向右,向左B.向左,向左C.向左,向右D.向右,向右答案:A解析:将通电螺线管等效成一条形磁铁,根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极,左侧为S极,则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右,位于螺线管正上方的小磁针N极指向左,A正确.2.安培曾经提出分子环形电流的假说来解释为什么磁体具有磁性,他认为在物质微粒的内部存在着一种环形的分子电流,分子电流会形成磁场,使分子相当于一个小磁体(如图甲所示).以下说法正确的是()A.这一假说能够说明磁可以生电B.这一假说能够说明磁现象产生的电本质C.用该假设解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图乙所示D.用该假设解释地球的磁性,引起地磁场的环形电流方向如图丙所示答案:B解析:这一假说能够说明磁现象产生的电本质,即磁场都是由运动的电荷产生的,故B 正确,A错误;由右手螺旋定则可知,引起地磁场的环形电流方向应是与赤道平面平行的顺时针方向(俯视),C、D错误.3.[2024·江苏省无锡市、江阴市等四校联考]科考队进入某一磁矿区域后,发现指南针静止时,N 极指向为北偏东60°,如图虚线所示.设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B ,磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为( )A .B 2 B .3B 2C .BD . 3 B 答案:B解析:磁矿所产生的磁场水平分量与地磁场水平分量垂直时,磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小,为B′min =B cos 60°=32B ,B 正确.4.[2024·河北省邯郸市多校联考]如图所示为某磁场中部分磁感线的分布图,P 、Q 为磁场中的两点,下列说法正确的是( )A .P 点的磁感应强度小于Q 点的磁感应强度B .同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力C .同一线圈在P 点的磁通量一定大于在Q 点的磁通量D .同一线圈在P 点的磁通量一定小于在Q 点的磁通量 答案:B解析:磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,由图可知,P 点的磁感应强度大于Q 点的磁感应强度,A 错误;电流元在磁场中的受力与放置方式有关,同一电流元在P 点受到的磁场力可能小于在Q 点受到的磁场力,B 正确;磁通量大小不只与磁感应强度大小有关,还与线圈的放置方式有关,故同一线圈在P 、Q 两点的磁通量无法比较,C 、D 错误.5.[2024·陕西省西安市质检]在匀强磁场中,一根长为0.4 m 的通电导线中的电流为20 A ,这条导线与磁场方向垂直时,所受的磁场力为0.015 N ,则磁感应强度的大小为( )A .7.2×10-4 TB .3.75×10-3 TC .1.875×10-3 TD .1.5×10-3 T答案:C解析:根据安培力公式F =ILB ,代入数据求得B =F IL =0.0150.4×20 T =1.875×10-3 T ,C 正确.6.在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一顺时针的环形电流,当环形电流所在平面平行于匀强磁场方向时,环心O 处的磁感应强度为B 1,如图甲所示;当环形电流所在平面垂直于匀强磁场方向时,环心O 处的磁感应强度为B 2,如图乙所示.已知B 1=22B 2,则环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为( )A .12B B .BC .32 B D .2B答案:B解析:设环形电流中心轴线的磁感应强度大小为B′,根据安培定则可知其方向为垂直纸面向内,则有B 21 =B′2+B 2,B 2=B′+B ,解得环形电流在环心O 处产生的磁感应强度大小为B′=B ,B 项正确.7.如图所示,直角三角形abc 中,∠abc =30°,将一电流为I 、方向垂直纸面向外的长直导线放置在顶点a 处,则顶点c 处的磁感应强度大小为B 0.现再将一电流大小为4I 、方向垂直纸面向里的长直导线放置在顶点b 处.已知长直通电导线产生的磁场在其周围空间某点的磁感应强度大小B =k Ir ,其中I 表示电流大小,r 表示该点到导线的距离,k 为常量.则顶点c 处的磁感应强度( )A .大小为 3B 0,方向沿ac 向上 B .大小为B 0,方向垂直纸面向里C .大小为3B 0,方向沿∠abc 平分线向下D .大小为2B 0,方向垂直bc 向上 答案:A解析:令ac 间距为r ,根据几何知识可知bc 间距为2r ,由安培定则可知,a 点处电流产生的磁场在c 点处的磁感应强度方向垂直ac 向左,大小为B 0=k Ir .用安培定则判断通电直导线b 在c 点上所产生的磁场方向垂直于bc 斜向右上,大小为B b =k 4I 2r =2k Ir =2B 0.如图所示由几何知识可得θ=60°,根据矢量的合成法则,则有各通电导线在c 点的合磁感应强度,在水平方向上的分矢量B x =2B 0cos 60°-B 0=0在竖直方向上的分矢量B y =2B 0sin 60°= 3 B 0所以在c 点处的磁感应强度大小为 3 B 0,方向沿ac 向上.。
高中物理:磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A.0.1 A B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g取10 m/s2则()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A.4qBm B.3qBm C.2qBm D.qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b;当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c.不计粒子重力.则()A.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=2∶1B.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=1∶2C.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=2∶1D.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=23S0C,则下列说法中正确的是()A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点.已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A.B1+B2B.B1-B2C.B1+B22D.B1-B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
高中物理:磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A.0.1 A B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g取10 m/s2则()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A.4qBm B.3qBm C.2qBm D.qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b;当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c.不计粒子重力.则()A.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=2∶1B.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=1∶2C.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=2∶1D.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=23S0C,则下列说法中正确的是()A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点.已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A.B1+B2B.B1-B2C.B1+B22D.B1-B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
磁场典型例题2016.01.161、如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒。
当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可将导体棒置于匀强磁场中,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中,关于B的大小的变化,正确的说法是()A.逐渐增大ﻩﻩﻩB.逐渐减小C.先减小后增大ﻩﻩﻩD.先增大后减小2、在如图所示的足够大匀强磁场中,两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面,一段时间后又再次同时穿过此平面,则可以确定的是( )A.两粒子一定带有相同的电荷量B.两粒子一定带同种电荷C.两粒子一定有相同的比荷D.两粒子一定有相同的动能3、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一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、水平向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度入射,粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出()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4、空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。
一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向的角度为60°,不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( )A.ﻩB.ﻩC.ﻩﻩD.5、如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E。
从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束。
