2021年上海市高考物理磁场复习题 (59)
2021年上海市高考物理磁场复习题 (18)
2021年上海市高考物理磁场复习题18.如图甲所示,质量分别为m 1和m 2的两个带正电离子(m 1、m 2未知),电荷量均为q ,飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为零。
离子经加速后通过狭缝O 竖直向下进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B .质量为m 1的离子最后打在底片MN 的中点P 上,已知OMN 在同一条水平直线上,OM =L ,放置底片的区域MN =L ,底片能绕着垂直纸面的轴M 顺时针转动,不计离子间的相互作用。
(sn53°=0.8,cos53°=0.6,tan θ2=√1−cosθ1+cosθ)(1)求打在MN 中点P 的离子质量m1;(2)已知m 1=4m 2,质量为m a 的离子无法打到底片上,但可以绕轴M 转动底片,使离子的运动轨迹与底片相定切,求运动轨迹与底片相切时底片转过的角度;(3)若磁场磁感应强度方向和大小均不变,将磁场区域改为半径R =34L 、圆心在O 1处的圆形磁场,磁场边界与直线ON 相切于O 点,如图乙所示,两个离子能否打到底片上?若不能,请说明理由,若能,求离子离开磁场后运动到底片的时间。
【解答】解:(1)离子在电场中加速,由动能定理得:qU 0=12m 1v 12在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qv1B =m1v 12r 1联立解得:r 1=1B √2m 1U 0q代入r 1=34L ,解得打在MN 中点P 的离子质量为:m 1=9qB 2L 232U 0(2)由(1)可知r 2=1B √2m 2U 0q=12⋅1B √2m 1U 0q =38L如图1所示,Q为轨迹与底片的切点|O2M|=L﹣r2=5 8 Lsin∠O2MQ=r2O2M═0.6所以∠O2MQ=37°,所以,运动轨迹与底片相切时底片转过143°;(3)质量为m1的离子离开磁场后速度方向与底片平行,不能打到底片上,质量为m2的离子能打在底片上;根据第(2)问,过O点做OM的垂线与底片延长线交于A点,如图2所示:|OA|=Ltan37°=34L=R故A点即为磁场的圆心O1,所以质量为m2的离子打在底片上的M点,质量为m2的离子从A点离开磁场后做匀速直线运动,与底片交于B点,连接O1O2、O2A、O1B,如图3所示:tan ∠OO 1O 2═r 2R=0.5tan ∠OO 1O 2=√1−cos∠OO 1A1+cos∠OO 1A解得:cos ∠OO 1A =0.6 ∠OO 1A =53° ∠O 2BA =37°B 与M 重合,质量为m 2的离子打在底片上的M 点,离子离开磁场后做匀速直线运动, |AM|=R sin37°−R =12L 由动能定理得:qU 0=12m 2v 22解得:v 2=√2qU 0m 2=√8qU 0m 1=16U03BL离子离开磁场后的运动到底片时间为:t =L 2v 2=3BL 232U 0答:(1)打在MN 中点P 的离子质量m 1为9qB 2L 232U 0;(2)已知m 1=4m 2,质量为m a 的离子无法打到底片上,但可以绕轴M 转动底片,使离子的运动轨迹与底片相切,运动轨迹与底片相切时底片转过的角度为143°; (3)离子离开磁场后运动到底片的时间为3BL 232U 0。
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-磁场(含答案)
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-磁场一、单选题1.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。
abcd是位于纸面内、金属硬导线形成的单匝梯形闭合线圈,ad与bc间的距离也为l。
t = 0时刻,bc边与磁场区域边界重合。
线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,规定a→b→c→d→a的感应电流方向为正,bc边所受安培力F安水平向右为正方向。
则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电动势e、感应电流i、bc两点间的电势差U bc、bc边所受的安培力F安随时间t变化的图线可能正确的是()A. B. C. D.2.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穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图.过c点的导线所受安培力的方向()A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边平行,竖直向下C.与ab边垂直,指向左边D.与ab边垂直,指向右边3.关于洛伦兹力和安培力,下列说法正确的是()A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力B.洛伦兹力和安培力,其本质都是磁场对运动电荷的作用C.洛伦兹力和安培力,其本质都是磁场对电流的作用D.安培力就是洛伦兹力,两者是等价的4.如图,通电直导线a与圆形金属环b位于同一竖直平面内,相互绝缘。
