高中物理磁场练习题

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高中物理【磁场】专题分类典型题(带解析)

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)( )。

高中物理选修磁场练习

第九章磁场第一节磁场磁感应强度1．下列关于磁感线的叙述中;错误的是A．磁感线是用来形象地描述磁场强弱和方向的一些假想曲线B．磁感线都是从磁体的N极出发;到磁体的S极终止C．磁感线上某点的切线方向跟该点的磁场方向相同D．直线电流磁场的磁感线;是一些以导线上各点为圆心的同心圆;且这些同心圆都在跟导线垂直的平面上2．两条长直导线互相平行;通以大小相等、方向相反的电流;在与两导线距离相等的空间各点的磁感应强度为A．都等于零B．不等于零;方向与导线平行C．不等于零;方向垂直于两导线所决定的平面D．不等于零;方向由一根导线指向另一根导线3．如图9－1所示;一束电子沿y轴正方向运动;则在z轴上P点的磁场方向是图9－1A．沿x轴正方向B．沿x轴负方向C．沿z轴正方向D．沿z轴负方向4．如图9－2所示;同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2;通有大小相等、方向相反的电流;a、b两点与两导线共面;a点在两导线的中间与两导线的距离均为r;b点在导线2右侧;与导线2的距离也为r..现测得a点磁感应强度的大小为B;则去掉导线1后;b点的磁感应强度大小为______;方向______..图9－25．如图9－3所示;在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线;abc是等边三角形的三个顶点;电流大小相等;a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B;则O处磁感应强度大小为______..图9－36．如图9－4所示;矩形线圈的面积为0.2m2;放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中;线圈的一边ab与磁感线垂直;线圈平面与磁场方向成30°角..求：图9－41穿过线圈的磁通量是多大2当线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中;穿过线圈的磁通量变化了多少第二节磁场对电流的作用1．如图9－5所示;条形磁铁放在水平桌面上;在其正中央的上方固定一根直导线;导线与磁铁垂直..给导线通以垂直纸面向外的电流;则图9－5A．磁铁对桌面的压力减小;不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小;受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大;不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大;受到桌面的摩擦力作用2．如图9－6所示;等腰三角形的通电闭合线框abc处在匀强磁场中;它受到磁场力的合力图9－6A．竖直向上B．方向垂直于ac斜向上C．方向垂直于bc向下D．为零3．如图9－7所示;在蹄形磁铁的上方;放置一个可自由运动的轻质通电线圈;线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直平面内;则通电线圈在安培力作用下运动的情况是______..图9－74．如图9－8所示;在与水平面夹角为的光滑斜面上放置一根长为L、质量为m的直导体棒;整个装置处在垂直于斜面向下的匀强磁场中..当导体棒内通有垂直于纸面向外的电流I 时;导体棒恰好静止在斜面上;则磁感应强度的大小B＝______..图9－85．如图9－9所示;两根垂直纸面固定放置的直导线a和b;通有同向等值电流I;现将另一根通电直导线c与a、b等距沿纸面放置;则导线c受安培力作用的情况是______..图9－96．如图9－10所示;两根完全相同的弹簧下面悬挂一根质量为m;长为L的通电金属棒;弹簧伸长量为某一值;再加上一垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场;弹簧伸长量减少为原来的一半;则金属棒中电流的大小为______；若保持电流大小方向不变;改加一竖直向下的匀强磁场;弹簧偏离竖直方向37°角;这时磁感应强度B2＝______;此时每根弹簧弹力为______..图9－107．如图9－11所示;两根相距l＝0.25m平行放置的导电轨道;倾角＝30°;B＝0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上..今在导轨上放一重为2N;电阻不计的金属杆ab;其最大静摩擦力为金属棒对导轨压力的3倍;电源电动势E＝12V;不计电源内阻;则能使金属棒静止在斜面上的电阻R的取值范围是什么图9－11第三节粒子在磁场中的运动1．图9－12是电子射线管示意图..接通电源后;电子射线由阴极沿x轴正方向射出;在荧光屏上会看到一条亮线..要使荧光屏上的亮线向下z轴负方向偏转;在下列措施中可采用的是图9－12A．加一磁场;磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场;磁场方向沿y轴正方向C．加一电场;电场方向沿z轴负方向D．加一电场;电场方向沿y轴正方向2．如图9－13所示;在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场;磁场方向垂直于圆面向里..一个带电粒子从磁场边界的A点以指向圆心O的方向进入磁场区域内;粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点;但在粒子经过D点时;恰好与一个原来静止在该点的不带电的粒子碰撞后结合在一起形成新粒子;关于这个新粒子的运动情况;以下判断正确的是图9－13A．新粒子的运动半径将减小;可能到达F点B．新粒子的运动半径将增大;可能到达E点C.新粒子的运动半径将不变;仍然到达C点D．新粒子在磁场中的运动时间将变长3．如图9－14所示;在x轴上方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120°角;若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a;则该粒子的比荷和所带电荷的正负是图9－14A ．aBv 23;正电荷 B ．aB v 2;正电荷 C ．aB v 23;负电荷 D ．aB v 2;负电荷 4．如图9－15所示;在虚线所围的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场;从边缘A 点处有一束速率各不相同的质子沿半径方向射入磁场区域;这些质子在磁场中运动的过程中;下面的说法中正确的是图9－15A ．运动时间越长的;其轨迹也越长B ．运动时间越长的;其轨迹所对的圆心角也越大C ．运动时间越长的;射出磁场时的速率也越大D ．运动时间越长的;射出磁场时速度方向偏转也越大5．一同学家中电视机画面的幅度偏小即“场缩”现象;维修店的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障;显像管及偏转线圈L 如图9－16所示..引起故障的原因可能是图9－16A ．电子枪发射的电子数减少B ．加速电场的电压偏低;电子速率减小C ．偏转线圈间短路;线圈匝数减少D ．偏转线圈的电流过小;偏转磁场减弱6．