高中物理--磁场 测试题(含答案)
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高中物理《磁场》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,以下概念的建立方法与合力相同的是()A.瞬时速度B.交流电的有效值C.电场强度D.磁通量2.如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。
不计重力,则()A.若电子以相同的速率从右向左飞入,电子也沿直线运动B.若电子以相同的速率从右向左飞入,电子将向下偏转C.若电子以相同的速率从左向右飞入,电子将向下偏转D.若电子以相同的速率从左向右飞入,电子也沿直线运动3.下列物理学史材料中,描述正确的是()A.卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B.为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果,应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C.法拉第提出了“电场”的概念,并制造出第一台电动机D.库仑通过与万有引力类比,在实验的基础上验证得出库仑定律4.电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的巨大动能,如图甲所示。
原理图可简化为如图乙所示,其中金属杆表示炮弹,磁场方向垂直轨道平面向上,则当弹体中通过如图乙所示的电流时,炮弹加速度的方向为()A.水平向左B.水平向右C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里5.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的拉力等于零,要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力,可采用的方法有()A.适当减弱磁场,磁场方向反向B.适当增强磁场,磁场方向不变C.适当减小电流。
电流方向不变D.适当增大电流。
电流方向反向6.下列装置中,利用到离心运动的物理原理的是()A.磁流体发电机B.回旋加速器C.洗衣机D.电视机7.如图所示,在真空中坐标xOy平面的x>0区域内,有磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场,方向与xOy 平面垂直,在x轴上的P(10cm,0)点,有一放射源,在xOy平面内向各个方向发射速率v=1.0×104m/s 的带正电的粒子,粒子的质量为m=1.6×10-25kg,电荷量为q=1.6×10-18C,带电粒子能打到y轴上的范围为()A .10cm 10cm y -≤≤B .10cm y -≤≤C .10cm y -≤≤D .y -≤≤8.如图所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总重量M ,B 为铁片,质量为m ,整个装置用轻绳悬于O 点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力( )A .F mg =B .()F m M g >+C .()F m M g =+D .()Mg F m M g <<+二、多选题9.下列关于洛伦兹力的说法中,正确的是( )A .洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面,所以洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,即洛伦兹力永不做功B .只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同C .用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时,要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反D .洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直10.全球新冠肺炎疫情持续至今,医院需要用到血流量计检查患者身体情况。
评卷人得分一、选择题1.如图所示,一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中.其中电荷不受洛仑兹力的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】由图可知,ABD图中带电粒子运动的方向都与粗糙度方向垂直,所以受到的洛伦兹力都等于qvB,而图C中,带电粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以带电粒子不受洛伦兹力的作用.故C正确,ABD错误.故选C.2.如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】A中电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A错误;B 图电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故B错误;C图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故C错误;D图根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故D正确;故选D.点睛:因磁场一般为立体分布,故在判断时要注意区分是立体图还是平面图,并且要能根据立体图画出平面图,由平面图还原到立体图.3.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受磁场力F的方向,其中图示正确的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】根据左手定则的内容:伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,可得:A、电流与磁场方向平行,没有安培力,故A错误;B、安培力的方向是垂直导体棒向下的,故B错误;C、安培力的方向是垂直导体棒向上的,故C正确;D、电流方向与磁场方向在同一直线上,不受安培力作用,故D错误.故选C.点睛:根据左手定则直接判断即可,凡是判断力的方向都是用左手,要熟练掌握,是一道考查基础的好题目.4.如图所示,水平地面上固定着光滑平行导轨,导轨与电阻R连接,放在竖直向上的匀强磁场中,杆的初速度为v0,不计导轨及杆的电阻,则下列关于杆的速度与其运动位移之间的关系图像正确的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】导体棒受重力、支持力和向后的安培力;感应电动势为:E=BLv感应电流为:安培力为:故:求和,有:故:故v与x是线性关系;故C正确,ABD错误;故选:C.5.如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,粒子仅受磁场力作用,分别从AC边上的P、Q两点射出,则()A. 从P射出的粒子速度大B. 从Q射出的粒子速度大C. 从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长【答案】BD【解析】试题分析:粒子在磁场中做圆周运动,根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系,从而分析得出结论.粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系(图示弦切角相等),粒子在磁场中偏转的圆心角相等,根据粒子在磁场中运动的时间:,又因为粒子在磁场中圆周运动的周期,可知粒子在磁场中运动的时间相等,故D正确,C错误;如图,粒子在磁场中做圆周运动,分别从P点和Q点射出,由图知,粒子运动的半径,又粒子在磁场中做圆周运动的半径知粒子运动速度,故A错误B正确;【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式,周期公式,运动时间公式,知道粒子在磁场中运动半径和速度有关,运动周期和速度无关,画轨迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题,6.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直纸面放置,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示.过c点的导线所受安培力的方向()A. 与ab边平行,竖直向上B. 与ab边垂直,指向右边C. 与ab边平行,竖直向下D. 与ab边垂直,指向左边【答案】D【解析】试题分析:先根据右手定则判断各个导线在c点的磁场方向,然后根据平行四边形定则,判断和磁场方向,最后根据左手定则判断安培力方向导线a在c处的磁场方向垂直ac斜向下,b在c处的磁场方向垂直bc斜向上,两者的和磁场方向为竖直向下,根据左手定则可得c点所受安培力方向为与ab边垂直,指向左边,D正确;7.下列说法中正确的是()A. 电场线和磁感线都是一系列闭合曲线B. 在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,这样做是为了消除静电C. 奥斯特提出了分子电流假说D. 首先发现通电导线周围存在磁场的科学家是安培【答案】B【解析】电场线是从正电荷开始,终止于负电荷,不是封闭曲线,A错误;麻醉剂为易挥发性物品,遇到火花或热源便会爆炸,良好接地,目的是为了消除静电,这些要求与消毒无关,B正确;安培发现了分子电流假说,奥斯特发现了电流的磁效应,CD错误;8.在如图所示的平行板电容器中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转(忽略重力影响)。
高中物理磁场综合练习及答案高中物理磁场综合练习及答案一、选择题 ( 此题 10 小题,每题 5 分,共 50 分)1. 一个质子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.可能存在电场和磁场,它们的方向与质子运动方向相同B.此空间可能有磁场,方向与质子运动速度的方向平行C.此空间可能只有磁场,方向与质子运动速度的方向垂直D.此空间可能有正交的电场和磁场,它们的方向均与质子速度的方向垂直答案 ABD分析带正电的质子穿过一空间未偏转,可能不受力,可能受力均衡,也可能受合外力方向与速度方向在同向来线上 .2.两个绝缘导体环AA′ 、 BB′ 大小同样,环面垂直,环中通有同样大小的恒定电流,如图 1 所示,则圆心 O处磁感觉强度的方向为(AA′ 面水平,BB′面垂直纸面 )A.指向左上方B.指向右下方C.竖直向上D.水平向右答案 A3. 对于磁感觉强度 B,以下说法中正确的选项是 ( ) A. 磁场中某点 B 的大小,跟放在该点的尝试电流元的情况相关B. 磁场中某点 B 的方向,跟该点处尝试电流元所受磁场力的方向一致C. 在磁场中某点尝试电流元不受磁场力作用时,该点B 值大小为零D. 在磁场中磁感线越密集的地方, B 值越大答案D分析磁场中某点的磁感觉强度由磁场自己决定,与试探电流元没关 . 而磁感线能够描绘磁感觉强度,疏密程度表示大小 .4.对于带电粒子在匀强磁场中运动,不考虑其余场力( 重力 ) 作用,以下说法正确的选项是()A.可能做匀速直线运动B.可能做匀变速直线运动C.可能做匀变速曲线运动D.只好做匀速圆周运动答案 A分析带电粒子在匀强磁场中运动时所受的洛伦兹力跟速度方向与磁场方向的夹角相关,当速度方向与磁场方向平行时,它不受洛伦兹力作用,又不受其余力作用,这时它将做匀速直线运动,故 A 项正确 . 因洛伦兹力的方向一直与速度方向垂直,改变速度方向,因此同时也改变洛伦兹力的方向,故洛伦兹力是变力,粒子不行能做匀变速运动,故B、C 两项错误 . 只有当速度方向与磁场方向垂直时,带电粒子才做匀速圆周运动,故 D 项中“只好”是不对的.5.1930 年劳伦斯制成了世界上第一台盘旋加快器,其原理如图 2 所示 . 这台加快器由两个铜质 D 形盒 D1、D2 组成,此间留有缝隙,以下说法正确的选项是()A.离子由加快器的中心邻近进入加快器B.离子由加快器的边沿进入加快器C.离子从磁场中获取能量D.离子从电场中获取能量答案AD分析此题源于课本而又高于课本,既考察考生对盘旋加快器的构造及工作原理的掌握状况,又能综合考察磁场和电场对带电粒子的作用规律. 由 R=mvqB知,跟着被加快离子的速度增大,离子在磁场中做圆周运动的轨道半径渐渐增大,因此离子一定由加快器中心邻近进入加快器, A 项正确,B 项错误 ; 离子在电场中被加快,使动能增添; 在磁场中洛伦兹力不做功,离子做匀速圆周运动,动能不改变. 磁场的作用是改变离子的速度方向,因此 C 项错误, D 项正确 .6.如图3所示,一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场 B 后,保持原速度做匀速直线运动,假如使匀强磁场发生变化,则以下判断中正确的是()A. 磁场 B 减小,油滴动能增添B. 磁场 B 增大,油滴机械能不变C.使磁场方向反向,油滴动能减小D.使磁场方向反向后再减小,油滴重力势能减小答案 ABD分析带负电的油滴在匀强磁场 B 中做匀速直线运动,受坚直向下的重力和竖直向上的洛伦兹力而均衡,当 B 减小时,由 F=qvB 可知洛伦兹力减小,重力大于洛伦兹力,重力做正功,故油滴动能增添, A 正确 ;B 增大,洛伦兹力大于重力,重力做负功,而洛伦兹力不做功,故机械能不变, B 正确; 磁场反向,洛伦兹力竖直向下,重力做正功,动能增添,重力势能减小,故 C 错, D 正确 .7. 如图 4 所示为一个质量为m、电荷量为 +q 的圆环,可在水平搁置的足够长的粗拙细杆上滑动,细杆处于磁感觉强度为 B 的匀强磁场中 ( 不计空气阻力 ). 现给圆环向右的初速度 v0,在此后的运动过程中,圆环运动的速度—时间图象可能是以下图中的 ()答案AD分析由左手定章可知,圆环所受洛伦兹力竖直向上,假如恰巧qv0B=mg,圆环与杆间无弹力,不受摩擦力,圆环将以 v0 做匀速直线运动,故 A 正确 ; 假如 qv0Bmg,则a=μ(qvB-mg)m,跟着 v 的减小 a 也减小,直到 qvB=mg,此后将以节余的速度做匀速直线运动,故 D 正确,B、C 错误 .8.如图 5 所示,空间的某一地区内存在着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由 A 点进入这个地区沿直线运动,从 C 点走开地区 ; 假如这个地区只有电场则粒子从 B 点走开场区 ; 假如这个地区只有磁场,则粒子从 D 点走开场区 ; 设粒子在上述 3 种状况下,从 A 到 B 点,从 A 到 C 点和 A 到 D 点所用的时间分别是t1 、t2 和 t3 ,比较 t1 、t2 和 t3 的大小,则有 ( 粒子重力忽视不计)()A.t1=t2=t3B.t2C.t1=t2t2答案C分析只有电场时,粒子做类平抛运动,水平方向为匀速直线运动,故 t1=t2; 只有磁场时做匀速圆周运动,速度大小不变,但沿 AC方向的分速度愈来愈小,故 t3>t2 ,综上所述可知,选项 C 对 .9.如图 6 所示, a、b 是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感觉强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、 b 两板间还存在着匀强电场 E. 从两板左侧中点 c 处射入一束正离子( 不计重力 ) ,这些正离子都沿直线运动到右边,从 d 孔射出后分红 3 束 . 则以下判断正确的是 ()A.这三束正离子的速度必定不同样B.这三束正离子的质量必定不同样C.这三束正离子的电荷量必定不同样D.这三束正离子的比荷必定不同样答案D分析此题考察带电粒子在电场、磁场中的运动,速度选择器的知识 . 带电粒子在金属板中做直线运动,qvB=Eq,v=EB,表示带电粒子的速度必定相等,而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均没法确立; 在磁场中R=mvBq,带电粒子运动半径不一样,因此比荷必定不一样,D项正确 .10.如图 7 所示,两个半径同样的半圆形轨道分别竖直搁置在匀强电场和匀强磁场中 . 轨道两头在同一高度上,轨道是圆滑的,两个同样的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止开释 .M、N 为轨道的最低点,则以下说法正确的选项是()A. 两小球抵达轨道最低点的速度vMB. 两小球第一次抵达轨道最低点时对轨道的压力FMC. 小球第一次抵达M点的时间大于小球第一次抵达N 点的时间D.在磁场中小球能抵达轨道的另一端,在电场中小球不可以抵达轨道的另一端答案 D。