则下列判断正确的是()A.这三束正离子的速度一定不相同B.这三束正离子的比荷一定不相同C.a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD.若这三束离子改为带负电而其他条件不变,则仍能从d孔射出6、利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是()A.上表面电势高B.下表面电势高C.该导体单位体积内的自由电子数为\f(I,edb)D.该导体单位体积内的自由电子数为错误!7、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,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为U时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为E后,由A孔射出。
高中物理:磁场 练习(含答案)磁场1、(双选)关于地球的磁场,下列说法正确的是( )A .在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B .地磁场的南极在地理北极附近C .地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D .地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的2、有四条垂直于纸面的长直固定导线.电流方向如图所示,其中a 、b 、c 三条导线到d 导线的距离相等,三条导线与d 的连线互成120度角.四条导线的电流大小为都为I,其中a 导线对d 导线的安培力为F.现突然把c 导线的电流方向改为垂直于纸面向外,电流大小不变.此时d 导线所受安培力的合力为( )A .0B .FC .3FD .2F3、(多选)如图所示,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(重力加速度为g)( )A .z 轴正方向,mg IL tan θB .y 轴正方向,mg ILC .z 轴负方向,mg IL tan θD .沿悬线向下,mg ILsin θ 4、如图所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移),a 、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F 拉b 物块,使a 、b 一起无相对滑动地向左做加速运动,则在加速运动阶段( )A.a对b的压力不变B.a对b的压力变大C.a、b物块间的摩擦力变大D.a、b物块间的摩擦力不变5、如图为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是()A.仅增大励磁线圈的电流,电子束径迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大6、关于磁感应强度B、电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系,下列说法中正确的是()A.在B=0的地方,F一定等于零B.在F=0的地方,B一定等于零C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 ND.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T7、如图所示,A、B、C三根平行通电直导线质量均为m,通入的电流大小均相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()A.33mg,方向由A指向B B.33mg,方向由B指向AC.3mg,方向由A指向B D.3mg,方向由B指向A8、(多选)如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球,管道半径略大于球体半径,整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中;现给球施加一个水平向右的初速度v0,以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()A BC D9、如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子(不计重力)沿平行于直径ab的方向射入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为90°,则粒子入射的速度大小为()A.qBR2m B.qBRmC.2qBRm D.4qBRm10、关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零11、如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为l,共N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码后,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知()A.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=(m1-m2)gNIlB.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=mg 2NIlC.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=(m1-m2)gNIlD.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=mg 2NIl12、如图所示,两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角,两轨道间距为L,一金属棒垂直两轨道水平放置.金属棒质量为m,电阻为R,轨道上端的电源电动势为E,内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上,可加一方向竖直向上的匀强磁场,则该磁场的磁感应强度B应是多大?13、如图所示,一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.磁场1、(双选)关于地球的磁场,下列说法正确的是()A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的BD[在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地理南极,即地磁北极,故A错误;地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故B正确;地磁场不是匀强磁场,与地面不一定平行,如图所示,故C错误;地球的地理两极与地磁两极并不重合,因此,小磁针并非准确的指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角;地磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的,故D正确.]2、有四条垂直于纸面的长直固定导线.电流方向如图所示,其中a 、b 、c 三条导线到d 导线的距离相等,三条导线与d 的连线互成120度角.四条导线的电流大小为都为I,其中a 导线对d 导线的安培力为F.现突然把c 导线的电流方向改为垂直于纸面向外,电流大小不变.此时d 导线所受安培力的合力为( )A .0B .FC .3FD .2FD [a 导线对d 导线的安培力为F,三条导线与d 的连线互成120°,因此在c 导线的电流方向改变之前,d 导线所受安培力的合力为零;当c 导线的电流方向改变之后,a 、b 导线对d 导线的安培力夹角为120°,大小为F,因此此两个安培力的合力为F,方向指向c 导线,而c 导线对d 导线的安培力大小为F,方向指向c 导线,那么此时三导线对d 导线所受安培力的合力为2F,故A 、B 、C 错误,D 正确.]3、(多选)如图所示,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(重力加速度为g)( )A .z 轴正方向,mg IL tan θB .y 轴正方向,mg ILC .z 轴负方向,mg IL tan θD .沿悬线向下,mg IL sin θBCD [磁感应强度方向为z 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 轴负方向,直导线不能平衡,故A 错误;磁感应强度方向为y 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿z 轴正方向,根据平衡条件,当BIL 刚好等于mg 时,细线的拉力为零,B =mg IL ,故B 正确;磁感应强度方向为z 轴负方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 轴正方向,根据平衡条件BIL =mg tan θ,所以B =mg IL tan θ,故C 正确;磁感应强度方向沿悬线向下时,根据左手定则,直导线所受安培力方向垂直于细线斜向上,根据平衡条件:F =mg sin θ,得:B =mg sin θIL ,故D 正确.]4、如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移),a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块,使a、b 一起无相对滑动地向左做加速运动,则在加速运动阶段()A.a对b的压力不变B.a对b的压力变大C.a、b物块间的摩擦力变大D.a、b物块间的摩擦力不变B[a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力q v B、地面的支持力F N和摩擦力f,竖直方向有F N=(m a+m b)g+q v B,水平方向有F-f=(m a+m b)a,f=μF N.在加速阶段,随着v增大,F N增大,f 增大,加速度a减小.对a受力分析,a受重力m a g、向下的洛伦兹力q v B、b对a向上的支持力F N′、b对a向左的静摩擦力f′,竖直方向有F N′=m a g+q v B,水平方向有f′=m a a.随着v的增大,F N′增大,选项A错误,B正确.加速度a在减小,所以a、b物块间的摩擦力变小,选项C、D 错误.]5、如图为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是()A.仅增大励磁线圈的电流,电子束径迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大B[电子在加速电场中加速,由动能定理有eU=12m v2①电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,有eB v0=m v20r②解得r=m v0eB=1B2mUe③T=2πmeB④可见增大励磁线圈中的电流,电流产生的磁场增强,由③式可得,电子束的轨道半径变小.由④式知周期变小,故A、C错误;提高电子枪加速电压,电子束的轨道半径变大,周期不变,故B正确,D 错误.]6、关于磁感应强度B、电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系,下列说法中正确的是()A.