若b中产生顺时针方向的感应电流,且b受到的安培力合力竖直向下,则可推知直导线a中电流的方向和大小变化情况分别为()A.向右,减小B.向右,增大C.向左,减小D.向左,增大5.关于通电导线所受安培力F的方向,在图所示的各图中正确的是()A. B. C. D.6.如图所示,一束电子沿着水平方向向左平行地飞过磁针上方时,小磁针的北极将如何转动()A.向上转动B.向下转动C.垂直纸面向里转动D.垂直纸面向外转动7.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图是霍尔元件是工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差,下列说法中正确的是()A.电势差仅与材料有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差<0C.仅增大磁感应强度时,电势差变小D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平8.图甲为水平放置的两根平行光滑导轨,处在垂直轨道平面向里的匀强磁场中。
(2021年整理)高二物理《磁场》练习题(答案)
高二物理《磁场》练习题(答案)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高二物理《磁场》练习题(答案))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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磁场练习题1.下列说法中正确的是 ( )A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B。
磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极2.关于磁感应强度,下列说法中错误的是 ( )F可知,B与F成正比,与IL成反比A。
由B=ILF可知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场B.由B=ILC。
通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强D。
磁感应强度的方向就是该处电流受力方向3.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是()A、磁感线从磁体的N极出发,终止于S极B、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C、沿磁感线方向,磁场逐渐减弱D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小4.首先发现电流磁效应的科学家是( )A. 安培B. 奥斯特C. 库仑 D。
伏特5.两根长直通电导线互相平行,电流方向相同。
它们的截面处于一个等边三角形ABC的A和B处。
如图所示,两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B,则C处磁场的总磁感应强度是( )A.2BB.B C。
0 D。
3B6.如图所示为三根通电平行直导线的断面图.若它们的电流大小都相同,且ab=ac=ad,则a点的磁感应强度的方向是( )A。
垂直纸面指向纸里B. 垂直纸面指向纸外C. 沿纸面由a指向bD。
2021年上海市高考物理磁场复习题 (52)
2021年上海市高考物理磁场复习题52.如图甲,两个半径足够大的D 形金属盒D 1、D 2正对放置,O 1、O 2分别为两盒的圆心,盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。
加在两盒之间的电压变化规律如图乙,正反向电压的大小均为U 0,周期为T 0,两盒之间的电场可视为匀强电场。
在t =0时刻,将一个质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子由O 2处静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t =T 02时刻通过O 1.粒子穿过两D 形盒边界M 、N 时运动不受影响,不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响,不计粒子重力。
(l )求两D 形盒边界M 、N 之间的距离;(2)若D 1盒内磁场的磁感应强度B 1=πmqT 0,且粒子在D 1、D 2盒内各运动一次后能到达O 1,求D 2盒内磁场的磁感应强度;(3)若D 1、D 2盒内磁场的磁感应强度相同,且粒子在D 1、D 2盒内各运动一次后在t =2T 0时刻到达O l ,求磁场的磁感应强度。
【解答】解:(1)设两盒间的距离为d ,盒间电场强度为E ,粒子在电场中的加速度为a ,则有:U 0=Ed …①qE =ma …②d =12a(T 02)2⋯③ 由以上三式可得:d =√qU 0T 028m⋯④ (2)粒子到达O 1的速度为v 1,在D 1盒内运动的半径为R 1,周期为T 1,时间为t 1,则有:v 1=a T 02⋯⑤l 洛伦兹力提供向心力,有:B 1qv 1=mv 12R 1⋯⑥ 又T 1=2R 1v 1⋯⑦ t 1=T 12⋯⑧ 联立解得:t 1=T 0故粒子在3T 02时刻回到电场,设粒子经电场再次加速后以速度v 2进入D 2盒,由动能定理得:qU 0=12mv 22−12mv 12粒子在D 2盒中的运动半径为R 2,洛伦兹力提供向心力:qv 2B 2=mv 22R 2粒子在两盒内各运动一次后能达到O 2,应有R 2=R 1解得:B 2=√2πm qT 0(3)由题意可知粒子在两盒内的运动半径相等,由qvB =m v 2R ,故粒子进入D 2盒内的速度也为v 1,可知粒子第二次从O 2运动到O 1的时间也为T 02,粒子的运动轨迹如图,粒子由P 到Q 先加速后减速,且加速过程、减速过程时间和位移均相等,d 2=v 1t 2+12at 22 则粒子每次在磁场中运动的时间t 3:t 3=T 02−t 2 又T =2πm qB t 3=T 2 联立解得:B =2(4+√6)πm 5qT 0。