如图9－17所示;虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场;磁感应强度为B ..一束电子流沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场;电子束经过磁场区后;其运动方向与原方向成角..设电子质量为m ;电荷量为e ;不计电子之间的相互作用及所受的重力;求：1电子在磁场中运动轨迹半径R 的大小；2带电粒子在磁场中运动的时间t ；3磁场区域圆半径r 的大小..图9－17*7．放射源P 放出质量是m ;电荷量是q 的正粒子..粒子的初速度大小为v ;方向在xOy 平面内;匀强磁场垂直纸面向里;磁感应强度为B ;若将放射源置于x 、y 坐标系的原点;如图9－18所示..图9－181试画出粒子所能达到的区域；2若在Bqmv x =处放置一档板MN ;则挡板上多大范围内有粒子到达； 3若磁场限制在x ＞0区域;则上述挡板上多大范围内有粒子到达..第四节带电质点在电场、磁场中的运动1．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具..如图9－19所示为质谱仪的原理示意图..现利用这种质谱议对氢元素进行测量..氢元素的各种同位素从容器A 下方的小孔S ;无初速度飘入电势差为U 的加速电场..加速后垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中..氢的三种同位素最后打在照相底片D 上;形成a 、b 、c 三条”质谱线”..关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序;和a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序;下列判断正确的是图9－19A ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕2．空间存在一匀强磁场B;其方向垂直纸面向里;还有一点电荷＋Q的电场;如图9－20所示;一带电粒子－q以初速度v0从某处垂直于电场、磁场入射;初位置到点电荷距离为r;不计带电粒子受到的重力;则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能为图9－20A．以点电荷＋Q为圆心;以r为半径;在纸平面内的圆周B．初阶段在纸面内向右偏的曲线C．初阶段在纸面内向左偏的曲线D．沿初速度v0方向的直线3．如图9－21所示;a、b是一对平行金属板;板间存在着方向竖直向下的匀强电场及方向垂直纸面向里的匀强磁场..一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向射入场区..若撤去磁场..电场保持不变;则带电粒子进入场区后将向上偏转;并恰好从a板的右边边缘处飞出；若撤去电场;磁场保持不变;则带电粒子进入场区后将向下偏转;并恰好从b板的右边边缘处飞出..现电场和磁场同时存在;下面的判断中哪个正确图9－21A．带电粒子将做匀速直线运动B．带电粒子将偏向a板一方做曲线运动C．带电粒子将偏向b板一方做曲线运动D．无法确定带电粒子做哪种运动4．地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场;且磁场方向垂直纸面向里电场未画出..一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动;如图9－22所示;由此可以判断图9－22A．如果油滴带负电;则它是从M点运动N点B．如果油滴带负电;则它是从N点运动到M点C．如果水平电场方向向左;则油滴是从M点运动到N点D．如果水平电场方向向右;则油滴是从M点运动到N点5．如图9－23所示;在场强为E方向水平向左的匀强电场和磁感强度为B垂直纸面向里的匀强磁场区域内;固定着一根足够长的粗糙绝缘杆;杆上套着一个质量为m;带有电荷量－q 的小球..小球由静止开始沿杆下滑;则下列说法正确的是图9－23A．小球的加速度不断减小;直至为零B．小球的加速度先增加后减小;最终为零C．小球的速度得先增大后减小;最终为零D．小球的动能不断增大;直至某一最大值6．如图9－24所示;水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对..极板长度为l;板间距为d;板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场..假设电场、磁场只存在于两板间..一质量为m、电荷量为q的粒子;以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射极板间;恰好做匀速直线运动..不计粒子的重力及空气阻力..图9－241求匀强磁场磁感应强度B的大小；2若撤去磁场;粒子能从极板间射出;求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离；3若撤去磁场;并使电场强度变为原来的2倍;粒子将打在下极板上;求粒子到达下极板时动能的大小..7．如图9－25所示;一块铜块;左、右两面接入电路中;有电流I自左向右流过铜块;当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块;从后表面垂直穿出时;在铜块上、下两面之间产生电势差;若铜块前、后两面间距为d;上、下两面间距为l..铜块单位体积内的自由电子数为n;电子电荷量为e;求铜板上、下两面之间的电势差U为多少并说明哪个面的电势高..图9－25*8．在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场;电场与磁场的方向相同;已知电场强度E＝40.0V/m;磁感应强度B＝0.30T..如图9－26所示;在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系;其中z轴竖直向上..质量m＝1.0×10－4kg、带负电的质点以速度v0＝100m/s沿＋x方向做匀速直线运动;速度方向与电场、磁场垂直;取g＝10m/s2..图9－261求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比；2求带电质点的电荷量；3若在质点通过O点时撤去磁场;求经过时间t＝0.20s带电质点的位置坐标..磁场单元练习一、选择题1．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线在同一平面内;电流方向如图9－27所示;ab 边与直导线平行..关于直线电流的磁场对线框的作用;下列叙述正确的是图9－27A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受安培力大小相同C．线框所受安培力的合力朝左D．cd边所受安培力对ab边的力矩不为零2．处于同一平面内的两根平行长直导线中通有方向相反、大小不同的电流;这两根导线把它们所在平面分成a、b、c三个区域;如图9－28所示..则磁感强度为零的区域图9－28A．可能出现在b区B．可能同时出现在a、c区C．可能出现在a区D．可能出现在c区3．如图9－29中;一根重力不可忽略的金属棒AC..用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中..电流由A至C;此时悬线张力不为零;欲使悬线张力为零必须图9－29A．改变电流方向;并适当增加电流强度B．不改变电流方向;适当增加电流强度C．改变磁场方向;并适当增强磁感强度D．不改变磁场方向;适当减小磁感强度4．