《磁场》测试题

O b《磁场》测试题一、选择题（共48分，每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。

）1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面顺时针转动C.a 端转向纸外，b 端转向纸里D.a 端转向纸里，b 端转向纸外2、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3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电B.A 、B 两点位于同一高度C.C 点时离子速度最大D.离子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A 、速度 B 、加速度 C 、洛伦兹力 D 、动能5、MN 板两侧都是磁感强度为B 的匀强磁场，方向如图，带电粒子（不计重力）从a 位置以垂直B 方向的速度V 开始运动，依次通过小孔b 、c 、d ，已知ab = bc = c d ，粒子从a 运动到d 的时间为t ，则粒子的荷质比为： A 、tB π B 、tB 34π C 、π2tB D 、tBπ36、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。

运动中经过b 点，oa=ob 。

若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为：A 、V 0B 、1C 、2V 0D 、20V7、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： A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abc de C 、粒子运动方向是edc baD 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A 时： A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的速度相同D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力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： A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qBm t 3π=D 、粒子的速度没有变化10、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E k ，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E k /,磁场力做功为W ，则下面各判断正确的是 A ．E K <E K ＇,W =0 B ．E K >E K ＇,W =0 C ．E K =E K ＇,W =0 D ．E K >E K ＇,W >011、如图，空间某一区域内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；如果这个区域只有电场，则粒子从B 点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D 点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A 到B 点、A 到C 点和A 到D 点所用的时间分别是t 1、t 2和t 3，比较t 1、t 2和t 3的大小，则有(粒子重力MNa bc dBBNOa x忽略不计) A.t 1=t 2=t 3B.t 2<t 1<t 3C.t 1=t 2<t 3D.t 1=t 3>t 2 12、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）．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 越大二、计算题（共62分）13、（10分）如图所示，倾角为θ、间距为L 的平行导轨上端连接电动势为E 的电源和阻值为R 的电阻，其它电阻不计。

在导轨上水平放置一根质量为m 、电阻不计的导体棒ab ，棒与斜面间动摩察因数μ<tan θ，欲使棒所受的摩擦力为零，且能使棒静止在斜面上，应加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值是多少？方向如何？14、(12分)如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，正、负电子同时从O 点以与MN 成300角的相同速度v 射入该磁场区域(电子质量为m ，电量为e)，经一段时间后从边界MN 射出。

求： (1)它们从磁场中射出时，出射点间的距离； (2)它们从磁场中射出的时间差。

15、（10分）如图所示，一带电的小球从P 点自由下落，P 点距场区边界MN 高为h ，边界MN 下方有方向竖直向下、电场场强为E 的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a 点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b 点穿出，已知ab=L ，求：（1）该匀强磁场的磁感强度B 的大小和方向；（2）小球从P 经a 至b 时，共需时间为多少？16．(14分)如图所示，在真空室内x轴正半轴,010M ⎛⎫⎪⎪⎝⎭点固定一负的点电荷，电量66.410Q C -=-⨯。

点电荷左侧的电场分布以y 轴为界限。

在x 轴负半轴远离原点某处有一粒子放射源不断沿x 轴正向放射出速度相同的带正电的粒子。

粒子质量273.010m kg -=⨯，电量193.210q C -=+⨯，速率63.210/v m s =⨯。

为使带电粒子进入y 轴右侧后作匀速圆周运动，最终打在位于x 正半轴点电荷右侧的荧光屏上（未画出），可在y 轴左侧加一个方向垂直纸面向外、圆心在x 轴上的圆形匀强磁场区域，其磁感应强度0.30B T =。

不计粒子重力，静电力常数922910/K N m C =⨯ 。

求：（1）所加圆形匀强磁场区域的圆心坐标。

（2）所加磁场的区域半径。

17. (16分)坐标原点O 处有一点状的放射源，它向xoy 平面内的x 轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小都是v 0，在0<y <d 的区域内分布有指向y 轴正方向的匀强电场，场强大小为qdmv E 2320=，其中q 与m 分别为α粒子的电量和质量；在d y d 2<<的区域内分布有垂直于xoy 平面的匀强磁场.ab 为一块很大的平面感光板，放置于d y 2=处，如图所示.观察发现此时恰．无粒子打到ab 板上.（不考虑a 粒子的重力） （1）求α粒子刚进人磁场时的动能； （2）求磁感应强度B 的大小；（3）将ab 板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab 板上被α粒子打中的区域的长度.高二物理《磁场》测试题答题卡二、计算题（共62分）13．（12分）14．（10分）15.（14分）16．（12分）17.（14分）《磁场》测试题参考答案1D 、2BD 、3BC 、4D 、5D 、6C 、7AC 、8BD 、9BC 、10B 、11C 、12AC 13、解:导体棒ab 中电流方向b →a. 大小为: RE I =.由于μ＜ tan θ, 则ab 不受安培力时,将下滑. Ab 静止,且不受摩擦力,磁感应强度B 要最小,作出受力分析图. 再根据左手定则判定磁感应强度B 的方向垂直于ab, 且垂直于斜面向上. 则:BIL=mgsin θ B=ELRmg ILmg θθsin sin =14．解析：(1)正、负电子在匀强磁场中圆周运动半径相同但绕行方向不同，分别作出正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示。

由2m v Bev R=得R=m v B e射出点距离 4sin PQ R θ= 所以2m v P Q B e=(2)由2r T vπ=得2m T B eπ=负电子在磁场中运动时间122526t T T πθπ-==正电子在磁场中运动时间22126t T T θπ==所以两个电子射出的时间差 1243m t t t B eπ∆=-=15、答案：gLgh E22 方向水平向外gh 2+ghL22π16．解析：（1）设粒子进入电场中做匀速圆周运动的轨道半径为r 22Q q m v k rr=()20.6k Q q r m m v ==由题意可知：要使粒子进入电场时作匀速圆周运动，须满足粒子必须在N 点进入电场（如图所示），且MN=r ，进入电场时速度方向垂直于MN由几何关系可得ON=0.3（m ）'10O O =磁场圆心坐标为010⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭（2）设粒子在磁场中的运动轨道半径为R 2m vBqv R =()0.1mv R m Bq==如图所示：由几何关系可得所加磁场区域的半径'tan 3030R R m=⨯=17. （1）根据动能定理：2022121mv mv Eqd t -=可得末动能2020222121mv mv Eqd mv t =+=（2）根据上题结果可知02v v t =，对于沿x 轴正方向射出的粒子进入磁场时与x 轴正方向夹角3πθ=，其在电场中沿x 方向的位移d m Eq d v t v x 3322001=⎪⎭⎫ ⎝⎛==，易知若此粒子不能打到ab 板上，则所有粒子均不能打到ab 板，因此此粒子轨迹必与ab 板相切，可得其圆周运动的半径d r 32=又根据洛伦兹力提供向心力rmv Bqv t t 2=可得qdmv qdmv B t 0323==（3）易知沿x 轴负方向射出的粒子若能打到ab 板上，则所有粒子均能打到板上。

其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab 板相切。

由图可知此时磁场宽度为原来的31，即当ab 板位于d y 34=的位置时，恰好所有粒子均能打到板上；ab 板上被打中区域的长度d d r x L 3233421+=+=。