单元评估检测 第9章 磁 场

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单元评估检测(九)

第9章磁场

(45分钟100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。1～7题为单选题,8～10题为多选题)

1.关于电场力与洛伦兹力,下列说法中正确的是 ( )

A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力的作用

B.电荷只要处在磁场中,就会受到磁场力的作用

C.洛伦兹力的方向在磁感线上

D.运动的电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用

【解析】选A。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷只要在电场中就会受到电场力作用,故A正确;只有运动电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力作用,故B错误;由左手定则可知,洛伦兹力与磁感线相互垂直,故C错误;运动的电荷在磁场中平行于磁场的方向运动时,不会受到洛伦兹力的作用,故D错误。

2.如图所示,空间中有垂直纸面向里的匀强磁场,一不可伸缩的软导线绕过纸面内的小动滑轮P(可视为质点),两端分别拴在纸面内的两个固定点M、N处,并通入由M到N的恒定电流I,导线PM和PN始终伸直。现将P从左侧缓慢移动到右侧,在此过程中导线MPN受到的安培力大小( )

A.始终不变

B.逐渐增大

C.先增大后减小

D.先减小后增大

【解析】选A。在P从左侧缓慢移动到右侧的过程中,导线MPN受到的安培力可等效为直导线MN通过电流I时受到的安培力,即导线MPN受到的安培力大小始终不变,选项A正确。

3.(2018·长沙模拟)在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所示,已知电场方向沿z轴正方向,电场强度大小为E,磁场方向沿y轴正方向,磁感应强度的大小为B。若质量为m、带电量为+q的质点从原点沿不同的方向射出,重力加速度为g,则下列说法正确的是

( )

A.若沿x轴正方向射出,速度一定会变化

B.若沿y轴正方向射出,动能一定会变化

C.若沿z轴正方向射出,速度一定会变化

D.若沿z轴正方向射出,动能一定会变化

【解析】选C。若沿x轴正方向射出,重力竖直向下,电场力与洛伦兹力向上,可能平衡,速度不一定变化,故A错误;若沿y轴正方向射出,重力可能和电场力平衡,动能不一定变化,故B错误;若沿z轴正方向射出,重力竖直向下,电场力向上,

洛伦兹力垂直速度方向,一定沿曲线运动,速度一定变化,当做匀速圆周运动时,动能不变,故C正确,D错误。

4.四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上,并通以等大的电流,方向如图所示。正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子,

则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为)

A.沿y轴负方向

B.沿y轴正方向

C.沿z轴正方向

D.沿z轴负方向

【解析】选B。沿x轴负方向观察,根据右手螺旋定则,判断出四根导线在O点产生的合磁场方向沿z轴负方向,电子初速度方向沿x轴负方向,即垂直纸面向里,根据左手定则,判断出洛伦兹力方向沿y轴正方向,选项B正确。

5.(2018·岳阳模拟)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如

图所示,则下列说法中正确的是)

A.该束带电粒子带负电

B.速度选择器的P1极板带负电

C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大

D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小

【解析】选D。通过粒子在质谱仪中的运动轨迹和左手定则可知该束带电粒子带正电,故A错误;带电粒子在速度选择器中匀速运动时受到向上的洛伦兹力和向下的电场力,可知速度选择器的P1极板带正电,故B错误;由洛伦兹力充当向心力有:qvB=m,得粒子在B2磁场中的运动半径r=,且粒子的运动速度v大小相等,电荷量q未知,故在磁场中运动半径越大的粒子,质量不一定越大,但比荷=越小,故C错误,D正确。

6.如图所示,在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,两带电量相同而质量不同的粒子以相同的速度从O点以与x轴正方向成α1=60°角在图示的平面内射入x轴上方时,发现质量为m1的粒子从a点射出磁场,质量为m2的粒子从b点射出磁场。若另一与a、b带电量相同而质量不同的粒子以相同速率与x轴正方向成α2=30°角射入x轴上方时,发现它从ab的中点c射出磁场,则该粒子的质量应为(不计所有粒子重力作用) ( )

世纪金榜导学号04450690

A.m1+m2

B.(m1+m2)

C.(m1+m2)

D.(m1+m2)

【解析】选C。粒子做匀速圆周运动,轨迹如图:

设Oa=L,ab=d,ac=cb=

故质量为m1、m2、m3的粒子轨道半径分别为:

R1==L,

R2=,

R3==L+,

故:(R1+R2)=2R3①

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,故:qvB=m1②qvB=m2③

qvB=m3④

联立①②③④解得:m3=(m1+m2),故选C。

7.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,分别和高频交流电源相连接,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加

速氚核H)和α粒子He),比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有( )

A.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能也较大

B.加速氚核的交流电源的周期较大,氚核获得的最大动能较小

C.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能也较小

D.加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大

【解析】选B。带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同,根据T=,知氚核H)的质量与电量的比值大于α粒子He),所以氚核在磁场中运动的周期大,则加速氚核的交流电源的周期较大。根据qvB=m得,最大速度v=,则最大动能E km=mv2=,氚核的质量是α粒子的倍,氚核的电量是α粒子的倍,则氚核的最大动能是α粒子的倍,即氚核的最大动能较小。故B正确,A、C、D 错误。

8.如图所示,在等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,d是ac上任意一点,e是bc上任意一点。大量相同的带电粒子从a点以相同方向进入磁场,由于速度大小不同,粒子从ac和bc上不同点离开磁场。不计粒子重力,则从c