2021年上海市高考物理磁场复习题 (36)
2021年上海市高考物理磁场复习题36.如图所示,圆心为O 1、半径R =4cm 的圆形边界内有垂直纸面方向的匀强磁场B 1,边界上的P 点有一粒子源,能沿纸面同时向磁场内每个方向均匀发射比荷q m =2.5×106C/kg 、速率v =1×105m/s 的带负电的粒子,忽略粒子间的相互作用及重力。
其中沿竖直方向PO 1的粒子恰能从圆周上的C 点沿水平方向进入板间的匀强电场(忽略边缘效应)。
两平行板长L 1=10cm (厚度不计),位于圆形边界最高和最低两点的切线方向上,C 点位于过两板左侧边缘的竖线上,上板接电源正极。
距极板右侧L 2=5cm 处有磁感应强度为B 2=1T 、垂直纸面向里的匀强磁场,EF 、MN 是其左右的竖直边界(上下无边界),两边界间距L =8cm ,O 1C 的延长线与两边界的交点分别为A 和O 2,下板板的延长线与边界交于D ,在AD 之间有一收集板,粒子打到板上即被吸收(不影响原有的电场和磁场)。
求:(1)磁感应强度B 1的方向和大小;(2)为使从C 点进入的粒子出电场后经磁场偏转能打到收集板上,两板所加电压U 的范围;(3)当两板所加电压为(2)中最大值时,打在收集板上的粒子数与总粒子数的比值η.(可用反三解函数表示,如π6=arcsin 12) 【解答】解:(1)由题可知,粒子在圆形磁场区域内做圆周运动的半径为r =R则:qvB 1=m v 2R代入数据解得:B 1=1T ,方向垂直纸面向里。
(2)粒子在电场中做类平抛运动,其在电场中的运动时间为t =L1v在电场中的加速度大小为a=qU2mR如图所示,粒子在电场中的竖直位移为y=12⋅qU2mR(L1v)2要飞出电场需满足:0≤y≤4cm设粒子在B2磁场中做圆周运动的半径为r,在磁场B2中运动时速度大小为v 合=v cosα则有:qv合B2=mv合2r进入B2后返回边界EF时,进出位置间距为△y=2rcosα则:△y=2mvqB2=8cm说明与加速电场大小无关要打到收集板上,设粒子从C点到EF边界上时所发生的侧移为y0,需满足4cm≤y0≤8cm且yy0=L12L12+L2得:2cm≤y≤4cmr+rsinα≤L且tanα=2y L1得:0≤y≤154cm综上需满足:2cm≤y≤154cm即两板间所加电压U满足:1280V ≤U ≤2400V(3)由(2)可知,两板间最大电压2400V 时,带电粒子出电场时的偏转距离为154cm ,则要打到收集板上,粒子应从PO 1左侧θ角和右侧β角之间出射,其中sinθ=116,sinβ=78 即能打到收集板上的粒子数占粒子总数的比值为η=arcsin 116+arcsin 78π答:(1)磁感应强度B 1的方向为垂直纸面向里,大小为1T ;(2)为使从C 点进入的粒子出电场后经磁场偏转能打到收集板上,两板所加电压U 的范围是1280V ≤U ≤2400V ;(3)当两板所加电压为(2)中最大值时,打在收集板上的粒子数与总粒子数的比值η为arcsin 116+arcsin 78π。
2021年上海市高考物理磁场复习题 (30)
2021年上海市高考物理磁场复习题30.静电场有很多性质,其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关,与运动的路径无关。
(1)如图1所示,电子以初速度v0沿平行于板面的方向从A点射入偏转电场,并从另一侧的某点射出。
已知电子质量为m,电荷量为e。
偏转电场可以看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。
忽略电子所受重力。
a.求电子通过偏转电场的过程中的加速度大小a;b.求电子通过偏转电场的过程中电场力对电子所做的功W。
(2)某同学突发奇想,设计了图2所示的永动机模型。
如图3所示,在水平方向上设置相反方向的匀强电场,在场中放置一光滑圆形绝缘管道,将带正电的小球放置于管道中某点,在电场力的作用下,小球的速度会逐渐变大,一直运动下去。
请你结合静电场的基本性质,分析论证这位同学的设计是否可行。
【解答】解:(1)a、根据牛顿第二定律得:eE=ma在匀强电场中,有:U=Ed解得:a=eU mdb、电子在垂直于板面方向做匀加速直线运动,有:y=12at2平行板面方向做匀速直线运动,有:L=v0t联立以上各式解得:y=eUL2 2mdv02电场力对电子所做的功为:W=eEy解得:W=e2U2L2 2md2v02(2)此永动机设计不可行。
根据电场的性质:电场力做功只与电荷运动的初末位置有关,与运动的路径无关,而在他设计的电场中,如果带电小球从C点沿圆轨道左右两侧轨道运动至D点,电场力做功不相同,即电场力做功与路径有关,这违背了电场的性质,因此这样的电场是不可能存在的,那么利用这样的电场来实现该同学设计是不可能的。
答:(1)a、电子通过偏转电场的过程中的加速度大小a是eUmd;b、电子通过偏转电场的过程中电场力对电子所做的功W为e2U2L22md v02。