在B=0的地方,F一定等于零B.在F=0的地方,B一定等于零C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 ND.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 TA[当B=0时,导线一定不受磁场力,F一定为零.但是用B=FIL判断B或计算F时,B一定要和通电导线垂直,没有垂直这个条件,B=FIL不成立.故B、C、D错误,A正确.]7、如图所示,A、B、C三根平行通电直导线质量均为m,通入的电流大小均相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()A.33mg,方向由A指向B B.33mg,方向由B指向AC.3mg,方向由A指向B D.3mg,方向由B指向A A[导线C受重力,A、B对C的作用力,如图所示:由题意可知F AC=F BC由几何关系得2F AC cos 30°=mg解得F AC=33mg由于三根通电导线电流相等,距离相等,所以各导线间安培力大小相等,所以F AB=F AC=33mg同向电流相吸异向电流相斥可判断A导线受到B导线的作用力方向由A指向B,故A正确,B、C、D错误.]8、(多选)如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球,管道半径略大于球体半径,整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中;现给球施加一个水平向右的初速度v0,以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()A BC DACD[给小球施加一个水平向右的初速度,小球将受到向上的洛伦兹力,还受重力、可能有向后的滑动摩擦力;若重力小于洛伦兹力,小球受到向下的弹力,则受到摩擦力,做减速运动,洛伦兹力减小,当洛伦兹力等于重力时,做匀速运动,故C正确;若重力大于洛伦兹力,小球受到向上的弹力,则受到摩擦力,将做减速运动,随洛伦兹力的减小,支持力变大,摩擦力变大,加速度逐渐变大,最后速度为零,故D正确;若洛伦兹力等于小球的重力,小球将做匀速直线运动,故A正确.]9、如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子(不计重力)沿平行于直径ab的方向射入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为90°,则粒子入射的速度大小为()A.qBR2m B.qBRmC.2qBRm D.4qBRmB[带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,画出运动轨迹示意图,如图所示,根据几何关系知,粒子运动的轨迹圆的半径为r=R ①根据洛伦兹力提供向心力,有q v B=m v2 r得r=m vqB②联立①②得v=qBRm,故B正确,A、C、D错误.]10、关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零B[磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,跟导线所受的安培力及电流与导线长度均没有关系,故A错误;根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故B正确,C错误;当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不为零,故D错误.]11、如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为l,共N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码后,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知()A.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=(m1-m2)gNIlB.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=mg 2NIlC.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=(m1-m2)gNIlD.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=mg 2NIlB[电流反向时,右边再加质量为m的砝码后,天平重新平衡,说明安培力的方向原来竖直向下,由左手定则,知磁感应强度方向垂直纸面向里,设线圈质量为m0,根据平衡条件有m1g=m2g+NBIl+m0g ①m1g=m2g+mg-NBIl+m0g ②由①②解得B=mg2NIl.]12、如图所示,两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角,两轨道间距为L,一金属棒垂直两轨道水平放置.金属棒质量为m,电阻为R,轨道上端的电源电动势为E,内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上,可加一方向竖直向上的匀强磁场,则该磁场的磁感应强度B应是多大?[解析]导体棒受力分析如图所示则I=ER+r①F安=BIL ②F安=mg tan θ③由①②③解得B=mg(R+r)tan θEL.[答案]mg(R+r)tan θEL13、如图所示,一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.[解析](1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹,由图中几何关系知:R cos 30°=a,得R=23a 3Bq v=m v2R,得B=m vqR=3m v2qa.(2)带电粒子在第一象限内运动时间t=120°360°·2πmqB=43πa9v.[答案](1)3m v2qa(2)43πa9v。
高中物理:磁场练习含答案1、下列说法正确的是()A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D.某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致2、如图所示,abcd为四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是()A.ab边与bc边受到的安培力大小相等B.cd边受到的安培力最大C.cd边与ad边受到的安培力大小相等D.ad边不受安培力作用3、(双选)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音.俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示,在图乙中()甲乙A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外4、带电油滴以水平速度v0垂直进入匀强磁场,恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,重力加速度为g.则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为mg v0BB.油滴必带正电荷,比荷qm=qv0BC.油滴必带负电荷,电荷量为mg v0BD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg v0B5、如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速度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,其速度方向与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2,则t1∶t2为()A.1∶3B.4∶3C.1∶1 D.3∶26、如图所示,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直.当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出()A.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小B.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小C.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大D.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大7、一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是()A.F增大,f减小B.F减小,f增大C.F与f都增大D.F与f都减小8、如图所示,一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上,并处于方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为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,斜面体静止不动,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力逐渐增大B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C.滑块最终要离开斜面D.滑块最终可能静止于斜面上9、两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1和U2的高频电源上,且U1>U2,两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为E k1和E k2,则()A.t1<t2,E k1>E k2B.t1=t2,E k1<E k2C.t1<t2,E k1=E k2D.t1>t2,E k1=E k210、如图所示,质量m=0.5 kg、长L=1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大),右侧回路电源电动势E=8 V,内电阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作,(取g=10 m/s2)则()A.回路总电流为2 AB.电动机的额定电流为4 AC.流经导体棒的电流为4 AD.磁感应强度的大小为1.5 T11、如图所示,取一柔软的铝箔条,把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”.当电池与铝箔接通时()A.铝箔条中部向磁铁S极运动B.铝箔条中部向磁铁N极运动C.铝箔条中部向下方运动D.铝箔条中部向上方运动12、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.13、如图所示,一个质量为m、带正电荷量为q的带电体,紧贴着水平绝缘板的下表面滑动,滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直,请回答:(1)能沿下表面滑动,物体速度的大小和方向应满足什么条件?