如图9－30所示;通电螺线管旁边有一个通电矩形线圈;当线圈中通有图中所示方向的电流时;线圈的运动情况是图9－30A．ad边向里;bc边向外;并远离螺线管B．ad边向外;bc边向里;并远离螺线管C．ad边向里;bc边向外;并靠近螺线管D．ad边向外;bc边向里;并靠近螺线管5．如图9－31所示;在威尔逊云雾室中;有垂直纸面向里的匀强磁场..图中曲线ab;是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹..由于它在行进中使周围气体电离;其能量越来越小;由此可知图9－31A．粒子带正电;由b向a运动B．粒子带正电;由a向b运动C．粒子带负电;由b向a运动D．粒子带负电;由a向b运动6．在M、N两条长直导线所在的平面内;一带电粒子的运动轨迹如图9－32所示..已知两条导线M、N只有一条导线中通有恒定电流;另一条导线中无电流;关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动情况;可能的是图9－32A．M中通有自下而上的恒定电流;带负电的粒子从a点向b点运动B．M中通有自下而上的恒定电流;带正电的粒子从b点向a点运动C．N中通有自下而上的恒定电流;带负电的粒子从b点向a点运动D．N中通有自下而上的恒定电流;带正电的粒子从a点向b点运动7．在图9－33中虚线所围的区域内..存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场..已知从左方水平射入的电子;穿过该区域时未发生偏转..设重力可忽略不计;则在这区域中的E和B的方向可能是图9－33A．E和B都沿水平方向;并与电子运动的方向相同B．E和B都沿水平方向;并与电子运动的方向相反C．E竖直向上;B垂直纸面向外D．E竖直向上;B垂直纸面向里8．一带电粒子以速度v射入某一空间;下列说法正确的是A．若空间只有电场;粒子动能、动量必变化B．若空间只有电场;粒子动能可能不变C．若空间只有磁场;粒子动能、动量必变化D．若空间只有磁场;粒子动能必不变9．如图9－34所示;氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器;结果氘核沿直线运动;则图9－34A．偏向正极板的是氕核B．偏向正极板的是氚核C．射出时动能最大的是氕核D．射出时动能最大的是氚核10．如图9－35所示;空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场;电场和磁场相互垂直..在电磁场区域中;有一个竖直放置的光滑绝缘圆环;环上套有一个带正电的小球..O点为圆环的圆心;a、b、c为圆环上的三个点;a点为最高点;c点为最低点;Ob沿水平方向..已知小球所受电场力与重力大小相等..现将小球从环的顶端a点由静止释放..下列判断正确的是图9－35A．当小球运动的弧长为圆周长的1/4时;洛仑兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的1/2时;洛仑兹力最大C．小球从a点到b点;重力势能减小;电势能增大D．小球从b点运动到c点;电势能增大;动能先增大后减小二、填空题11．在赤道上;地球磁场在地球表面的磁感应强度大小是0.5×10－4T;则沿东西方向长为20m;通有由西向东30A电流的水平导线;受地磁场作用力的大小为______N;方向为______..12．如图9－36所示;在正方形空腔内有匀强磁场;一束电子以不同速率从a孔垂直于磁场方向平行于ab边射入;其中从c孔和从d孔射出的电子的速率之比v c∶v d＝______;在磁场中运动的时间之比t c∶t d＝______..图9－3613．如图9－37所示;质量为m、电荷量为q的粒子不计重力以速度v垂直于磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中;磁场区域的宽度为d;则粒子要穿过磁场区域;其速度大小应满足的条件是______..图9－37三、论述、计算题14．如图9－38所示;两平行光滑金属导轨宽10cm;与电源连通;导轨平面与水平面成30°角;导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN..当导体棒上通过10A的电流时;为使其能静止在轨道上;需在金属棒所在空间加一匀强磁场;若要磁场的磁感强度最小;所加磁场方向如何磁感强度多大图9－3815．如图9－39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：图9－391该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；2粒子在磁场中运动的时间..16．如图9－40甲所示;质量和电荷量均相同的带正电的粒子连续从小孔O1进入电压U0＝50V的加速电场区初速度可忽略不计;加速后由小孔O2沿竖直放置的平行金属板ab中心线射入金属板间的匀强电场区;然后再进入平行金属板a、b下面的匀强磁场区;最后打到感光片上..已知平行金属板a、b间的距离d＝0.15m;两板间的电压U随时间t变化的随时间变化的U－t图线如图乙所示;且a板电势高于b板电势..磁场的上边界MN与金属板ab下端相平;且与O1、O2连线垂直;交点为O;磁场沿水平方向;且与a、b板间的电场方向垂直;磁感应强度B＝1.0×10－2T..带电粒子在匀强磁场区运动;最后打在沿MN水平放置的感光片上;打在感光片上形成一条亮线P1P2;P1到O点的距离x1＝0.15m;P2到O点的距离x2＝0.20m..电场区可认为只存在于金属板间;带电粒子通过电场区的时间极短;可以认为粒子在这一运动过程中平行金属板a、b间的电压不变;不计粒子受到的重力和粒子间的相互作用力..图9－401已知t＝0时刻进入平行金属板a、b间的带电粒子打在感光片上的P2点;求带电粒子的比荷q/m；保留两位有效数字2对任何时刻射入平行金属板a、b间的带电粒子;证明其射入磁场时的入射点和打到感光片上的位置之间的距离 x为定值；3设打到P1点的带电粒子在磁场中运动的时间为t1;打到P2点的带电粒子在磁场中运动的时间为t2;则两时间之差 t＝t1－t2为多大保留两位有效数字参考答案第九章磁场第一节磁场磁感应强度1．B 2．C 3．B 4．B /2;垂直两导线所在平面向外 5．2B 6．10.01Wb ；20.02Wb 或0.01Wb第二节磁场对电流的作用1．A 2．D 3．ab 边向纸里、cd 边向纸外旋转 4．ILmg θsin 5．在ab 连线上面的半部分导线受垂直纸面向外的安培力;下面的半部分导线受垂直纸面向里的安培力6．85,5.1,211mg B L B mg ; 7．R ≥0.6 第三节带电粒子在磁场中的运动1．B 2．CD 3．C 4．BD 5．D 6．1eB mv ；2eB m θ；32tan θeB mv *7．1见答图9－1；2Bq mv )31(+；3Bqmv 2 第四节带电质点在电场和磁场中的运动1．D 2．ABC 3．CD 4．BC 5．BD 6．10v E ；22022mv qEl ；3qEd mv +2021 7．nedIB ;下表面电势高 *8．14∶3；22.0×105C ；320cm ;9.6cm ;－7.2cm 磁场单元练习1．BC 2．CD 3．B 4．C 5．D 6.CD 7．ABC 8．BD 9．AD 10．D 11．3×10－2;向上 12．2∶1;1∶2 13．mqBd v > 14．垂直斜面斜向右下方;B ＝1T 15．1 qBmv R =；2qB m T t 2π343== 16．1C/kg 100.18⨯=m q ；2证明略；3 t ＝1.0×10－6s。