(2)此永动机设计不可行。
2021年上海市高考物理磁场复习题 (57)
2021年上海市高考物理磁场复习题57.如图所示,在直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向、电场强度为E的匀强电场,第Ⅳ象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域。
一质量为m,带电荷量为﹣q的粒子,以某一速度从A点垂直于y轴射入第Ⅰ象限,A点坐标为(0,h),粒子飞出电场区域后,沿与x轴正方向夹角为60°的B处进入第Ⅳ象限,经圆形磁场后,垂直射向y轴C处。
不计粒子重力,求:(1)从A点射入的速度v0;(2)圆形磁场区域的最小面积;(3)证明粒子在最小圆形磁场中运动时间最长,并求出最长时间。
【解答】解:(1)粒子在电场中做类平抛运动,其加速度大小为:a=Fm=qE m竖直方向有:ℎ=12at2=12qE m t2故运动时间为t=√2mℎqE在B处有:tan60°=v yv x=at v=√3因此,A点射入的速度v0=3=√2qEℎ3m;(2)在B处,根据cos60°=v0 v可得粒子进入磁场的速度为v=v0cos60°=2v0=2√2qEℎ3m粒子在磁场中,由洛伦磁力提供向心力,即qvB=m v2 R故:粒子在磁场运动的轨道半径为R=mvqB=2B√2mℎE3q由于粒子从B点射入,经磁场偏转后垂直射向C处,根据左手定则可知,圆形磁场的磁场是垂直于纸面向里。
如图所示,延长B 处速度方向与反向延长C 处速度方向相交于D 点,作∠BDC 的角平分线,在角平分线上找出点0′,使它到BD 、CD 的距离为O ′N =O ′M =R ,则以MN 为直径的圆的磁场区域面积最小,设圆形磁场区域的半径为r ,由几何关系可得:r =Rcos30°=√32R圆形磁场区域的最小面积:S min =πr 2=2πmℎE qB 2; (3)粒子在圆形磁场中运动的轨迹圆与圆形磁场关系上图所示,由第(2)问作图过程可知,MN 是圆形磁场的直径,也是粒子的射入点与射出点的连线,其所对应的弧长最长,故粒子在磁场中运动的时间最长,由几何知识可知,圆心角α=120°又因粒子在磁场中运动的周期T =2πm qB故:粒子在磁场中运动的时间最长t m =α2πT =2πm 3qB答:(1)从A 点射入的速度为√2qEℎ3m ;(2)圆形磁场区域的最小面积为2πmℎEqB 2;(3)粒子在最小圆形磁场中运动时间最长的证明过程如解析所示,最长时间为2πm 3qB 。
2021年高考物理专题复习:磁场(含答案解析)
2021年高考物理专题复习:磁场1.如图,区域I内有与水平方向成45°角的匀强电场E1,区域宽度为d1,区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E2,区域宽度为d2,磁场方向垂直纸面向里,电场方向竖直向下。
一质量为m、电量大小为q的微粒在区域I左边界的P点,由静止释放后水平向右做直线运动,进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动,从区域Ⅱ右边界上的Q点穿出,其速度方向改变了30°,重力加速度为g,求:(1)区域I和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E1、E2的大小。
(2)区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B的大小。
(3)微粒从P运动到Q的时间有多长。
2.在如图所示的直角坐标系中,有一长为L 的轻绳一端固定在第一象限内的O ′点,且可绕O ′点在竖直平面内转动,另一端拴有一个质量为m 的小球,小球电荷量为+q ,OO ′连线与y 轴成45°,OO ′的长度为L .在x 轴上方有水平向左的匀强电场E 1,在x 轴下方有竖直向上的匀强电场E 2,且E 1=E 2=mg q,在x 轴下方的虚线(虚线与y 轴成45°)右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B .先将小球放在O ′的正上方,从绳恰好绷直处由静止释放,小球进入磁场时将绳子断开.求:(1)绳子第一次绷紧后小球的速度大小.(2)小球刚进入磁场区域时的速度.(3)小球从进入磁场到第一次经过x 轴上的时间.3.如图,一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。
在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m 、电荷量为q 的粒子从直线ac 与圆的交点a 正对圆心射入柱形区域,而后从圆上的b 点离开该区域,bo 连线与直线垂直。
圆心O 到直线的垂直距离为12R ,现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线ac 的匀强电场,同一粒子以同样速率在a 点沿直线ac 射入柱形区域,也在b 点离开该区域。
若磁感应强度大小为B ,不计重力。
(1)求粒子入射的初速度大小;(2)求电场强度的大小。
2021年上海市高考物理专题复习:磁场(含答案解析)
2021年上海市高考物理专题复习:磁场
1.如图所示,在竖直分界线MN的左侧有垂直纸面的匀强磁场,竖直屏与MN之间有方向向上的匀强电场。
在O处有两个带正电的小球A和B,两小球间不发生电荷转移。
