高三物理测试题11磁场Word文档格式.docx

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仑兹力的实验装置，图中虚线是带电粒子的运动轨迹，那么

下列关于此装置的说法正确的有（）

A．A端接的是高压直流电源的正极

B．A端接的是高压直流电源的负极

C．C端是蹄形磁铁的N极

D．C端是蹄形磁铁的s极

4．如图11一2，有一重为G，带电量为q的小球，从两竖直的带等量异

种电荷的平行板上方高h处从静止自由落下，两板间有匀强磁场，磁场

方向垂直纸面向里，则带电小球通过正交的电场、磁场空间时（）

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

5．图11一3所示,a和b是两条靠得很近的平行通电直导线,电流方向如图所示,且Ia＞Ib，当

垂直于a、b所在平面向里加一匀强磁场B时,导线a恰好不再受安培力,跟加磁场B以前

相比较,则导线b（）

A．不再受安培力

B．受到的安培力为原来的两倍

C．受到的安培力小于原来的两倍

D．受到的安培力大于原来的两倍

6．如图11—4所示，平行板电容器两相板与电池相连，板

间同时有与电场垂直的匀强磁场.带正电q的粒子以v0从

两板正中沿垂直于电磁场的方向射入,穿出时其动能减小

了.若欲使粒子按原方向匀速直线穿出，则应（）

A．减水平行板间正对面积；

B．减小电池电动势；

C．减小磁感应强度B；

D．增大磁感应强度B

7．如图11一5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

8．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图1I—6所

示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看为零），经加速电场加速后垂直进入有

界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，

可以判断（）

A．若离子束是同位素，则X越大，离子质量越大

B．若离子束是同位素，则X越大，离子质量越小

C．只要X相同，则离子质量一定相同

D．只要X相同，则离子的荷质比一定相同

9．在图11—7所示虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强

磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这区域未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在

这区域中E和B的方向可能是（）

A．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同

B．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反

C．E竖直向上，B垂直纸面向外

D．E竖直向上，B垂直纸面向里

10．如图11—8所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液

滴从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，c点是运动的最底点，摩

擦力不计,以下说法正确的是（）

A．液滴一定带负电

B．液滴在c点时动能最大

C．液滴在运动过程中机械能守恒

D．液滴在c点机械能最小

11．如图11—9所示，两平行光滑金属导轨EF、CD间距为L，与电动势为ε的电源相连，质

量为m、电阻为R的金属捧ab垂直于导轨放置构成闭合电路，回路其余部分电阻不计，

为使ab静止，需在空间施加的匀强磁场的磁感强度的最小值及其方向分别是

A．

，水平向右

B．

，垂直于回路平面向上

C．

，竖直向下

D．

，垂直回路平面向下

12．竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加匀强磁场，

磁场方向与电场方向垂直，如图11—10所示垂直纸面向里。

在A板中点C的小孔入射

一批带正电的微粒，入射的速度大小、方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小

于90o），考虑微粒所受重力，微粒在A、B两板之间的运动过程中（）

A．所有微粒的动能都将增加

B．所有微粒的机械能都将不变

C．有的微粒可能做匀速直线运动

D．有的微粒可能做匀速圆周运动

二、填空题（本题共5小题，每小题6分，把答案填在题中的横线上。

）

13．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图11一11所

示。

1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包

括金属杆EF的质量）加速到10Km/s的电磁炮（常规炮弹

的速度大小约为2㎞/s），若轨道宽2m，长为100m，通过

的电流为10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感强度为T，磁场力的最大

功率为P=w（轨道摩擦不计）。

14．20世纪40年代，我国物理学家朱洪元先生提出，电子在加速器中作匀速圆周运动时会

发出“同步辐射光”，光的频率是电子的回转频率的n倍。

现在“同步辐射光”已被应

用于大规模集成电路的光刻工艺中，设同步辐射光频率为f，电子质量为m，电量为e，

则加速器磁场的磁感强度B的大小为，若电子的回转半径为R，它的速

率应为。

15．一种测量血管中血流速度的仪器原理如图11一12所示，

在动脉血管的左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极

并连接电压表。

设血管的直径是2.0mm，磁场的磁感强度

为0.080T，电压表测出的电压为0.10v，则血流速度大小

为m/s。

（取两位有效数字）

16．如图1I—13所示，铜棒ab长0.1m，质量为6×

10—2Kg,

两端与长为1m的轻铜线相连，静止于竖直平向上。

整个

装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T。

现

接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜捧发生摆

动，已知最大偏角为37o，则在此过程中铜捧的重力势

能增加了J，通入电流强度的大小为（不计空气阻力，g=10m/s2）

17．一个带电粒子A在强磁场中做匀速圆周运动，运动半径为R，

在某点与静止的带电粒子B发生了碰撞而结合在一起后运动半

径仍为R，但转动方向相反，如图11—14所示，则A、B两粒

子所带电量大小之比qA:

