人教版高中物理选修3-1磁场专题五 专项训练

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磁场专题五 专项训练
一、选择题：
1、如图所示，两个同心圆环A 、B 置于同一竖直平面内，A 环的半径大于B 环的半径。

将一条形磁铁水平插入两环的圆心处，则A 、B 两环内的磁通量
φφA B 、的关系是
A ．φφA
B > B ．φφA B <
C ．φφA B =
D ．不能确定
2、如图所示，六根互相绝缘通过电流强度均为I 的直导线排列在同一平面内，区域甲、乙、丙、丁均为面积相等的正方形，磁场方向垂直指向纸内且磁通量最大的区域是：
A ．甲区域
B ．乙区域
C ．丙区域
D ．丁区域
3、现有两种粒子，质量分别为m m 12和.前者电量是后者的2倍，使它们垂直射入同一匀强磁场，结果发现两种粒子运动的圆轨道的半径相同。

则它们的动能之比为：
A ．
14123
m m ⎛⎝ ⎫⎭
⎪ B ．
412m m ⎛⎝ ⎫⎭
⎪ C ．
4213
m m ⎛⎝ ⎫⎭
⎪ D ．
421m m ⎛⎝ ⎫⎭
⎪
4、四种粒子：质子、电子、中子、和α粒子，均以相同的初速度由同一位置沿垂直磁场方向射入匀强磁场，它们的运动轨迹的示意图如图所示，以下对示意图各种说法中不正确的是：
A ．b 是质子的运动轨迹，a 是α粒子的运动轨迹
B ．a 是质子的运动轨迹，b 是α粒子的运动轨迹
C ．c 必定是中子的运动轨迹
D ．如果按相同比例画出粒子的运动轨迹，示意图中电子运动轨迹的半径显然过大了
5、如图所示的正方形空腔内充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，空腔顶角a 、b 、c 处各有一小空隙。

一束质量不等的一价正离子从a 处平行空腔边界沿垂直磁场方向射入空腔内，结果有一部分离子从b 处射出，另一部分离子从c 处射出，那么：
A ．从同一空隙处射出的离子具有相同的动能
B ．从同一空隙处射出的离子具有相同的速率
C．从同一空隙处射出的离子具有相同的动量
D．从b处与从c处射出的离子的速率之比必定是1∶2
6、如图所示，ab和cd是匀强磁场中与磁场方向垂直的平面内两条平行直线。

在直线ab上的O点将同种带电粒子以不同的初速度发射出去，初速度方
向均沿o b方向。

其中粒子1在通过直线cd时，速度为v1，方向与
cd垂直；粒子2在通过直线cd时，速度为v2，方向与cd夹角为
60︒。

从射出到经过直线cd，粒子1经历时间为t1，粒子2经历的
时间为t2，则t1与t2的比值是：
A．t1∶t2=3∶2 B．t1∶
t2=4∶3
C．t1∶t2=2∶3D．t1∶t2=3∶2
7、下列单位中，相当于特斯拉的是：
A．韦伯/米2B．牛顿/安培·米
C．牛顿/库仑·米D．伏特·米/秒2
8、一个质量为m，电量为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做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，作用在负电荷上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．4qB
m B．
3qB
m C．
2qB
m D．
qB
m
9、如图所示，相距为d的两金属板水平放置，两板间的电势差为U。

一个质量为m 的带正电的微粒能以水平速度v在两板间作匀速直线运动。

若两板间的距离减为1/2，为使微粒仍在两板间作匀速直线运动，则：
A．只把微粒的速度增加到2v
B．只把微粒的速度减小到v/2
C．只加一个垂直纸面向里的磁场，且B
U
dv =
2
D．只加一个垂直纸面向外的磁场，且B U dv =
10、如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中有一离子在电场力、磁场力的作用下，从静止开始沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是：
A．离子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子在C点的速度最大
D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点
11、三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和α粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图示中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是：
A．区域内加竖直向下方向的匀强电场时，三种带电粒子均可分离
B．区域内加竖直向上方向的匀强电场时，三种带电粒子不能分离
C．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均可以分离
D．区域内加水平向左方向的匀强磁场时，三种带电粒子不能分离
12、如图所示，在两平行直线MN和PQ之间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E（水平向右）磁感应强度为B（垂直纸面向里），复合场区的宽度为L，竖直方向足够长。

现有一束电量为q质量为m的正离子，以不同的初速
度沿平行电场方向射入场区，那些从场区飞出的离子在这段运动过程
中动能增量可能值为：
A．零 B．
qEL
C．qEL
B D．q E B L
()
+
13、一束带电粒子流沿同一方向垂直射入一磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中这束粒子流分成两部分，其运动轨迹分别如图示中1、2所示，这两部分粒子的运动速度v，动量P，电量q及荷质比q/m之间的关系正确的是
A．如果q
m
q
m v v 1
1
2
2
12 =<
,则有
B．如果q
m
q
m v v 1
1
2
2
12 ==
,则有
C．如果q q p p
1212
=<
,则有且两者都带电荷
D．如果p p q q
1212
=>
，则有，且两者都带负电
二、填空题：
14、在真空中有一个质量为m，带电量是e的电子，以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，当电子以半径R做匀速圆周运动时，突然取消磁场，要使电子继续在以R为半径的圆周上运动，应在圆心上放一个电性为的电荷Q，其电量等于。