高中物理：磁场测试题(含答案)

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。

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。

人教版高中物理选修2-1 第二章磁场练习【含答案】

高中物理选修2-1第二章磁场一、单选题1.通电直导线所受安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系，下列图示正确的是（）A. B. C. D.2.磁场中任一点的磁场方向规定为小磁针在磁场中（）A. 受磁场力的方向B. 北极受磁场力的方向C. 南极受磁场力的方向D. 受磁场力作用转动的方向3.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（）A. 水平向左B. 水平向右C. 竖直向下D. 竖直向上4.10 .用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有( )A. 两导线环相互吸引B. 两导线环相互排斥C. 两导线环无相互作用力D. 两导线环先吸引后排斥5.一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线射入（若不计重力影响），粒子将在管中（）A. 做圆周运动B. 沿轴线来回运动C. 做匀加速直线运动D. 做匀速直线运动6.关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是（）A. 磁场看不见、摸不到，但在磁体周围确实存在着磁场；而磁感线是一种假想曲线，是不存在的B. 磁场对放入其中的磁体产生力的作用，当其中没放入磁体时，则无力的作用，也就不存在磁场C. 在磁场中画出磁感线处存在磁场，在磁感线间的空白处不存在磁场D. 磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到南极，所以磁体内部不存在磁场，也画不出来7.如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（）A. 小磁针保持不动B. 小磁针的N极将向下转动C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动8.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代，其中电动机依据的原理是（）A. 磁场对电流的作用B. 磁铁间的相互作用C. 惯性定律D. 万有引力定律9.在物理学史上，发现电流周围存在磁场的著名科学家是A. 奥斯特B. 伽利略C. 焦耳D. 库仑二、多选题10.图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（）A. B. C. D.11.在赤道处沿东西方向水平放置一根长直导线，导线正下方放一小磁针，下列现象可能发生的是（）A. 长直导线通电时，小磁针仍然静止B. 长直导线通电时，小磁针逆时针转动90°C. 长直导线通电时，小磁针顺时针转动90°D. 长直导线通电时，小磁针静止，将长直导线在水平面内稍作转动，小磁针转动近180°12.（多选）如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）A. 向右飞行的正离子B. 向左飞行的正离子C. 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子13.如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t=0时刻起，棒上有如图2的变化电流I、周期为T，电流值为I m，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒（）A. 位移随时间周期性变化B. 速度随时间周期性变化C. 受到的安培力随时间周期性变化D. 受到的安培力在一个周期内做正功14.图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是（）A. 若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B. 若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C. 若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D. 若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动15.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，采取了下列四种办法，其中正确的是（）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°三、填空题16.通电螺线管的极性跟螺线管中的________方向有关，它们之间的关系可以用________定则来判定．内容是：用________手握住螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则________所指的那端就是螺线管的N极．17.________是世界上最早研究磁现象的国家．并制成了指向仪器________，它是用天然磁石磨制成的________，静止时其________指向南方．指南针是我国________之一，其最早记载于北宋学者________的《梦溪笔谈》．18.一个磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针沿顺时针转动，则磁场方向________。

高中物理磁场练习题(含解析)

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（）
高中物理磁场练习题
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（）
16．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路如图，电流为I，方向向左，长方体霍尔元件长宽高分别为、、，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是___________。（选填“M板”或“N板”）
（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的值，如下表
14．如图所示，面积为10m2的正方形导线框处于磁感应强度为的匀强磁场中。在线框平面以ad边为轴转过180°的过程中，线圈中________感应电流产生（选填“有”或“无”），整个过程中，磁通量变化量为________Wb。
四、实验题
15．奥斯特研究电和磁的关系的实验中，通电导线附近的小磁针发生偏转的原因是______ 实验时为使小磁针发生明显偏转，通电前导线应放置在其上方，并与小磁针保持______ 选填“垂直”、“平行”、“任意角度” ．元电荷的电量是______C．

高中物理人教版必修三第十三章磁场磁感线作业(含答案)

13.1 磁场磁感线Ⅰ. 基础达标1．关于磁场，下列说法正确的是（）A．磁场是一种为研究物理问题而假想的物质B．所有磁场都是电流产生的C．磁场只有强弱没有方向D．地球是一个磁体【答案】D【详解】A．磁场看不见，摸不着，但却真实存在，故A错误；B．磁体也能产生磁场，故B错误；C．磁场不仅有强弱，而且也有方向，故C错误；D．地球周围存在地磁场，故地球是一个磁体，故D正确。

故选D。

2．（多选）关于磁感线，下列说法中正确的是（）A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱B．磁感线是磁场中实际存在的线C．两条磁感线不可能相交D．磁感线总是不闭合的【答案】AC【详解】A．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故A正确；B．磁感线是磁场中不存在的线，是假设出来描述磁场的，故B错误；C．如果两条磁感线相交，那么交点的磁场就有两个方向，不符合实际，所以两条磁感线不可能相交，故C正确；D．磁感线总是闭合的，故D错误。

故选AC。

3．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A．a处磁场比b处磁场强B．b处磁场和a处磁场强度一样C．小磁针N极在a处受力比b处受力大D．小磁针N极在a处受力比b处受力小【答案】D【详解】AB．根据磁感线越密的地方，磁感应强度越大，所以a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度，故A B错误；CD．小磁针在磁感应强度大的地方受到的力大，所以小磁针N极在a处受力比b处受力小，故C 错误，D正确。

故选D。

4．关于电场线和磁感线，下列说法正确的是（）A．运动的带电粒子在电场、磁场中的受力方向均和场线在一直线上B．带电粒子顺着电场线的方向运动，其电势能一定减小C．带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中，其速度大小不会改变D．电场线和磁感线均不相交且均为不封闭曲线【答案】C【详解】A．运动的带电粒子在电场中的受力方向和电场线的切线方向一致，运动的带电粒子在磁场中的受力方向和磁感线的方向垂直，Ａ错误；B．带电粒子顺着电场线的方向运动，电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加，Ｂ错误；C．带电粒子垂直于磁感线的方向射入匀强磁场中，其速度大小不会改变，Ｃ正确；D．电场线为不封闭的曲线，磁感线为封闭曲线，Ｄ错误。

高中物理：磁场练习及答案(解析版)

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：磁场练习含答案

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 0BB ．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 AD．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.。

高二物理-磁场专题训练及答案(全套)

高中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出发,到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，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，则该点的磁感强度一定为零B．磁场中某点的磁感强度，根据公式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，磁感强度一定为零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，其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流, ［]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极附近：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。

高中物理磁场经典习题(题型分类)含答案

高中物理磁场经典习题(题型分类)含答案题组一1.在xOy平面内，y≥0的区域有垂直于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°角方向以速度v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。

盒子中存有沿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，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。

粒子仍恰好从e孔射出。

不考虑带电粒子的重力和粒子之间的相互作用。

1）所加的磁场的方向是什么？2）电场强度E与磁感应强度B的比值是多少？题组二4.如图所示的坐标平面内，在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B1 = 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B2.某时刻一质量为m=2.0×10^-8 kg、电量为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=2.0×10^3 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，B2应满足的条件。

5.图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为B，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。

图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG（EF边与金属板垂直），在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。

假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域。

高中物理电磁学磁场典型例题

(每日一练)高中物理电磁学磁场典型例题单选题1、关于磁感线的描述，下列哪些是正确的（）A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的南极C．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆答案：C解析：A．磁感线在磁铁的外部，由N到S，在内部，由S到N，形成闭合曲线，故A错误；B．螺线管内部磁感线由S极指向N极，小磁针N极所指的方向即为磁场的方向，故小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的N极即北极，故B错误；C．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线切线的方向表示磁场的方向，故C正确；D．通电直导线的磁场距离通电直导线越远则磁场越弱，故以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆越往外越稀疏，不是等间距，故D错误。

