高中物理磁场12个基础计算题专练
高中物理磁场练习题及答案
Oxy V 0 a b《磁场》单元练习一．选择题：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2．两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.BC.0D.3B3、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 、动量 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 = cd ，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 、tBπ3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，MN a bc dVB B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 0 B 、1 C 、2V 0 D 、2V 7、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abcdeC 、粒子运动方向是edcbaD 、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 、摆球的动量相同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。
高中物理磁场经典计算题专题
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v1是多少？（2）若小球以v2 = 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=)10133(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v0，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？4、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v0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v0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？a bcdAFD（a）（b）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》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。
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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0～3t0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t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、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U0的大小．（2）求t0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v0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U0；（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，磁感应强度为B1．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．CD 为磁场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，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O O′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B2中，求：（1）进入匀强磁场B2的带电粒子的速度；（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，电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v0垂直于y 轴射入电场，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，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ 为板间中线．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B2=0.25T，磁场边界AO 和y 轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.0×10﹣19C 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B2应满足什么条件？8.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、带电量为+q 的粒子（不计重力）从P 点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界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，两板间加上如图乙最大值为U0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E0，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，O1O 为中轴线．当两板间加电压U MN=U0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O1点以速度v0沿O1O 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v0沿O1O 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 的质子，以初速度v0沿y 轴负方向开始运动，恰好从N 点进入磁场，若OM=2ON，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，与x 轴交点为Q，电子束以相同的速度v0从y 轴上0≤y≤2a 的区间垂直于y 轴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0～3t0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t0时，刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、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U0的大小．（2）求t0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2t0，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0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v0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 的小球P 在K 点具有大小v0= 、方向与水平面夹角θ=的速度，在区域I 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°夹角．