高中物理磁场习题200题(带答案解析)
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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。
专题:磁场计算题(附答案详解)1、如图所示,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比.2、如图所示,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.一个氕核11H和一个氘21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向.已知11H进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m,电荷量为q.不计重力.求:(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离;(2)磁场的磁感应强大小;(3)21H第一次离开磁场的位置到原点O的距离.3、一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l′,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出.不计重力.(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;(2)求该粒子从M点入射时速度的大小;(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π6,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.4、如图所示,竖直放置的平行金属板板间电压为U,质量为m、电荷量为+q的带电粒子在靠近左板的P点,由静止开始经电场加速,从小孔Q射出,从a点进入磁场区域,abde是边长为2L的正方形区域,ab边与竖直方向夹角为45°,cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分,abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1,defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,粒子进入磁场B1后又从cf 上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出),不计粒子重力,求:(1)粒子从小孔Q射出时的速度;(2)磁感应强度B1的大小;(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内,粒子能从边界cd间射出.5、如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强E=4×104 N/C,第二、三象限内分布有垂直于纸面向里且磁感应强度为B2的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为B1=0.2 T的匀强磁场.在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为 3 cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子,且OS>OP.设发射的α粒子速度大小v均为2×105 m/s,除了垂直于x轴通过P点的α粒子可以进入电场,其余打到平板上的α粒子均被吸收.已知α粒子的比荷为qm=5×107 C/kg,重力不计,试问:(1)P点距O点的距离;(2)α粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离;(3)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?6、如图25所示,在xOy平面的0≤x≤23a范围内有沿y轴正方向的匀强电场,在x>23a范围内某矩形区域内有一个垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射入电场,从M点离开电场,M点坐标为(23a,a).再经时间t=3mqB进入匀强磁场,又从M点正上方的N点沿x轴负方向再次进入匀强电场.不计粒子重力,已知sin 15°=6-24,cos 15°=6+24.求:(1)匀强电场的电场强度;(2)N点的纵坐标;(3)矩形匀强磁场的最小面积.7、如图甲所示,竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度E=40 N/C,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直于纸面向里为正方向.t=0时刻,一质量m=8×10-4 kg、电荷量q=+2×10-4 C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12 m/s,O′是挡板MN上一点,直线OO′与挡板MN垂直,g取10m/s2.求:(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离;(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度.(3)水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间的距离应满足的条件.8、如图所示,在竖直平面内,水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场,其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1,并且在第一象限和第二象限有方向相反、强弱相同的平行于x轴的匀强电场,电场强度大小为E1,已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0,L)位置斜向下与y轴负半轴成60°角射入第一象限,恰能做匀速直线运动。