(2)若物体以速度v0开始运动,则它沿绝缘面运动的过程中,克服摩擦力做了多少功?磁场1、下列说法正确的是()A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D.某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致C[根据磁感线的特点:(1)磁感线在空间内不能相交;(2)磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N 极指向S极,在磁体内部由S极指向N极;(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向).可判断选项A、B错误,C正确,D错误.]2、如图所示,abcd为四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是()A.ab边与bc边受到的安培力大小相等B.cd边受到的安培力最大C.cd边与ad边受到的安培力大小相等D.ad边不受安培力作用B[因为ab边垂直于磁场,所以其受到的安培力F ab=BL ab I,而bc边平行于磁场,所以其受到的安培力为零,故A错误;ad边与cd边虽然长度相等,且长度最长,但ad边与磁场不垂直,cd边与磁场垂直,即等效长度不同,所以受到的安培力大小不相等,cd边受到的安培力最大,故B正确,C 错误;ad边受到安培力作用,故D错误.]3、(双选)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音.俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示,在图乙中()甲乙A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B .当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C .当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D .当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外BC [将圆形线圈看作由无数小段直导线组成,由左手定则可以判断,当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外,选项B 正确,A 错误;当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里,选项C 正确,D 错误.]4、带电油滴以水平速度v 0垂直进入匀强磁场,恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,重力加速度为g.则下述说法正确的是( )A .油滴必带正电荷,电荷量为mg v 0B B .油滴必带正电荷,比荷q m =q v 0BC .油滴必带负电荷,电荷量为mg v 0BD .油滴带什么电荷都可以,只要满足q =mg v 0B A [油滴水平向右做匀速直线运动,其所受的洛伦兹力必向上且与重力平衡,故带正电荷,其电荷量为q =mg v 0B ,A 正确,C 、D 错误;比荷q m =g v 0B,B 错误.] 5、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度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v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C .1∶1D .3∶2D [画出运动轨迹,过a 点的粒子转过90°,运动时间为t 1=T 4;过b 点的粒子转过60°,运动时间t 2=T 6,故t 1∶t 2=3∶2,故选项D 正确.]6、如图所示,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直.当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出( )A .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小B .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小C .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大D .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大A [如图所示,画出直导线附近的条形磁铁的磁感线,由左手定则可知,直导线受向下的安培力,由于力的作用是相互的,因此条形磁铁受向上的作用力,故A 正确.]7、一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁铁的N 极位置与S 极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁铁对斜面的压力F 和摩擦力f 的变化情况分别是( )A .F 增大,f 减小B .F 减小,f 增大C .F 与f 都增大D .F 与f 都减小C [题图中电流与磁体间的磁场力为引力,若将磁极位置对调则相互作用力为斥力,再由受力分析可知,选项C 正确.]8、如图所示,一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上,并处于方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为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,斜面体静止不动,下列判断正确的是( )A.滑块受到的摩擦力逐渐增大B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C.滑块最终要离开斜面D.滑块最终可能静止于斜面上C[小滑块带正电,由左手定则判断知,滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向上,故垂直于斜面方向:N+q v B=mg cos θ,平行于斜面方向:mg sin θ-f=ma,其中f=μN,联立得到f=μ(mgcos θ-q v B),a=g sin θ-μ(mg cos θ-q v B)m,由于a与v同向,故v增大,f减小,a增加,故A错误,B错误;当洛伦兹力等于重力垂直斜面分力时,支持力为零,此后滑块离开斜面,故C正确,D 错误.]9、两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1和U2的高频电源上,且U1>U2,两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为E k1和E k2,则()A.t1<t2,E k1>E k2B.t1=t2,E k1<E k2C.t1<t2,E k1=E k2D.t1>t2,E k1=E k2C[粒子在磁场中做匀速圆周运动,由R=m vqB,E km=12m v2可知,粒子获得的最大动能只与磁感应强度和D形盒的半径有关,所以E k1=E k2;设粒子在加速器中绕行的圈数为n,则E k=2nqU,由以上关系可知n与加速电压U成反比,由于U1>U2,则n1<n2,而t=nT,T相同,所以t1<t2,故C正确,A、B、D错误.]10、如图所示,质量m=0.5 kg、长L=1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大),右侧回路电源电动势E=8 V,内电阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作,(取g=10 m/s2)则()A.回路总电流为2 AB.电动机的额定电流为4 AC.流经导体棒的电流为4 A D.磁感应强度的大小为1.5 TD[电动机正常工作时,有P M=UI M,代入数据解得I M=2 A,通过电源的电流为I总=E-U r=8-41A=4 A,流过导体棒的电流I为I=I总-I M=4 A-2 A=2 A.故A、B、C错误;导体棒静止在导轨上,由共点力的平衡可知,安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力,即:F=mg sin 37°=0.5×10×0.6 N=3 N,由安培力的公式F=BIL,解得B=1.5 T,故D正确.]11、如图所示,取一柔软的铝箔条,把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”.当电池与铝箔接通时()A.铝箔条中部向磁铁S极运动B.铝箔条中部向磁铁N极运动C.铝箔条中部向下方运动D.铝箔条中部向上方运动D[由题意,可知,通过“天桥”的电流方向由外向内,而磁场方向由N到S极,根据左手定则,则可知,箔条中部受到的安培力向上,故A、B、C错误,D正确.]12、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v ,求安培力的功率.[解析] (1)由左手定则可以判断出线圈所受安培力的方向水平向右.由于线圈与磁场垂直,故线圈所受安培力的大小F =nIBL.(2)此时安培力的功率P =F v =nIBL v .[答案] (1)nIBL 水平向右 (2)nIBL v13、如图所示,一个质量为m 、带正电荷量为q 的带电体,紧贴着水平绝缘板的下表面滑动,滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直,请回答:(1)能沿下表面滑动,物体速度的大小和方向应满足什么条件?(2)若物体以速度v 0开始运动,则它沿绝缘面运动的过程中,克服摩擦力做了多少功?[解析] (1)若物体沿下表面滑动,则洛伦兹力一定向上,根据左手定则,速度方向向右. 当物体沿下表面滑动时,满足q v B ≥mg解得v ≥mg qB .(2)运动过程中,洛伦兹力和重力不做功.当v =mg qB 时,mg =q v B,摩擦力消失,由动能定理,克服摩擦力做的功W =12m v 20-12m v 2=12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20-⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2. [答案] (1)向右 v ≥mg qB (2)12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20-⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2.。
磁场补充练习题题组一1.如图所示,在xOy 平面内,y ≥ 0的区域有垂直于xOy 平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,一质量为m 、带电量大小为q 的粒子从原点O 沿与x 轴正方向成60°角方向以v 0射入,粒子的重力不计,求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。