(每日一练)(文末附答案)2022届高中物理磁场真题单选题1、如图,半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,某质量为m、带电量为q的粒子从圆上P 点沿半径方向以速度v0射入匀强磁场,粒子从Q点飞出,速度偏转角为60°现将该粒子从P点以另一速度沿半径方向射入匀强磁场,粒子离开磁场时,速度偏转角为120°,不计粒子重力,则()A.该粒子带正电B.匀强磁场的磁感应强度为√3mv02qRC.该粒子第二次射入磁场的速度为v02D.该粒子第二次在磁场中运动的时间为2√3πR3v02、如图,长为2l的直导线拆成边长相等,夹角为60∘的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为A .0B .0.5BIlC .BIlD .2BIl3、一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。
一质子(H 11)以速度v 0自O 点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。
下列粒子分别自O 点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是( )(所有粒子均不考虑重力的影响)A .以速度v02的射入的正电子(e 10)B .以速度v 0射入的电子(e −10)C .以速度2v 0射入的核(H 12)D .以速度4v 0射入的a 粒子(H 14e )4、如右图,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直。
当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出( )A .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小B .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小C .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大D .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大5、如图所示,四根相互平行的通有电流均为的长直导线a 、b 、c 、d ,放在正方形的四个顶点上。
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)高中物理《磁场》典型题(经典推荐)一、单项选择题1.下列说法中正确的是:A。
在静电场中电场强度为零的位置,电势也一定为零。
B。
放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时,该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变。
C。
在空间某位置放入一小段检验电流元,若这一小段检验电流元不受磁场力作用,则该位置的磁感应强度大小一定为零。
D。
磁场中某点磁感应强度的方向,由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定。
2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。
如关系式 U=IR,既反映了电压、电流和电阻之间的关系,也确定了 V(伏)与 A(安)和Ω(欧)的乘积等效。
现有物理量单位:m(米)、s(秒)、N(牛)、J (焦)、W(瓦)、C(库)、F(法)、A(安)、Ω(欧)和 T(特),由他们组合成的单位都与电压单位 V(伏)等效的是:A。
J/C 和 N/CB。
C/F 和 T·m2/sC。
W/A 和 C·T·m/sD。
W·Ω 和 T·A·m3.如图所示,重力均为 G 的两条形磁铁分别用细线 A 和B 悬挂在水平的天花板上,静止时,A 线的张力为 F1,B 线的张力为 F2,则:A。
F1=2G,F2=GB。
F1=2G,F2>GC。
F1GD。
F1>2G,F2>G4.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在 1s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为:A。
1/2B。
1C。
2D。
45.如图所示,矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场,在纸面内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示,由以上信息可知,从图中 a、b、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为:A。
《磁场》检测题一、单选题1.如图所示,导线框中电流为I ,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B ,AB 与CD 相距为d ,则MN 所受安培力大小为( )A .F =BIdB .F =sin BIdC .F =BId sin θD .F =BId cos θ2.如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子(正电子质量和电量与电子大小相等,电性相反)分别以相同速度沿与x 轴成60°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )A .1∶2B .2∶1C .1D .1∶13.如图,一质子以速度v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则A .若电子以相同速度v 射入该区域,将会发生偏转B .若质子的速度v ′<v ,它将向下偏转而做类似的平抛运动C .若质子的速度v ′>v ,它将向上偏转,其运动轨迹是圆弧线D .无论何种带电粒子(不计重力),只要都以速度v 射入都不会发生偏转4.如图,半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,半径OC 与OB 夹角为60°.一电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场,从C 点射出。
电子质量为m 、电荷量为e ,不计电子重力,下列说法正确的是( )A .磁场方向垂直纸面向里 B.磁感应强度大小为3eRC.电子在磁场中的运动时间为3RvD .若电子速率变为3v,仍要从C 点射出,磁感应强度大小应变为原来的3倍5.如图所示,两根长直通电导线互相平行,电流方向相同。
它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处,且A 、B 两点处于同一水平面上。
两通电电线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ,则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A .B 竖直向上 B .B 水平向右 C水平向右 D竖直向上 6.如图所示,总长为L 、通有电流I 的导线,垂直磁场方向置于宽度为x 、磁感应强度为B 的匀强磁场中,则导线所受安培力大小为( )A .BILB .BIxC .BI(L -x)D .BI(L +x)7.在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,紧贴边缘内壁放一个圆环形电极,并把它们与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水.如果把玻璃皿放在磁场中,如图所示,通过所学的知识可知,当接通电源后从上向下看( )A .液体将顺时针旋转B .液体将逆时针旋转C .若仅调换N 、S 极位置,液体旋转方向不变D .若仅调换电源正、负极位置,液体旋转方向不变8.M 点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源,可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q 、质量为m 、速度大小相同的粒子,如图所示。
高中物理题型分类汇总含详细答案--磁场共:15题时间:50分钟一、单选题1.如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O是A、B连线的中点。
以O为坐标原点,A、B连线为x轴,O、C连线为y轴,建立坐标系。
过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向向里的电流,则过O点的通电直导线所受安培力的方向为()A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿x轴正方向D.沿x轴负方向2.如图所示,有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方,导线可以自由移动,当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时,有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)()A.顺时针方向转动,同时下降B.时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升3.关于磁感应强度,下列说法中正确的是()A.由B=知,B与F成正比,与IL成反比B.若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为C.由B=知,若一小段通电导体在某处不受磁场力,则说明该处一定无磁场D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。
这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.离子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B.离子从磁场中获得能量C.增大加速电场的电压,其余条件不变,离子离开磁场的动能将增大D.增大加速电场的电压,其余条件不变,离子在D型盒中运动的时间变短5.如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135º.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A.方向沿纸面向上,大小为( +1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为( -1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为( +1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为( -1)ILB6.下列各图中,通电直导线或带电粒子所受磁场力方向正确的是()A. B. C. D.7.如图所示,用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab、cd 边均与ad边成60°角,。
高中物理电磁感应测试题及参考答案一、单项选择题:(每题3分,共计18分)1、下列说法中正确的有:()A、只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B、穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流和感应电动势D、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流,但有感应电动势2、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是:()A、阻碍引起感应电流的磁通量;B、与引起感应电流的磁场反向;C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化;D、与引起感应电流的磁场方向相同。
3、穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2VB.线圈中感应电动势每秒减少2VC.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2VD.线圈中感应电动势始终为2V4、在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是()A. B. C. D.5、如图所示,竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路,导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力()6.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是()二、多项选择题:(每题4分,共计16分)7、如图所示,导线AB可在平行导轨MN上滑动,接触良好,轨道电阻不计电流计中有如图所示方向感应电流通过时,AB的运动情况是:()A、向右加速运动;B、向右减速运动;C、向右匀速运动;D、向左减速运动。
高中物理选修2-1第二章磁场一、单选题1.通电直导线所受安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系,下列图示正确的是()A. B. C. D.2.磁场中任一点的磁场方向规定为小磁针在磁场中()A. 受磁场力的方向B. 北极受磁场力的方向C. 南极受磁场力的方向D. 受磁场力作用转动的方向3.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直,“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里.电键闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A. 水平向左B. 水平向右C. 竖直向下D. 竖直向上4.10 .用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来,让两者等高平行放置,如图所示.当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时,则有( )A. 两导线环相互吸引B. 两导线环相互排斥C. 两导线环无相互作用力D. 两导线环先吸引后排斥5.一个长螺线管中通有电流,把一个带电粒子沿中轴线射入(若不计重力影响),粒子将在管中( )A. 做圆周运动B. 沿轴线来回运动C. 做匀加速直线运动D. 做匀速直线运动6.关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是()A. 磁场看不见、摸不到,但在磁体周围确实存在着磁场;而磁感线是一种假想曲线,是不存在的B. 磁场对放入其中的磁体产生力的作用,当其中没放入磁体时,则无力的作用,也就不存在磁场C. 在磁场中画出磁感线处存在磁场,在磁感线间的空白处不存在磁场D. 磁体周围的磁感线是从磁体北极出来,回到南极,所以磁体内部不存在磁场,也画不出来7.如图所示,在圆环状导体圆心处,放一个可以自由转动的小磁针.现给导体通以顺时针方向的恒定电流,不计其他磁场的影响,则( )A. 小磁针保持不动B. 小磁针的N极将向下转动C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动8.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代,其中电动机依据的原理是()A. 磁场对电流的作用B. 磁铁间的相互作用C. 惯性定律D. 万有引力定律9.