[必刷题]2024高三物理下册电磁场专项专题训练(含答案)试题部分一、选择题:A. 匀速直线运动B. 匀速圆周运动C. 匀加速直线运动D. 匀加速圆周运动2. 下列关于电磁感应现象的描述,错误的是:A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流B. 感应电流的方向与磁场方向有关C. 感应电流的大小与导体运动速度成正比D. 感应电流的大小与导体长度成正比A. 电势能减小B. 电势能增加C. 电势增加D. 电势减小A. 电容器充电时,电场能转化为磁场能B. 电容器放电时,电场能转化为磁场能C. 电感器中的电流增大时,磁场能转化为电场能D. 电感器中的电流减小时,磁场能转化为电场能A. 电磁波在真空中传播速度为3×10^8 m/sB. 电磁波的传播方向与电场方向垂直C. 电磁波的传播方向与磁场方向垂直D. 电磁波的波长与频率成正比A. 匀速直线运动B. 匀速圆周运动C. 匀加速直线运动D. 匀加速圆周运动A. 洛伦兹力的方向垂直于带电粒子的速度方向B. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度成正比C. 洛伦兹力的大小与磁感应强度成正比D. 洛伦兹力的方向与磁场方向垂直8. 一个闭合线圈在磁场中转动,下列关于感应电动势的说法,正确的是:A. 感应电动势的大小与线圈面积成正比B. 感应电动势的大小与磁场强度成正比C. 感应电动势的大小与线圈转速成正比D. 感应电动势的方向与磁场方向平行A. 变化的电场会产生磁场B. 变化的磁场会产生电场C. 静止的电荷会产生磁场D. 静止的磁场会产生电场A. 电场强度与磁场强度成正比B. 电场强度与磁场强度成反比C. 电场强度与电磁波频率成正比D. 电场强度与电磁波波长成正比二、判断题:1. 带电粒子在电场中一定受到电场力的作用。
()2. 电磁波在传播过程中,电场方向、磁场方向和传播方向三者相互垂直。
()3. 在LC振荡电路中,电容器充电完毕时,电场能最大,磁场能为零。
中学物理磁场专题训练一、磁场、安培力练习题一、选择题1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有[]A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极动身,到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁四周排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线2.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图1所示,那么这束带电粒子可能是[]A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.问左飞行的负离子束3.铁心上有两个线圈,把它们和一个干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池的内阻大得多,如图2所示的图中,哪一种接法铁心的磁性最强[]4.关于磁场,以下说法正确的是[]A.电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度肯定为零B.磁场中某点的磁感强度,依据公式B=F/I·l,它跟F,I,l都有关C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量5.磁场中某点的磁感应强度的方向[]A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D.通过该点磁场线的切线方向6.下列有关磁通量的论述中正确的是[]A.磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B.磁感强度越大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量越大C.穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度肯定为零D.匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越大7.如图3所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中心正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面对外的电流,[]A.磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C.磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用8.如图4所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极旁边:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将[]A.转动同时靠近磁铁B.转动同时离开磁铁C.不转动,只靠近磁铁D.不转动,只离开磁铁9.通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有[]A.线圈所受安培力的合力为零B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果二、填空题10.匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到60×10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特.11.如图5所示,abcd是一竖直的矩形导线框,线框面积为S,放在磁场中,ab边在水平面内且与磁场方向成60°角,若导线框中的电流为I,则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于______.12.一矩形线圈面积S=10-2m2,它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=30°,穿过线圈的磁通量Ф=1×103Wb,则磁场的磁感强度B______;若线圈以一条边为轴的转180°,则穿过线圈的磁能量的改变为______;若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2=0°,则Ф=______.三、计算题13.如图6所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5A的电流时,棒沿导轨作匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感强度的大小;14.如图7所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为l,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?