故选C。

2、如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。

已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（）A．粒子a带负电，粒子b、c带正电B．粒子c在磁场中运动的时间最长C．粒子a在磁场中运动的周期最小D．射入磁场时粒子a的速率最小答案：B解析：A．根据左手定则可知α粒子带正电，b、c粒子带负电，故A错误；BC．根据Bvq=m4π2r T2T=2πr v可知T=2πm Bq即各粒子的周期一样，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故B正确，C 错误；D．由洛伦兹力提供向心力Bvq=mv2 r可知v=Bqr m可知b的速率最大，c的速率最小，故D错误。

故选B。

3、如图所示，边长为L的正六边形abcd e f区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A．可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出B．从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为πm6qBC．垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为(2√3−3)qBLmD．要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为√3qBL2m答案：C解析：A．若粒子从ab边中点处垂直ab边射出，则圆心一定在在ab边上，设与ab边交点为g，则圆心在Og的中垂线上，而中垂线与ab边平行，不可能相交，故A错误；B．同理做aO垂线出射速度垂线交于f点，即f为圆心，则对于圆心角为60°，所以粒子在磁场中的运动时间为t=1 6 T且T=2πm qB解得t=πm 3qB故B错误；C．垂直cf向上发射的粒子刚好与能离开磁场时，轨迹与边af相切，则由几何关系得L=r+r sin60°由qvB=mv 2r得r=mv qB联立解得v=(2√3−3)qBLm故C正确；D．因为O点距六边形的最近距离为d=Lcos30°=√3 2L即此时对应刚好离开磁场的最小直径，所以最小半径为r=d 2又r=mv qB所以最小速度为v min=√3qBL 4m故D错误。

高中物理竞赛磁场试题及答案

高中物理竞赛磁场试题及答案一、选择题（每题3分，共15分）1. 一个带正电的粒子以速度v进入一个垂直于速度方向的均匀磁场中，该粒子将：A. 做匀速直线运动B. 做匀速圆周运动C. 做螺旋运动D. 静止不动2. 地球的磁场是由：A. 地球内部的电流产生的B. 太阳风影响产生的C. 地球表面的岩石产生的D. 地球大气层中的电荷分布产生的3. 根据洛伦兹力公式 \( F = q(v \times B) \)，当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力的大小为：A. 0B. \( qvB \)C. \( qB \)D. \( vB \)4. 一个带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径 \( r \) 与磁场强度 \( B \) 和粒子速度 \( v \) 的关系是：A. \( r \propto \frac{1}{Bv} \)B. \( r \propto \frac{1}{B^2v} \)C. \( r \propto \frac{1}{v} \)D. \( r \propto Bv \)5. 以下哪个选项不是磁感应强度的单位？A. 特斯拉（T）B. 韦伯（Wb）C. 高斯（G）D. 奥斯特（Oe）二、填空题（每空2分，共10分）6. 一个带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为 \( F = ______ \)。

7. 磁通量 \( \Phi \) 定义为穿过某一闭合表面的磁感应线的总数量，其单位是 ______ 。

8. 当线圈中的电流发生变化时，线圈周围的磁场也会发生变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈中将产生 ______ 。

9. 磁感应强度 \( B \) 的方向定义为 ______ 。

10. 磁铁的南极和北极分别用字母 ______ 和 ______ 表示。

三、计算题（每题10分，共20分）11. 一个带正电的粒子，电荷量 \( q = 1.6 \times 10^{-19} \) C，以速度 \( v = 3 \times 10^7 \) m/s 进入一个磁场强度 \( B =0.5 \) T 的均匀磁场中，求该粒子在磁场中的运动轨迹半径。

高中物理磁场练习题

高中物理磁场经典计算题训练(一1.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=1013(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 cdAC(a(b4.如图所示,真空中有一半径为R的圆形磁场区域,圆心为O,磁场的方向垂直纸面向内,磁感强度为B,距离O为2R处有一光屏MN,MN垂直于纸面放置,AO过半径垂直于屏,延长线交于C.一个带负电粒子以初速度v 0沿AC方向进入圆形磁场区域,最后打在屏上D点,DC相距23R,不计粒子的重力.若该粒子仍以初速v 0从A点进入圆形磁场区域,但方向与AC成600角向右上方,粒子最后打在屏上E点,求粒子从A到E所用时间.5.如图所示,3条足够长的平行虚线a、b、c,ab间和bc间相距分别为2L和L,ab 间和bc间都有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B和2B。