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y 轴上P 点沿y 轴正方向射出，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；又经过一段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力．（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ω0的角速度转过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v0=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V0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υ0=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E pm；（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υ0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υ0；（3）若甲仍以速度υ0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△p x、△p y；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0～3t0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t0时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t0、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U0的大小．（2）求t0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．【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，t0时刻刚好从极板边缘射出，则有y=l，x=l，电场强度：E=…①，由牛顿第二定律得：Eq=ma…②，偏移量：y= at02…③由①②③解得：U0= …④．（2）t0时刻进入两极板的带电粒子，前t0时间在电场中偏转，后t0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：v x=v0=…⑤带电粒子离开电场时沿y 轴负方向的分速度大小为：v y=a•t0…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=2t0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=2t0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：v y′=at0…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：t min=T，带电粒子在磁场中运动的周期为：T=，联立以上两式解得：t min=；答：（1）电压U0的大小为；。
高中物理题型分类汇总含详细答案-磁场
高中物理题型分类汇总含详细答案考点必练-磁场共：15题时间：50分钟一、单选题1.关于磁场对通电导线的作用力，下列说法正确的是（）A.磁场对放置在其中的通电导线一定有力的作用B.放置在磁场中的导线越长，其所受的磁场力越大C.放置在磁场中的导线通过的电流越大，其所受的磁场力越大D.通电导线在磁场中所受的磁场力的方向一定与磁场方向垂直2.一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是()A.丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况B.乙的情况下，导线不受力C.乙、丙的情况下，导线都不受力D.甲、乙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等3.如图所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A 点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，则小球的落点()A.仍在A点B.在A点左侧C.在A点右侧D.无法确定4.关于下列四幅图的说法正确的是（）A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极C.图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即D.图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越小5.如图甲所示，水平面上固定一个粗糙的“U”形金属框架，金属杆ab横跨其上并与之接触良好，整个装置处于竖直向上的磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，在金属杆ab保持静止的时间段内（）A.金属杆ab中感应电流方向一定从b到aB.回路中产生的感应电动势一定增加C.金属杆ab所受摩擦力的方向一定水平向右D.金属杆ab所受安培力一定变大6.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R均垂直纸面放置，ab为直导线P、Q连线的中垂线，P、Q中电流强度的大小相等、方向均垂直纸面向里，R中电流的方向垂直纸面向外，则R 受到的磁场力可能是（）A.F1B.F2C.F3D.F47.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值应为（）A. B. C. D.8.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度B=kI / r,I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是()A.垂直R，指向y轴正方向B.垂直R，指向y轴负方向C.垂直R，指向x轴正方向D.垂直R，指向x轴负方向二、多选题9.在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。
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寒假磁场题组练习题组一1．如下图，在xOy平面内，y≥0的地区有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感觉强度为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v0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走开磁场时的地点。
2．如下图，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强盛小为E，一粒子源不停地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射同样的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰巧从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，磁感觉强度大小为B（图中未画出），粒子仍恰巧从e孔射出。
（带电粒子的重力和粒子之间的互相作用均可忽视不计）1）所加的磁场的方向怎样？2）电场强度E与磁感觉强度B的比值为多大？题组二a bv0E d e c4．如下图的坐标平面内，在y轴的左边存在垂直纸面向外、磁感觉强度大小B1=T的匀强磁场，在y轴的右边存在垂直纸面向里、宽度d=2m=10×-8kg、电量q=10×-4m的匀强磁场B。
某时辰一质量C的带电微粒（重力可忽视不计），从x轴上坐标为（m，0）的P点以速度v=×103m/s沿y轴正方向运动。
