磁场单元检测和答案.docx

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磁场单元检测和答案

《磁场》单元自测题

省太高刘焕奇

基础训练（A级）

一、选择题：

1．关于磁场的方向,下列叙述中不正确的（）

A．磁感线上每一点的切线方向

B．磁铁N极到S极的方向

C．小磁针静止时北极所指的方向

D．小磁针北极受力的方向

2．如图所示的直线电流磁场的磁感线,哪个图是正确的（）

3．如图所示是氢原子核外的电子绕核旋转的示意图,下列关于产生的磁场说法中正确的是（　）

A．方向垂直纸面向里,电子轨道上各点的磁场最强

B．方向垂直纸面向外,电子轨道上各点的磁场最强

C．在环轨道内垂直纸面向外,环轨道外垂直纸面向里

D．在环轨道内垂直纸面向里,环轨道外垂直纸面向外

4．如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电荷量均相同的正、负离子,从O点以相同的速率射入磁场中,射入方向与边界成θ角,若不计重力,则正、负离子在磁场中（）

　A．运动时间相同B．重新回到边界时速度大小和方向都相同

　C．运动的轨道半径相同　D．重新回到边界时的位置与0点距离相同

5．如图所示,设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面内向里的匀强磁场,已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动.到达B点时速度为零，C点是运动的最低点,以下说法正确的是（）

A．此粒子必带正电荷

B．A点和B点在同一高度

C．粒子在C点时速度最大

D．粒子到达B点后.将沿曲线返回A点

6.如图,真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、C带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速直线运动,c向左做匀速直线运动,比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系,正确的是（　）

A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小

7．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上，空间存在着水平方向的的匀强磁场，在水平恒力F的作用下，甲、乙无相对滑动的一起向左加速运动，在加速运动阶段（）

A．甲、乙两物块之间的摩擦力不断增大

B．甲、乙两物块之间的摩擦力不变

C．甲、乙向左运动的加速度不断减小

D．甲对乙的压力不断减小

8．如图所示,有界匀强磁场边界线SP//MN,速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场。

其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直;穿过b点的粒子速度v2与MN成600角,设两粒子从S到a.b所需时间分别为t1和t2则t1:

t2为（重力不计）（）

A．1:

3　　B．4:

3　　C．1:

1　　D．3:

2

9.如图所示，水平导线MN中有恒定电流I通过，导线正下方有一初速度与电流方向相同的电子射入，电子的运动轨迹应是（）

A．aB．bC．cD．d

10.如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束对这些进入后一磁场的离子，可以得出结论（）

A．它们的动能一定各不相同

B．它们的电量一定各不相同

C．它们的质量一定各不相同

D．它们的电量和质量之比一定各不相同

二、填空题：

11．如图是两个同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示方向的电流I,则当I增大时,穿过外线圈中的磁通量将_____。

（填“增大”、“减小”或“不变”）

12.如图所示,有一半径为R,有明显边界的匀强磁场区域,磁感应强度为B.今有一电子沿x轴正方向射入磁场,恰好沿y轴负方向射出.如果电子的荷质比为e/m,则电子射入时的速度为,电子通过磁场的时间为,此过程中电子的动能增量为，角速度为,向心加速度为。

13.一台回旋加速器可用频率为f1的交变电场把质子加速到v1质子所获得的能量为E1；当这台加速器用频率为f2的交变电场加速α粒子时，α粒子的速度为所获得的能量E2,则V1：

V2=___,E1:

E2=____f1：

f2=_____。

三、计算题：

14．质谱仪是用来测定带电粒子质量的一种装置，如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外，一束电荷电量相同质量不同的带正电的粒子测电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。

结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为△x，粒子所带电荷量为q，且不计重力，求：

（1）粒子进入磁场B2时的速度v；

（2）打在a、b两点的粒子的质量之差△m。

15．如图所示,空间分布着图示的匀强电场E（宽度为L和匀强磁场B（两部分磁场区域的磁感应强度大小相等、方向相反）,一带正电的粒子质量为电荷量为q不计重力）,从A点由静止释放经电场加速后进人磁场,穿过中间磁场进人右边磁场后能按某一路径而返回A点重复前述过程.求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期.（虚线为磁场分界线,并不表示有什么障碍物）