若在两小球间放置一个被压缩且锁定的小型弹簧(不计弹簧长度),解锁弹簧后,两小球均获得沿水平方向的速度。
已知小球B的质量是小球A的n1倍,电荷量是小球A的n2倍。
若测得小球A在磁场中运动的半径为r,小球B击中屏的位置的竖直偏转位移也等于r。
两小球重力均不计。
(1)将两球位置互换,解锁弹簧后,小球B在磁场中运动,求两球在磁场中运动半径之比、时间之比;
(2)若A小球向左运动求A、B两小球打在屏上的位置之间的距离。
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2021届高考物理一轮专题:磁场练习题含答案
2021届高考物理一轮专题:磁场练习题含答案**磁场**一、选择题1、1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为Ⅰ型超导体,主要是金属超导体,另一类称为Ⅱ型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体。
Ⅰ型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过。
现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I 后放入匀强磁场中,如图所示,下列说法正确的是( )A.超导体的内部产生了热能B.超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力C.超导体表面上a、b两点的电势关系为φa >φbD.超导体中的电流I越大,a、b两点的电势差越大2、如图所示,圆环上带有大量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是()A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转3、如图所示,蹄形磁铁用悬线悬于O点,在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线,当导线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动情况将是()A.静止不动B.向纸外平动C.N极向纸外,S极向纸内转动D.N极向纸内,S极向纸外转动4、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5、(多选)如图所示,两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC理想分开,三角形内磁场垂直于纸面向里,三角形顶点A 处有一质子源,能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计),所有质子均能通过C点,质子比荷qm=k,则质子的速度可能为()A.2BkL B.BkL2C.3BkL2D.BkL86、(多选)如图所示,一绝缘容器内部为长方体空腔,容器内盛有NaCl的水溶液,容器上下端装有铂电极A和C,置于与容器表面垂直的匀强磁场中,开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高,闭合开关后()A.M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度B.M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度C.M处电势高于N处电势D.P管中液面高于Q管中液面7、如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法不正确的是()A.粒子一定带正电B.加速电场的电压U=12ERC.直径PQ=2B qmERD.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群离子具有相同的比荷8、如图甲所示为海影号电磁推进试验舰艇,船体下部的大洞使海水前后贯通。
2021年上海市高考物理磁场复习题 (13)
2021年上海市高考物理磁场复习题13.如图甲所示,两平行金属板的板长l=0.20m,板间距d=6.0×10﹣2m,在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其边界为MN,与金属板垂直。
金属板的下极板接地,上极板的电压U随时间变化的图线如图乙所示,匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10﹣2T.现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO′连续进入电场,经电场后射入磁场。
已知带电粒子的比荷qm=108C/kg,粒子的重力忽略不计,假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变,不计粒子间的作用(计算中取tan15°=415)。
(1)求t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;(2)求t=0.30s时刻进入的粒子,在磁场中运动的时间;(3)以上装置不变,t=0.10s时刻α粒子和质子以相同的初速度同时射入电场,再经边界MN射入磁场,求α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比。
