高二物理期末复习磁场典型例题含答案

磁场典型例题2016.01.16

1、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。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可将导体棒置于匀强磁场中,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中,关于B的大小的变化,正确的说法是( )

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.先减小后增大

D.先增大后减小

2、在如图所示的足够大匀强磁场中,两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线MN所在的平面,一段时间后又再次同时穿过此平面,则可以确定的是( )

A.两粒子一定带有相同的电荷量

B.两粒子一定带同种电荷

C.两粒子一定有相同的比荷

D.两粒子一定有相同的动能

3、如图所示,在一矩形区域内,不加磁场时,不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为t。若加上磁感应强度为B、水平向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度入射,粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出( )

A.带电粒子的比荷

B.带电粒子在磁场中运动的周期

C.带电粒子的初速度

D.带电粒子在磁场中运动的半径

4、空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向的角度为60°，不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( )

A. B. C. D.

5、如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E。从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束。则下列判断正确的是( )

A.这三束正离子的速度一定不相同

B.这三束正离子的比荷一定不相同

C.a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b

D.若这三束离子改为带负电而其他条件不变,则仍能从d孔射出

6、利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是 ( ) A．上表面电势高

B．下表面电势高

C．该导体单位体积内的自由电子数为I

edb

D．该导体单位体积内的自由电子数为BI

eUb

7、如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时并被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E 后，由A孔射出。下列说法正确的是：( )

A．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大

B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大，质子的能量E将越大

C．磁感应强度B不变，加速电压U不变，随着速度的增大，质子在D形盒中运动的周期越来越短D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的在加速器中的运动时间越短

8、如图所示,在xOy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与y轴平行且间距保持不变。一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t0,粒子重力不计。

(1)求磁感应强度的大小B。

(2)若t=5t0时粒子回到原点O,求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0。

(3)若带电粒子能够回到原点O,则电场强度E应满足什么条件?

9、如图所示是电视显像管工作原理图。炽热的金属丝发射出电子,在金属丝K和金属板M之间加一电压U,使电子在真空中加速后,从金属板的小孔C穿出,进入有界abcd矩形匀强磁场,经匀强磁场射

出后,打在荧光屏上,荧光屏被电子束撞击而发光。已知电子的比荷=×1011C/kg,匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10-4T,磁场的长度l=12cm,磁场的右边界距离荧光屏L=15cm。加速电压U=20V时,电子恰好从有界匀强磁场的右下角c点飞出。不计电子间的相互作用及重力影响。求：

(1)电子射入磁场时的速度大小。

(2)电子在磁场中运动的轨道半径。

(3)电子打在荧光屏上的亮点与荧光屏中心O点的距离。

答案1C 2C 3AB 4A 5BCD6BD 7BD

8、解：【解析】(1)粒子在磁场中做圆周运动的周期T=,

粒子每次经过磁场的时间为半个周期,则T=2t0,解得B=。(2)粒子t=5t0时回到原点,轨迹如图所示,由几何关系有r2=2r1, 由向心力公式有qBv0=m,qBv2=m,

电场宽度d=t0,解得d=v0t0。

又v2=v0+t0,解得E0=。

(3)如图所示,由几何关系可知,要使粒子经过原点,则应满足

n(2r′2-2r1)=2r1(n=1,2,3……)

由向心力公式有qBv2′=m,解得v′2=v0,

根据动能定理有qEd=mv- m,

解得E=(n=1,2,3……)

答案：(1)(2)v0t0

(3)E=(n=1,2,3……)

9、(1)设电子到达金属板的小孔C时的速度为v,根据动能定理

eU=mv2得v==2.7×106m/s

电子离开C后做匀速直线运动,所以电子射入磁场时的速度大小等于2.7×106m/s。

(2)设电子在磁场中运动的轨道半径为R,根据牛顿运动定律

evB=m得R==15cm