高中物理：磁场练习附答案

高中物理：磁场练习附答案1、(双选)下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无2、如图所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1＝3 T,B2＝4 T,A点的磁感应强度大小为()A．7 T B．1 TC．5 T D．大于3 T小于4 T3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A．通过abcd平面的磁通量大小为L2BB．通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱的磁通量为零4、(双选)如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是()A.导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力为零5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向垂直纸面向外,当偏转线圈中的电流方向如图所示时,电子束应()A．向左偏转B．向上偏转C．向下偏转D．不偏转6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量7、在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N,其方向竖直向上.现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为()A．零B．10 T,方向竖直向上C．0.1 T,方向竖直向下D．10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向8、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是()A ．一直变大B ．一直变小C ．先变大后变小D ．先变小后变大9、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.在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A ．B ＝mg sin αIL ,方向垂直斜面向上B ．B ＝mg sin αIL ,方向垂直斜面向下C ．B ＝mg cos αIL ,方向垂直斜面向下D ．B ＝mg cos αIL ,方向垂直斜面向上10、如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形滑道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直,一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 滑下到最右端,则下列说法中正确的是( )A ．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B ．滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C ．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D ．滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等11、如图所示,有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径r 相同,则它们一定具有相同的( )A．速度B．质量C．电荷量D．动能12、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知：CD段导线长度：4×10－2 m天平平衡时钩码重力：4×10－5 N通过导线的电流：0.5 A13、长L＝60 cm、质量m＝6.0×10－2kg、粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感应强度B＝0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力(g取10 m/s2),问：(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何？(2)若在金属棒中通入自左向右、大小为I＝0.2 A的电流,金属棒下降x1＝1 cm；若通入金属棒中的电流仍为0.2 A,但方向相反,这时金属棒下降了多少？14、如图所示,质量为m＝1 kg、电荷量为q＝5×10－2 C的带正电的小滑块,从半径为R＝0.4 m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E＝100 V/m,水平向右；B＝1 T,方向垂直纸面向里.求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g取10 m/s2)答案1、(双选)下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无AC[磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用.]2、如图所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1＝3 T,B2＝4 T,A点的磁感应强度大小为()A．7 T B．1 TC．5 T D．大于3 T小于4 TC[磁感应强度B是矢量,所以其合成适用平行四边形定则,B＝B21＋B22＝32＋42T＝5 T.] 3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A．通过abcd平面的磁通量大小为L2 BB．通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱的磁通量为零BCD[abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝22L2,所以Φ＝BS⊥＝22L2B,A错误；dcfe平面与B垂直,S＝22L2,所以Φ＝22L2B,B正确；abfe平面与B平行,S⊥＝0,Φ＝0,C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等,抵消为零,所以Φ＝0,D正确.]4、(双选)如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是()A.导线a所受合力方向水平向右B．导线c所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力为零BD[由安培定则确定电流磁场方向,再由磁场的叠加判定a、b、c处合磁场方向,由左手定则可得出导线a受合力方向向左,导线c受合力方向向右,导线b受安培力合力为零,故选B、D.] 5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向垂直纸面向外,当偏转线圈中的电流方向如图所示时,电子束应()A．向左偏转B．向上偏转C．向下偏转D．不偏转C[由安培定则可以判断出两个线圈的左端是N极,磁感线分布如图所示,再由左手定则判断出电子束应向下偏转,C正确.]6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量AD[离子从加速器的中间位置进入加速器,最后由加速器边缘飞出,所以A对,B错.加速器中所加的磁场是使离子做匀速圆周运动,所加的电场由交流电提供,它用以加速离子.交流电的周期与离子做圆周运动的周期相同.故C错,D对.]7、在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N,其方向竖直向上.现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为()A．零B．10 T,方向竖直向上C．0.1 T,方向竖直向下D．10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向D[导体受到的是最大磁场力F＝1.0 N,可判知导体与磁场方向垂直,由B＝FIL解得B＝10 T.由于磁场力的方向是竖直向上的,故可判定磁场的方向一定不会竖直向上,因为二者是互相垂直的关系,方向可有多种情况.撤走导线后,P处的磁感应强度不变,仍为10 T.故正确答案为D.] 8、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是()A ．一直变大B ．一直变小C ．先变大后变小D ．先变小后变大C [由题图可知,线圈由A 经过B 到C 的过程中,线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小,通过线圈的磁通量为Φ＝BS,可见通过线圈的磁通量先变大后变小.]9、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.在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A ．B ＝mg sin αIL ,方向垂直斜面向上B ．B ＝mg sin αIL ,方向垂直斜面向下C ．B ＝mg cos αIL ,方向垂直斜面向下D ．B ＝mg cos αIL ,方向垂直斜面向上A [由左手定则可知,要使棒受力平衡,磁场方向应为垂直斜面向上.对棒由平衡条件可得mgsin α＝BIL,解得B ＝mg sin αIL ,A 正确.]10、如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形滑道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直,一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 滑下到最右端,则下列说法中正确的是( )A ．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B ．滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C ．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D ．滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等D[由于洛伦兹力不做功,故与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的速度不变,A错误；由a＝v2R,与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的加速度不变,B错误；由左手定则可知,滑块经最低点时受的洛伦兹力向下,而滑块所受的向心力不变,故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大,C错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直,滑块经过任意一点时的速度与磁场不存在时相等,D正确.]11、如图所示,有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径r相同,则它们一定具有相同的()A．速度B．质量C．电荷量D．动能A[离子束在区域Ⅰ中不偏转,一定是qE＝q v B,v＝EB,A正确.进入区域Ⅱ后,做匀速圆周运动的半径相同,由r＝m vqB知,因v、B相同,只能是比荷相同,故B、C、D错误.]12、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知：CD段导线长度：4×10－2 m天平平衡时钩码重力：4×10－5 N通过导线的电流：0.5 A[解析]由题意知,I＝0.5 A,G＝4×10－5 N,L＝4×10－2 m.电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F＝G.由磁感应强度的定义式B＝FIL得：B＝FIL＝4×10－50.5×4×10－2T＝2.0×10－3 T.所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10－3 T.[答案] 2.0×10－3 T13、长L＝60 cm、质量m＝6.0×10－2kg、粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感应强度B＝0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力(g取10 m/s2),问：(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何？(2)若在金属棒中通入自左向右、大小为I＝0.2 A的电流,金属棒下降x1＝1 cm；若通入金属棒中的电流仍为0.2 A,但方向相反,这时金属棒下降了多少？[解析](1)要使弹簧不伸长,则重力应与安培力平衡,所以安培力应向上,据左手定则可知电流方向应向右,因mg＝BLI,所以I＝mgBL＝2.5 A.(2)因在金属棒中通入自左向右、大小为I＝0.2 A的电流,金属棒下降x1＝1 cm,由平衡条件得mg＝BLI＋2kx1.当电流反向时,由平衡条件得mg＝－BLI＋2kx2.解得x2＝1.17 cm.[答案](1)2.5 A向右(2)1.17 cm14、如图所示,质量为m＝1 kg、电荷量为q＝5×10－2 C的带正电的小滑块,从半径为R＝0.4 m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E＝100 V/m,水平向右；B＝1 T,方向垂直纸面向里.求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g取10 m/s2)[解析]以滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下；电场力qE,水平向右；洛伦兹力F洛＝q v B,方向始终垂直于速度方向. (1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功,由动能定理得mgR－qER＝12m v2C得v C＝2（mg－qE）Rm＝2 m/s,方向水平向左.(2)在C点,滑块受到四个力作用,如图所示,由牛顿第二定律与圆周运动知识得F N－mg－q v C B＝m v2C R得F N＝mg＋q v C B＋m v2CR＝20.1 N由牛顿第三定律知：滑块在C点处对轨道的压力F N′＝F N＝20.1 N,方向竖直向下. [答案](1)2 m/s方向水平向左(2)20.1 N方向竖直向下。

物理磁学试题及答案高中

物理磁学试题及答案高中一、选择题（每题3分，共30分）1. 磁铁的N极和S极分别代表什么？A. 南极和北极B. 正极和负极C. 冷极和热极D. 无特殊含义答案：A2. 磁感线的方向是如何确定的？A. 从N极指向S极B. 从S极指向N极C. 任意方向D. 由磁场强度决定答案：A3. 奥斯特实验证明了什么？A. 电流的磁效应B. 磁场的电效应C. 电流的热效应D. 电流的光效应答案：A4. 法拉第电磁感应定律表明什么？A. 磁场强度与电流成正比B. 感应电动势与磁通量变化率成正比C. 电流与电阻成正比D. 电压与电流成正比答案：B5. 什么是洛伦兹力？A. 电荷在磁场中受到的力B. 电流在磁场中受到的力C. 电荷在电场中受到的力D. 电流在电场中受到的力答案：A6. 磁通量的变化率与感应电动势的关系是什么？A. 没有关系B. 正比关系C. 反比关系D. 无关关系答案：B7. 磁铁的磁化过程是什么？A. 磁铁失去磁性的过程B. 磁铁获得磁性的过程C. 磁铁磁性增强的过程D. 磁铁磁性减弱的过程答案：B8. 什么是磁共振？A. 原子核在磁场中的共振现象B. 电流在磁场中的共振现象C. 电荷在磁场中的共振现象D. 磁场在电场中的共振现象答案：A9. 磁铁的磁场强度与什么有关？A. 磁铁的形状B. 磁铁的磁性材料C. 磁铁的温度D. 所有以上答案：D10. 什么是磁滞回线？A. 描述磁铁磁化和退磁过程的曲线B. 描述电流与电压关系的曲线C. 描述电阻与温度关系的曲线D. 描述电荷与电场强度关系的曲线答案：A二、填空题（每题2分，共20分）11. 磁铁的两极分别是________和________。