试求：1）微粒在y轴的左边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）要使微粒不可以从右边磁场界限飞出,B2应知足的条件。
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B0，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的正三角形地区EFG（EF边与金属板垂直），在此地区内及其界限上也有匀强磁场，磁感觉强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。
假定一系列电荷量为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地区，并经EF边中点H射入磁场地区。
物理磁场练习题(含答案)
物理高二磁场练习题一、 单选题1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是 A ．电场强度的概念式qF E =适用于任何电场B ．由真空中点电荷的电场强度公式2Q E k r=可知，当r →0时，E →无穷大C ．由公式ILF B =可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处必然无磁场D ．磁感应强度的方向确实是置于该处的通电导线所受的安培力方向2．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原先没有电流通过时相较较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f 将A 、N 减小，f=0B 、N 减小，f ≠0C 、N 增大，f=0D 、N 增大，f ≠03、有电子、质子、氘核、氚核，以一样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4．一带正电荷的小球沿滑腻、水平、绝缘的桌面向右运动，如图所示，速度方向垂直于一匀强磁场，飞离桌面后，最终落在地面上. 设飞行时刻为t 1、水平射程为s 1、着地速度为v 1；现撤去磁场其它条件不变，小球飞行时刻为t 2、水平射程为s 2、着地速度为v 2.则有：A 、 v 1=v 2B 、 v 1>v 2C 、 s 1=s 2D 、 t 1<t 25．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 ，则下面各判定正确的是 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 >06.图是质谱仪的工作原理示用意。
带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。
高中物理选修2磁场对通电导线的作用力计算题专项训练
高中物理选修2磁场对通电导线的作用力计算题专项训练高中物理选修2磁场对通电导线的作用力计算题专项训练姓名：__________班级：__________考号：__________一、计算题（共11题）1、如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求：（1）匀强磁场的磁感应强度；（2）ab棒对导轨的压力.2、如图，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水平导轨上。
若磁场方向与导轨平面成θ角，求：(1)棒ab受到的摩擦力；(2)棒对导轨的压力。
3、（8分）如图所示，质量为m=50g，长l=10cm的铜棒，用长度相等的两根轻软导线悬吊在竖直向上的匀强磁场中，导线跟铜棒的接触良好，磁感应强度B=0.5T。
当导线中通入某恒定电流后，铜棒恰好偏离竖直方向37°而静止。
求：铜棒中所通恒定电流的大小和方向。
（g=10m/s2）4、（10分）在B＝2T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度为0.8m的通电直导线，若导线中的电流为5A，求：（1）导线受到的安培力（2）若将导线沿磁场方向移动了0.5m，求安培力对导线所做的功。
5、在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流I，长L，质量为m 的导体棒，如图所示，求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。
（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。
（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直L，应加外磁场的方向范围。
6、图为一电流表的原理示意图。
质量为m的均质细金属棒MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k。
在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。
与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。
高中物理磁场经典计算题训练人教版
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=)10133(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．abcdBPvAC Dαβv 0LBvESFD（a ）aOES FDLv（b ）4.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 。
高中物理磁场习题200题(带答案解析)
WORD格式整理一、选择题1．如图所示，一电荷量为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力的是( )A. B. C. D.【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错误．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( )A. B. C. D.【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、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向，其中图示正确的是( )A. B. C. D.【答案】C【解析】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；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v0，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（）A. B. C. D.【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：I=II安培力为：I=III=I 2I2II=II=I△I△I故：I 2I2II△I＝I△I求和，有：I 2I2I∑I△I＝I∑△I故：I 2I2II＝I(I0−I)故v与x是线性关系；故C正确，ABD错误；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．WORD 格式整理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），粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：I =I 2II ，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期I =2II II ，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I I <I I ，又粒子在磁场中做圆周运动的半径I =II II知粒子运动速度I I <I I ，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I =II II ，周期公式I =2II II ，运动时间公式I =I 2I I ，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( )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B. 在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，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；8．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。