qB=，碰撞前后做

圆周运动的周期T1和T2的关系是T1T2（填“﹤”、“=”或“﹥”）

三、计算题（本题共5小题，共72分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演

算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。

）

18．（12分）电视机显像管简化原理如图11—15所示，初速不计的电子经加速电场加速后进

入有限边界宽度为L的匀强磁场，磁感强度为B，若要求电子束偏转角为α，求加速电

场的电势差U。

（已知电子电量为e，质量为m）

19.（15分）正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图11—16所示（俯视图），位于水

平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”，经过加速

器加速后的正负电子被分别引入管道时，具有相等的速率v，它们沿着管道向相反方向

运动。

在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁，即图中的A1、A2、A3、……An

共有n个，均匀分布在整个圆环上，每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁

场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d，改变电磁铁内电流的大小，就可以改变

磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度。

经过精确的调整，首先实现电子在环形

管道中沿图甲中粗虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出

点都是电磁场区域的同一条直径的两端，如图乙所示，这就为进一步实现正、负电子的

对撞作好了准备。

（1）试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的；

（2）已知正、负电子的质量都是m，所带电荷都是元电荷e，所受重力可不计，求电磁

铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。

20．（15分）如图11一17为处于真空室内的回旋加速器示意图，质量为m，带电量为q的

带电粒子，刚进入两D形盒间隙时速度可忽略不计，D形盒间隙间加有电压为U的同步

交变电压，能使带电粒子每经过D形盒的间隙就被加速一次，两D形盒中的匀强磁场使

粒子在盒内作匀速圆周运动，最后达到较大的动能后从外侧出口处被引出进行科学实

验。

若D形盒的半径为R，垂直D形盒的匀强磁场磁感应强度为B，粒子所受重力忽略

不计，粒子经过D形盒间隙的时间不计，求：

（1）带电粒子被引出时的动能为多大？

（2）带电粒子在加速器中被加速的次数及时间。

21．（15分）S为电子源，它只能在图11一18中所示的纸面上3600范围内发射速率相同、

质量为m、电量为e的电子，MN是一块足够大的竖直档板，与S的水平距离为0s=L，

挡板左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B。

求：

（1）要使s发射的电子能够到达档板，发射电子的速度至少为多大？

（2）若电子的发射速度为eBL/m，则档板被击中的范围多大？

22．（15分）核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在

小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。

如图11

一19所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，

都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。

设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半

径R2=1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×

107c/㎏，

中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。

试计算

（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度。

（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。

高三物理测试题参考答案

第十一章磁场

一、1.C2.B3.BC4.A5.C6.C7.A8.AD9.ABC10.ABD11.D12.C

二、13.551.1×

10714.

15.0.6316.0.129A17.1：

2﹤

三、18.参考答案：

加速过程有eU=

mV2（3分），偏转过程有evB=mv2/R（3分），Rsinα=L（3分），联立即得.U=

（3分）。

19.参考答案：

（1）根据电子运动轨迹，由左手定则可知，正电子沿逆时针方向运动，负电子沿顺时针方向运动（5分）。

（2）电子每经过一个电磁铁区域，偏转角度为θ=2π/n（2分），射入该区域时入射方向与通过射入点的直径夹角为θ/2（2分），如图2，它在该区域内作圆周运动的半径为R=mv/Be（2分），由图知sin

（2分），可得B=

（2分）。

20.参考答案：

（1）粒子在D形盒内作匀速圆周运动，由qvB=mv2/r（3分），v=qBr/m，当r达最大值R时，vm=qBR/m，故动能最大值EK=

（2）粒子每经过两D形盒间隙，就被加速一次，设共经过n次加速，则nqU=EK，可得n=

（3分）；

又粒子每经过一次半圆运动，为半个周期T，且T=

（3分）不变，故加速总时间t=

=

21.参考答案：

（1）从S发射出的电子速度方向竖直向上，半径恰为L/2时，为最小发射速度。

由eBv=mv2/0.5L（3分），v=eBL/2m（2分）。

（2）因电子发射速度一定，电子作匀速圆周运动方向为顺时针方向，运动半径R=mv/eB=L（2分）也一定，则直径为2L，设电子打到挡板上的最上端位置为a，则sa=2L，Oa=

（3分），击中档板最下端位置为b，Sb=L（3分），故范围为ab=（

+1）L（2分）。

22.参考答案：

（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，如图3所示，不能穿越磁场区域的最大速度粒子沿圆弧从B到A，恰与环状域外圆相切，0/为轨道圆心。

设AO/=BO/=r，由几何关系（R1-r）2=r2+R22（3分），r=mv/（Bq）（3分），可得v=1.5×

107m/s（3分）。

（2）粒子沿环状域的内边界圆的切线方向射入磁场时，轨道半径最大为rm=0.5m（3分），由rm=mv/（qB），得V=2.0×