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磁场部分练习题

磁场部分练习题

1.(2013年新课标Ⅰ卷)如图,半径为R的圆死一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)。

质量为m的例子沿平行于之境ab的方向摄入磁场区域,摄入点与ab的距离为

,已知例子射出去的磁场与摄入磁场时运动方向间的夹角为60°,则例子的速率为(不计重力)()

A.

B.

C.

D.

2.(2013年新课标Ⅱ卷)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,磁场方向垂直横截面。

一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率

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60°。

不计重力,该磁场的磁感应强度大小为()

A.

B.

C.

D.

3.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场,在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒,由水平位置自静止落下,不计空气阻力,则导体棒两端落地的先后关系是 (  )

A.东端先落地  B.西端先落地C.两端同时落地 D.无法确定

4.(2013年浙江理综)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,有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过=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.在内场中的加速度之比为1:

1

B.在磁场中运动的半径之比为根号3:

1

C.在磁场中转过的角度之比为1:

2

D.离开电场区域时的动能之比为1:

3

5.(2013年安徽卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面积位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示。

一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是

A.向上B.向下C.向左D.向右

6.一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁铁对斜面的压力F和摩擦力f的变化情况分别是()

A.F增大,f减小B.F减小,f增大

C.F与f都增大D.F与f都减小

7.(2013年海南物理)三条在同一平面(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B1、B2和B3,下列说法正确的是

A.B1=B2

B.B1=B2=B3

C.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

8.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图.线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向由纸内垂直指向纸外.当偏转线圈中的电流方向如图所示时,电子束应()

A.向左偏转 B.向上偏转C.向下偏转D.不偏转

9.在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕轴O在匀强磁场中作逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示.若小球运动到A点时,绳子忽然断开.关于小球在绳断开后可能的运动情况,下列说法中正确的是()

A.小球仍作逆时针匀速圆周运动,半径不变

B.小球仍作逆时针匀速圆周运动,但半径减小

C.小球作顺时针匀速圆周运动,半径不变

D.小球作顺时针匀速圆周运动,半径减小

10.如图所示,空间存在着由匀强磁场B和匀强电场E组成的正交电磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里.有一带负电荷的小球P,从正交电磁场上方的某处自由落下,那么带电小球在通过正交电磁场时()

A.一定作曲线运动B.不可能作曲线运动

C.可能作匀速直线运动D.可能作匀加速直线运动

11.如图所示,带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下,经过轨道端点P进入板间后恰能沿水平作直线运动.现使小球从较低的b点开始下滑,经P点进入板间,在板间的运动过程中()

A.其动能将会增大

B.其电势能将会增大

C.小球所受的洛伦兹力将会增大

D.小球受到的电场力将会增大

12.如图所示,匀强磁场的方向竖直向下.磁场中有光滑的水平桌面,在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管.试管在水平拉力F作用下向右匀速运动,带电小球能从管口处飞出。

关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是()

A.小球带负电

B.洛伦兹力平行于试管方向的分力对小球做正功

C.小球运动的轨迹是一条抛物线

D.维持试管匀速运动的拉力F应线性增大

13.如图所示,在长方形abcd区域内有正交的匀强电场和匀强磁场,2ab=bc=2L,一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从bc边的中点P射出,若撤去电场,则粒子从a点射出且射出时的动能为Ek;若撤去磁场,则粒子(重力不计)射出时的动能为(  )

A.EkB.2EkC.4EkD.5Ek

14.如图所示为一种获得高能粒子的装置.环行区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的匀强磁场,质量为m、电量为+q的粒子在环中作半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板.原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速.每当粒子离开B板时,A板电势又降为零.粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变.

(1)设t=0时粒子静止在A板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈.求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En.

(2)为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增.求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn.

(3)求粒子绕行n圈所需的总时间tn(粒子通过A、B板之间的时间忽略).

(4)定性画出A板电势U随时间t变化的关系图(从t=0起画到粒子第四次离开B板时即可).

 

15.(2013年山东理综)(18分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E.一质量为

、带电量为

的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。

已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。

(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。

(2)若磁感应强度的大小为一定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0;

(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。

 

16.在真空的直角坐标系中,有两条互相绝缘且垂直的长直导线分别与Ox、Oy轴重合,电流方向如图所示,其中I1=2.0A,I2=3.0A,已知真空中距无限长通电直导线距离为r处的磁感应强度B=kI/r,(k=2×10-7T·m/A),求:

(1)在xOy平面内距原点r=5.0cm的各点中,何处磁感应强度最小?

最小值多大?

(2)在xOz平面内距原点r=5.0cm的各点中,何处磁感应强度最小?

最小值多大?

 

17.某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场,电场方向向右(如图a中由B到C的方向),电场变化如图b中E-t图象,磁感强度变化如图c中B-t图象.在A点,从t=1s(即1s末)开始,每隔2s,有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v射出,恰都能击中C点,若

=2

,且粒子在AC间运动的时间小于1s,求:

(1)图线上E0和B0的比值,磁感强度B的方向;

(2)若第1个粒子击中C点的时刻已知为(1+Δt)s,那么第2个粒子击中C点的时刻是多少?

 

18.如图所示,在xOy角平面内,第III象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与

轴成

角。

且OM的左侧空间存在着

方向的匀强电场E,场强大小为3.2N/C;在

且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为B=0.01T。

一不计重力的带负电的微粒,

时刻从坐标原点O沿y轴负方向以

的初速度进人磁场,最终离开电、磁场区域。

已知微粒的电荷量

,质量

kg,求:

(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标;

(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;

(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标。

 

19.(2013年高考福建理综)(20分)如图甲,空间存在—范围足够大的垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。

让质量为m,电量为q(q<0)的粒子从坐标原点O沿加xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中。

不计重力和粒子间的影响。

(1).若粒子以初速度v1沿y轴正向入射,恰好能经过x轴上的A(a,0)点,求v1的大小:

(2).已知一粒子的初建度大小为v(v>v1).为使该粒子能经过A(a,0)点,其入射角

(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?

并求出对应的sin

值:

(3.)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿x轴正向发射。

研究表明:

粒子在xoy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关。

求该粒子运动过程中的最大速度值vm。

 

20.如图所示,直线下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆。

分界线两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B。

现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计微粒的重力。

求:

(1).微粒在磁场中运动的周期;

(2).从P点到Q点,微粒的运动速度大小及运动时间;

(3).若向里磁场是有界的,分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域,上述微粒仍从P沿半径方向向左侧射出,且微粒仍能到达Q点,求其速度的最大值。

 

21.(2013年四川理综)如图所示,竖直平面(纸面)内有平面直角坐标系xOy,x轴沿水平方向。

在x≤0的区域内存在方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B1的匀强磁场。

在第二象限紧贴y轴固定放置长为

、表面粗糙的不带电绝缘平板,平板平行x轴且与x轴相距h。

在第一象限内的某区域存在方向互相垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为B2,方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)。

一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A点沿x正向抛出;另一质量也为m、带电量为q的小球P从A点紧贴平板沿x轴正向运动,变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动,经

圆周离开电磁场区域,沿y轴负方向运动,然后从x轴上的K点进入第四象限。

小球P、Q相遇在第四象限内的某一点,且竖直方向速度相同。

设运动过程中小球P的电量不变,小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点,重力加速度为g。

求:

(1)匀强电场的场强大小,并判断P球所带电荷的正负;

(2)小球Q的抛出速度v0取值范围;

(3)B1是B2的多少倍?

 

22.(2013年海南物理)如图,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。

先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,其轨迹经过G点;再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点,两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同。

已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力,求:

(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间;

(2)点电荷b的速度大小。

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