2.如图所示,abcd 是一个正方形的盒子,在cd 边的中点有一小孔e ,盒子中存在着沿ad 方向的匀强电场,场强大小为E ,一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v 0,经电场作用后恰好从e 处的小孔射出,现撤去电场,在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B (图中未画出),粒子仍恰好从e 孔射出。
(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用均可忽略不计) (1)所加的磁场的方向如何?(2)电场强度E 与磁感应强度B 的比值为多大?题组二3.长为L 的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,板间距离也为L ,极板不带电。
现有质量为m ,电荷量为q 的带正电粒子(重力不计),从左边极板间中点处垂直磁场以速度v 水平射入,如图所示。
为了使粒子不能飞出磁场,求粒子的速度应满足的条件。
4.如图所示的坐标平面内,在y 轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B 1 = 0.20 T 的匀强磁场,在y 轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d = 0.125 m 的匀强磁场B 2。
某时刻一质量m = 2.0×10-8 kg 、电量q = +4.0×10-4 C 的带电微粒(重力可忽略不计),从x 轴上坐标为(-0.25 m ,0)的P 点以速度v = 2.0×103 m/s 沿y 轴正方向运动。
试求: (1)微粒在y 轴的左侧磁场中运动的轨道半径;(2)微粒第一次经过y 轴时速度方向与y 轴正方向的夹角; (3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B 2应满足的条件。
高中物理磁场经典计算题训练(有答案)1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ,固定在光滑的水平面上,匀强磁场竖直向下,磁感应强度为B = 0。
5T ,如图所示。
质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小球,从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入,以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失。
(1)为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来,小球入射的速度v 1是多少? (2)若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射,则需经过多少时间才能由P 点出来?2。
如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。
在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下,如图(a )所示.发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边。
试求: (1)带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? (2)为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为a 的圆柱形区域,如图(b )所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线通过等边三角形的中心O ,且a =)10133( L 。
要使S 点发出的粒子最终又回到S 点,带电粒子速度v 的大小应取哪些数值?3。
在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q ,质量为m 的粒子,从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场,其速度大小为v 0,方向与AC 成α.若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D 点,AD 与AC 的夹角为β,如图所示.求该匀强磁场的磁感强度B 的大小.a b cdACFD(a )(b )4。
高中磁场试题及答案一、选择题1. 磁场的基本性质是什么?A. 磁场对放入其中的电流有力的作用B. 磁场对放入其中的电荷有力的作用C. 磁场对放入其中的物体有力的作用D. 磁场对放入其中的金属有力的作用答案:A2. 根据安培环路定理,磁场线是闭合的,那么以下哪个选项是错误的?A. 磁场线是闭合的B. 磁场线不相交C. 磁场线可以是直线D. 磁场线总是从磁北极指向磁南极答案:D3. 一个带正电的粒子以一定速度进入磁场,如果磁场方向垂直于粒子运动的方向,那么粒子的运动轨迹是什么形状?A. 直线B. 圆C. 螺旋D. 抛物线答案:B二、填空题4. 根据洛伦兹力公式,一个带电粒子在磁场中的受力大小为 \[ F = q \times v \times B \],其中 \( q \) 表示______,\( v \) 表示______,\( B \) 表示______。
答案:电荷量;速度;磁感应强度5. 磁通量是穿过一个闭合表面的磁场线的总数,其单位是______。
答案:韦伯(Weber)三、简答题6. 请简述法拉第电磁感应定律的主要内容。
答案:法拉第电磁感应定律指出,当磁场中的磁通量发生变化时,会在闭合电路中产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
四、计算题7. 一个长为 \( L \) 的导线,以速度 \( v \) 在垂直于磁场 \( B \) 的方向上运动,求导线两端的感应电动势。
答案:根据法拉第电磁感应定律,导线两端的感应电动势 \( E \) 可以通过公式 \( E = B \times L \times v \) 计算得出。
五、论述题8. 论述磁场对带电粒子运动的影响,并给出一个实际应用的例子。
答案:磁场对带电粒子的影响主要体现在洛伦兹力的作用上。
当带电粒子以一定速度进入磁场时,如果其速度方向与磁场方向不平行,粒子将受到一个垂直于速度和磁场方向的力,导致粒子做圆周运动。
一个实际应用的例子是质谱仪,它利用磁场使带电粒子在磁场中做圆周运动,通过测量粒子的轨迹半径来确定粒子的质量和电荷比。
高二物理磁场经典例题1.一个导线在均匀磁场中受力,磁场方向垂直于导线方向。
如果磁场强度增加,则导线上的安培力的变化情况如何?答案:导线上的安培力将增大。
2.在电流为I的长直导线附近,距离导线d处的磁感应强度为B。
如果将导线的电流加倍,则距离导线d处的磁感应强度如何变化?答案:距离导线d处的磁感应强度也将加倍。
3.一个半径为r的圆形线圈通以电流I,位于均匀磁场中。
求线圈上任意一点的磁感应强度。
答案:线圈上任意一点的磁感应强度为B=μ₀*I/(2*r),其中μ₀为真空中的磁导率。
4.两根平行长直导线,电流分别为I₁和I₂,它们的间距为d。
求两导线之间的相互作用力。
答案:两导线之间的相互作用力为F=μ₀*I₁*I₂/(2*π*d),其中μ₀为真空中的磁导率。
5.一根长直导线通以电流I,与之平行的一段长度为L的导线距离它为d。
求这一段导线受到的安培力。
答案:这一段导线受到的安培力为F=μ₀*I²*L/(2*π*d),其中μ₀为真空中的磁导率。
6.一个充满铜棒的长直螺线管通以电流I,螺线管的半径为R,匝数为N。
求铜棒两端的电势差。
答案:铜棒两端的电势差为ΔV=B*L*v,其中B为磁感应强度,L为铜棒的长度,v 为铜棒在磁场中的速度。
7.一个充满铜棒的长直螺线管通以电流I,螺线管的半径为R,匝数为N。
求铜棒受到的洛伦兹力。
答案:铜棒受到的洛伦兹力为F=B*I*L,其中B为磁感应强度,L为铜棒的长度。
8.一台电动机的转子中有N个线圈,每个线圈的面积为A,总电阻为R。
转子在磁场中以角速度ω旋转。
求电动机输出的电功率。
答案:电动机输出的电功率为P=N*B²*A*ω²*R,其中B为磁感应强度。
9.一个半径为r的螺线管通以电流I,磁场方向与螺线管轴线平行。
求螺线管内部的磁感应强度。
答案:螺线管内部的磁感应强度为B=μ₀*I*N/L,其中μ₀为真空中的磁导率,N为螺线管的匝数,L为螺线管的长度。
WORD格式整理一、选择题1.如图所示,一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中.其中电荷不受洛仑兹力的是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】由图可知,ABD图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直,所以受到的洛伦兹力都等于qvB,而图C中,带电粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力的作用.故C正确,ABD错误.故选C.2.如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是( )A. B. C. D.【答案】D【解析】A中电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A错误;B图电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故B错误;C图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故C错误;D图根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故D正确;故选D.点睛:因磁场一般为立体分布,故在判断时要注意区分是立体图还是平面图,并且要能根据立体图画出平面图,由平面图还原到立体图.3.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向,其中图示正确的是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】根据左手定则的内容:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,可得:A、电流与磁场方向平行,没有安培力,故A错误;B、安培力的方向是垂直导体棒向下的,故B错误;C、安培力的方向是垂直导体棒向上的,故C正确;D、电流方向与磁场方向在同一直线上,不受安培力作用,故D错误.故选C.点睛:根据左手定则直接判断即可,凡是判断力的方向都是用左手,要熟练掌握,是一道考查基础的好题目.4.如图所示,水平地面上固定着光滑平行导轨,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,杆的初速度为v0,不计导轨及杆的电阻,则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力;感应电动势为:E=BLv感应电流为:I=II安培力为:I=III=I 2I2II=II=I△I△I故:I 2I2II△I=I△I求和,有:I 2I2I∑I△I=I∑△I故:I 2I2II=I(I0−I)故v与x是线性关系;故C正确,ABD错误;故选:C.5.