一、磁场、安培力练习题答案一、选择题1.AB 2.BC 3.D 4.D5.CD 6.D 7.A 8.A 9.AB二、填空题三、计算题13.1.2T 14.mg-BIlcosθ,BI lsinθ二、洛仑兹力练习题一、选择题1.如图1所示,在垂直于纸面对内的匀强磁场中,垂直于磁场方向放射出两个电子1和2,其速度分别为v1和v2.假如v2=2v1,则1和2的轨道半径之比r1:r2及周期之比T1:T2分别为 [ ] A.r1:r2=1:2,T1:T2=1:2B.r1:r2=1:2,T1:T2=1:1C.r1:r2=2:1,T1:T2=1:1D.r1:r2=1:1,T1:T2=2:12.如图2所示,ab是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面,并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管,粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子. [ ]A.只有速度大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管B.只有质量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管C.只有动量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管D.只有能量大小肯定的粒子可以沿中心线通过弯管3.电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则 [ ]A.磁场对电子的作用力始终不变B.磁场对电子的作用力始终不作功C.电子的动量始终不变D.电子的动能始终不变它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面对里).在图3中,哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹?[ ]5.一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图4所示,径迹上的每一小段可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量渐渐减小(带电量不变).从图中可以确定 [ ]A.粒子从a到b,带正电B.粒子从b到a,带正电C.粒子从a到b,带负电 D.粒子从b到a,带负电6.三个相同的带电小球1、2、3,在重力场中从同一高度由静止起先落下,其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场,小球2通过一附加的水平方向匀强磁场.设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3,忽视空气阻力,则 [ ]A.E1=E2=E3B.E1>E2=E3C.E1<E2=E3D.E1>E2>E37.真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场,三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动.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,则三油滴质量大小关系为 [ ]A.a最大 B.b最大C.c最大 D.都相等8.一个带正电荷的微粒(重力不计)穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时,恰能沿直线运动,则欲使电荷向下偏转时应采纳的方法是[ ]A.增大电荷质量B.增大电荷电量C.削减入射速度D.增大磁感强度E.减小电场强度二、填空题9.一束离子能沿入射方向通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域,然后进入磁感应强度为B′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周运动(图6),则这束离子必定有相同的______,相同的______.10.为使从炙热灯丝放射的电子(质量m、电量e、初速为零)能沿入射方向通过相互垂直的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感强度为B)区域,对电子的加速电压为______.11.一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是______.12.一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中作圆周运动,其效果相当于一环形电流,则此环形电流的电流强度I=______.三、计算题13.一个电视显像管的电子束里电子的动能E K=12000eV.这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动.已知地磁场的竖直向下重量B=5.5×10-5T,试问(1)电子束偏向什么方向?(2)电子束在显像管里由南向北通过y=20cm路程,受洛仑兹力作用将偏转多少距离?电子质量m=9.1×10-31kg,电量e=1.6×10-19C.14.如图7所示,一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面.顶端时对斜面压力恰为零.若快速把电场方向改为竖直向下,则小球能在斜面上滑行多远?洛仑兹力练习题答案一、选择题1.B 2.C 3.BD 4.C5.B 6.B 7.C 8.C二、填空题三、计算题三、单元练习题一、选择题1.安培的分子环流假设,可用来说明 [ ]A.两通电导体间有相互作用的缘由B.通电线圈产生磁场的缘由C.永久磁铁产生磁场的缘由D.铁质类物体被磁化而具有磁性的缘由2.如图1所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中心的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面对外的电流,则[ ]A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用3.有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是 [ ]A.氘核 B.氚核C.电子D.质子4.