在物理学史上,发现电流周围存在磁场的著名科学家是A. 奥斯特B. 伽利略C. 焦耳D. 库仑二、多选题10.图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向,其中正确的是()A. B. C. D.11.在赤道处沿东西方向水平放置一根长直导线,导线正下方放一小磁针,下列现象可能发生的是()A. 长直导线通电时,小磁针仍然静止B. 长直导线通电时,小磁针逆时针转动90°C. 长直导线通电时,小磁针顺时针转动90°D. 长直导线通电时,小磁针静止,将长直导线在水平面内稍作转动,小磁针转动近180°12.(多选)如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是()A. 向右飞行的正离子B. 向左飞行的正离子C. 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子13.如图1,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图2的变化电流I、周期为T,电流值为I m,图1中I所示方向为电流正方向.则金属棒()A. 位移随时间周期性变化B. 速度随时间周期性变化C. 受到的安培力随时间周期性变化D. 受到的安培力在一个周期内做正功14.图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是()A. 若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动B. 若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C. 若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D. 若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动15.如图所示,直导线处于足够大的匀强磁场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的电流为I为了增大导线所受的磁场力,采取了下列四种办法,其中正确的是()A. 增大电流IB. 增加直导线的长度C. 使导线在纸面内顺时针转30°D. 使导线在纸面内逆时针转60°三、填空题16.通电螺线管的极性跟螺线管中的________方向有关,它们之间的关系可以用________定则来判定.内容是:用________手握住螺线管,让________弯向螺线管中电流的方向,则________所指的那端就是螺线管的N极.17.________是世界上最早研究磁现象的国家.并制成了指向仪器________,它是用天然磁石磨制成的________,静止时其________指向南方.指南针是我国________之一,其最早记载于北宋学者________的《梦溪笔谈》.18.一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针沿顺时针转动,则磁场方向________。
高中物理:磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A.磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B=FIL,即磁场中某点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A.0.1 A B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60 g、电阻R=1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g取10 m/s2则()A.磁场方向一定竖直向下B.电源电动势E=3.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 ND.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A.4qBm B.3qBm C.2qBm D.qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b;当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c.不计粒子重力.则()A.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=2∶1B.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=1∶2C.v b∶v c=2∶1,t b∶t c=2∶1D.v b∶v c=1∶2,t b∶t c=1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A=23S0C,则下列说法中正确的是()A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点.已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A.B1+B2B.B1-B2C.B1+B22D.B1-B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
高中物理:磁场练习含答案1、下列说法正确的是()A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D.某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致2、如图所示,abcd为四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是()A.ab边与bc边受到的安培力大小相等B.cd边受到的安培力最大C.cd边与ad边受到的安培力大小相等D.ad边不受安培力作用3、(双选)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音.俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示,在图乙中()甲乙A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外4、带电油滴以水平速度v0垂直进入匀强磁场,恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,重力加速度为g.则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为mg v0BB.油滴必带正电荷,比荷qm=qv0BC.油滴必带负电荷,电荷量为mg v0BD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg v0B5、如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速度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,其速度方向与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2,则t1∶t2为()A.1∶3B.4∶3C.1∶1 D.3∶26、如图所示,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直.当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出()A.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小B.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小C.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大D.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大7、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8、如图所示,一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上,并处于方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块下滑的过程中,斜面体静止不动,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力逐渐增大B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C.滑块最终要离开斜面D.滑块最终可能静止于斜面上9、两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1和U2的高频电源上,且U1>U2,两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为E k1和E k2,则()A.t1<t2,E k1>E k2B.t1=t2,E k1<E k2C.t1<t2,E k1=E k2D.t1>t2,E k1=E k210、如图所示,质量m=0.5 kg、长L=1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大),右侧回路电源电动势E=8 V,内电阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作,(取g=10 m/s2)则()A.回路总电流为2 AB.电动机的额定电流为4 AC.流经导体棒的电流为4 AD.磁感应强度的大小为1.5 T11、如图所示,取一柔软的铝箔条,把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”.当电池与铝箔接通时()A.铝箔条中部向磁铁S极运动B.铝箔条中部向磁铁N极运动C.铝箔条中部向下方运动D.铝箔条中部向上方运动12、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.13、如图所示,一个质量为m、带正电荷量为q的带电体,紧贴着水平绝缘板的下表面滑动,滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直,请回答:(1)能沿下表面滑动,物体速度的大小和方向应满足什么条件?(2)若物体以速度v0开始运动,则它沿绝缘面运动的过程中,克服摩擦力做了多少功?磁场1、下列说法正确的是()A.磁感线有可能出现相交的情况B.磁感线总是由N极出发指向S极C.某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D.某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致C[根据磁感线的特点:(1)磁感线在空间内不能相交;(2)磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N 极指向S极,在磁体内部由S极指向N极;(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向).可判断选项A、B错误,C正确,D错误.]2、如图所示,abcd为四边形闭合线框,a、b、c三点坐标分别为(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中,通入电流I,方向如图所示,关于四边形的四条边所受到的安培力的大小,下列叙述中正确的是()A.ab边与bc边受到的安培力大小相等B.cd边受到的安培力最大C.cd边与ad边受到的安培力大小相等D.ad边不受安培力作用B[因为ab边垂直于磁场,所以其受到的安培力F ab=BL ab I,而bc边平行于磁场,所以其受到的安培力为零,故A错误;ad边与cd边虽然长度相等,且长度最长,但ad边与磁场不垂直,cd边与磁场垂直,即等效长度不同,所以受到的安培力大小不相等,cd边受到的安培力最大,故B正确,C 错误;ad边受到安培力作用,故D错误.]3、(双选)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音.俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示,在图乙中()甲乙A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B .当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C .当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D .当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外BC [将圆形线圈看作由无数小段直导线组成,由左手定则可以判断,当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外,选项B 正确,A 错误;当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里,选项C 正确,D 错误.]4、带电油滴以水平速度v 0垂直进入匀强磁场,恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,重力加速度为g.则下述说法正确的是( )A .油滴必带正电荷,电荷量为mg v 0BB .油滴必带正电荷,比荷q m =q v 0BC .油滴必带负电荷,电荷量为mg v 0BD .油滴带什么电荷都可以,只要满足q =mg v 0B A [油滴水平向右做匀速直线运动,其所受的洛伦兹力必向上且与重力平衡,故带正电荷,其电荷量为q =mg v 0B ,A 正确,C 、D 错误;比荷q m =g v 0B,B 错误.] 5、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度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v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C .1∶1D .3∶2D [画出运动轨迹,过a 点的粒子转过90°,运动时间为t 1=T 4;过b 点的粒子转过60°,运动时间t 2=T 6,故t 1∶t 2=3∶2,故选项D 正确.]6、如图所示,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直.当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出( )A .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小B .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小C .弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大D .弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大A [如图所示,画出直导线附近的条形磁铁的磁感线,由左手定则可知,直导线受向下的安培力,由于力的作用是相互的,因此条形磁铁受向上的作用力,故A 正确.]7、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C [题图中电流与磁体间的磁场力为引力,若将磁极位置对调则相互作用力为斥力,再由受力分析可知,选项C 正确.]8、如图所示,一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上,并处于方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,质量为m 、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块下滑的过程中,斜面体静止不动,下列判断正确的是( )A.