【解答】解:(1)t=0时,u=0,带电粒子在极板间不偏转,水平射入磁场,则有:qvB=m v02 r解得:r=mv0Bq= 5.0×1051.0×10−2×108m=0.5m粒子经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离为:s=2r=1.0m (2)带电粒子在匀强电场中水平方向的速度为:v0=5.0×105m/s竖直方向的速度为:v⊥=at=Uq dmlv0所以进入磁场时速度与初速度方向的夹角为α,如图所示tanα=v⊥v0=Uqdmlv02tanα=2.0×102×1.0×108×0.20.06×(5.0×105)2=415解得:α=15°由几何关系可知,带电粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为150°,设带电粒子在磁场中运动的时间为t,所以t=5T12=5πm6Bq=5π6×1.0×10−2×108s=5π6×10−6s≈2.6×10−6s(3)设带电粒子射入磁场时的速度为v,带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,根据洛伦兹力提供向心力的r=mv Bq设进入磁场时带电粒子速度的方向与初速度的方向的夹角为α,则cosα=v0 v由几何关系可知,带电粒子在磁场中的圆弧所对的弦长s=2rcosα解得s=2mvBq⋅v0v=2mv0Bq从上式可知,α粒子与质子在磁场中运动的圆弧所对的弦长之比sα:s H=2:1答:(1)求t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离为1.0m;(2)求t=0.30s时刻进入的粒子,在磁场中运动的时间2.6×10﹣6s;(3)证明如上。
(2021年整理)电磁场理论复习题(含答案)
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第1~2章 矢量分析 宏观电磁现象的基本规律1. 设:直角坐标系中,标量场zx yz xy u ++=的梯度为A,则M (1,1,1)处 A = ,=⨯∇A 0 .2. 已知矢量场xz e xy e z y eA z y x ˆ4ˆ)(ˆ2+++= ,则在M(1,1,1)处=⋅∇A 9 . 3. 亥姆霍兹定理指出,若唯一地确定一个矢量场(场量为A),则必须同时给定该场矢量的旋度 及 散度 。
4. 写出线性和各项同性介质中场量D、E 、B 、H 、J 所满足的方程(结构方程): 。
5. 电流连续性方程的微分和积分形式分别为 和 。
6. 设理想导体的表面A 的电场强度为E 、磁场强度为B,则(a )E 、B皆与A 垂直。
2021届高考物理二轮复习:磁场含答案
2021届高考物理:磁场(二轮)含答案一、选择题1、已知通入电流为I的长直导线在周围某点产生的磁感应强度大小B与该点到导线间的距离r的关系为B=k (k为常量)。
如图所示,竖直通电长直导线中的电流I方向向上,绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v水平向右运动,小球始终在水平面上运动,运动轨迹用实线表示,若从上向下0看,则小球的运动轨迹可能是( )2、一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所示。
当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈L1将()A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动3、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-B224、(多选)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。
已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。
在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+()A.在电场中的加速度之比为1∶1B.在磁场中运动的半径之比为3∶1C.在磁场中转过的角度之比为1∶2D.离开电场区域时的动能之比为1∶35、(多选)如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法中正确的是()A.若该粒子的入射速度为v=qBlm,则粒子一定从CD边射出磁场,且距点C的距离为lB.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为v=(2+1)qBlmC.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为v=2qBl mD.当该粒子以不同的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为πm qB6、(多选)如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为()A.0 B.12m v2C.m3g22q2B2D.12m⎝⎛⎭⎪⎫v20-m2g2q2B27、如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是()A.a粒子速率最大,在磁场中运动时间最长B.c粒子速率最大,在磁场中运动时间最短C.a粒子速率最小,在磁场中运动时间最短D.c粒子速率最小,在磁场中运动时间最短8、劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是()A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,仍用该回旋加速器释放质量为m的质子,则最大动能不变*9、如图所示,虚线MN将平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域,两个区域都存在与纸面垂直的匀强磁场。