高中物理电磁感应基础练习题(含答案)
高中物理电磁感应基础练习题（含答案）一、单选题1．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（）A．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2VB．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4VC．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2VD．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V2．某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形，两个正方形的边长均为L，A、B t∆223．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（）A．环中将产生俯视顺时针的感应电流B．环对桌面的压力将增大C．环有面积增大的趋势D．磁铁将受到竖直向下的电磁作用力4．如图所示，闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图所示位置时，bc 边的电流方向由b →c ，此线圈的运动情况是（ ）A ．向右进入磁场B ．向左移出磁场C ．向上移动D ．向下移动5．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd ，则（ ）A ．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a →b →c →dB ．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生C ．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a →b →c →dD ．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是a →b →c →d6．如图所示，在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为L 的金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动。
金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为θ，电阻为2R ，ab 间电阻为R ，M 、N 两点间电势差为U ，则M 、N 两点电势BLv7．如图所示，先后以速度1v 和2v 匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，122v v =，则在先后两种情况下（ ）A ．线圈中的感应电动势之比为21:1:2E E =B ．线圈中的感应电流之比为12:1:2I I =C ．线圈中产生的焦耳热之比12:2:1Q Q =D ．通过线圈某截面的电荷量之比122:1q q =:8．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。
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，以下说法正确的选项是[]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．以下有关磁通量的论述中正确的选项是[]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的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到60×10-2N的磁场力，则磁场的磁感强度是______特；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是_____特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是______特．11．如图5所示，abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成60°角，假设导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于______．12．一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×103Wb，则磁场的磁感强度B______；假设线圈以一条边为轴的转180°，则穿过线圈的磁能量的变化为______；假设线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝______．三、计算题13．如图6所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；14．如图7所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？二、洛仑兹力练习题一、选择题1．如图1所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1：r2及周期之比T1：T2分别为 [ ]A．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：2B．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：1C．r1：r2＝2：1，T1：T2＝1：1D．r1：r2＝1：1，T1：T2＝2：12．如图2所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子． [ ]A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C．只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管3．电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 [ ]A．磁场对电子的作用力始终不变B．磁场对电子的作用力始终不作功C．电子的动量始终不变D．电子的动能始终不变它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场〔磁场方向垂直纸面向里〕．在图3中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？[ ]5．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小〔带电量不变〕．从图中可以确定 [ ]A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电6．三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场．设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，忽略空气阻力，则 [ ]A．E1＝E2＝E3B．E1＞E2＝E3C．E1＜E2＝E3D．E1＞E2＞E37．