滑块受到的摩擦力逐渐增大B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C.滑块最终要离开斜面D.滑块最终可能静止于斜面上C[小滑块带正电,由左手定则判断知,滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向上,故垂直于斜面方向:N+q v B=mg cos θ,平行于斜面方向:mg sin θ-f=ma,其中f=μN,联立得到f=μ(mgcos θ-q v B),a=g sin θ-μ(mg cos θ-q v B)m,由于a与v同向,故v增大,f减小,a增加,故A错误,B错误;当洛伦兹力等于重力垂直斜面分力时,支持力为零,此后滑块离开斜面,故C正确,D 错误.]9、两个相同的回旋加速器,分别接在加速电压U1和U2的高频电源上,且U1>U2,两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2,获得的最大动能分别为E k1和E k2,则()A.t1<t2,E k1>E k2B.t1=t2,E k1<E k2C.t1<t2,E k1=E k2D.t1>t2,E k1=E k2C[粒子在磁场中做匀速圆周运动,由R=m vqB,E km=12m v2可知,粒子获得的最大动能只与磁感应强度和D形盒的半径有关,所以E k1=E k2;设粒子在加速器中绕行的圈数为n,则E k=2nqU,由以上关系可知n与加速电压U成反比,由于U1>U2,则n1<n2,而t=nT,T相同,所以t1<t2,故C正确,A、B、D错误.]10、如图所示,质量m=0.5 kg、长L=1 m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大),右侧回路电源电动势E=8 V,内电阻r=1 Ω,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机正常工作,(取g=10 m/s2)则()A.回路总电流为2 AB.电动机的额定电流为4 AC.流经导体棒的电流为4 AD.磁感应强度的大小为1.5 TD[电动机正常工作时,有P M=UI M,代入数据解得I M=2 A,通过电源的电流为I总=E-U r=8-41A=4 A,流过导体棒的电流I为I=I总-I M=4 A-2 A=2 A.故A、B、C错误;导体棒静止在导轨上,由共点力的平衡可知,安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力,即:F=mg sin 37°=0.5×10×0.6 N=3 N,由安培力的公式F=BIL,解得B=1.5 T,故D正确.]11、如图所示,取一柔软的铝箔条,把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端,使蹄形磁铁横跨过“天桥”.当电池与铝箔接通时()A.铝箔条中部向磁铁S极运动B.铝箔条中部向磁铁N极运动C.铝箔条中部向下方运动D.铝箔条中部向上方运动D[由题意,可知,通过“天桥”的电流方向由外向内,而磁场方向由N到S极,根据左手定则,则可知,箔条中部受到的安培力向上,故A、B、C错误,D正确.]12、音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.如图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为L,匝数为n,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为B,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Q,大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向;(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v,求安培力的功率.[解析] (1)由左手定则可以判断出线圈所受安培力的方向水平向右.由于线圈与磁场垂直,故线圈所受安培力的大小F =nIBL.(2)此时安培力的功率P =F v =nIBL v .[答案] (1)nIBL 水平向右 (2)nIBL v13、如图所示,一个质量为m 、带正电荷量为q 的带电体,紧贴着水平绝缘板的下表面滑动,滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直,请回答:(1)能沿下表面滑动,物体速度的大小和方向应满足什么条件?(2)若物体以速度v 0开始运动,则它沿绝缘面运动的过程中,克服摩擦力做了多少功?[解析] (1)若物体沿下表面滑动,则洛伦兹力一定向上,根据左手定则,速度方向向右.当物体沿下表面滑动时,满足q v B ≥mg解得v ≥mg qB .(2)运动过程中,洛伦兹力和重力不做功.当v =mg qB 时,mg =q v B,摩擦力消失,由动能定理,克服摩擦力做的功W =12m v 20-12m v 2=12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20-⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2. [答案] (1)向右 v ≥mg qB (2)12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20-⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2.。
高中物理磁场专题训练一、磁场、安培力练习题一、选择题1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有[]A.磁极之间的相互作用是通过磁场发生的,磁场和电场一样,也是一种物质B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线2.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图1所示,那么这束带电粒子可能是[]A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.问左飞行的负离子束3.铁心上有两个线圈,把它们和一个干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池的内阻大得多,如图2所示的图中,哪一种接法铁心的磁性最强[]4.关于磁场,以下说法正确的是[]A.电流在磁场中某点不受磁场力作用,则该点的磁感强度一定为零B.磁场中某点的磁感强度,根据公式B=F/I·l,它跟F,I,l都有关C.磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D.磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度,即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量5.磁场中某点的磁感应强度的方向[]A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D.通过该点磁场线的切线方向6.下列有关磁通量的论述中正确的是[]A.磁感强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大B.磁感强度越大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量越大C.穿过线圈的磁通量为零的地方,磁感强度一定为零D.匀强磁场中,穿过线圈的磁感线越多,则磁通量越大7.如图3所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流, []A.磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B.磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C.磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用8.如图4所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将[]A.转动同时靠近磁铁B.转动同时离开磁铁C.不转动,只靠近磁铁D.不转动,只离开磁铁9.通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线,则有[]A.线圈所受安培力的合力为零B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果二、填空题10.匀强磁场中有一段长为0。
高中物理:磁场 练习(含答案)磁场1、(双选)关于地球的磁场,下列说法正确的是( )A .在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B .地磁场的南极在地理北极附近C .地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D .地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的2、有四条垂直于纸面的长直固定导线.电流方向如图所示,其中a 、b 、c 三条导线到d 导线的距离相等,三条导线与d 的连线互成120度角.四条导线的电流大小为都为I,其中a 导线对d 导线的安培力为F.现突然把c 导线的电流方向改为垂直于纸面向外,电流大小不变.此时d 导线所受安培力的合力为( )A .0B .FC .3FD .2F3、(多选)如图所示,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(重力加速度为g)( )A .z 轴正方向,mg IL tan θB .y 轴正方向,mg ILC .z 轴负方向,mg IL tan θD .沿悬线向下,mg ILsin θ 4、如图所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移),a 、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F 拉b 物块,使a 、b 一起无相对滑动地向左做加速运动,则在加速运动阶段( )A.a对b的压力不变B.a对b的压力变大C.a、b物块间的摩擦力变大D.a、b物块间的摩擦力不变5、如图为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是()A.仅增大励磁线圈的电流,电子束径迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大6、关于磁感应强度B、电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系,下列说法中正确的是()A.在B=0的地方,F一定等于零B.在F=0的地方,B一定等于零C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 ND.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T7、如图所示,A、B、C三根平行通电直导线质量均为m,通入的电流大小均相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()A.33mg,方向由A指向B B.33mg,方向由B指向AC.3mg,方向由A指向B D.3mg,方向由B指向A8、(多选)如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球,管道半径略大于球体半径,整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中;现给球施加一个水平向右的初速度v0,以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()A BC D9、如图,半径为R的圆是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,方向垂直于纸面向里.一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子(不计重力)沿平行于直径ab的方向射入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为90°,则粒子入射的速度大小为()A.qBR2m B.qBRmC.2qBRm D.4qBRm10、关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零11、如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为l,共N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码后,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知()A.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=(m1-m2)gNIlB.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=mg 2NIlC.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=(m1-m2)gNIlD.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=mg 2NIl12、如图所示,两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角,两轨道间距为L,一金属棒垂直两轨道水平放置.金属棒质量为m,电阻为R,轨道上端的电源电动势为E,内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上,可加一方向竖直向上的匀强磁场,则该磁场的磁感应强度B应是多大?13、如图所示,一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.磁场1、(双选)关于地球的磁场,下列说法正确的是()A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的BD[在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地理南极,即地磁北极,故A错误;地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故B正确;地磁场不是匀强磁场,与地面不一定平行,如图所示,故C错误;地球的地理两极与地磁两极并不重合,因此,小磁针并非准确的指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角;地磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的,故D正确.]2、有四条垂直于纸面的长直固定导线.电流方向如图所示,其中a 、b 、c 三条导线到d 导线的距离相等,三条导线与d 的连线互成120度角.四条导线的电流大小为都为I,其中a 导线对d 导线的安培力为F.现突然把c 导线的电流方向改为垂直于纸面向外,电流大小不变.此时d 导线所受安培力的合力为( )A .0B .FC .3FD .2FD [a 导线对d 导线的安培力为F,三条导线与d 的连线互成120°,因此在c 导线的电流方向改变之前,d 导线所受安培力的合力为零;当c 导线的电流方向改变之后,a 、b 导线对d 导线的安培力夹角为120°,大小为F,因此此两个安培力的合力为F,方向指向c 导线,而c 导线对d 导线的安培力大小为F,方向指向c 导线,那么此时三导线对d 导线所受安培力的合力为2F,故A 、B 、C 错误,D 正确.]3、(多选)如图所示,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为(重力加速度为g)( )A .z 轴正方向,mg IL tan θB .y 轴正方向,mg ILC .z 轴负方向,mg IL tan θD .