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则 [ ]A.r1=r2,T1≠T2B.r1≠r2,T1≠T2C.r1=r2,T1=T2 D.r1≠r2,T1=T25.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核.该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示.由图可以判定 [ ]A.该核发生的是α衰变B.该核发生的是β衰变C.磁场方向肯定是垂直纸面对里D.磁场方向向里还是向外不能判定6.如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,假如这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的 [ ] A.速度 B.质量C.电荷 D.荷质比7.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场,如图4所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止起先自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,忽视重力,以下说法中正确的是 [ ]A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.离子在C点时速度最大D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点8.如图5所示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力) [ ]A.若离子带正电,E方向应向下B.若离子带负电,E方向应向上C.若离子带正电,E方向应向上D.不管离子带何种电,E方向都向下9.一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采纳的方法有 [ ]A.适当增大电流,方向不变B.适当减小电流,并使它反向C.电流大小、方向不变,适当增加磁场D.使原电流反向,并适当减弱磁场10.如图7所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面对外运动,可以[ ]A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极D.将a、c端接在沟通电源的一端,b、d接在沟通电源的另一端11.带电为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是 [ ]A.只要速度大小相同,所受洛仑兹力就相同B.假如把+q改为-q,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变C.洛仑兹力方向肯定与电荷速度方向垂直,磁场方向肯定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能、动量均不变12.关于磁现象的电本质,下列说法中正确的是 [ ]A.有磁必有电荷,有电荷必有磁B.一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用C.除永久磁铁外,一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D.依据安培的分子环流假说,在外界磁场作用下,物体内部分子电流取向大致相同时,物体就被磁化,两端形成磁极二、填空题13.一质子及一α粒子,同时垂直射入同一匀强磁场中.(1)若两者由静止经同一电势差加速的,则旋转半径之比为______;(2)若两者以相同的动进入磁场中,则旋转半径之比为______;(3)若两者以相同的动能进入磁场中,则旋转半径之比为______;(4)若两者以相同速度进入磁场,则旋转半径之比为______.14.两块长5d,相距d的水平平行金属板,板间有垂直于纸面的匀强磁场.一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度v从左端各处飞入(图8).为了不使任何电子飞出,板间磁感应强度的最小值为______.15.如图9所示,M、N为水平位置的两块平行金属板,板间距离为d,两板间电势差为U.当带电量为q、质量为m的正离子流以速度V0沿水平方向从两板左端的中心O点处射入,因受电场力作用,离子作曲线运动,偏向M板(重力忽视不计).今在两板间加一匀强磁场,使从中心O处射入的正离流在两板间作直线运动.则磁场的方向是______,磁感应强度B=______.16.如图10所示,质量为m,带电量为+q的粒子,从两平行电极板正中心垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两板间距为d,磁感强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上.当粒子落到极板上时的动能为______.17.如图11所示,绝缘光滑的斜面倾角为θ,匀强磁场B方向与斜面垂直,假如一个质量为m,带电量为-q的小球A在斜面上作匀速圆周运动,则必需加一最小的场强为______的匀强电场.18.三个带等量正电荷的粒子a、b、c(所受重力不计)以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中,轨迹如图12,则可知它们的质量m a、m b、m c大小次序为______,入射时的初动量大小次序为______.19.一初速为零的带电粒子,经过电压为U的电场加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中,已知带电粒子的质量是m,电量是q,则带电粒子所受的洛仑兹力为______,轨道半径为______.20.如图13在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面对外的匀强磁场,磁感强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向放射出质量为m、电量为q的正离子,速率都为v,对那些在xy平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x=______,最大y=______.三、计算题21.以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中,如图14所示,磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于纸面对里.