真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动．其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为 [ ]A．a最大 B．b最大C．c最大 D．都相等8．一个带正电荷的微粒〔重力不计〕穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的方法是[ ]A．增大电荷质量B．增大电荷电量C．减少入射速度D．增大磁感强度E．减小电场强度二、填空题9．一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，然后进入磁感应强度为B′的偏转磁场内做半径相同的匀速圆周运动〔图6〕，则这束离子必定有相同的______，相同的______．10．为使从炽热灯丝发射的电子〔质量m、电量e、初速为零〕能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场〔场强为E〕和匀强磁场〔磁感强度为B〕区域，对电子的加速电压为______．11．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是______．12．一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I＝______．三、计算题13．如图7所示，一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面．顶端时对斜面压力恰为零．假设迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？一、磁场、安培力练习题答案一、选择题1．AB 2．BC 3．D 4．D5．CD 6．D 7．A 8．A 9．AB二、填空题三、计算题13．1.2T 14．mg-BIlcosθ，BIlsinθ洛仑兹力练习题答案一、选择题1．B 2．C 3．BD 4．C5．B 6．B 7．C 8．C二、填空题三、计算题三、单元练习题一、选择题1．安培的分子环流假设，可用来解释 [ ]A．两通电导体间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁铁产生磁场的原因D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因2．如图1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长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则[ ]A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．有电子、质子、氘核、氚核，以同样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4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则 [ ]A．r1＝r2，T1≠T2B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T25．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示．由图可以判定 [ ] A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定是垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外不能判定6．如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的 [ ]A．速度 B．质量C．电荷 D．荷质比7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图4所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的选项是 [ ]A．这离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点8．如图5所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内〔磁场水平向内〕，有一离子恰能沿直线飞过此区域〔不计离子重力〕 [ ]A．假设离子带正电，E方向应向下B．假设离子带负电，E方向应向上C．假设离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电，E方向都向下9．一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有 [ ] A．适当增大电流，方向不变B．适当减小电流，并使它反向C．电流大小、方向不变，适当增强磁场D．使原电流反向，并适当减弱磁场10．如图7所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以[ ]A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端11．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的选项是 [ ]A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能、动量均不变12．关于磁现象的电本质，以下说法中正确的选项是 [ ]A．有磁必有电荷，有电荷必有磁B．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用C．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷或电流产生的D．根据安培的分子环流假说，在外界磁场作用下，物体内部分子电流取向大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极二、填空题13．一质子及一α粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．〔1〕假设两者由静止经同一电势差加速的，则旋转半径之比为______；〔2〕假设两者以相同的动进入磁场中，则旋转半径之比为______；〔3〕假设两者以相同的动能进入磁场中，则旋转半径之比为______；〔4〕假设两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为______．14．两块长5d，相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场．一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度v从左端各处飞入〔图8〕．为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为______．15．如图9所示，M、N为水平位置的两块平行金属板，板间距离为d，两板间电势差为U．当带电量为q、质量为m的正离子流以速度V0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动，偏向M板〔重力忽略不计〕．今在两板间加一匀强磁场，使从中央O处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是______，磁感应强度B＝______．16．如图10所示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域〔重力不计〕．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为______．17．如图11所示，绝缘光滑的斜面倾角为θ，匀强磁场B方向与斜面垂直，如果一个质量为m，带电量为-q的小球A在斜面上作匀速圆周运动，则必须加一最小的场强为______的匀强电场．18．