如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,粒子仅受磁场力作用,分别从AC边上的P、Q两点射出,则( )A. 从P射出的粒子速度大B. 从Q射出的粒子速度大C. 从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析:粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论.WORD 格式整理粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系(图示弦切角相等),粒子在磁场中偏转的圆心角相等,根据粒子在磁场中运动的时间:I =I 2II ,又因为粒子在磁场中圆周运动的周期I =2II II ,可知粒子在磁场中运动的时间相等,故D 正确,C 错误;如图,粒子在磁场中做圆周运动,分别从P 点和Q 点射出,由图知,粒子运动的半径I I <I I ,又粒子在磁场中做圆周运动的半径I =II II知粒子运动速度I I <I I ,故A 错误B 正确;【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式I =II II ,周期公式I =2II II ,运动时间公式I =I 2I I ,知道粒子在磁场中运动半径和速度有关,运动周期和速度无关,画轨迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题,6.在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处,各有一条长直导线垂直纸面放置,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示.过c 点的导线所受安培力的方向( )A. 与ab 边平行,竖直向上B. 与ab 边垂直,指向右边C. 与ab 边平行,竖直向下D. 与ab 边垂直,指向左边【答案】D【解析】试题分析:先根据右手定则判断各个导线在c 点的磁场方向,然后根据平行四边形定则,判断和磁场方向,最后根据左手定则判断安培力方向导线a 在c 处的磁场方向垂直ac 斜向下,b 在c 处的磁场方向垂直bc 斜向上,两者的和磁场方向为竖直向下,根据左手定则可得c 点所受安培力方向为与ab 边垂直,指向左边,D 正确;7.下列说法中正确的是( )A. 电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B. 在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,这样做是为了消除静电C. 奥斯特提出了分子电流假说D. 首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始,终止于负电荷,不是封闭曲线,A 错误;麻醉剂为易挥发性物品,遇到火花或热源便会爆炸,良好接地,目的是为了消除静电,这些要求与消毒无关,B 正确;安培发现了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,CD 错误;8.在如图所示的平行板电容器中,电场强度E 和磁感应强度B 相互垂直,一带正电的粒子q 以速度v 沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转(忽略重力影响)。
高中物理-磁场 练习(含答案)磁场1、如图所示,弹簧测力计下挂一铁球,将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的示数( )A .不变B .逐渐减小C .先减小后增大D .先增大后减小2、如图所示,一个边长L 、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,若通以图示方向的电流,电流强度为I,则金属框受到的磁场力为( )A .0B .ILBC .43ILBD .2ILB3、物理学中有许多物理量的定义,可用公式来表示,不同的概念定义的方法不一样,下列四个物理量中,定义法与其他物理量不同的一组是( )A .电场强度E =F qB .导体的电阻R =ρl SC .电容C =Q UD .磁感应强度B =F IL4、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度不同的同种带电粒子从Q 点沿SP 方向同时射入磁场,其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C.1∶1 D.3∶25、(双选)如图所示是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对平行放置,且板面垂直于纸面,在两极板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场.当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(不计粒子所受重力)()A.N板的电势高于M板的电势B.M板的电势高于N板的电势C.R中有由b向a方向的电流D.R中有由a向b方向的电流6、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a、f b,可判断这两段导线()A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f b7、(双选)如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置.当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上.这一现象说明()A.小磁针感知到了电流的磁场B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了8、(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场,已知速度方向垂直于磁场方向,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2.则下列论述正确的是()A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同9、如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A.3∶2B.2∶1C.3∶1D.3∶ 210、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小11、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定,在N极上聚集着正磁荷,在S极上聚集着负磁荷.由此可以将磁现象与电现象类比,引入相似的概念,得出一系列相似的定律.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等.在磁荷观点中磁场强度定义为:磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.若用H表示磁场强度,F表示点磁荷所受磁场力,q m表示磁荷量,则下列关系式正确的是()A.F=Hq m B.H=Fq mC.H=Fq m D.q m=HF12、如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:若导轨光滑,电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上?13、如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤a2范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0°~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的:(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.磁场1、如图所示,弹簧测力计下挂一铁球,将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的示数()A.不变B.逐渐减小C.先减小后增大D.先增大后减小C[磁体上磁极的磁性最强,对铁球的吸引力最大,所以铁球自左向右逐渐移动时,所受磁体的引力先减小后增大,弹簧测力计的示数也随之先减小后增大.]2、如图所示,一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,若通以图示方向的电流,电流强度为I,则金属框受到的磁场力为()A.0B.ILBC.43ILB D.2ILBA[安培力公式F=BILsin θ中,L是通电导线的有效长度,是导线在磁场中两端点间的距离.由题图可知,正三角形金属框的有效长度是0,所以导线框受到的安培力为零.故选A.]3、物理学中有许多物理量的定义,可用公式来表示,不同的概念定义的方法不一样,下列四个物理量中,定义法与其他物理量不同的一组是()A .电场强度E =F qB .导体的电阻R =ρl SC .电容C =Q UD .磁感应强度B =F ILB [R =ρl S 是电阻定律,电阻的决定式,其它三个式子都是各量的定义式,故本题选B.]4、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度不同的同种带电粒子从Q 点沿SP 方向同时射入磁场,其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C .1∶1D .3∶2D [画出运动轨迹,过a 点的粒子转过90°,过b 点的粒子转过60°,故选项D 正确.]5、(双选)如图所示是磁流体发电机的原理示意图,金属板M 、N 正对平行放置,且板面垂直于纸面,在两极板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场.当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(不计粒子所受重力)( )A .N 板的电势高于M 板的电势B .M 板的电势高于N 板的电势C .R 中有由b 向a 方向的电流D .R 中有由a 向b 方向的电流BD [根据左手定则可知带正电荷的离子向上极板偏转,带负电荷的离子向下极板偏转,则M 板的电势高于N 板的电势.M 板相当于电源的正极,那么R 中有由a 向b 方向的电流.故选BD.]6、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S 分别置于a 、b 两处时,导线MM ′与NN ′之间的安培力的大小分别为f a 、f b ,可判断这两段导线( )A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f bD[当S接a时,电路的电源只用了一节干电池,当S接b时,电路的电源用了两节干电池,此时电路中的电流比S接a时大,所以有f a<f b;两导线MM′、NN′中的电流方向相反,依据安培定则和左手定则可知两者相互排斥.