(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.(2)假如离子进入磁场后经过时间t到达位置P,试证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是22.如图16所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R,今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球,以速度v0从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动,到C点后由于v0较小,故难运动到最高点.假如当其运动至C点时,突然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,使其能运动到最高点此时轨道弹力为0,且贴着轨道做匀速圆周运动,求:(1)匀强电场的方向和强度;(2)磁场的方向和磁感应强度.单元练习题答案一、选择题1.CD 2.A 3.B 4.D 5.BD 6.AD7.ABC 8.AD 9.AC 10.ABD 11.B 12.BD二、填空题三、计算题21.(1)2mv/qB。
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。
选修3-1磁场专项练习2一.选择题(共7小题)1.(2019•上海)如图,通电导线MN及单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘.当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向()A.向左B.向右C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里解:金属线框abcd放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框abcd左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量,磁通量存在抵消的情况.若MN中电流突然减小时,穿过线框的磁通量将减小.根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化,则线框abcd感应电流方向为顺时针,再由左手定则可知,左边受到的安培力水平向右,而左边的安培力方向也水平向右,故安培力的合力向右.故B正确,ACD错误.故选B 2.(2009•广东)表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能及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答:解:小滑块受力如图所示;A、F洛=QVB,滑动摩擦力F=μFN=μ(mgcosθ+QvB),随速度增加而变大,A错误.B、若滑块滑到底端已达到匀速运动状态,摩擦力F=mgsinθ=μ(mgcos θ+QvB),则v=(﹣cosθ),可看v随B的增大而减小,B越大滑块动能越小;若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态,则B越大时,滑动摩擦力F越大,滑块克服阻力做功越多,由动能定理可知,滑块到达斜面底端的速度越小,动能越小,B错误.C、滑块沿斜面向下运动,由左手定则可知,洛伦兹力垂直于斜面向下,故C正确;D、滑块之所以开始能动,是因为重力的沿斜面的分力大于摩擦力,B 很大时,一旦运动,不会停止,最终做匀速直线运动,故D错误.故选C.3.(2019•西城区模拟)如图所示,正确标明了通电导线所受安培力F方向的是( B )A.B.C.D.4.(2009•金山区二模)如图所示,矩形线框abcd,及条形磁铁的中轴线位于同一平面内,线框内通有电流I,则线框受磁场力的情况()A.ab和cd受力,其它二边不受力B.ab和cd受到的力大小相等方向相反C.ad和bc受到的力大小相等,方向相反D.以上说法都不对解:A、各边都处在磁场中,各边电流方向都及磁场方向不平行,都受到安培力的作用,故A错误;B、ab边所处位置磁感应强度大,cd 边所处位置磁感应强度小,而两边电流大小相等,由F=BILsinθ可知两边所受安培力不相等,故B错误;C、ad边及bc边关于条形磁铁对称,它们所处的磁场强度大小相等,两边长度及电流大小相等,由F=BILsinθ可知,两边所受安培力大小相等,由左手定则可知安培力的方向相同,故C错误;D、由上可知,故D正确,5.(2019•宿州一模)如图所示,两匀强磁场方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度分别为B1、B2.今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是()A.电子的运行轨迹为PDMCNEP B.电子运行一周回到P用时为T=C.B1=4B2 D.B1=2B2解:A、根据左手定则可知:电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时,受到的洛伦兹力方向向上,所以电子的运行轨迹为PDMCNEP,故A正确;B、电子在整个过程中,在匀强磁场B1中运动两个半圆,即运动一个周期,在匀强磁场B2中运动半个周期,所以T=+,故B错误;C、由图象可知,电子在匀强磁场B1中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半,根据r=可知,B1=2B2,故C错误,D正确.故选:AD.6.(2019•海南)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大解:A、入射速度不同的粒子,若它们入射速度方向相同,则它们的运动也一定相同,虽然轨迹不一样,但圆心角却相同.故A错误;B、在磁场中半径,运动圆弧对应的半径及速率成正比,故B正确;C、在磁场中运动时间:(θ为转过圆心角),虽圆心角可能相同,但半径可能不同,所以运动轨迹也不同,故C错误;D、由于它们的周期相同的,在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角也一定越大.故D正确;故选:BD二.解答题(共5小题)7.(2019•南充一模)如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,及水平面夹角为37°,固定在竖直平面内,垂直纸面向里的匀强磁场B充满杆所在的空间,杆及B垂直,质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向上的拉力作用,拉力大小为0.4mg,已知小环的带电荷量为q,问(sin37°≈0.6;cos37°≈0.8)(1)小环带什么电?