答案：N极，S极12. 磁感线是闭合的，其方向从磁铁的________指向________。

答案：N极，S极13. 奥斯特实验中，电流通过导线时，导线周围会产生________。

答案：磁场14. 法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与________成正比。

高中物理磁场大题(超全)

高中物理磁场大题一．解答题（共30小题）1．如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小．（2）求t时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．2．如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等．x＞3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场．正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇．已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等．求：（1）正、负粒子的质量之比m1：m2；（2）两粒子相遇的位置P点的坐标；（3）两粒子先后进入电场的时间差．3．如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D 为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U；（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t 的最小值．4．如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10‑19C 的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：（1）带电粒子在磁场中运动时间；（2）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．5．如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场．A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强．平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板度为B1．CD为磁场的中心线．挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，B2含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B中，求：2的带电粒子的速度；（1）进入匀强磁场B2（2）能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；（3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．6．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，电荷垂直于y轴射入电场，量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v经x轴上的N点与x轴正方向成45°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．7．如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中感应强度B1线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.02×10﹣19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°～90°之间．则：（1）离子运动的速度为多大？（2）离子的质量应在什么范围内？（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B应满足什么条件？28．如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界AB、CD的宽度为d，在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场．现有质量为m、带电的水平初速度射入电场，随后与量为+q的粒子（不计重力）从P点以大小为v边界AB成45°射入磁场．若粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不碰到正极板．（1）请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小v；（2）求匀强磁场的磁感应强度B；（3）求金属板间的电压U的最小值．9．如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大乙最大值为U小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场．在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上．已知电场变化周期T=，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力．求：（1）t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间；（2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率；（3）有界磁场区域的最小面积．10．“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为φ1，内圆弧面CD的半径为，电势为φ2．足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响．（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感应强度所满足的条件．试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子．11．如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左．静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为E，方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；=2d、=3d，离子重力不计．（1）求圆弧虚线对应的半径R的大小；（2）若离子恰好能打在NQ的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值；（3）若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QN 上，求磁场磁感应强度B 的取值范围．12．如图甲所示，一对平行金属板M 、N 长为L ，相距为d ，O 1O 为中轴线．当两板间加电压U MN =U 0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场．某种带负电的粒子从O 1点以速度v 0沿O 1O 方向射入电场，粒子恰好打在上极板M 的中点，粒子重力忽略不计．（1）求带电粒子的比荷；（2）若MN 间加如图乙所示的交变电压，其周期，从t=0开始，前内U MN =2U ，后内U MN =﹣U ，大量的上述粒子仍然以速度v 0沿O 1O 方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求U 的值；（3）紧贴板右侧建立xOy 坐标系，在xOy 坐标第I 、IV 象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy 坐标平面，要使在（2）问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会聚于坐标为（2d ，2d ）的P 点，求磁感应强度B 的大小范围．13．如图所示，在第一、二象限存在场强均为E 的匀强电场，其中第一象限的匀强电场的方向沿x 轴正方向，第二象限的电场方向沿x 轴负方向．在第三、四象限矩形区域ABCD 内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB 边与x 轴重合．M点是第一象限中无限靠近y轴的一点，在M点有一质量为m、电荷量为e沿y轴负方向开始运动，恰好从N点进入磁场，若OM=2ON，的质子，以初速度v不计质子的重力，试求：（1）N点横坐标d；（2）若质子经过磁场最后能无限靠近M点，则矩形区域的最小面积是多少；（3）在（2）的前提下，该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间．14．如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直线MN与y轴成30°角，P点的坐标为（，0），在y轴与直线MN之间的区域内，存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场．在直角坐标系xOy的第Ⅳ象限区域内存在沿y轴，正方向、大小为的匀强电场，在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏，从y轴上0≤y≤2a的区间垂直于y轴与x轴交点为Q，电子束以相同的速度v和磁场方向射入磁场．已知从y=2a点射入的电子在磁场中轨迹恰好经过O点，忽略电子间的相互作用，不计电子的重力．求：（1）电子的比荷；（2）电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范围；（3）从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点的距离最远？最远距离为多少？15．如图（a）所示，水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U，A板正上方有“V”字型足够长的绝缘弹性挡板．在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图（b），垂直纸面向里为磁场正方向，其中B1=B，B2未知．现有一比荷为、不计重力的带正电粒子从C点静止释放，t=0时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板，紧接着在t1+t2时刻粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间．粒子与挡板碰撞前后电量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反，不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响．求：（1）粒子第一次到达O点时的速率；（2）图中B2的大小；（3）金属板A和B间的距离d．16．如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时，刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）（1）求电压U的大小．（2）求t时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（3）带电粒子在磁场中的运动时间．17．电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成，如图甲所示．大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U的电压时，所有电子均从两板间通过，然后进入水平宽度为l，竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．问：（1）电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？（2）要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？（3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少？（已知电子的质量为m、电荷量为e）18．如图所示xOy平面内，在x轴上从电离室产生的带正电的粒子，以几乎为零的初速度飘入电势差为U=200V的加速电场中，然后经过右侧极板上的小孔沿x 轴进入到另一匀强电场区域，该电场区域范围为﹣l≤x≤0（l=4cm），电场强度大小为E=×104V/m，方向沿y轴正方向．带电粒子经过y轴后，将进入一与y 轴相切的圆形边界匀强磁场区域，磁场区域圆半径为r=2cm，圆心C到x轴的距离为d=4cm，磁场磁感应强度为B=8×10﹣2T，方向垂直xoy平面向外．带电粒子最终垂直打在与y轴平行、到y轴距离为L=6cm的接收屏上．求：（1）带电粒子通过y轴时离x轴的距离；（2）带电粒子的比荷；（3）若另一种带电粒子从电离室产生后，最终打在接收屏上y=cm处，则该粒子的比荷又是多少？19．如图所示，在竖直平面内，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MOP范围内存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E，MOQ上方的某个区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤）垂直于MO从O 点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力．求：（1）速度最大的粒子在磁场中的运动时间；（2）速度最大的粒子打在水平线POQ上的位置离O点的距离；（3）磁场区域的最小面积．20．如图所示为某一仪器的部分原理示意图，虚线OA、OB关于y轴对称，∠AOB=90°，OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场，电场强度大小相等、方向相反．