磁場測試題.doc

新課標第一網(wǎng)不用注冊，免費下載！磁場測試題(時間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分共60分在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1有關洛倫茲力和安培力的描述，正確的是()A通電直導線在勻強磁場中一定受到安培力的作用B安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C帶電粒子在勻強磁場中運動受到的洛倫茲力做正功D通電直導線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行解析：選B.安培力方向與磁場垂直，洛倫茲力不做功，通電導線在磁場中不一定受安培力安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2.圖36(2011年東北師大高二檢測)磁場中某區(qū)域的磁感線，如圖36所示，則()Aa、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBbC同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：選A.由磁感線的疏密可知BaBb，由通電導線所受安培力與通電導線的放置有關，通電導線放在a處與放在b處受力大小無法確定3(2011年聊城高二檢測)圖37兩個絕緣導體環(huán)AA、BB大小相同，環(huán)面垂直，環(huán)中通有相同大小的恒定電流，如圖37所示，則圓心O處磁感應強度的方向為(AA面水平，BB面垂直紙面)()A指向左上方B指向右下方C豎直向上D水平向右答案：A4.圖38(2011年汕頭高二檢測)如圖38所示，垂直紙面放置的兩根直導線a和b，它們的位置固定并通有相等的電流I；在a、b沿紙面的連線的中垂線上放有另一直導線c，c可以自由運動當c中通以電流I1時，c并未發(fā)生運動，則可以判定a、b中的電流()A方向相同都向里B方向相同都向外C方向相反D只要a、b中有電流，c就不可能靜止解析：選C.如果導線c并未發(fā)生運動，則導線a、b在導線c處的合磁場方向應平行于導線c，由平行四邊形定則和直導線周圍磁場分布規(guī)律可知，兩電流I1、I2方向應相反，故C正確5.圖39美國發(fā)射的航天飛機“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了一臺磁譜儀，其中一個關鍵部件是由中國科學院電工研究所設計制造的直徑為1200 mm、高為80 mm、中心磁感應強度為0.314 T的永久磁體它的主要使命是要探測宇宙空間中可能存在的物質(zhì)，特別是宇宙中反氦原子核若如圖39所示的磁譜儀中的4條徑跡分別為質(zhì)子、反質(zhì)子、粒子、反氦核的徑跡，其中反氦核的徑跡為()A1B2C3 D4解析：選B.由速度選擇器的特點可知，進入磁場B2的四種粒子的速度v相同由左手定則可以判斷，向左偏轉(zhuǎn)的為反質(zhì)子和反氦核(帶負電)又根據(jù)R知RHRHe，故2為反氦核的徑跡，故B正確6.圖310如圖310所示，平行板電容器的兩板與電源相連，板間同時有電場和垂直紙面向里的勻強磁場B，一個帶電荷量為q的粒子以v0為初速度從兩板中間沿垂直電磁場方向進入，穿出時粒子的動能減小了，若想使這個帶電粒子以v0沿原方向勻速直線運動穿過電磁場，可采用的辦法是()A減小平行板的正對面積X k b 1 . c o mB增大電源電壓C減小磁感應強度BD增大磁感應強度B解析：選BC.帶電粒子在正交的電磁場中運動，由于射出時動能小于mv2，可以判定洛倫茲力大于電場力，因此若使帶電粒子以v0沿原方向運動，則必須增大電場強度或減小磁感應強度，故C正確，D錯誤電場強度可利用公式E求出，可知U越大，E越大，故B正確對于A答案，不改變電壓及板間距離，只改變正對面積，不影響電場強度，故A錯誤7.圖311(2011年山東省實驗中學模擬)由于科學研究的需要，常常將質(zhì)子(11H)和粒子(42He)等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度為B.如果質(zhì)子和粒子在空腔中做圓周運動的軌跡相同(如圖311中虛線所示)，磁場也相同，比較質(zhì)子和粒子在圓環(huán)狀空腔中運動的動能EkH和Ek及周期TH和T的大小，有()AEkHEk，THTw w w .x k b 1.c o mBEkHEk，THTCEkHEk，THTDEkHEk，THT解析：選D.由R，Ekmv2，可得：R，因RHR，m4mH，q2qH，可得：EkHEk，由T可得THT.故D正確8.圖312如圖312所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場一個不計重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負是()A.，正電荷 B.，正電荷C.，負電荷 D.，負電荷解析：選C.粒子能穿過y軸的正半軸，所以該粒子帶負電荷，其運動軌跡如圖所示，A點到x軸的距離最大，為RRa，R，得，故C正確9.圖313(2011年楚中高二檢測)半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子(不計重力)從A點以速度v0垂直磁場方向射入磁場中，并從B點射出AOB120，如圖313所示，則該帶電粒子在磁場中運動的時間為()A2r/3B2r/3v0Cr/3v0D.r/3v0解析：選D.從弧所對圓心角60，知t Tm/3qB.但題中已知條件不夠，沒有此選項，另想辦法找規(guī)律表示t.