2021年上海各区高三物理一模 磁场专题汇编
1、(奉贤区2020–2021学年等级考第一次模拟考试13.) 磁通量是描述穿过___________面积的磁感线的多少。某同学说:若某处磁感线越密,则磁通量就越大。你认为该同学的说法是否正确? ___________(需要简要说明理由)。
2、(闵行区2020–2021学年等级考第一次模拟考试16. )如图,逆时针环形电流 外有一被扩张的软金属弹簧圈,当其由环形电流外侧收缩到内侧虚线位置过程中,弹簧圈 内的磁通量大小变化情况为__________;弹簧圈 所受安培力的方向沿半径_____________。
(2)在“研究磁通量变化时感应电流 方向”实验中,将螺线管与电流计组成闭合回路,实验装置如图。将条形磁铁的N极、S极分别插入、抽出线圈,线圈中的感应电流方向分别如甲、乙、丙、丁图所示。则:甲图中在线圈内部感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向______,由此可知,感应电流的磁场阻碍引起感应电流的______的增加。再经过思考乙、丙、丁图所示的情况,本实验得到的结论是______。
4、(奉贤区2020–2021学年等级考第一次模拟考试11. )如图所示,两个匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反,金属圆环的直径与两磁场的边界重合。可以使环中产生顺时针方向的感应电流的措施及整个环受到的安培力的方向分别是( )
A. 向下平移,平行于纸面向上B. 向下平移,因抵消无方向
C. 向上平移,平行于纸面向下D. 向上平移,因抵消无方向
A. 先逆时针后顺时针 感应电流
B. 先顺时针后逆时针的感应电流
C. 逆时针方向的持续流动的感应电流
D. 顺时针方向的持续流动的感应电流
8、(闵行区2020–2021学年等级考第一次模拟考试7. )如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机,此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线 轴转动起来,那么( )
2021届高考一轮物理:磁场含答案
2021届高考一轮物理:磁场含答案一轮:磁场**一、选择题1、三根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。
a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。
将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B 1、B2和B3,下列说法中正确的是( )A.B1=B2<B3B.B1=B2=B3C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里2、(多选)如图为通电螺线管。
A为螺线管外一点,B、C两点在螺线管的垂直平分线上,则下列说法正确的是()A.磁感线最密处为A处,最疏处为B处B.磁感线最密处为B处,最疏处为C处C.小磁针在B处和A处N极都指向左方D.小磁针在B处和C处N极都指向右方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、如图所示,两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上,导轨间距为L,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端与水平直导体棒ab相连,弹簧与导轨平面平行并与ab垂直,直导体棒垂直跨接在两导轨上,空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。
闭合开关S后导体棒中的电流为I,导体棒平衡时,弹簧伸长量为x1;调换图中电源极性,使导体棒中电流反向,导体棒中电流仍为I,导体棒平衡时弹簧伸长量为x2。
忽略回路中电流产生的磁场,则匀强磁场的磁感应强度B的大小为()A.kIL(x1+x2) B.kIL(x2-x1) C.k2IL(x2+x1) D.k2IL(x2-x1)5、两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。
2021届上海市高三等级考二模物理试题汇编:第十单元 磁场
Ot B (A )Ot BOtB Ot B 第十单元 《磁场》一、3分单选题1.(2021.4宝山,第1题,易)下列物理量中属于矢量的是( )(A )磁感应强度 (B )感应电动势 (C )电流 (D )磁通量 2.(2021.4宝山,第7题,易)如图所示,一位于xOy 平面内的矩形通电线圈,线圈的四条边分别与x 、y 轴平行,线圈中的电流方向如图所示。