故正确选项为D.]7、(双选)如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置.当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上.这一现象说明()A.小磁针感知到了电流的磁场B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了AB[电流在导线周围产生了磁场,小磁针N极的指向为磁场的方向,所以A、B正确,C错误;该处的磁场与通电电流有关,与小磁针无关,所以D错误.]8、(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场,已知速度方向垂直于磁场方向,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2.则下列论述正确的是()A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同ABC [当桌面右边存在磁场时,在小球下落过程中由左手定则知,带电小球受到斜向右上方的洛伦兹力作用,此力在水平方向上的分量向右,竖直方向上的分量向上,因此小球水平方向上存在加速度,竖直方向上加速度a<g,所以t 1>t 2、x 1>x 2,A 、B 正确;洛伦兹力对小球不做功,故C 正确;两次小球着地时速度方向不同,故D 错误.]9、如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v 1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v 2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v 2∶v 1为( )A .3∶2B .2∶1C .3∶1D .3∶ 2C [相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动.粒子以v 1入射,一端为入射点P,对应圆心角为60°(对应六分之一圆周)的弦PP ′必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径2r 1,如图甲所示,设圆形区域的半径为R,由几何关系知r 1=12R.其他不同方向以v 1入射的粒子的出射点在PP ′对应的圆弧内.同理可知,粒子以v 2入射及出射情况,如图乙所示.由几何关系知r 2=R 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫R 22=32R, 可得r 2∶r 1=3∶1.因为m 、q 、B 均相同,由公式r =m v qB 可得v ∝r,所以v 2∶v 1=3∶1.故选C.]10、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A 为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小C[由于条形磁铁外部的磁感线是从N极出发到S极,所以导线A处的磁场方向是斜向左下方的,导线A中的电流垂直于纸面向外时,由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力F,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F′的方向是斜向左上方的,所以磁铁对斜面的压力减小,即F N1>F N2.同时,F′有沿斜面向下的分力,使得弹簧弹力增大,可知弹簧的伸长量增大,所以选C.]11、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定,在N极上聚集着正磁荷,在S极上聚集着负磁荷.由此可以将磁现象与电现象类比,引入相似的概念,得出一系列相似的定律.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等.在磁荷观点中磁场强度定义为:磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.若用H表示磁场强度,F表示点磁荷所受磁场力,q m表示磁荷量,则下列关系式正确的是()A.F=Hq m B.H=Fq mC.H=Fq m D.q m=HFB[题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,故:H=Fq m.]12、如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:若导轨光滑,电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上?解析:由闭合电路欧姆定律得:E=IR导体杆受力情况如图所示,则由共点力平衡条件可得F安=mgtan θF安=BId由以上各式可得出E=mgRtan θBd.答案:mgRtan θBd13、如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤a2范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0°~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的:(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.解析:(1)设粒子的发射速度为v,粒子做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得q v B=m v2R①当a2<R<a时,在磁场中运动时间最长的粒子其轨迹是圆心为C的圆弧,圆弧与磁场的上边界相切,如图所示.设该粒子在磁场中运动的时间为t,依题意t=T4,得∠OCA=π2②设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的夹角为α,由几何关系可得Rsin α=R-a2③Rsin α=a-Rcos α④又sin2α+cos2α=1 ⑤由③④⑤式得R=⎝⎛⎭⎪⎫2-62a ⑥由①⑥式得v=⎝⎛⎭⎪⎫2-62aqBm.(2)由③⑥式得sin α=6-610.答案:(1)⎝⎛⎭⎪⎫2-62aqBm(2)6-610。
磁场综合--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.如图甲所示有界匀强磁场Ⅰ的宽度与图乙所示圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等,一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场Ⅰ,从右边界射出时速度方向偏转了θ角,该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ,射出磁场时速度方向偏转了2θ角.己知磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小分别为B1、B2,则B1与B2的比值为()A.2cosθB.sinθC.cosθD.tanθ2.如图,由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框,垂直磁场放置,将AB两点接入电压恒定的电源两端,通电时电阻丝AB段受到的安培力为F,则此时三根电阻丝受到的合安培力大小为()A.FB.1.5FC.2FD.3F3.如图所示,在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。
一带电粒子以速度v从左侧射入,方向垂直于电场方向和磁场方向,当它从右侧射出场区时,动能比射入时小,若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的,可采取的措施有(不计重力)()A.可使电场强度增强B.可使磁感应强度增强C.可使粒子带电性质改变(如正变负)D.可使粒子射入时的动能增大4.两个大小不同的绝缘金属圆环如图叠放在一起,小圆环有一半面积在大圆环内,当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间,下列叙述正确的是()A.小圆环中产生顺时针方向的感应电流B.小圆环中产生逆时针方向的感应电流C.小圆环中不产生感应电流D.小圆环有向左运动的趋势5.如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。
接通电路后发现两根导线均发生形变,此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2,已知I1> I2,方向均向上。
若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力,则下列说法正确的是()A.两根导线相互排斥B.为判断F1的方向,需要知道I l和I2的合磁场方向C.两个力的大小关系为F1> F2D.仅增大电流I2,F1、F2会同时都增大6.如图所示,虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)高中物理《磁场》典型题(经典推荐)一、单项选择题1.下列说法中正确的是:A。
在静电场中电场强度为零的位置,电势也一定为零。
B。
放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时,该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变。
C。
在空间某位置放入一小段检验电流元,若这一小段检验电流元不受磁场力作用,则该位置的磁感应强度大小一定为零。
D。
磁场中某点磁感应强度的方向,由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定。
2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。
如关系式 U=IR,既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了 V(伏)与 A(安)和Ω(欧)的乘积等效。
现有物理量单位:m(米)、s(秒)、N(牛)、J (焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、Ω(欧)和 T(特),由他们组合成的单位都与电压单位 V(伏)等效的是:A。
J/C 和 N/CB。
C/F 和 T·m2/sC。
W/A 和 C·T·m/sD。
W·Ω 和 T·A·m3.如图所示,重力均为 G 的两条形磁铁分别用细线 A 和B 悬挂在水平的天花板上,静止时,A 线的张力为 F1,B 线的张力为 F2,则:A。
F1=2G,F2=GB。
F1=2G,F2>GC。
F1GD。
F1>2G,F2>G4.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在 1s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为:A。
1/2B。
1C。
2D。