(2)小环滑到P处时的速度多大?解:(1)环所受洛伦兹力及杆垂直,只有洛伦兹力垂直于杆向上时,才能使环向上拉杆,由左手定则可知环带负电.(2)设杆拉住环的力为T,由题可知:T=0.4mg在垂直杆的方向上对环有:qvB=T+mgcos37°即qvB=0.4mg+0.8mg解得:答:(1)小环带负电;(2)小环滑到P处时的速度为:.8.(2019•西城区模拟)如图,一根绝缘细杆固定在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,杆和磁场垂直,及水平方向成θ角.杆上套一个质量为m、电量为+q的小球.小球及杆之间的动摩擦因数为μ.从A点开始由静止释放小球,使小球沿杆向下运动.设磁场区域很大,杆很长.已知重力加速度为g.求:(1)定性分析小球运动的加速度和速度的变化情况;(2)小球在运动过程中最大加速度的大小;(3)小球在运动过程中最大速度的大小.解:(1)由于洛伦兹力作用下,导致压力减小,则滑动摩擦力也减小,所以加速度增加,当洛伦兹力大于重力的垂直于杆的分力时,导致滑动摩擦力增大,从而出现加速度减小,直到处于受力平衡,达到匀速直线运动.因此小球先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动.(2)当杆对小球的弹力为零时,小球加速度最大.小球受力如图1所示根据牛顿第二定律mgsinθ=ma解得:a=gsinθ(3)当小球所受合力为零时,速度最大,设最大速度为vm小球受力如图2所示根据平衡条件qvmB=N+mgcosθmgsinθ=f滑动摩擦力f=μN解得:答:(1)先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动;(2)小球在运动过程中最大加速度的大小gsinθ;(3)小球在运动过程中最大速度的大小为.9.质量m=1.0×10﹣4kg的小物体,带有q=5×10﹣4C的电荷,放在倾角为37°绝缘光滑斜面上,整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图所示,物块由静止下滑,滑到某一位置时,开始离开斜面,斜面足够长,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8求:(1)物块带何种电荷;(2)物块离开斜面时的速度;(3)物块在斜面上滑行的最大距离.解:(1)由题意可知:小滑块受到的安培力垂直斜面向上.根据左手定则可得:小滑块带负电.(2)当物体离开斜面时,弹力为零,因此有:Bqv=mgcosα,故.故物块离开斜面时的速度为3.2m/s.(3)由于斜面光滑,物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动,故有:v2=2al mgsinθ=ma所以代人数据解得:l≈0.85m.故物块在斜面上滑行的最大距离为:l≈0.85m.10.(2019•天津)在平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点及x轴正方向成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求(1)M、N两点间的电势差U MN;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.解:(1)粒子在第一象限内做类平抛运动,进入第四象限做匀速圆周运动.设粒子过N点的速度为v,有得:v=2v0粒子从M点到N 点的过程,由动能定理有:解得:(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动(如图所示),半径为O′N,有:解得:(3)由几何关系得:ON=rsinθ设粒子在电场中运动的时间为t1,则有:ON=v0t1粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为:设粒子在磁场中运动的时间为t2,有:得:运动的总时间为:t=t1+t2即:11.(2019•资阳模拟)如图,xOy平面的第Ⅱ象限的某一区域有垂直于纸面的匀强磁场B1,磁场磁感应强度B1=1T,磁场区域的边界为矩形,其边分别平行于x、y轴.有一质量m=10﹣12kg、带正电q=10﹣7C 的a粒子从O点以速度v0=105m/s,沿及y轴正向成θ=30°的方向射入第Ⅱ象限,经磁场偏转后,从y轴上的P点垂直于y轴射入第Ⅰ象限,P点纵坐标为y P=3m,y轴右侧和垂直于x轴的虚线左侧间有平行于y轴的匀强电场,a粒子将从虚线及x轴交点Q进入第Ⅳ象限,Q 点横坐标x Q=6m,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B2,其磁感应强度大小仍为1T.不计粒子的重力,求:(1)磁场B1的方向及a粒子在磁场B1的运动半径r1;(2)矩形磁场B1的最小面积S和电场强度大小E;(3)如在a粒子刚进入磁场B1的同时,有另一带电量为﹣q的b粒子,从y轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,a、b粒子将发生迎面正碰,求M点纵坐标y M以及相碰点N的横坐标x N.12(2009•天津)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,小球过M点时的速度方向及x轴的方向夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.解答:解:(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,有qE=mg,得到E=重力的方向竖直向下,则电场力方向竖直向上,由于小球带正电,故场强度方向竖直向上.(2)小球做匀速圆周运动,设其设半径为r,由几何关系知 r==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为v,有qvB=m得v==由速度分解知v0=vcosθ代入得到 v0=(3)根据机械守恒定律,有mgh+= h=将v0,v代入得到h=答:(1)电场强度E的大小为,方向竖直向上;(2)小球从A点抛出时初速度v0=;(3)A点到x轴的高度h=.第 11 页。