沿悬线向下,mg IL sin θBCD [磁感应强度方向为z 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 轴负方向,直导线不能平衡,故A 错误;磁感应强度方向为y 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿z 轴正方向,根据平衡条件,当BIL 刚好等于mg 时,细线的拉力为零,B =mg IL ,故B 正确;磁感应强度方向为z 轴负方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 轴正方向,根据平衡条件BIL =mg tan θ,所以B =mg IL tan θ,故C 正确;磁感应强度方向沿悬线向下时,根据左手定则,直导线所受安培力方向垂直于细线斜向上,根据平衡条件:F =mg sin θ,得:B =mg sin θIL ,故D 正确.]4、如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移),a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块,使a、b 一起无相对滑动地向左做加速运动,则在加速运动阶段()A.a对b的压力不变B.a对b的压力变大C.a、b物块间的摩擦力变大D.a、b物块间的摩擦力不变B[a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力q v B、地面的支持力F N和摩擦力f,竖直方向有F N=(m a+m b)g+q v B,水平方向有F-f=(m a+m b)a,f=μF N.在加速阶段,随着v增大,F N增大,f 增大,加速度a减小.对a受力分析,a受重力m a g、向下的洛伦兹力q v B、b对a向上的支持力F N′、b对a向左的静摩擦力f′,竖直方向有F N′=m a g+q v B,水平方向有f′=m a a.随着v的增大,F N′增大,选项A错误,B正确.加速度a在减小,所以a、b物块间的摩擦力变小,选项C、D 错误.]5、如图为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是()A.仅增大励磁线圈的电流,电子束径迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束径迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大B[电子在加速电场中加速,由动能定理有eU=12m v2①电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,有eB v0=m v20r②解得r=m v0eB=1B2mUe③T=2πmeB④可见增大励磁线圈中的电流,电流产生的磁场增强,由③式可得,电子束的轨道半径变小.由④式知周期变小,故A、C错误;提高电子枪加速电压,电子束的轨道半径变大,周期不变,故B正确,D 错误.]6、关于磁感应强度B、电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系,下列说法中正确的是()A.在B=0的地方,F一定等于零B.在F=0的地方,B一定等于零C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 ND.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 TA[当B=0时,导线一定不受磁场力,F一定为零.但是用B=FIL判断B或计算F时,B一定要和通电导线垂直,没有垂直这个条件,B=FIL不成立.故B、C、D错误,A正确.]7、如图所示,A、B、C三根平行通电直导线质量均为m,通入的电流大小均相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()A.33mg,方向由A指向B B.33mg,方向由B指向AC.3mg,方向由A指向B D.3mg,方向由B指向A A[导线C受重力,A、B对C的作用力,如图所示:由题意可知F AC=F BC由几何关系得2F AC cos 30°=mg解得F AC=33mg由于三根通电导线电流相等,距离相等,所以各导线间安培力大小相等,所以F AB=F AC=33mg同向电流相吸异向电流相斥可判断A导线受到B导线的作用力方向由A指向B,故A正确,B、C、D错误.]8、(多选)如图所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球,管道半径略大于球体半径,整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中;现给球施加一个水平向右的初速度v0,以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()A BC DACD[给小球施加一个水平向右的初速度,小球将受到向上的洛伦兹力,还受重力、可能有向后的滑动摩擦力;若重力小于洛伦兹力,小球受到向下的弹力,则受到摩擦力,做减速运动,洛伦兹力减小,当洛伦兹力等于重力时,做匀速运动,故C正确;若重力大于洛伦兹力,小球受到向上的弹力,则受到摩擦力,将做减速运动,随洛伦兹力的减小,支持力变大,摩擦力变大,加速度逐渐变大,最后速度为零,故D正确;若洛伦兹力等于小球的重力,小球将做匀速直线运动,故A正确.]9、如图,半径为R的圆是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,方向垂直于纸面向里.一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子(不计重力)沿平行于直径ab的方向射入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为90°,则粒子入射的速度大小为()A.qBR2m B.qBRmC.2qBRm D.4qBRmB[带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,画出运动轨迹示意图,如图所示,根据几何关系知,粒子运动的轨迹圆的半径为r=R ①根据洛伦兹力提供向心力,有q v B=m v2 r得r=m vqB②联立①②得v=qBRm,故B正确,A、C、D错误.]10、关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零B[磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,跟导线所受的安培力及电流与导线长度均没有关系,故A错误;根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故B正确,C错误;当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,而此时的磁感应强度不为零,故D错误.]11、如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为l,共N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码后,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知()A.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=(m1-m2)gNIlB.磁感应强度方向垂直纸面向里,B=mg 2NIlC.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=(m1-m2)gNIlD.磁感应强度方向垂直纸面向外,B=mg 2NIlB[电流反向时,右边再加质量为m的砝码后,天平重新平衡,说明安培力的方向原来竖直向下,由左手定则,知磁感应强度方向垂直纸面向里,设线圈质量为m0,根据平衡条件有m1g=m2g+NBIl+m0g ①m1g=m2g+mg-NBIl+m0g ②由①②解得B=mg2NIl.]12、如图所示,两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角,两轨道间距为L,一金属棒垂直两轨道水平放置.金属棒质量为m,电阻为R,轨道上端的电源电动势为E,内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上,可加一方向竖直向上的匀强磁场,则该磁场的磁感应强度B应是多大?[解析]导体棒受力分析如图所示则I=ER+r①F安=BIL ②F安=mg tan θ③由①②③解得B=mg(R+r)tan θEL.[答案]mg(R+r)tan θEL13、如图所示,一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.[解析](1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹,由图中几何关系知:R cos 30°=a,得R=23a 3Bq v=m v2R,得B=m vqR=3m v2qa.(2)带电粒子在第一象限内运动时间t=120°360°·2πmqB=43πa9v.[答案](1)3m v2qa(2)43πa9v。
高中物理磁场经典习题(题型分类)含答案题组一1.在xOy平面内,y≥0的区域有垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
一质量为m、带电量大小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以速度v射入。
粒子的重力不计。
求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。
2.如图所示,abcd是一个正方形的盒子,在cd边的中点有一小孔e。
盒子中存有沿ad方向的匀强电场,场强大小为E。
一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v,经电场作用后恰好从e处的小孔射出。
现撤去电场,在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
粒子仍恰好从e孔射出。
不考虑带电粒子的重力和粒子之间的相互作用。
1)所加的磁场的方向是什么?2)电场强度E与磁感应强度B的比值是多少?题组二4.如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B1 = 0.20 T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125 m的匀强磁场B2.某时刻一质量为m=2.0×10^-8 kg、电量为q=+4.0×10^-4 C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25 m,0)的P点以速度v=2.0×10^3 m/s沿y轴正方向运动。
试求:1)微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径;2)微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角;3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件。
5.图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U;两板之间有匀强磁场,磁场应强度大小为B,方向平行于板面并垂直于纸面朝里。
图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直),在此区域内及其边界上也有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。
假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面,垂直于磁场的方向射入金属板之间,沿同一方向射出金属板之间的区域,并经EF边中点H射入磁场区域。
高中物理竞赛磁场试题及答案一、选择题(每题3分,共15分)1. 一个带正电的粒子以速度v进入一个垂直于速度方向的均匀磁场中,该粒子将:A. 做匀速直线运动B. 做匀速圆周运动C. 做螺旋运动D. 静止不动2. 地球的磁场是由:A. 地球内部的电流产生的B. 太阳风影响产生的C. 地球表面的岩石产生的D. 地球大气层中的电荷分布产生的3. 根据洛伦兹力公式 \( F = q(v \times B) \),当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,洛伦兹力的大小为:A. 0B. \( qvB \)C. \( qB \)D. \( vB \)4. 一个带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其半径 \( r \) 与磁场强度 \( B \) 和粒子速度 \( v \) 的关系是:A. \( r \propto \frac{1}{Bv} \)B. \( r \propto \frac{1}{B^2v} \)C. \( r \propto \frac{1}{v} \)D. \( r \propto Bv \)5. 以下哪个选项不是磁感应强度的单位?A. 特斯拉(T)B. 韦伯(Wb)C. 高斯(G)D. 奥斯特(Oe)二、填空题(每空2分,共10分)6. 一个带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为 \( F = ______ \)。
7. 磁通量 \( \Phi \) 定义为穿过某一闭合表面的磁感应线的总数量,其单位是 ______ 。
8. 当线圈中的电流发生变化时,线圈周围的磁场也会发生变化,根据法拉第电磁感应定律,线圈中将产生 ______ 。
9. 磁感应强度 \( B \) 的方向定义为 ______ 。
10. 磁铁的南极和北极分别用字母 ______ 和 ______ 表示。
三、计算题(每题10分,共20分)11. 一个带正电的粒子,电荷量 \( q = 1.6 \times 10^{-19} \) C,以速度 \( v = 3 \times 10^7 \) m/s 进入一个磁场强度 \( B =0.5 \) T 的均匀磁场中,求该粒子在磁场中的运动轨迹半径。