45.如图所示,矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示,由以上信息可知,从图中 a、b、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为:A。
3、5、4B。
4、2、5C。
5、3、2D。
2、4、5t26.在倾角为30度的光滑轨道上,放置质量为0.1kg的AB 杆,轨道间距为0.2m,电流为0.5A。
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。
求所加磁场的磁感应强度,选项为A。
3T,B。
6T,C。
9T,D。
12T。
7.将带正电小球套在足够长的绝缘粗糙直棒上,其质量为m,带电量为q,小球可在棒上滑动。
现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。
设小球电量不变,小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中,一定有哪个选项是正确的?A。
小球加速度一直减小,B。
小球速度先减小,直到最后匀速,C。
杆对小球的弹力一直减少,D。
小球所受洛伦兹力一直减小。
8.一个质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区。
若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时,质子通过P(d,d)点时的动能为5Ek。
若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场时,质子也能通过P 点。
不计质子的重力。
设上述匀强电场的电场强度大小为E,匀强磁场的磁感应强度大小为B,则下列哪个选项是正确的?A。
E = 3Ek/ed,B。
E = 5Ek/ed,C。
B = 10Ek/ed,D。
B =3Ek/ed。
9.一个电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,两平行金属极板a、b间有垂直纸面向里的匀强磁场。
一带正电粒子正好以速度v匀速穿过两板。
不计带电粒子的重力,以下哪个选项是正确的?A。
保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出,B。
保持开关闭合,将滑片p向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出,C。
保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出,D。
如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出。
10.在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平向里。
现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v水平抛出,小球着地时的速度为v1,在空中的飞行时间为t1.若将磁场撤除,其它条件均不变,那么小球着地时的速度为v2,在空中飞行的时间为t2.小球所受空气阻力可忽略不计。
判断v1和v2、t1和t2的大小关系,哪个选项是正确的?A。
v1.v2,t1.t2,B。
v1 < v2,t1 <t2,C。
v1 = v2,t1 < t2,D。
v1 = v2,t1 = t2.11.如图所示为离子速度选择器的原理示意图。
在半径为R的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向平行于轴线。
圆柱形筒上开有小孔M、N,一束速率不同、比荷均为k的正、负离子从M孔以α角入射,一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)。
则从N孔射出离子速率为kBR/cosα的正离子,选项A正确。
12.如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球,整个装置以水平向右的速度v匀速运动,沿垂直于磁场的方向进入方向水平的匀强磁场。
由于水平拉力F的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变。
关于小球运动的加速度a、沿竖直方向的速度vy、拉力F以及管壁对小球的弹力做功的功率P随时间t变化的图象如下图所示,选项D正确。
13.如图所示,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。
有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场。
这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的1/3.将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2,结果相应的弧长变为原来的一半,则B2/B1等于选项B的3.14.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角。
导体棒中电流垂直纸面向外,大小为I=3mg/BL,选项A正确。
15.如图所示,一个带电粒子质量为m,电荷量为+q,在点a以某一初速度水平向左射入磁场区域I,沿曲线abcd运动,其中ab、bc、cd都是半径为R的圆弧。
粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。
规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正。
则磁场区域I、II、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图中的哪个选项。
16.如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S。
某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子。
所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。
已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T/2(T为粒子在磁场中运动的周期)。
则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间不可能为哪个选项。
17.如图所示,利用该装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。
图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。
一群质量为m、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场。
对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是哪个选项。
18.电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。
电子束经过加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面。
不加磁场时,电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M,加磁场后电子束偏转到P点外侧。
现要使电子束偏转回到P点,可行的办法是哪个选项。
19.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速。
两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。
要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法正确的是哪个选项。
20.如图甲所示为回旋加速器的原理示意图。
回旋加速器的核心部分是两个D型金属盒,带电粒子在加速带中通过两个金属盒,在匀强磁场中加速,并分别与高频电源相连。
加速时,带电粒子的动能EK随时间t变化的规律如图乙所示。
若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则以下哪个判断是正确的?A。
高频电源的变化周期应该等于XXX-1.B。
在EK-t图像中,t4-t3=t3-t2=t2-t1.C。
粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大。
D。
不同粒子获得的最大动能都相同。
21.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后,由于地磁场的作用而产生的。
如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,旋转半径不断减小。
这种运动形成的原因是:A。
洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小。
B。
介质阻力对粒子做负功,使其动能减小。
C。
粒子的带电量减小。
D。
南北两极的磁感应强度较强。
22.如图所示,I、II、III是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道,k为轨道最低点,I处于匀强磁场中,II和III处于匀强电场中,三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点k的过程中,以下哪些说法是正确的?A。
在k处,球b的速度最大。
B。
在k处,球c对轨道压力最大。
C。
球b需要的时间最长。
D。
球c的机械能损失最多。
23.电视显像管上的图像是电子束打在荧光屏的荧光点上产生的。
为了获得清晰的图像,电子束应该准确地打在相应的荧光点上。
电子束飞行过程中受到地磁场的作用,会发生我们所不希望的偏转。
关于从电子枪射出后自西向东飞向荧光屏的过程中电子受到地磁场作用的运动情况(重力不计),以下哪个说法是正确的?A。
电子受到一个与速度方向垂直的XXX。
B。
电子在竖直平面内做匀变速曲线运动。
C。
电子向荧光屏运动的过程中速率不发生改变。
D。
电子在竖直平面内的运动轨迹是圆周。
24.如图所示,虚线MN将平面分成I和II两个区域,两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。
一带电粒子仅在磁场力作用下由I区运动到II区,弧线aPb为运动过程中的一段轨迹,其中弧aP与弧Pb的弧长之比为2∶1.以下哪个判断一定是正确的?A。
两个磁场的磁感应强度方向相反,大小之比为2∶1.B。
粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为1∶1.C。
粒子通过ap、pb两段弧的时间之比为2∶1.25.在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中,(z轴正方向竖直向上)。
一质量为m、电荷量为q的带正电小球从原点O以速度v沿x轴正方向出发。
根据所给条件,下列说法正确的是:A。
若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,小球只能做曲线运动。