15、如图所示，一个带电量为q，质量为m的负离子，达到A点（0.2,0.4）时的速度为v，方向跟x轴正方向相同。

欲使粒子到达坐标原点O时的速度大小仍为v，但方向与x 负方向相同，则所加匀强磁场在什么范围内（画在图上），方向应是，磁感应强度
B= 。

16、如图所示，质量为m，带电量为q的小球中间打孔套在固定
的光滑绝缘杆上，杆的倾角为α，此装置处于磁感应强度为B方向垂直
纸面向里的匀强磁场中。

在小球沿杆下滑过程中，某时刻小球对杆的
作用力恰好为零，那么小球所带电荷的电性是，此时刻小球的下滑
速度大小为。

17、质子（1
1
H ），氘核（12H ）和α粒子（24
He ）都垂直磁场方向射入同一匀强磁
场，如入射时它们的动能相同，则它们轨道半径之比
R R R H D ::α=
；周期之比
T T T H D ::α=。

18、带电粒子a 在匀强磁场中做匀速圆周运动时，在某一点与另一静止的带电粒子b
发生碰撞并结为一体在磁场中共同运动，不计粒子重力，它们的运动半径仍与原来相同，但转动方向相反，如图所示。

则这两个粒子所带电量大小之比
q q a b := ；碰撞前、后粒子做圆周运动的周期大小相比较，有T a T ab
（填>、<、=）
19、一个质量为m 的带负电量q 的油滴从高h 处自由落下，进入一个正交匀强电场和匀强磁场叠加区域，匀强电场方向竖直向下，磁场磁感应强度为B ，进入场区后油滴恰好做圆周运动，其轨迹如图所示，由此可知匀强电场场强大小E= ，所加磁场方向是 ，油滴作圆周运动的半径R= 。

三、计算题：
20、如图所示，在水平放置的间距d=14厘米的平行导轨一端架
着一根质量m=40克的金属棍ab ，导轨另一端通过电键与电源相连。

该装置放在高h=10厘米的绝缘垫块上。

当有竖直向下的磁感应强度B=0.12特斯拉的匀强磁场时，接通电键金属棍ab 会被抛到距导轨右端水平s=15厘米处。

试求电键接通后通过金属棍的电量。

21、质量为m ，带电量为q 的液滴以速度v 沿与水平成45︒角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。

液滴带正电荷，在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动。

试求：
（1）电场强度E 和磁感应强度B 各多大？
（2）当液滴运动到某一点A 时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？说明此后液滴的运动情况：
22、PQ 为一根足够长的绝缘细直杆，处于竖直的平面内，与水平夹角为θ斜放，空间充满磁感应强度B 的匀强磁场，方向水平如图所示。

一个质量为m ，带有负电荷的小球套在PQ 杆上，小球可沿杆滑动，球与杆之间的摩擦系数为μ（μ<tg θ），小球带电量为q 。

现将小球由静止开始释放，试求小球在沿杆下滑过程中：
（1）小球最大加速度为多少？此时小球的速度是多少？
（2）下滑过程中，小球可达到的最大速度为多大？
23、水平边界MN 下方空间充满如图所示的匀强磁场。

一个质
量m=1.0×10－20Kg ，电量q=1.0×10－
14C 的正离子，从边界上O 点以初速度v m s 061010=⨯./的速度在纸面所在平面内竖直向下进入磁感应强度为B 1
的匀强磁场区
域，然后垂直穿过AC 界面（已知AC 界面是垂直纸面的竖直平面）进入磁感应强度为B 2的匀强磁场，B 1的方向垂直纸面向里，B 2的方向平行纸面竖直向下，二者以AC 为分界面，B 1=B 2=1T ，正离子穿过界面时电量不变，但每通过一次界面其机械能减少
∆E J =⨯-10109..若不计离子的重力。

试求：
（1）离子最终停下来时，到A 点的距离是多少？
（2）不计离子穿过AC 面所需时间，离子在两磁场中共运动多长时间？ [答案] 一、选择题：
1、B ；
2、B ；
3、D ；
4、B ；
5、C ；
6、A ；
7、AB ；
8、AC ；
9、D ；10、
ABC ；11、BD ；12、AB ；13、AD ；
二、填空题： 14、正
B eR mK 23
；15、垂直纸面向里 5mv q /；16、负电 mg Bq cos /α；17、
121:: 1∶2∶2；18、1∶2 <；19、mg q /，垂直纸面向外，m gh qB 2/
三、计算题： 20、2.5库
21、（1）
E mg q B mg qv ==
/,2
（2）电场方向改为竖直向上， Eq mg =，则液滴所受合力即洛仑兹力为
Bqv mg a g ==22,则，液滴做匀速圆周运动，半径R v a v
g ==2
222,
周期
T R v v
g =
=22ππ
22、（1） a g v mg qB m ==sin ,cos /θθ，（2） v mg qB m =+(sin cos )/θμθμ。