磁场基础测试题及答案高中一、选择题1. 磁场的基本性质是什么?A. 磁场对电荷有作用力B. 磁场对电流有作用力C. 磁场对磁体有作用力D. 所有以上选项2. 磁感应强度的单位是什么?A. 牛顿B. 特斯拉C. 安培D. 库仑3. 地磁场的方向是怎样的?A. 从地球内部指向外部B. 从地球外部指向内部C. 从北极指向南极D. 从南极指向北极4. 磁通量的定义是什么?A. 磁感应强度与面积的乘积B. 磁感应强度与线圈的乘积C. 磁感应强度与线圈面积的正弦值的乘积D. 磁感应强度与线圈面积的余弦值的乘积5. 洛伦兹力的方向如何确定?A. 与电荷运动方向相同B. 与电荷运动方向相反C. 垂直于电荷运动方向和磁场方向D. 与磁场方向相同二、填空题6. 地球的磁场是由______产生的。
7. 磁感应强度的定义式是______。
8. 磁场中某点的磁感应强度为1T,一个面积为1m²的线圈在该点垂直放置,则磁通量为______。
9. 磁铁的两个磁极分别是______和______。
10. 洛伦兹力的大小公式为______。
三、简答题11. 请简述安培环路定理的内容。
12. 描述磁铁在磁场中受力的情况。
四、计算题13. 一个长为2米的直导线,通有10安培的电流,求在距离导线1米处的磁感应强度。
答案:一、选择题1. D2. B3. C4. D5. C二、填空题6. 地球内部的液态外核7. B= \frac {F}{IL}8. 1Wb9. N极和S极10. F=qvB三、简答题11. 安培环路定理指出,穿过闭合回路的总磁通量等于该回路周围电流的代数和乘以磁常数μ₀。
12. 磁铁在磁场中受力的方向与磁场方向和磁铁的磁极有关,通常为磁铁的N极指向磁场方向,S极远离磁场方向。
四、计算题13. 根据毕奥-萨法尔定律,磁感应强度B= \frac {μ₀I}{2πr},其中μ₀为磁常数,I为电流,r为距离。
将数值代入公式得:B= \frac {4π×10^{-7}×10}{2π×1} = 2×10^{-6}T。
磁场典型例题(一)磁通量的大小比较与磁通量的变化例题1. 如图所示,a、b为两同心圆线圈,且线圈平面均垂直于条形磁铁,a的半径大于b,两线圈中的磁通量较大的是线圈___________。
解析:b 部分学生由于对所有磁感线均通过磁铁内部形成闭合曲线理解不深,容易出错。
例题2. 磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为S的线圈abcd如图所示放置,平面abcd与竖直面成θ角。
将abcd绕ad轴转180º角,则穿过线圈的磁通量的变化量为()A. 0B. 2BSC. 2BSc osθD. 2BSs inθ解析:C部分学生由于不理解关于穿过一个面的磁通量正负的规定而出现错误。
(二)等效分析法在空间问题中的应用例题3. 一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个圆线圈的圆心重合,当两线圈都通过如图所示的电流时,则从左向右看,线圈L1将()A. 不动B. 顺时针转动C. 逆时针转动D. 向纸外平动解析:C 本题可把L1、L2等效成两个条形磁铁,利用同名磁极相斥,异名磁极相吸,即可判断出L1将逆时针转动。
(三)安培力作用下的平衡问题例题4. 一劲度系数为k的轻质弹簧,下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd,bc边长为l。
线框的下半部处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里。
线框中通以电流I,方向如图所示。
开始时线框处于平衡状态。
令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡。
在此过程中线框位移的大小=__________,方向_____________。
解析:,向下。
本题为静力学与安培力综合,把安培力看成静力学中按性质来命名的一个力进行受力分析,是本题解答的基本思路。
例题5. 如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN质量为10g,电阻R=8Ω,匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下,大小为0.8T,电源电动势为10V,内阻为1Ω。
物理高二磁场练习题一、单选题1.关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是A.电场强度的定义式适用于任何电场B.由真空中点电荷的电场强度公式可知,当r→0时,E→无穷大C.由公式可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向2.如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的正中间上方固定一根长直导线,导线中通过方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,和原来没有电流通过时相比较,磁铁受到的支持力N和摩擦力f将A、N减小,f=0B、N减小,f≠0C、N增大,f=0D、N增大,f≠03、有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是A.氘核 B.氚核 C.电子 D.质子4.一带正电荷的小球沿光滑、水平、绝缘的桌面向右运动,如图所示,速度方向垂直于一匀强磁场,飞离桌面后,最终落在地面上. 设飞行时间为t1、水平射程为s1、着地速率为v1;现撤去磁场其它条件不变,小球飞行时间为t2、水平射程为s2、着地速率为v2.则有:A、 v1=v2B、 v1>v2C、 s1=s2D、t1<t25.有一个带正电荷的离子,沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电场.离子飞出电场后的动能为Ek,当在平行金属板间再加入一个垂直纸面向内的如图所示的匀强磁场后,离子飞出电场后的动能为Ek/,磁场力做功为W,则下面各判断正确的是A、EK <EK',W=0B、EK >EK',W=0C、EK =EK',W=0D、EK>EK',W>06.图是质谱仪的工作原理示意图。
带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。
速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。
平板S 上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。
平板S下方有强度为B0的匀强磁场。
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)。