三个带等量正电荷的粒子a、b、c〔所受重力不计〕以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中，轨迹如图12，则可知它们的质量m a、m b、m c大小次序为______，入射时的初动量大小次序为______．19．一初速为零的带电粒子，经过电压为U的电场加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是m，电量是q，则带电粒子所受的洛仑兹力为______，轨道半径为______．20．如图13在x轴的上方〔y≥0〕存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B．在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x＝______，最大y＝______．三、计算题21．以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图14所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．〔1〕求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离．〔2〕如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，试证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是22．如图16所示，AB为一段光滑绝缘水平轨道，BCD为一段光滑的圆弧轨道，半径为R，今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球，以速度v0从A点向B点运动，后又沿弧BC做圆周运动，到C点后由于v0较小，故难运动到最高点．如果当其运动至C点时，突然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点此时轨道弹力为0，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：〔1〕匀强电场的方向和强度；〔2〕磁场的方向和磁感应强度．单元练习题答案一、选择题1．CD 2．A 3．B 4．D 5．BD 6．AD7．ABC 8．AD 9．AC 10．ABD 11．B 12．BD二、填空题三、计算题21．〔1〕2mv/qB。
高中物理 磁场计算专题(附答案详解)
专题:磁场计算题（附答案详解）1、如图所示，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用．求：(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比．2、如图所示，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核11H和一个氘21H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m，电荷量为q.不计重力．求：(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离；(2)磁场的磁感应强大小；(3)21H第一次离开磁场的位置到原点O的距离．3、一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行．一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出．不计重力．(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；(2)求该粒子从M点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为π6，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间．4、如图所示，竖直放置的平行金属板板间电压为U，质量为m、电荷量为＋q的带电粒子在靠近左板的P点，由静止开始经电场加速，从小孔Q射出，从a点进入磁场区域，abde是边长为2L的正方形区域，ab边与竖直方向夹角为45°，cf与ab平行且将正方形区域等分成两部分，abcf中有方向垂直纸面向外的匀强磁场B1，defc中有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，粒子进入磁场B1后又从cf 上的M点垂直cf射入磁场B2中(图中M点未画出)，不计粒子重力，求：(1)粒子从小孔Q射出时的速度；(2)磁感应强度B1的大小；(3)磁感应强度B2的取值在什么范围内，粒子能从边界cd间射出．5、如图所示，在真空中xOy平面的第一象限内，分布有沿x轴负方向的匀强电场，场强E＝4×104 N/C，第二、三象限内分布有垂直于纸面向里且磁感应强度为B2的匀强磁场，第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为B1＝0.2 T的匀强磁场．在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM，平板上开有一个小孔P，在y轴负方向上距O点为 3 cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子，且OS＞OP.设发射的α粒子速度大小v均为2×105 m/s，除了垂直于x轴通过P点的α粒子可以进入电场，其余打到平板上的α粒子均被吸收．已知α粒子的比荷为qm＝5×107 C/kg，重力不计，试问：(1)P点距O点的距离；(2)α粒子经过P点第一次进入电场，运动后到达y轴的位置与O点的距离；(3)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处，磁感应强度B2应为多大？6、如图25所示，在xOy平面的0≤x≤23a范围内有沿y轴正方向的匀强电场，在x＞23a范围内某矩形区域内有一个垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为＋q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射入电场，从M点离开电场，M点坐标为(23a，a)．再经时间t＝3mqB进入匀强磁场，又从M点正上方的N点沿x轴负方向再次进入匀强电场．不计粒子重力，已知sin 15°＝6－24，cos 15°＝6＋24.求：(1)匀强电场的电场强度；(2)N点的纵坐标；(3)矩形匀强磁场的最小面积．7、如图甲所示，竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度E＝40 N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直于纸面向里为正方向．t＝0时刻，一质量m＝8×10－4 kg、电荷量q＝＋2×10－4 C的微粒在O点具有竖直向下的速度v＝0.12 m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板MN垂直，g取10m/s2.求：(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度．(3)水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与O点间的距离应满足的条件．8、如图所示，在竖直平面内，水平x轴的上方和下方分别存在方向垂直纸面向外和方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中x轴上方的匀强磁场磁感应强度大小为B1，并且在第一象限和第二象限有方向相反、强弱相同的平行于x轴的匀强电场，电场强度大小为E1，已知一质量为m的带电小球从y轴上的A(0，L)位置斜向下与y轴负半轴成60°角射入第一象限，恰能做匀速直线运动。