质量为m电荷量为q的带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出，经时间t到达OA上的M点，且此时速度与OA垂直．已知M到原点O的距离OM=L，不计粒子的重力．求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点，M、N点关于y轴对称，可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标；（3）当匀强磁场的磁感应强度取（2）问中的最小值时，且该磁场仅分布在一个圆形区域内．由于某种原因的影响，粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直，成散射状，散射角为θ，但速度大小均相同，如图所示，求所有粒子经过OB时的区域长度．21．在xoy平面直角坐标系的第Ⅰ象限有射线OA，OA与x轴正方向夹角为30°，如图所示，OA与y轴所夹区域存在y轴负方向的匀强电场，其它区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场；有一带正电粒子质量m，电量q，从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为v的初速度射入电场，运动一段时间沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场，经磁场偏转，过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场．已知OP=h，不计粒子的重力．（1）求粒子垂直射线OA经过Q点的速度v；Q（2）求匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值；（3）粒子从M点垂直进入电场后，如果适当改变电场强度，可以使粒子再次垂直OA进入磁场，再适当改变磁场的强弱，可以使粒子再次从y轴正方向上某点垂直进入电场；如此不断改变电场和磁场，会使粒子每次都能从y轴正方向上某点垂直进入电场，再垂直OA方向进入磁场…，求粒子从P点开始经多长时间能够运动到O点？22．如图所示，图面内有竖直线DD′，过DD′且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域．区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B （图中未画出）；区域Ⅱ有固定在水平面上高h=2l、倾角α=的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD′距离s=4l，区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD′上，距地面高H=3l．零时刻，质量为m、带电荷量为q=、方向与水平面夹角θ=的速度，在区域I 的小球P在K点具有大小v内做半径r=的匀速圆周运动，经CD水平进入区域Ⅱ．某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇．小球视为质点，不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响．l已知，g为重力加速度．（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻t；A（3）若小球A、P在时刻t=β（β为常数）相遇于斜面某处，求此情况下区域Ⅱ的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向．23．如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹从y轴上P点沿y轴正方角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．一段时间T（1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；（2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值．24．一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒可绕其中心轴线转动，圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变．一的角速度不计重力的负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场，当筒以大小为ω转过90°时，该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒．（1）若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求该粒子的荷质比和速率分别是多大？（2）若粒子速率不变，入射方向在该截面内且与MN方向成30°角，则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒，圆筒角速度应为多大？25．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b，小车质量M=3kg，AO部分粗糙且长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v=4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=10m/s2）求：（1）物块a与b碰后的速度大小；（2）当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；（3）当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．26．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以V滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：（1）木板B上表面的动摩擦因素μ；（2）圆弧槽C的半径R；（3）当A滑离C时，C的速度．27．如图所示，一质量M=0.4kg的小物块B在足够长的光滑水平台面上静止不动，其右侧固定有一轻质水平弹簧（处于原长）．台面的右边平滑对接有一等高的水平传送带，传送带始终以υ=1m/s的速率逆时针转动．另一质量m=0.1kg的小物块A以速度υ=4m/s水平滑上传送带的右端．已知物块A与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带左右两端的距离l=3.5m，滑块A、B均视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2．（1）求物块A第一次到达传送带左端时速度大小；；（2）求物块A第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能Epm（3）物块A会不会第二次压缩弹簧？28．历史上美国宇航局曾经完成了用“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”坦普尔1号彗星的实验．探测器上所携带的重达370kg的彗星“撞击器”将以1.0×104m/s的速度径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后“撞击器”融化消失，这次撞击使该彗星自身的运行速度出现1.0×10﹣7m/s的改变．已知普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s．（计算结果保留两位有效数字）．求：①撞击前彗星“撞击器”对应物质波波长；②根据题中相关信息数据估算出彗星的质量．29．如图，ABD为竖直平面内的轨道，其中AB段是水平粗糙的、BD段为半径R=0.4m 的半圆光滑轨道，两段轨道相切于B点．小球甲从C点以速度υ沿水平轨道向右运动，与静止在B点的小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两球的质量均为m，小球甲与AB段的动摩擦因数为μ=0.5，C、B距离L=1.6m，g取10m/s2．（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点）（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；（2）在满足（1）的条件下，求的甲的速度υ；（3）若甲仍以速度υ向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围．30．动量定理可以表示为△p=F△t，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如图所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化△px 、△py；b．分析说明小球对木板的作用力的方向．参考答案与试题解析一．解答题（共30小题）1．（2017•吉林模拟）如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的时电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t响及返回板间的情况）的大小．（1）求电压U时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．（2）求t（3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．【解答】解：（1）t=0时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，t则有 y=l，x=l，电场强度：E=…①，由牛顿第二定律得：Eq=ma…②，2…③偏移量：y=at由①②③解得：U=…④．（2）t0时刻进入两极板的带电粒子，前t时间在电场中偏转，后t时间两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动．带电粒子沿x轴方向的分速度大小为：vx =v=…⑤带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为：vy =a•t…⑥带电粒子离开电场时的速度大小为：v=…⑦设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得：qvB=m…⑧，由③⑤⑥⑦⑧解得：R=…⑨；（3）在t=2t时刻进入两极板的带电粒子，在电场中做类平抛运动的时间最长，飞出极板时速度方向与磁场边界的夹角最小，而根据轨迹几何知识可知，轨迹的圆心角等于粒子射入磁场时速度方向与边界夹角的2倍，所以在t=2t时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为：vy ′=at…⑩，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为α，则：tanα=，由③⑤⑩解得：α=，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为：2α=，所求最短时间为：tmin=T，带电粒子在磁场中运动的周期为：T=，联立以上两式解得：tmin=；答：（1）电压U的大小为；。

高中物理磁场习题200题(带答案解析)

WORD 格式整理专业资料值得拥有1 .如图所示，一电荷量为力的是（）K~~X~~X~~X SK X XX --XX XXA.工 x M 篦B.【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 昔误.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（）【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；评卷人得分、选择题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PC~~X —X~~X R y ［一X X X X」 V :•: C.【解析】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V%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（）V【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：安培力为： - —故：一 =求和，有：—=故：一二故v与x是线性关系；故C正确，ABD昔误；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.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），粒子在磁场中偏转试卷第2页，总139页WORD格式整理的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：又因为粒子在磁场中圆周运动的周期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，又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度，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，从而得出半径公式周期公式-，运动时间公式-，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（）除：上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8.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醛爆炸，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；9.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)

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。

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