磁场练习题

2012-2013学年度上学期期中复习高二物理磁场习题第Ⅰ卷（共48分）一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分。

每个小题所给出的四个选项中，有一个或多个是正确的。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。

） 1．有电子、质子、氘核、氚核，以相同速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是（ ）A ．氘核 B ．氚核 C ．电子 D ．质子 2．两个绝缘导体环AA ′、BB ′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图所示，则圆心O 处磁感应强度的方向为（AA ′面水平，BB ′面垂直纸面）（ ）A ．指向左上方 B ．指向右下方C ．竖直向上D ．水平向右3．一段长为l 的通电直导线，设每米导线中有n 个自由电子，每个自由电子的电荷量都是q ，设它们的定向移动速度大小为v .现加一匀强磁场，其方向垂直于直导线，磁感应强度为B ，则磁场对这段导线的作用力为（ ）A ．B vql B ．nq B l /vC ．nq B lvD ．qv B l /n4．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O 在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示.若小球运动到A 点时，绳子突然断开，关于小球运动到A 点时，绳子突然断开，以下说法错误．．的是 A ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变 B ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小 C ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 D ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小5．如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变 A ．粒子速度的大小 B ．粒子所带的电荷量C ．电场强度D ．磁感应强度6．带电粒子以速度v 沿CB 方向射入一横截面为正方形的区域．C 、B 均为该正方形两边的中点，如图所示，不计粒子的重力．当区域内有竖直方向的匀强电场E 时，粒子从A 点飞出，所用时间为t 1；当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场时，粒子也从A 点飞出，所用时间为t 2，下列说法正确的是A ．t 1<t 2B ．t 1>t 2C ．t 1=t 2D ．不能确定7．如图所示，在与水平面成300的斜向下的匀强电场E 和沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场B 的空间中，一质量为m 的带电小球竖直向下做直线运动，不计空气阻力，则A ．小球带正电B ．小球运动过程中机械能守恒 C．小球运动的速度大小为2v=BD ．小球运动速度大小为E v=B8．如右图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中央的上方固定一与磁铁垂直的通电直导线，电流方向垂直纸面向外，则下面结论正确的是 A ．磁铁对桌面的压力减小，它不受摩擦力； B ．磁铁对桌面的压力减小，它受到摩擦力； C ．磁铁对桌面的压力加大，它不受摩擦力； D ．磁铁对桌面的压力加大，它受到摩擦力；9．如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时与入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为 A ．1∶1∶1 B ．1∶2∶3 C ．3∶2∶1 D ．1:2:310．在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图所示.图形区域内的偏转磁场方向垂直于圆面。

当不加磁场时，电子束将通过O 点而打在屏幕的中心M 点。

为了使屏幕上出现一条以M 点为中心点的亮线PQ ，偏转磁场的磁感应强度B 随时间变化的规律应是图中的11．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端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大小为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是A.若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高B.若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高C.污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D.污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关12．回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图，下列说法正确的是A ．粒子在磁场中做匀速圆周运动B ．粒子由A 0运动到A 1比粒子由A 2运动到A 3所用时间少C ．粒子的轨道半径与它的速率成正比D ．粒子的运动周期和运动速率成正比13．如图所示，比荷为e/m 的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d 、磁感受应强度为B 的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（ ） A ．2Bed/m B ．Bed/m C ．Bed/(2m) D ．2Bed/m14.如图1所示，质量为m 的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速v 0开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是（ ） A ．若物块带正电，可能受两个力，做匀速直线运动 B ．若物块带负电，可能受两个力，做匀速直线运动 C ．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动 D ．若物块带负电，一定受四个力，做加速直线运动第Ⅱ卷（共52分）二、实验题（每空2分，每图3分，共16分） 15．如图，每根轻质弹簧的劲度系数均为100N/m ，金属棒ab 的长度为50cm ，质量为0.02kg ，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.8T ，若要使弹簧处于原长，则金属棒中要通以向右方向的电流，电流强度为_____________；若中通以ba 方向、电流强度为0.5A 的电流时，每根弹簧的伸长量为_______________。

(g 取10m/s 2) 16．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为__________mm(该值接近多次测量的平均值)．(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx .实验所用器材为：电池组(电动势3 V ，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．某由以上实验数据可知，他们测量R x 是采用图2中的______________(选填“甲”或“乙”)．图1(3)图3是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．（3分）(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．（3分）由图线得到金属丝的阻值R x＝________Ω(保留两位有效数字)．(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是__________(有多个正确选项)．A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图象处理数据求金属线电阻可以减小偶然误差三、计算题16．（9分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。

现把一个质量m=0.040kg 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。

导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。

已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，求：（1）通过导体棒的电流；（2）导体棒受到的安培力大小；（3）导体棒受到的摩擦力。

图3 图417．（12分）如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔OO′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力.求：(1)磁感应强度B0的大小；(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的最大值.16．（15分）如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E =1.0×104V/m,方向垂直边界面向右.Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B 1=2.0T 、B 2=4.0T .三个区域宽度分别为d 1=5.0m 、d 2= d 3=6.25m,一质量m =1.0×10-8kg 、电荷量＋q =1.6×10－6C 的粒子从O 点由静止释放,粒子的重力忽略不计。

求：(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角αⅠ Ⅱ ⅢO2d B 2物理试题 参考答案1、B2、A3、C4、B5、B6、A7、C8、C9、C 10、B 11、ABD 12、AC13、(1)(0.395～0.399) (2)甲 (5)C (6)CD图3 图4 14、（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： I =rR E +0=1.5A （3分）（2）导体棒受到的安培力： F 安=BIL =0.30N （3分） （3）设导体棒受沿斜面向下的摩擦力f根据共点力平衡条件 mg sin37º+f =F 安 （2分） 解得：f =0.06N 方向：沿斜面向下 （1分） 15、解析：设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向． (1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力B 0qv 0＝mv 02R（2分）做匀速圆周运动的周期T 0＝2πRv 0（2分）联立①②两式得磁感应强度B 0＝2πm qT 0. （2分）(2)要使正离子从O′孔垂直于N 板射出磁场，v 0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T 0时，有R ＝d4，当两板之间正离子运动n 个周期，即nT 0时，有R ＝d4n＝1,2,3…) （2分）联立求解，得正离子的速度的可能值为v 0＝B 0qR m ＝πd2nT 0(n ＝1,2,3…)．最大值为 02Td π （5分）答案：(1)2πm qT 0 (2)πd 2nT 016、解:(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有qEd 1=2102m v -（2分）解得 v =4.0×103m/s （1分） (2)设粒子在磁场B 1中做匀速圆周运动的半径为r ,则 qvB 1=rmv 2（2分）解得 r =12.5m （1分） 设在Ⅱ区内圆周运动的圆心角为θ,则2sin d rθ=解得 θ=30°（1分）粒子在Ⅱ区运动周期 12m T qB π= （1分）粒子在Ⅱ区运动时间 t =o360T θ解得 t =s 1920π=1.6×10-3s （1分）(3)设粒子在Ⅲ区做圆周运动道半径为R ,则 qvB 2=2m v R（2分）解得 R =6.25m（1分）粒子运动轨迹如图所示,由几何关系可知M N P ∆为等边三角形 粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角 α=60° （2分）1O。