教师用书 3-1 第三章 磁场 补充习题AB

图

3-16 五、补充习题

A 组

1．如图3-14所示，有一束电子正在y 轴上向y 轴正方向移动，则它在z

轴上某点A 处产生的磁场方向为（ ）

A ．沿x 轴的正方向

B ．沿x 轴的负方向

C ．沿z 轴的正方向

D ．沿z 轴的负方向

2．如图3-15所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次

将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框由Ⅰ绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通

过金属框的磁通量的变化分别为△Φ1和△Φ2，则（ ）

A ．△Φ1＞△Φ2

B ．△Φ1 = △Φ2

C ．△Φ1＜△Φ2

D ．△Φ1＝－△Φ2

3．如图3-16所示的通电螺旋管的正上方有一金属圆环，讨论以下两种情

况金属环中磁通量怎样变化？（1）仅电流I 增大；（2）仅金属环的半径R 增

大。

4．放在通电螺线管里面的小磁针保持静止时，位置是怎样的？两位同学的回答相反。甲说：“小磁针的位置如图3-17甲，因为管内的磁感线向右， 所

以小磁针的N 极指向右方。”乙说：“小磁针的位置如图3-17乙，因为通电螺线管的N 极在右侧，根据异名磁极相吸的原理可知，小磁针的S 极指向右方。”你的看法是怎样的？他们谁的答案错了？错在哪里？

5．有两条垂直交叉、但不接触的异线通过大小相等的电流I ，如图3－18所示，则磁感应强度B =0的区域必定在第几象限？

6．如图3―19，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为 角，求：

（1）棒ab 受到的摩擦力；

（2）棒对导轨的压力。

7．如图3―20所示，以MN 为界的两匀强磁场，磁感应强度B 1=2B 2，方向均为垂直纸面向里， 现有一质量为m 、电荷量为q 的正粒子，从O 点沿图示方向进入B 1中。

（1）试画出此粒子的运动轨迹； （2）求经过多长时间粒子重新回到O 点？

图3-17

8．如图3－21所示，铝圆环和磁铁在同一平面内，当圆环通入电流瞬间，方向如图所示，

圆环将（ ）

A ．左边向里，右边向外，转动同时向磁铁靠近。

B ．左边向外，右边向里，转动同时向磁铁靠近。

C ．左边向里，右边向外，转动同时与磁铁远离。

D ．圆环不会转动，但向磁铁靠近

9．如图3-22所示，在第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，

一对正、负电子分别以完全相同的速度从原点射入磁场，速度方向与

x 轴成 =30°角，求正、负电子在磁场中运动时间之比。

10．如图3-23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。

11．汤姆孙提出的测定带电粒子的比荷（m

q ）的实验原理如图3-24所示。带电粒子经过电压为U 的加速电场加速后，垂直于磁场方向进入宽为L

的有界匀强磁场，带电粒子穿过磁场时发生的偏转位移是d ，若磁场的磁感

应强度为B 。求带电粒子的比荷。

12．在同一水平面内相距2m 的两导轨互相平行，置于磁感应强度大小

为1.2T ，方向竖直向上的匀强磁场中，一质量为3.6kg 的铜棒垂直放在导轨

上，当棒中的电流为5A 时，棒沿导轨做匀速直线运动。那么当棒中的电流

为8A 时，棒的加速度大小为多大？

B 组

1．有一段通电直导线，长为0.01m ，电流为5A ，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力为0.1N ，则该处的磁感应强度B 的大小为（ ）

A ．

B =1T B ．B =2T

C ．B ≥2T

D ．B ≤2T

2．如图3-25所示，一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其

圆心的水平轴高速旋转，当它不动时，放在它左侧轴线上的小磁针处于静止

状态，当橡胶圆盘从左向右看逆时针高速旋转时，小磁针的N 极（ ）

A ．不偏转

B ．向左偏转

C ．向右偏转

D ．向纸内偏转

3．如图3-26所示，两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱

体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两个铝环中，

则两个铝环的运动情况是（ ）

A ．都绕圆柱体转动

B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度

C ．彼此相向运动，电流大的加速度大

D ．彼此背向运动，电流大的加速度大

4．如图3-27所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。a 为垂直纸面放置的直导线的横截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有电流通过时，弹簧的伸长量增大了，此时磁铁对斜面的压力为F N2，则（ ）

A ．F N1＜F N2，a 中电流方向向外

B ．F N1＝F N2，a 中电流方向向里

C ．F N1＞F N2，a 中电流方向向外

D ．F N1＜F N2，a 中电流方向向里

5．如图3-28所示是磁流体泵的示意图。已知磁流体泵是高为h 的矩形槽，槽左右相对两侧壁是导电板，它们之间的距离为l 。两导电板加上电势差为U 的电场，垂直于纸面的前后两非导电板间加上磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向里，槽的下部与水银面接触，上部与竖直的非导电管相连。已知水银的密度为ρ，电阻率为r ，重力加速度为g 。试问：

（1）水银能上升的条件；

（2）在满足（1）问的条件下，水银能上升的高度。

6．如图3-29一劲度系数为k 的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n 的矩形线框abcd ，bc 边长为l ，线框下边部分处于匀速磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直向里，线框中通以如图方向的电流，开始时线框处于平衡状态，现令磁场反向，磁感应强度大小仍为B ，线框达到新的平衡。求此过程中线框位移的大小△x 和位移方向。

7．如图3-30所示，质量m =0.1g 的小球，带有q =5×10-4C 正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°角的绝缘杆上。小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数μ=0.4，这个装置放在磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度 。

8．如图3-31所示，在B =0.1T 的匀强磁场中画出边

长为L =8cm 正方形EFGH ，内有一点P ，它与EH 和HG

的距离均为1cm 。在P 点有一个发射正离子的装置，能够

连续不断地向纸面内的各个方向发射出速率不同的正离

子，离子的质量为1.0×10-14kg ，电荷量为1.0×10-5C ，离子

的重力不计，不考虑离子之间的相互作用。（计算结果保

留根号）

（1）速率为5×106m/s 的离子在磁场中运动的半径是

多少厘米？

（2）速率在什么范围内的离子不可能射出正方形区域？

（3）速率为5×106m/s 的离子在GF 边上离G 的距离多少厘米的范围内可以射出。

（4）离子要从GF 边上射出正方形区域，速度至少应有多大？

图3-28 图3-29 图3-30