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磁场12个计算题参考答案与试题解析一．解答题（共12小题）1．图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外．O是MN上的一点，从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向．已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇，P到O的距离为L，不计重力及粒子间的相互作用．（1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径．（2）求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔．【分析】（1）粒子射入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律列式即可求得半径；（2）根据时间与转过的角度之间的关系求得两个粒子从O点射入磁场的时间间隔之差值．【解答】解：（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律，有：得：（2）如图所示，以OP为弦可画两个半径半径相同的圆，分别表示在P点相遇的两个粒子的轨道，圆心和直径分别为O1、O2和OO1Q1、OO2Q2，在O处两个圆的切线分别表示两个粒子的射入方向，用θ表示它们之间的夹角．由几何关系可知：∠PO1Q1=∠PO2Q2=θ从O点射入到相遇，粒子1的路程为半个圆周加弧长Q1PQ1P=Rθ粒子2的路程为半个圆周减弧长PQ2PQ2=Rθ粒子1运动的时间：粒子2运动的时间：两粒子射入的时间间隔：因得解得：答：（1）所考察的粒子在磁场中的轨道半径是．（2）这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔是．【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动，关键是明确洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求解出半径，然后结合几何关系列式求解，属于带电粒子在磁场中运动的基础题型．2．如图所示，两根光滑平行的金属导轨相距5m，固定在水平面上，导轨之间接有电源盒开关，整个装置处于磁感应强度为2T，方向与导轨平行的匀强磁场中．当开关闭合时，一根垂直放在导轨上的导体棒MN恰好对金属导轨没有压力．若导体棒MN的质量为4kg，电阻为2Ω，电源的内阻为Ω，其余部分电阻忽略不计，g=10m/s2．求：（1）通过导体棒MN的电流大小；（2）电源的电动势．【分析】根据平衡条件求出安培力大小，进而电流大小；闭合电路欧姆定律求电动势的大小；【解答】解：（1）根据竖直方向受力平衡：mg=BIL得：I===4A（2）根据闭合电路欧姆定律：E=I（R+r）得：E=4×=10V答：（1）通过导体棒MN的电流大小为4A；（2）电源的电动势为10V．【点评】本题是电路知识、力学知识的综合，掌握闭合电路欧姆定律、安培力公式是解题的关键，常规题，不容有失．3．如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B=，导体棒长L=1m，质量m=，重力加速度g=10m/s2．当导体棒中通以从A到B的电流时，①判断导体棒所受安培力的方向；当电流I=2A时，求导体棒所受安培力的大小F．②导体棒中通过的电流I′为多大时，细线中拉力刚好为0【分析】（1）通过左手定则判断出方向，由公式F=BIL可以直接求出安培力大小．（2）根据受力平衡的条件即可求出电流的大小．【解答】解：（1）通过左手定则可知受到的安培力竖直向上，导体棒长为L=1m，磁感应强度B=2T，电流为2A，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为：F=BIL=×2×1N=1N，（2）若悬线拉力恰好为零，说明重力和安培力大小相等，即：mg=BIL所以有：I=，答：（1）安培力方向向上，此时棒AB受到的安培力F的大小为1N；（2）导体棒中通过的电流I′为10A时，细线中拉力刚好为0．【点评】本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．4．如图所示，一个质量为m、电荷量为q的粒子，从小孔S1飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经点S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中，粒子恰能从磁场左边界的点S4射出，已知点S3、S4间距为L（不计粒子重力）．求：（1）粒子所带的电性；（2）粒子在匀强磁场中运动的速度v；（3）加速电场两级板间的电势差U．【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合左手定则判断粒子的电性；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，结合几何关系得到轨道半径，由牛顿第二定律可以求出粒子的速率；（3）由动能定理可以求出加速电场的电势差．【解答】解：（1）在点S3，磁场垂直向内，洛伦兹力向下，速度向右，结合左手定则，粒子带负电荷；（2）由题意可知，粒子轨道半径：，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：v=；（3）粒子在加速电场中加速，由动能定理得：解得：答：（1）粒子带负电荷；（2）粒子在匀强磁场中运动的速度v为；（3）加速电场两级板间的电势差U为．【点评】本题考查了求粒子速率、加速电压，分析清楚粒子运动过程、应用左手定则、牛顿第二定律、动能定理即可正确解题．5．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示），当棒静止时，两弹簧秤的读数为F1；若将棒中的电流方向反向（大小保持不变），当棒静止时，两弹簧秤的示数为F2，且F2＞F1，根据这两个数据，试求：（1）磁场的方向；（2）安培力的大小；（3）铜棒的重力．【分析】由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时磁场力同样反向，又因为反向时，弹簧秤读数增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里．因为电流反向，磁场力只改变方向，不改变大小，根据导体棒的平衡可以求出安培力的大小表达式．【解答】解：（1）因为电流反向时，弹簧秤的读数F2＞F1，所以可以知道电流自左向右时，导体棒受到的磁场力方向向上，根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里；（2）令铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：2F1=G﹣F ①当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有：2F2=G+F ②由①和②可得：棒的重力G=F1+F2安培力F的大小F=F2﹣F1答：（1）磁场的方向垂直纸面向里；（2）安培力的大小：F=F2﹣F1（3）铜棒的重力F=F2+F1【点评】对铜棒的受力变化情况可以得到安培力的方向，能正确使用左手定则反推磁场方向，并能根据平衡列出平衡方程解出重力和安培力的大小．熟练掌握左手定则是解题的关键．6．如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，长L=的直导线放在纸面内．当导线中通有I1=1A，方向如图所示的电流时，导线受到的安培力大小F1=4×10﹣2N．（1）请在图中画出安培力的方向；（2）求磁场的磁感应强度大小；（3）若将电流大小变为I2=时，求此导线受到的安培力大小．【分析】（1）根据左手定则即可判断出安培力的方向；（2）根据公式B=求解磁感应强度；（3）根据公式F=BIL求解磁感应强度．【解答】解：（1）磁场的方向向里，电流的方向向右上方，由左手定则可知，安培力的方向垂直于电流的方向向左上方，如图；（2）当导线中通以I=5A的电流时，导线受到的安培力F=lN，故磁感应强度为：B=T（2）通电导线的电流增大到I2=时，磁感应强度不变，故导线受到的安培力F2为：F 2=BI2L=××=6×10﹣2 N答：（1）通电导线所在空间的磁感应强度B的大小为；（2）导线受到的安培力F′的大小为6×10﹣2 N．