高中物理:磁场练习附答案1、(双选)下列关于磁场的说法正确的是()A.磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无2、如图所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为()A.7 T B.1 TC.5 T D.大于3 T小于4 T3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd平面的磁通量大小为L2BB.通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC.通过abfe平面的磁通量大小为零D.通过整个三棱柱的磁通量为零4、(双选)如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是()A.导线a所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向水平向右C.导线c所受合力方向水平向左D.导线b所受合力为零5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向垂直纸面向外,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6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量7、在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20 cm、通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上.现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为()A.零B.10 T,方向竖直向上C.0.1 T,方向竖直向下D.10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向8、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是()A .一直变大B .一直变小C .先变大后变小D .先变小后变大9、如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒.在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A .B =mg sin αIL ,方向垂直斜面向上B .B =mg sin αIL ,方向垂直斜面向下C .B =mg cos αIL ,方向垂直斜面向下D .B =mg cos αIL ,方向垂直斜面向上10、如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形滑道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直,一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 滑下到最右端,则下列说法中正确的是( )A .滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B .滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C .滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D .滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等11、如图所示,有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径r 相同,则它们一定具有相同的( )A.速度B.质量C.电荷量D.动能12、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知:CD段导线长度:4×10-2 m天平平衡时钩码重力:4×10-5 N通过导线的电流:0.5 A13、长L=60 cm、质量m=6.0×10-2kg、粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感应强度B=0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力(g取10 m/s2),问:(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何?(2)若在金属棒中通入自左向右、大小为I=0.2 A的电流,金属棒下降x1=1 cm;若通入金属棒中的电流仍为0.2 A,但方向相反,这时金属棒下降了多少?14、如图所示,质量为m=1 kg、电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4 m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1 T,方向垂直纸面向里.求:(1)滑块到达C点时的速度;(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g取10 m/s2)答案1、(双选)下列关于磁场的说法正确的是()A.磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B.磁场是看不见、摸不着、实际不存在的,是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D.磁场的存在与否决定于人的思想,想其有则有,想其无则无AC[磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用.]2、如图所示,在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为()A.7 T B.1 TC.5 T D.大于3 T小于4 TC[磁感应强度B是矢量,所以其合成适用平行四边形定则,B=B21+B22=32+42T=5 T.] 3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd平面的磁通量大小为L2 BB.通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC.通过abfe平面的磁通量大小为零D.通过整个三棱柱的磁通量为零BCD[abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥=22L2,所以Φ=BS⊥=22L2B,A错误;dcfe平面与B垂直,S=22L2,所以Φ=22L2B,B正确;abfe平面与B平行,S⊥=0,Φ=0,C正确;整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等,抵消为零,所以Φ=0,D正确.]4、(双选)如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中的电流方向垂直纸面向内,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是()A.导线a所受合力方向水平向右B.导线c所受合力方向水平向右C.导线c所受合力方向水平向左D.导线b所受合力为零BD[由安培定则确定电流磁场方向,再由磁场的叠加判定a、b、c处合磁场方向,由左手定则可得出导线a受合力方向向左,导线c受合力方向向右,导线b受安培力合力为零,故选B、D.] 5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向垂直纸面向外,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C[由安培定则可以判断出两个线圈的左端是N极,磁感线分布如图所示,再由左手定则判断出电子束应向下偏转,C正确.]6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量AD[离子从加速器的中间位置进入加速器,最后由加速器边缘飞出,所以A对,B错.加速器中所加的磁场是使离子做匀速圆周运动,所加的电场由交流电提供,它用以加速离子.交流电的周期与离子做圆周运动的周期相同.故C错,D对.]7、在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20 cm、通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上.现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为()A.零B.10 T,方向竖直向上C.0.1 T,方向竖直向下D.10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向D[导体受到的是最大磁场力F=1.0 N,可判知导体与磁场方向垂直,由B=FIL解得B=10 T.由于磁场力的方向是竖直向上的,故可判定磁场的方向一定不会竖直向上,因为二者是互相垂直的关系,方向可有多种情况.撤走导线后,P处的磁感应强度不变,仍为10 T.故正确答案为D.] 8、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中,下列对磁通量变化判断正确的是()A .一直变大B .一直变小C .先变大后变小D .先变小后变大C [由题图可知,线圈由A 经过B 到C 的过程中,线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小,通过线圈的磁通量为Φ=BS,可见通过线圈的磁通量先变大后变小.]9、如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒.在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )A .B =mg sin αIL ,方向垂直斜面向上B .B =mg sin αIL ,方向垂直斜面向下C .B =mg cos αIL ,方向垂直斜面向下D .B =mg cos αIL ,方向垂直斜面向上A [由左手定则可知,要使棒受力平衡,磁场方向应为垂直斜面向上.对棒由平衡条件可得mgsin α=BIL,解得B =mg sin αIL ,A 正确.]10、如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形滑道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直,一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M 滑下到最右端,则下列说法中正确的是( )A .滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B .滑块从M 点到最低点的加速度比磁场不存在时小C .滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D .滑块从M 点到最低点所用时间与磁场不存在时相等D[由于洛伦兹力不做功,故与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的速度不变,A错误;由a=v2R,与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的加速度不变,B错误;由左手定则可知,滑块经最低点时受的洛伦兹力向下,而滑块所受的向心力不变,故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大,C错误;由于洛伦兹力始终与运动方向垂直,滑块经过任意一点时的速度与磁场不存在时相等,D正确.]11、如图所示,有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径r相同,则它们一定具有相同的()A.速度B.质量C.电荷量D.动能A[离子束在区域Ⅰ中不偏转,一定是qE=q v B,v=EB,A正确.进入区域Ⅱ后,做匀速圆周运动的半径相同,由r=m vqB知,因v、B相同,只能是比荷相同,故B、C、D错误.]12、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知:CD段导线长度:4×10-2 m天平平衡时钩码重力:4×10-5 N通过导线的电流:0.5 A[解析]由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m.电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G.由磁感应强度的定义式B=FIL得:B=FIL=4×10-50.5×4×10-2T=2.0×10-3 T.所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10-3 T.[答案] 2.0×10-3 T13、长L=60 cm、质量m=6.0×10-2kg、粗细均匀的金属棒,两端用完全相同的弹簧挂起,放在磁感应强度B=0.4 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,若不计弹簧重力(g取10 m/s2),问:(1)要使弹簧不伸长,金属棒中电流的大小和方向如何?(2)若在金属棒中通入自左向右、大小为I=0.2 A的电流,金属棒下降x1=1 cm;若通入金属棒中的电流仍为0.2 A,但方向相反,这时金属棒下降了多少?[解析](1)要使弹簧不伸长,则重力应与安培力平衡,所以安培力应向上,据左手定则可知电流方向应向右,因mg=BLI,所以I=mgBL=2.5 A.(2)因在金属棒中通入自左向右、大小为I=0.2 A的电流,金属棒下降x1=1 cm,由平衡条件得mg=BLI+2kx1.当电流反向时,由平衡条件得mg=-BLI+2kx2.解得x2=1.17 cm.[答案](1)2.5 A向右(2)1.17 cm14、如图所示,质量为m=1 kg、电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4 m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1 T,方向垂直纸面向里.求:(1)滑块到达C点时的速度;(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g取10 m/s2)[解析]以滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下;电场力qE,水平向右;洛伦兹力F洛=q v B,方向始终垂直于速度方向. (1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功,由动能定理得mgR-qER=12m v2C得v C=2(mg-qE)Rm=2 m/s,方向水平向左.(2)在C点,滑块受到四个力作用,如图所示,由牛顿第二定律与圆周运动知识得F N-mg-q v C B=m v2C R得F N=mg+q v C B+m v2CR=20.1 N由牛顿第三定律知:滑块在C点处对轨道的压力F N′=F N=20.1 N,方向竖直向下. [答案](1)2 m/s方向水平向左(2)20.1 N方向竖直向下。
高中物理电磁感应基础练习题(含答案)一、单选题1.如图所示,导体ab是金属线框的一个可动边,ab边长L=0.4m,磁场的磁感应强度B=0.1T,当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时,下列判断正确的是()A.感应电流的方向由a到b,感应电动势的大小为0.2VB.感应电流的方向由a到b,感应电动势的大小为0.4VC.感应电流的方向由b到a,感应电动势的大小为0.2VD.感应电流的方向由b到a,感应电动势的大小为0.4V2.某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形,两个正方形的边长均为L,A、B t∆223.如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明),当条形磁铁下落时,可以判定()A.环中将产生俯视顺时针的感应电流B.环对桌面的压力将增大C.环有面积增大的趋势D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力4.如图所示,闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图所示位置时,bc 边的电流方向由b →c ,此线圈的运动情况是( )A .向右进入磁场B .向左移出磁场C .向上移动D .向下移动5.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd ,则( )A .当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a →b →c →dB .若线圈竖直向下平动,有感应电流产生C .若线圈向右平动,其中感应电流方向是a →b →c →dD .当线圈以导线边为轴转动时,其中感应电流方向是a →b →c →d6.如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,长为L 的金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动。
金属导轨电阻不计,金属杆与导轨的夹角为θ,电阻为2R ,ab 间电阻为R ,M 、N 两点间电势差为U ,则M 、N 两点电势BLv7.如图所示,先后以速度1v 和2v 匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,122v v =,则在先后两种情况下( )A .线圈中的感应电动势之比为21:1:2E E =B .线圈中的感应电流之比为12:1:2I I =C .线圈中产生的焦耳热之比12:2:1Q Q =D .通过线圈某截面的电荷量之比122:1q q =:8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。