若在空间加上沿z 轴方向的恒定磁场,则线圈( ) (A )绕Ox 轴转动起来 (B )绕Oy 轴转动起来 (C )绕Oz 轴转动起来 (D )不会转动起来 3.(2021.4松江,第8题,易) 如图,两通电直导线a 、b 相互平行,b 中电流向上。
若两导线相互吸引,则a 中电流在b 导线处产生的磁场方向( )A .向左B .垂直纸面向里C .向右D .垂直纸面向外 4.(2021.4黄浦,第4题,易)在图(a )所示的螺线管中通以如图(b )所示的电流,取电流沿图中箭头方向为正值、与图中箭头方向相反为负值;竖直向上为磁感应强度正方向,线圈中心的磁感应强度B 随时间t 的变化关系可能为5.(2021.4青浦,第8题,易)如图所示,导体棒I 和II 互相垂直放于光滑的水平面内,导体棒I 固定,II 可以在水平面内自由运动。
给导体棒I 、II 通以如图所示的恒定电流,仅在两导体棒之间的相互作用下,较短时间后导体棒II 出现在虚线位置。
下列关于导体棒II 位置(俯视图)的描述可能正确的是( )(A ) (B ) (C ) (D ) 6.(2021.4长宁,第4题,易)三根无限长的直导线甲、乙、丙间距为L ,它们通入大小相等、方向如图所示的电流,a 、b 、c 、d 是与三根导线在同一水平面上的四点,a 、b 到甲以及c 、d 到丙距离Oti(b )ⅠⅡa b分别为L /2.a 、b 、c 、d 四点中,磁感应强度最大的是(A )a (B )b (B )(C )c (D )d二、4分单选题 1.(2021.4嘉定,第9题,易)如图所示,在同一平面内,同心的两个导体圆环中通以异向的电流时( ) A. 两环都有向内收缩的趋势 B. 两环都有向外扩张的趋势C. 内环有收缩的趋势,外环有扩张的趋势D. 内环有扩张的趋势,外环有收缩的趋势2.(2021.4杨浦,第9题,易)如图,两平行通电直导线a 、b 垂直纸面放置,分别通以垂直纸面向里的电流I 1、I 2,另一通电电流方向垂直纸面向外的直导线c 与两导线共面。
【高考复习】2021 2021高考物理二轮复习磁场压轴题及答案
【高考复习】2021 2021高考物理二轮复习磁场压轴题及答案【高考复习】2021-2021高考物理二轮复习磁场压轴题及答案高考就要到了。
2022高考将于6月7日如期举行。
下面是《磁场》的最后一个问答。
有关详细信息,请单击查看全文。
1如图12所示,pr是一块长为l=4m的绝缘平板固定在水平地面上,整个空间有一个平行于pr的匀强电场e,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场b,一个质量为m=0.1kg,带电量为q=0.5c的物体,从板的p端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动,进入磁场后恰能做匀速运动。
当物体碰到板r端的挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在c点,pc=l/4,物体与平板间的动摩擦因数为=0.4,取g=10m/s2,求:(1)判断物体的带电性质,是正电荷还是负电荷?(2)物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2(3)磁感应强度B的大小(4)电场强度e的大小和方向2(10点)如图214所示,光滑的水平桌面上有一块长L=2M、质量MC=5kg的木板c。
在它的中心,有两个小滑块A和B,Ma=1kg和MB=4kg。
一开始,三个物体是静止的,a和B之间有少量塑料炸药。
爆炸后,a以6米/秒的速度水平向左移动。
a和B中的任何一个与挡板碰撞后,它们粘在一起。
无论摩擦和碰撞时间如何,请找到:(1)当两滑块a、b都与挡板碰撞后,c的速度是多大?(2)在a和B与挡板碰撞之前,C的位移是多少?3(10分)为了测量小木板和斜面间的摩擦因数,某同学设计如图所示实验,在小木板上固定一个轻弹簧,弹簧下端吊一个光滑小球,弹簧长度方向与斜面平行,现将木板连同弹簧、小球放在斜面上,用手固定木板时,弹簧示数为f,放手后,木板沿斜面下滑,稳定后弹簧示数为f,测得斜面斜角为,则木板与斜面间动摩擦因数为多少?(斜面体固定在地面上)有一个倾斜度为的斜面,挡板m固定在其底部。
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2021年上海市高考物理磁场复习题
59.如图所示,竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中,导线ab长L=
0.2m,通以大小I=0.5A、方向向上的电流,导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
(1)判断导线ab所受的安培力的方向;
(2)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若导线ab通以电流大小改为I'=2A,求导线ab所受的安培力大小F'。
【解答】解:(1)磁场方向向内,电流方向向上,根据左手定则可判知,安培力方向水平向左;
(2)据安培力公式有F=BIL 得:B=F
IL
=0.1
0.5×0.2T=1T;
(3)据安培力公式有F′=BI′L 得:F′=1.0×0.5×0.2=0.1N。
答:(1)导线ab所受的安培力的方向水平向左;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小为1T;
(3)导线ab所受的安培力的大小为0.1N。
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