【点评】本题关键明确电流元与磁场垂直时，安培力大小为F=BIL，磁感应强度与电流元无关．7．如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直．已知金属棒长L=，质量m=，取g=10m/s2．（1）若棒中通有I=的向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；（2）改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小．【分析】（1）根据安培力大小公式，即可求解．（2）当细线拉力为零，则说明安培力与重力相等，因此由安培力大小公式可确定通电电流的大小．【解答】解：（1）此时金属棒受到的安培力大小F=BIL=（2）悬线拉力恰好为零，金属棒沿竖直方向受重力和安培力，由金属棒静止可知安培力F´=mg所以此时金属棒中的电流I´===答：（1）若棒中通有I=的向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；（2）改变通过金属棒的电流大小，若细线拉力恰好为零，求此时棒中通有电流的大小．【点评】本题比较简单，借助于物体平衡，考查了有关安培力的大小和方向问题，要熟练应用左手定则判断安培力的方向，同时熟练应用公式F=BIL进行有关计算．8．如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等组成．励磁线圈是一对彼此平行的共轴圆形线圈，通电时，在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹．当电子枪垂直于磁场方向发射电子时，调节加速电压或励磁线圈中的电流，可看到电子束的径迹呈圆形．设电子的电荷量为e，质量为m，电子枪的加速电压为U，电子在磁场中运动的轨道半径为r．忽略电子所受重力及电子间的相互作用．（1）求电子从电子枪射出时的速度大小v；（2）求两线圈之间的磁感应强度大小B；（3）研究电子在磁场中运动时，忽略了电子所受的重力，请利用下列数据分析说明可以忽略重力的原因．已知：v=×106m/s，B=×10﹣4T，m=×10﹣31kg，e=×10﹣19C．取重力加速度g=10m/s2．【分析】（1）电场对电子加速，应用动能定理可以求出电子的速度．（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（3）应用洛伦兹力公式与重力的计算公式比较两力的大小，然后分析答题．【解答】解：（1）电场对电子加速，根据动能定理得：eU=mv2﹣0，解得：v=；（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得：evB=m，解得：B=；（3）洛伦兹力与重力的比值：==≈×1014，因为电子所受的洛伦兹力远大于重力，所以可以忽略电子所受的重力．答：（1）电子从电子枪射出时的速度大小v为；（2）两线圈之间的磁感应强度大小B为；（3）洛伦兹力远大于重力，重力可以忽略不计．【点评】本题考查了电子在电场与磁场中的运动，知道电子在电场中加速、在磁场中做匀速圆周运动是解题的前提，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题．9．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向从纸里，磁感应强度为B．一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度vO点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ．求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间．（粒子所受重力不计）【分析】（1）根据题意画出运动轨迹图，根据几何知识和洛伦兹力提供向心力求出粒子的坐标位置；（2）根据转过的角度和周期计算粒子在磁场中运动的时间．【解答】解：（1）带负电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动，从A点射出磁场，O、A间的距离为L，射出时速度的大小仍，射出方向与x轴的夹角仍为θ．为vB=m，R为圆轨道的半径，由于洛伦兹力提供向心力，则：qv解得：R=①圆轨道的圆心位于OA的中垂线上，由几何关系可得：=Rsinθ ②联立①②两式解得L=；所以粒子离开磁场的位置为（﹣，0）；（2）因为T=该粒子在磁场中运动的时间t==（1﹣）；答：（1）该粒子射出磁场的位置为（﹣，0），（2）该粒子在磁场中运动的时间为（1﹣）．【点评】此题考查带电粒子在磁场中的运动，找圆心，画出运动轨迹图是解决此问题的关键，作图越规范越好．10．如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．电荷量为+q、质量为m的带电粒子从磁场边缘A点沿圆半径AO方向射入磁场，粒子离开磁场时速度方向偏转了60˚角．求：（1）粒子做圆周运动的半径和入射速度；（2）粒子在磁场中的运动时间．【分析】电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出半径．洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出速度．定圆心角，求时间．【解答】解：（1）设粒子做匀速圆周运动的半径为R，如图所示，∠OO′A=30°，得到圆运动的半径R=O′A=根据牛顿运动定律有粒子的入射速度（2）由于粒子在磁场中的运动方向偏转了60˚角，所以粒子完成了个圆运动，根据线速度与周期的关系有粒子在磁场中的运动时间为．答：（1）粒子做圆周运动的半径为，入射速度为．（2）粒子在磁场中的运动时间为．【点评】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，往往用数学知识求半径．11．如图所示，在竖直放置的M、N两极板间有一水平向右的匀强电场，N板右侧有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．现有一质量为m、电荷量为q的粒子（重力不计）由静止被电场加速后，从N板上的小孔P以水平速度v 射出，并进入磁场，之后在磁场中运动并垂直打在N板正下方的竖直屏幕上的Q 点．（1）判断该粒子带正电还是带负电；（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径R及P、Q间的距离x．【分析】（1）由题意可知，带电粒子在电场中加速，则可以判断粒子带电性质；（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由由洛仑兹力充当向心力，可求得半径，再由几何关系可求得PQ间的距离．【解答】解：（1）由题意可知，带电粒子在电场中加速，故受力沿电场线方向，故该粒子带正电．（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有Bqv=m解得粒子做匀速圆周运动的轨道半径R=P、Q间的距离x=2R=答：（1）该粒子带正电；（2）运动的轨道半径R=；P、Q间的距离．【点评】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，在解答时要注意几何关系的应用，可以通过画图的形式帮助分析．12．如图所示，边长为a的正方形空腔内有垂直向内的匀强磁场，顶点处有小孔，垂直射入磁场．求：质量为m、带电量为q的粒子从A点以速度v①要使粒子沿轨迹1从C点射出，粒子应带什么电②要使粒子沿径迹2从B点射出，磁场的磁感应强度应为多少【分析】①根据粒子的偏转方向可明确粒子受力方向，再根据左手定则可分析粒子的电性；②由图中几何关系可求得粒子半径，再根据洛伦兹力充当向心力即可求得磁感应强度B．【解答】解：①由图可知，粒子受力向左，则由左手定则可知，粒子带正电；②由图中几何关系可知：r=则由洛伦兹力充当向心力公式可知B=mqv解得：B=答：①要使粒子沿轨迹1从C点射出，粒子应带正电；②要使粒子沿径迹2从B点射出，磁场的磁感应强度应为【点评】本题为带电粒子在磁场中运动问题，要注意带电粒子在磁场中运动的半径与周期的公式的应用．同时注意掌握由几何知识确定半径的方法．。