能力提升（B级）

一、选择题：

16.如图所示，质量为

的回形针系在细线下端被磁铁

吸引保持静止，此时细绳与竖直方向的夹角为

，则下列说法中正确的是（）

A．回形针静止时受到的磁体对它的磁力大小为

B．回形针静止时受到的细线的拉力大小为

C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。

原因是回形针加热后，分子电流排列无序了

D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了。

原因是回形针加热后，分子电流消失了

17.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷

越大，磁感应强度B越大

B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷

越大，磁感应强度B越小

C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大

D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

18.如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态。

若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是

A．小球A仍可能处于静止状态

B．小球A将可能沿轨迹1运动

C．小球A将可能沿轨迹2运动

D．小球A将可能沿轨迹3运动

19．如图甲所示，一个质量为

、电荷量为

的带电粒子，不计重力。

在

点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线

运动，

、

、

都是半径为

的圆弧。

粒子在每段圆弧上运动的时间都为

。

规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域ⅠⅡⅢ三部分的磁感应强度

随

变化的关系可能是乙图中的（）

20.某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q（单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是

A．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关

B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零

C．流量Q越大，两个电极间的电压U越大

D．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大

21.

著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：

一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。

当线圈接通电源后，将产生流过图示方向的电流，则下列说法正确的是：

（）

A、接通电源瞬间，圆板不会发生转动

B、线圈中电流强度的增大或减小会引起圆板向不同方向转动

C、若金属小球带正电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同

D、若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同

22.

如图所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，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．小球带正电

B．小球运动的轨迹是抛物线

C．洛伦兹力对小球做正功

D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大

23.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电量为－q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内，则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（）

A．

B．

Ｃ．

Ｄ．

24.（江苏省连云港市2008届高三第一次调研考试）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向垂直纸面向里（已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kI/r，其中k为常数）。

某时刻有一电子（质量为m、电量为e）正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为（）

A．方向垂直纸面向里，大小为

B．方向指向x轴正方向，大小为

C．方向垂直纸面向里，大小为

D．方向指向x轴正方向，大小为

25.（泰州市2008届第二学期期初联考）“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果。

月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场的强弱分布情况。

如图是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片（尺寸比例相同），设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是（）

A.①②③④B.①④②③C.④③②①D.③④②①

二、填空题：

26．如图所示，质量为m、带电量为+q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，液滴运动的速度为v，如要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加一电场，其电场方向应是　　　　，电场强度大小为　　　　，液滴绕行方向为　　　　　。

（从纸外往纸内看）

27.如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B,两极板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子体的速度v为　　　　　　，a是电源的　　　　　　。

28．如图所示，在与水平方向成600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，则：

匀强磁场的磁感应强度B为　　　　　　

ab棒对导轨的压力为　　　　　　。

三、计算题：

29.如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一绝缘弯杆由两段直杆和一段半径为R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内，PQ、MN水平且足够长，半圆环PAM在磁场边界左侧，P、M点在磁场边界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m，带电+q的小环套在MN杆上，它所受电场力为重力的

倍，当在M右侧D点由静止释放小环时，小环刚好能达到P点。

（1）求DM间距离x0；

（2）求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小；

（3）若小环与PQ间动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等且

），现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。

30．如图所示，在电视机显像管中的某区域同时加有磁感应强度相同的水平匀强磁场和竖直匀强磁场，磁场宽度为l，磁场右边界与荧光民间之间的距离也为l。

质量为m、电荷量为e的电子经电压为U的电场加速后射入该磁场。

在屏上建立坐标系，x、y轴分别沿水平、竖直方向。

若不加磁场时，电子打在坐标原点O。

（1）若只加水平方向的磁场，则打到屏上时速度方向与竖直方向成30°角，求打在屏上落点的坐标。

（2）只加水平方向的磁场时，求磁感应强度和电子在磁场中运动的时间。

（3）若同时加上两个方向的匀强磁场，求电子在屏上的落点到坐标原点O的距离。

单元自测试题答案

1．B　2．A　3．C　4．BCD　5．ABC　6．CD　7．B　8．D　9．D10．D

11．变大　12．BRe/m;　mπ/2eB;　　0;　Be/m;　B2Re2/m213.2:

1;1:

1;2:

1

14．⑴　

　⑵△m

15　　

16.C17.B18.AB19.C20.AC21.BD22.ABD23.C24.A25.A

26．竖直向上，mg/q,逆时针27．

正28．

（1）

T,

（2）6N；

29.解析：

（1）因小球刚好能到达P点，则vP=0

由动能定理

又

解得

（2）在小球由D点到A点的过程中，由动能定理

解得

又

解得

（3）小球最终做往复运动，且在P点的速率为0，由动能定理

解得

30.解析：

（1）如图所示，电子做匀速圆周运动的半径

电子偏离竖直方向的距离

联立解得：

（2）对电子由动能定理：

设磁场的磁感应强度为B，

联立解出

时间

又

联立解出

（3）若只加竖直方向的匀强磁场，

同理可求出电子偏离水平方向的距离

故所求为