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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E?F适用于任何电场

qB.由真空中点电荷的电场强度公式E?kQ可知,当r→0时,E→无穷大

2rC.由公式B?F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

ILD.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=0 B、N减小,f≠0 C、N增大,f=0 D、N增大,f≠0

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,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

它们都

v 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=v2 B、 v1>v2 C、 s1=s2 D、 t1

5.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=0 C、EK =EK',W=0 D、EK >EK',W>0

6.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。下列表述错误的是 A.质谱仪是分析同位素的重要工具

B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B

D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 二、双选题

7.下列关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中,正确的是 A、磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直 B、有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动

C、带电粒子只受洛伦兹力作用时,其动能不变,速度一直在变 D、电荷在磁场中不可能做匀速直线运动

8.如图,MN是匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板,虚线表示其运动轨迹,由图知:

b A、粒子带负电 a c M N B、粒子运动方向是abcde e C、粒子运动方向是edcba d D、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长

9.如图,磁感强度为B的匀强磁场,垂直穿过平面直角坐标系的第I象限。一质量为m,带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场,运动到A点时的速度方向平行于x轴,那么: y V0 A x O A、粒子带正电 B、粒子带负电

C、粒子由O到A经历时间t?D、粒子的速度没有变化

10.一电子在匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动,磁场方向垂直于它的运动平面,

电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e,质量为m,磁感强度为B,那么电子运动的可能角速度应当是 11.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,板不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直于磁场方向以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打到极板上,v应满足

?m3qB

BqL5BqL B、v? 4m4mBqLBqL5BqLC、v? D、 ?v?m4m4mA、v?v 12、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B 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.增大磁场的磁感应强度 B.增大匀强电场间的加速电压 C.增大D形金属盒的半径 D.减小狭缝间的距离 三、计算题

-2

13.如图所示,铜棒ab长0.1m,质量为6×10kg,两端与长为1m的轻铜线相连静止于竖直平面内。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T,现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜棒发生摆动,已知最大偏转角为37°,

(1)在此过程中铜棒的重力势能增加了多少; (2)通电电流的大小为多大。

2

(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s)

14、如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:

(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径; (2)粒子在磁场中运动的时间。

15.如图所示,以MN为界的两匀强磁场,磁感应强度B1=2B2,方向垂直纸面向里。现有一质量为m、带电量为q的正粒子,从O点沿图示方向进入B1中。

(1)试画出粒子的运动轨迹; (2)求经过多长时间粒子重新回到O点?

M O N

16、如图所示,匀强磁场沿水平方向,垂直纸面向里,磁感强度B=1T,匀强电场方向水平向右,场强

E=103N/C。一带正电的微粒质量m=2×10-6kg,电量q=2×10-6C,在此空间恰好作直线运动,问:

(1)带电微粒运动速度的大小和方向怎样?

(2)若微粒运动到P点的时刻,突然将磁场撤去,那么经多少时间微粒到达Q点?(设PQ连线与电场方向平行)

17.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ,足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m,带电量为十q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?

18、如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其电场强度和磁感应强度分别为E和B,一个质量为m,带正电量为q的油滴,以水平速度v0从a点射入,经一段时间后运动到b,试求: (1)油滴刚进入场中a点时的加速度。

(2)若到达b点时,偏离入射方向的距离为d,此时速度大小为多大? 19.如图所示,在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间,有一个质量为m的带电微粒,系于长为L的细丝线的一端,细丝线另一端固定于O点。带电微粒以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动,此时细线与竖直方向成30°角,且细线中张力为零,电场强度为E,方向竖直向上。 (1)求微粒所带电荷的种类和电量;

(2)问空间的磁场方向和磁感强度B的大小多大?

(3)如突然撤去磁场,则带电粒子将作怎样的运动?线中的张力是多大? 20.在平面直角坐标系xOy中,第1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点与x轴正方向成θ=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UMN。 (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。

21、电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求:

匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电荷量为e) 22.在xoy平面内,x轴的上方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,x轴的下方有匀强电场,电场强度为E,方向与y轴的正方向相反。今有电量为-q 、质量为m的粒子(不计重力),从坐标原点沿y轴的正方向射出,射出以后,第三次到达x轴时,它与O点的距离为L,问: Y (1)粒子射出时的速度多大?

(2)粒子运动的总路程为多少?

答案

ACBABD、AC、AC、BC、BD、AB、AC

13、解(1)重力势能增加:Ep?mg?L1(1?cos37)?0.12J (2)摆动至最大偏角时v=0 有:?mgL1(1?cos37)?F安?L1?sin37?0 O F安?BI?L2 得I=4A

???X 14、(1)粒子垂直进入磁场,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得 qvB=mv2/R ∴R =mv/qB

(2)∵T = 2πm/qB 根据圆的对称性可知,粒子进入磁场时速度与x轴的夹角为45°角,穿出磁场时,与x轴的夹角仍为45°角,根据左手定则可知,粒子沿逆时针方向

3?m3旋转,则速度的偏向角为270°角,轨道的圆心角也为270°: ∴t =4T = 2qB

15、 17、由题意知qE=mg 场强转为竖直向下时,由动能定理, 121mv即2mgLsin??mv2 ① 222mgcos?当滑块刚离开斜面时有(Eq+mg)cosθ=Bqv即v? ② qB有(qE?mg)Lsin??m2gcos2?由①②解得L?22 qBsin?(2)(Eq+mg)sinθ=ma 得a=2gsinθ x=(1/2)at 得t= 18:带电油滴受重力、电场力、洛仑兹力作用,根据牛顿第二定律求合力,进而求出加速度;带电油滴由a点运动到b点的过程利用动能定理建立方程求解。 由牛顿第二定律可得:a2?qv0B?(mg?qE)

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