《磁场》检测题一、单选题1.如图所示,平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场,虚线下方有垂直纸面的匀强磁场,质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动,经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场,最后从a、b两点射出磁场(不计重力),下列说法正确的是A.磁场方向垂直纸面向内B.从a点离开的是α粒子C.从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D.粒子从S出发到离开磁场,由b点离开的粒子所用时间较长2.下列说法正确的是A.麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场 B.奥斯特认为电流周围存在磁场C.库仑提出用电场线来形象的描述电场 D.楞次首先发现了电磁感应现象3.如图所示,长方形abcd的长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C 的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域,则下列判断正确的是()A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边C .从Od 边射入的粒子,出射点分布在ab 边D .从ad 边射人的粒子,出射点全部通过b 点4.如图所示,在xOy 坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场,一带电粒子在x 轴上的A 点垂直于x 轴射入磁场,第一次入射速度为v ,且经时间t 1恰好在O 点反向射出磁场,第二次以2v 的速度射入,在磁场中的运动时间为t 2,则t 1:t 2的值为( )A .1:2B .1;4C .2;1D :15.如图所示,始终静止在斜面上的条形磁铁,当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时,斜面体对磁铁的弹力N 和摩擦力f 的变化是A .N 减小,f 不变B .N 减小,f 增大C .N 、f 都增大D .N 增大,f 减小6.如图所示,半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心,在M 点有一粒子源,可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为2v qBR m =的带正电粒子,不计粒子的重力,若某一个粒子在磁场中运动的时间为π2R t v=,则该粒子从M 点射入磁场时,入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为( )A .12B .35CD .457.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是: [ ]A.磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极,并在S极终止B.任何磁场的磁感线都不会相交C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.匀强磁场的磁感线平行等距,但这只是空间磁场内局部范围内的情况,整体的匀强磁场是不存在的8.如图所示,带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场,下列各图所标的带电粒子+q所受洛伦兹力F的方向中,正确的是A.B.C.D.9.如图所示是一个常用的耳机,它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜,在薄膜下面有一块很小的磁铁,磁铁的磁场对通电线圈产生作用力,使线圈运动,导致覆盖其上的薄膜发生振动,从而产生声波。
高中物理题型分类汇总含详细答案-磁场共:15题时间:50分钟一、单选题1.如图所示,M、N、P和Q是以MN为直径的半圆弧上的四点,O为半圆弧的圆心,∠MOQ =60°,∠NOP=60°,在N、Q处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为B1,若将Q处长直导线移至P 处,则O点的磁感应强度大小为B2,那么B1与B2之比为()A.1:1B.1:2C.D.2.有一小段通电导线,长为1cm,电流强度为5A,把它置入某磁场中某点,受到的磁场力为0.05N,则该点的磁感应强度B一定是()A.B=1TB.B≥1TC.B≤1TD.以上情况都有可能3.如图,固定在光滑半圆轨道上的导体棒M通有垂直纸面向里的电流(较大),导体棒N通有垂直纸面向外的电流,M在N处产生的磁场磁感应强度为B1,N刚好静止,此时M、N关于过O点的竖直轴对称,且∠MON=60°;若调整M的电流大小和位置并固定,当N再次平衡时,∠MON=120°,且M、N仍关于过O点的竖直轴对称,则调整后M在N处产生的磁场磁感应强度B2与B1的比值为()A.0.5B.2C.3D.4.如图所示,在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。
现驱动圆盘绕中心轴高速旋转,小磁针发生偏转。
下列说法正确的是()A.偏转原因是圆盘周围存在电场B.偏转原因是圆盘周围产生了磁场C.仅改变圆盘的转动方向,偏转方向不变D.仅改变圆盘所带电荷的电性,偏转方向不变5.如图甲所示,线圈abcd固定于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。
下列所示关于ab边所受安培力随时间变化的F-t图象中(规定安培力方向向左为正),可能正确的是()A. B. C. D.6.如图甲所示,间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,轨道左侧连接一定值电阻R。
水平外力F平行于导轨,随时间t按图乙所示变化,导体棒在F作用下沿导轨运动,始终垂直于导轨,在0~t0时间内,从静止开始做匀加速直线运动。
高中物理-磁场 练习(含答案)磁场1、如图所示,弹簧测力计下挂一铁球,将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的示数( )A .不变B .逐渐减小C .先减小后增大D .先增大后减小2、如图所示,一个边长L 、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中,若通以图示方向的电流,电流强度为I,则金属框受到的磁场力为( )A .0B .ILBC .43ILBD .2ILB3、物理学中有许多物理量的定义,可用公式来表示,不同的概念定义的方法不一样,下列四个物理量中,定义法与其他物理量不同的一组是( )A .电场强度E =F qB .导体的电阻R =ρl SC .电容C =Q UD .磁感应强度B =F IL4、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度不同的同种带电粒子从Q 点沿SP 方向同时射入磁场,其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C.1∶1 D.3∶25、(双选)如图所示是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对平行放置,且板面垂直于纸面,在两极板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场.当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(不计粒子所受重力)()A.N板的电势高于M板的电势B.M板的电势高于N板的电势C.R中有由b向a方向的电流D.R中有由a向b方向的电流6、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S分别置于a、b两处时,导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为f a、f b,可判断这两段导线()A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f b7、(双选)如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置.当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上.这一现象说明()A.小磁针感知到了电流的磁场B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了8、(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场,已知速度方向垂直于磁场方向,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2.则下列论述正确的是()A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同9、如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v2∶v1为()A.3∶2B.2∶1C.3∶1D.3∶ 210、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小11、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定,在N极上聚集着正磁荷,在S极上聚集着负磁荷.由此可以将磁现象与电现象类比,引入相似的概念,得出一系列相似的定律.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等.在磁荷观点中磁场强度定义为:磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.若用H表示磁场强度,F表示点磁荷所受磁场力,q m表示磁荷量,则下列关系式正确的是()A.F=Hq m B.H=Fq mC.H=Fq m D.q m=HF12、如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:若导轨光滑,电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上?13、如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤a2范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0°~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的:(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.磁场1、如图所示,弹簧测力计下挂一铁球,将弹簧测力计自左向右逐渐移动时,弹簧测力计的示数()A.不变B.逐渐减小C.先减小后增大D.先增大后减小C[磁体上磁极的磁性最强,对铁球的吸引力最大,所以铁球自左向右逐渐移动时,所受磁体的引力先减小后增大,弹簧测力计的示数也随之先减小后增大.]2、如图所示,一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,若通以图示方向的电流,电流强度为I,则金属框受到的磁场力为()A.0B.ILBC.43ILB D.2ILBA[安培力公式F=BILsin θ中,L是通电导线的有效长度,是导线在磁场中两端点间的距离.由题图可知,正三角形金属框的有效长度是0,所以导线框受到的安培力为零.故选A.]3、物理学中有许多物理量的定义,可用公式来表示,不同的概念定义的方法不一样,下列四个物理量中,定义法与其他物理量不同的一组是()A .电场强度E =F qB .导体的电阻R =ρl SC .电容C =Q UD .磁感应强度B =F ILB [R =ρl S 是电阻定律,电阻的决定式,其它三个式子都是各量的定义式,故本题选B.]4、如图所示,有界匀强磁场边界线SP ∥MN,速度不同的同种带电粒子从Q 点沿SP 方向同时射入磁场,其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直,穿过b 点的粒子,其速度方向与MN 成60°角,设两粒子从S 到a 、b 所需的时间分别为t 1、t 2,则t 1∶t 2为( )A .1∶3B .4∶3C .1∶1D .3∶2D [画出运动轨迹,过a 点的粒子转过90°,过b 点的粒子转过60°,故选项D 正确.]5、(双选)如图所示是磁流体发电机的原理示意图,金属板M 、N 正对平行放置,且板面垂直于纸面,在两极板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场.当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(不计粒子所受重力)( )A .N 板的电势高于M 板的电势B .M 板的电势高于N 板的电势C .R 中有由b 向a 方向的电流D .R 中有由a 向b 方向的电流BD [根据左手定则可知带正电荷的离子向上极板偏转,带负电荷的离子向下极板偏转,则M 板的电势高于N 板的电势.M 板相当于电源的正极,那么R 中有由a 向b 方向的电流.故选BD.]6、在如图所示的电路中,电池均相同,当开关S 分别置于a 、b 两处时,导线MM ′与NN ′之间的安培力的大小分别为f a 、f b ,可判断这两段导线( )A.相互吸引,f a>f b B.相互排斥,f a>f bC.相互吸引,f a<f b D.相互排斥,f a<f bD[当S接a时,电路的电源只用了一节干电池,当S接b时,电路的电源用了两节干电池,此时电路中的电流比S接a时大,所以有f a<f b;两导线MM′、NN′中的电流方向相反,依据安培定则和左手定则可知两者相互排斥.故正确选项为D.]7、(双选)如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置.当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上.这一现象说明()A.小磁针感知到了电流的磁场B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了AB[电流在导线周围产生了磁场,小磁针N极的指向为磁场的方向,所以A、B正确,C错误;该处的磁场与通电电流有关,与小磁针无关,所以D错误.]8、(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场,已知速度方向垂直于磁场方向,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,设飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1.撤去磁场,其余的条件不变,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2.则下列论述正确的是()A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同ABC [当桌面右边存在磁场时,在小球下落过程中由左手定则知,带电小球受到斜向右上方的洛伦兹力作用,此力在水平方向上的分量向右,竖直方向上的分量向上,因此小球水平方向上存在加速度,竖直方向上加速度a<g,所以t 1>t 2、x 1>x 2,A 、B 正确;洛伦兹力对小球不做功,故C 正确;两次小球着地时速度方向不同,故D 错误.]9、如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点.大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点,在纸面内沿不同方向射入磁场.若粒子射入速率为v 1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v 2,相应的出射点分布在三分之一圆周上.不计重力及带电粒子之间的相互作用.