以下说法正确的是A. 带电粒子在电磁场中受到的电场力、洛伦兹力相互垂直B. 若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子向上偏转C. 若粒子电量加倍,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板D. 若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板【答案】C【解析】带正电的粒子受向下的电场力,向上的洛伦兹力,方向共线,选项A错误;因粒子做直线运动,故II=III,则I=II,则若粒子带负电,其它条件不变,则带电粒子仍沿直线运动,选项B错误;根据I=II,若粒子电量加倍,其它条件不变,则粒子仍沿直线穿过两板,选项C正确;若粒子从右侧沿虚线飞入,其它条件不变,则受电场力向下,洛伦兹力也向下,故则粒子将向下偏转,选项D错误;故选C.点睛:解决本题的关键知道在速度选择器中,从左边射入,速度满足条件,电场力与洛伦兹力平衡,与电量、电性无关。
9.如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小。
质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形,其有效电阻为0.1Ω。
此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4 -0.2t)T,图示磁场方向为正方向。
框、挡板和杆不计形变。
则:A. t = 1s时,金属杆中感应电流方向从C至DB. t = 3s时,金属杆中感应电流方向从D至CC. t = 1s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND. t = 3s时,金属杆对挡板H的压力大小为l.2N【答案】AC【解析】试题分析:根据楞次定律,并由时刻来确定磁场的变化,从而判定感应电流的方向;根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定律,及安培力表达式,与力的合成与分解,并由三角知识,即可求解.当t=1s时,则由磁感应强度随时间变化规律是I=(0.4−0.2I)I,可知,磁场在减小,根据楞次定律可得,金属杆中感应电流方向从C到D,故A正确;当t=3s时,磁场在反向增加,由楞次定律可知,金属杆中感应电流方向从C到D,故B错误;当在t=1s时,由法拉第电磁感应定律,则有I=IIIII =0.2×12×12=0.1V;再由欧姆定律,则有感应电流大小I=0.10.1A=1A;则t=1s时,那么安培力大小I= I I II=(0.4−0.2×1)×1×1N=0.2N;由左手定则可知,安培力垂直磁场方向斜向上,则将安培力分解,那么金属杆对挡板P的压力大小I=I cos60°=0.2×0.5N=0.1N,故C正确;同理,当t=3s时,感应电动势仍为E=0.1V,电流大小仍为I=1A,由于磁场的方向相反,由左手定则可知,安培力的方向垂直磁感线斜向下,根据力的合成,则得WORD格式整理金属杆对H的压力大小为I′=I′cos60°=0.2×0.5N=0.1N,故D错误;10.如右图所示,A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同,但用不同材料制成的线圈,两线圈平面位于竖直方向且高度相同。
匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直。
同时释放A、B线圈,穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面,但A线圈比B线圈先到达地面。
下面对两线圈的描述中可能正确的是( )A. A线圈是用塑料制成的,B线圈是用铜制成的B. A线圈是用铝制成的,B线圈是用胶木制成的C. A线圈是用铜制成的,B线圈是用塑料制成的D. A线圈是用胶木制成的,B线圈是用铝制成的【答案】AD【解析】试题分析:塑料、胶木是绝缘体,若线圈是用塑料、胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用;若线圈是由金属制成的,通过磁场时,线圈产生感应电流,受到向上的安培力作用,下落速度变慢.A线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.B 线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故A正确;A线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B 线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.这样,B线圈比A线圈先到达地面,故B错误;A线圈是用铜制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,B线圈是用塑料制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用.这样,B线圈比A线圈先到达地面,故C错误;A线圈是用胶木制成的,通过磁场时,不产生感应电流,不受安培力,只受到重力作用,B线圈是用铝制成的,进入和穿出磁场时,线圈中产生感应电流,受到竖直向上的安培力,下落速度变慢,因此,A线圈比B线圈先到达地面,故D正确.11.如图所示,ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内.当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极向纸里面转动,则两导线中的电流方向()A. 一定都是向上B. 一定都是向下C. ab中电流向下,cd中电流向上D. ab中电流向上,cd中电流向下【答案】D【解析】若两导线中的电流方向均向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极静止不动,与题意不符,故A错误;若两导线中的电流方向均向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故B错误;若ab中电流向下,cd中电流向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符,故C错误;若ab中电流向上,cd中电流向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸里面转动,与题意相符,故D 正确.12.在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放人导电液体。