由勻速圓周運動t/v0，從圖示分析有Rr，則：Rrr，則t/v0r/3v0.所以選項D正確10.圖314(2011年濰坊高二練習)如圖314所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強電場、磁場區(qū)域，電場豎直向上，磁場垂直紙面向里一帶電小球從軌道上的A點由靜止滑下，經(jīng)P點進入場區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運動則可判定()A小球帶負電B小球帶正電C若小球從B點由靜止滑下，進入場區(qū)后將立即向上偏D若小球從B點由靜止滑下，進入場區(qū)后將立即向下偏答案：BD11在勻圖315強磁場中置一均勻金屬薄片，有一個帶電粒子在該磁場中按如圖315所示軌跡運動由于粒子穿過金屬片時有動能損失，在MN上、下方的軌道半徑之比為109，不計粒子的重力及空氣的阻力，下列判斷中正確的是()A粒子帶正電B粒子沿abcde方向運動C粒子通過上方圓弧比通過下方圓弧時間長新課標第一網(wǎng)D粒子恰能穿過金屬片10次解析：選A.依據(jù)半徑公式可得r，則知道r與帶電粒子的運動速度成正比顯然半徑大的圓周是穿過金屬片前的帶電粒子的運動軌跡，半徑小的圓周是穿過金屬片后的帶電粒子的運動軌跡，所以粒子沿edcba方向運動再依據(jù)左手定則可知，帶電粒子帶正電，A對，B錯依據(jù)周期公式可知，帶電粒子在磁場中的運動周期與運動速度無關，故選項C也是錯誤的半徑之比為109，即速度之比為109.依據(jù)動能定理解得，粒子能穿過金屬片的次數(shù)為：n100/19.故D是錯誤的，本題的正確選項為A.12(2009年高考廣東單科卷)如圖316所圖316示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達地面時的動能與B的大小無關C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時，滑塊可能靜止于斜面上解析：選C.由左手定則知C正確而FfFN(mgcosBqv)要隨速度增加而變大，A錯誤若滑塊滑到底端已達到勻速運動狀態(tài)，應有Ffmgsin ，可得v(cos )，可看到v隨B的增大而減小若在滑塊滑到底端時還處于加速運動狀態(tài)，則在B越強時，F(xiàn)f越大，滑塊克服阻力做功越多，到達斜面底端的速度越小，B錯誤當滑塊能靜止于斜面上時應有 mgsin mgcos ，即tan ，與B的大小無關，D錯誤二、計算題(本題包括4小題，共40分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(8分)如圖317所示圖317，光滑的平行導軌傾角為，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，導軌中接入電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源電路中有一阻值為R的電阻，其余電阻不計，將質(zhì)量為m、長度為L的導體棒由靜止釋放， 求導體棒在釋放瞬間的加速度的大小解析：受力分析如圖所示，導體棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛頓第二定律：mgsin Fcos maFBILI由式可得agsin .答案：gsin 14(10分)(2011年長沙市第一中學高二階段性考試)如圖318所示，直線MN上方存在垂直紙面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)以某一速度從A點射入，其方向與MN成30角，A點到MN的距離為d，帶電粒子重力不計圖318(1)當v滿足什么條件時，粒子能回到A點；(2)粒子在磁場中運動的時間t.解析：(1)粒子運動如圖所示，由圖示的幾何關系可知：r22d粒子在磁場中的軌道半徑為r，則有Bqvm聯(lián)立兩式，得v此時粒子可按圖中軌道回到A點(2)由圖可知，粒子在磁場中運動的圓心角為300所以tT.答案：(1)v(2)15.圖319(10分)如圖319所示，勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內(nèi)，而磁場方向垂直紙面向里一帶正電粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從A點離開電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏移量為d，當粒子從C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方向一致，不計帶電粒子的重力，求：(1)粒子從C點穿出磁場時的速度v.(2)電場強度和磁感應強度的比值.解析：(1)粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，垂直于電場方向速度vv0，平行于電場方向速度v，因為dvtv0t，dt，所以vvv0，所以vv0，tan1.因此45，即粒子進入磁場時的速度方向與水平方向成45角斜向右下方粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，穿出磁場時速度大小為vv0，方向水平向右(2)粒子在電場中運動時，vat，得E.在磁場中運動軌跡如圖所示則Rd，又qvB，B，所以v0.答案：(1)v0，方向水平向右(2)v016(12分)如圖320所示，初速度為零的負離子經(jīng)電勢差為U的電場加速后，從離子槍T中水平射出，經(jīng)過一段路程后進入水平放置的兩平行金屬板MN和PQ之間，離子所經(jīng)空間存在著磁感