则v 2∶v 1为( )A .3∶2B .2∶1C .3∶1D .3∶ 2C [相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动.粒子以v 1入射,一端为入射点P,对应圆心角为60°(对应六分之一圆周)的弦PP ′必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径2r 1,如图甲所示,设圆形区域的半径为R,由几何关系知r 1=12R.其他不同方向以v 1入射的粒子的出射点在PP ′对应的圆弧内.同理可知,粒子以v 2入射及出射情况,如图乙所示.由几何关系知r 2=R 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫R 22=32R, 可得r 2∶r 1=3∶1.因为m 、q 、B 均相同,由公式r =m v qB 可得v ∝r,所以v 2∶v 1=3∶1.故选C.]10、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A 为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为F N2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )A.F N1<F N2,弹簧的伸长量减小B.F N1=F N2,弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2,弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2,弹簧的伸长量减小C[由于条形磁铁外部的磁感线是从N极出发到S极,所以导线A处的磁场方向是斜向左下方的,导线A中的电流垂直于纸面向外时,由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力F,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F′的方向是斜向左上方的,所以磁铁对斜面的压力减小,即F N1>F N2.同时,F′有沿斜面向下的分力,使得弹簧弹力增大,可知弹簧的伸长量增大,所以选C.]11、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”.人们假定,在N极上聚集着正磁荷,在S极上聚集着负磁荷.由此可以将磁现象与电现象类比,引入相似的概念,得出一系列相似的定律.例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等.在磁荷观点中磁场强度定义为:磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同.若用H表示磁场强度,F表示点磁荷所受磁场力,q m表示磁荷量,则下列关系式正确的是()A.F=Hq m B.H=Fq mC.H=Fq m D.q m=HFB[题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,故:H=Fq m.]12、如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:若导轨光滑,电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上?解析:由闭合电路欧姆定律得:E=IR导体杆受力情况如图所示,则由共点力平衡条件可得F安=mgtan θF安=BId由以上各式可得出E=mgRtan θBd.答案:mgRtan θBd13、如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤a2范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xOy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0°~90°范围内.已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做匀速圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的:(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦.解析:(1)设粒子的发射速度为v,粒子做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得q v B=m v2R①当a2<R<a时,在磁场中运动时间最长的粒子其轨迹是圆心为C的圆弧,圆弧与磁场的上边界相切,如图所示.设该粒子在磁场中运动的时间为t,依题意t=T4,得∠OCA=π2②设最后离开磁场的粒子的发射方向与y轴正方向的夹角为α,由几何关系可得Rsin α=R-a2③Rsin α=a-Rcos α④又sin2α+cos2α=1 ⑤由③④⑤式得R=⎝⎛⎭⎪⎫2-62a ⑥由①⑥式得v=⎝⎛⎭⎪⎫2-62aqBm.(2)由③⑥式得sin α=6-610.答案:(1)⎝⎛⎭⎪⎫2-62aqBm(2)6-610。
高中物理--磁场 测试题(含答案)注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本题共12小题,每小题4分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.下列说法中不正确的是( )A .磁体在空间能产生磁场,磁场使磁体间不必接触便能相互作用B .在磁场中的某一点,小磁针仅在磁场力作用下静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向C .当两个磁体的同名磁极相互靠近时,两条磁感线有可能相交D .磁体周围的磁感线都是闭合的曲线2.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )A .a 、b 两处的磁感应强度的大小不等,B a >B b B .a 、b 两处的磁感应强度的大小不等,B a <B bC .同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大D .同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小3.在匀强磁场中某处P 放一个长度为L =20 cm,通电电流I =0.5 A 的直导线,测得它受到的最大磁场力F =1.0 N,其方向竖直向上。
现将该通电导线从磁场中撤走,则P 处的磁感应强度为( )A .零B .10 T,方向竖直向上C .0.1 T,方向竖直向下D .10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向4.图中a 、b 、c 为三根与纸面重直的固定长直导线,其截面位于等边三角形的三个顶点上,沿水平方向,导线中均通有大小相等的电流,方向如图所示,O 点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等),则( )A .O 点的磁感应强度为零B .O 点的磁场方向垂直Oc 向上C .导线a 受到的安培力方向竖直向上D .导线b 受到的安培力方向沿bc 连线方向指向c5.一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动,要想确定该带电粒子的比荷,则只需要知道( )A .运动速度v 和磁感应强度B B .磁感应强度B 和运动周期TC .轨迹半径R 和运动速度vD .轨迹半径R 和磁感应强度B 6.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,有一矩形线圈abcd ,且ab =L 1,ad =L 2,通有逆时针方向的电流I ,让它绕cd 边转过某一角度时,使线圈平面与磁场夹角为θ,则( )A .穿过线圈的磁通量为Φ=BL 1L 2sin θB .穿过线圈的磁通量为Φ=BL 1L 2cos θC .cd 边受到的安培力为F =BIL 1sin θD .ab 边受到的安培力为F =BIL 1cos θ此卷只装订不密封7.如图所示,空间存在水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一带电荷量为-q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数μ<tan θ。
则在下图中小球运动过程中的速度-时间图像可能是()8.如图所示,带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场,运动过程中经过b点,Oa=Ob。
若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,带电粒子仍以速度v0从a点进入电场,仍能通过b 点,则电场强度E和磁感应强度B的比值为()A.v0B .1 v0C.2v0D.v0 29.如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是( )A.直导线中的电流方向垂直纸面向里B.b点的实际磁感应强度为 2 T,方向斜向上,与B的夹角为45°C.c点的实际磁感应强度也为零D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同10.为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端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、后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。
若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是()A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关11.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示的正方形虚线为其边界。
一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。
这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其荷质比相同,且都包含不同速率的粒子。
不计重力。
下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大12.如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为m,带电荷量为q,重力加速度为g。
空间存在一磁感应强度大小未知(不为零),方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。
某时刻,给小球一方向水平向右、大小为5v gR,则以下判断正确的是( )A.无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同D.小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,机械能不守恒二、非选择题(本题共6小题,共52分。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)6.(4分)劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。
这台加速器由两个铜质D形盒构成,其间留有空隙。
若D形盒的半径为R,所加交变电压的频率为f,要加速质量为m,电荷量+q的粒子,则所加磁场的磁感应强度B=_________,带电粒子离开加速器时能获得的最大动能E k=__________。
14.(7分)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。
如图甲所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压U H,这个现象称为霍尔效应,U H称为霍尔电压,且满足U H=IB kd ,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。
某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图甲所示,该同学用电压表测量U H时,应将电压表的“+”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连。
(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的U H值,记录数据如下表所示。
根据表中数据在图给的表格中画出U H-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10-3 V·m·A-1·T-1。
(保留2位有效数字)I(×10-3A)3.06.09.012.015.018.0U H(×10-3V)1.11.93.44.56.26.8(3)值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图乙所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。
为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(填“a”或“b”),S2掷向________(填“c”或“d”)。
为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。
在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间。
15.(6分)如图所示,在x轴上方有匀强磁场B,一个质量为m,带电荷量为-q的粒子,以速度v从O点射入磁场,角θ已知,粒子重力不计,求:(1)粒子在磁场中运动的时间;(2)粒子离开磁场的位置与O点间的距离。
16.(9分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。
现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右上方,如图所示,问:(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?17.(10分)如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断地喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点。
(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;(2)求磁感应强度B的值;(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置。
为了使墨滴仍能到达下板M 点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?18.(16分)空间存在两个垂直于Oxy平面的匀强磁场,y轴为两磁场的边界,磁感应强度分别为2B0、3B0。
甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场,速度均为v。
甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q,其轨迹如图所示。
甲经过Q时,乙也恰好同时经过该点。
已知甲的质量为m,电荷量为q。
不考虑粒子间的相互作用和重力影响。
求:(1)Q到O的距离d;(2)甲两次经过P点的时间间隔Δt;(3)乙的比荷qm''可能的最小值。
物理答案一、选择题(本题共12小题,每小题4分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.【答案】C【解析】磁体间的作用力是通过磁场传递的,可以不用接触便产生相互作用,A 项正确;小磁针仅在磁场力作用下静止时北极的指向是北极受力的方向,就是那一点的磁场方向,B 项正确;磁感线是闭合的曲线且不能相交,C 项错误,D 项正确。