物理磁场练习题含答案课件.docx
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物理磁场练习题含答案课件
物理高二磁场练习题
一、单选题
1.关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是
A.电场强度的定义式
F
E适用于任何电场
q
B.由真空中点电荷的电场强度公式
Ek
Q
2
r
可知,当r→0时,E→无穷大
C.由公式
F
B可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场
IL
D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向
2.如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的正中间上方固定一根长直导线,导线中通
过方向垂直纸面向里(即与条形磁铁垂直)的电流,和原来没有电流通过时相比较,磁铁受到
的支持力N和摩擦力f将
A、N减小,f=0B、N减小,f≠0
C、N增大,f=0D、N增大,f≠0
3、有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运
动,则轨道半径最大的粒子是
A.氘核B.氚核C.电子D.质子
v
4.一带正电荷的小球沿光滑、水平、绝缘的桌面向右运动,如
图所示,速度方向垂直于一匀强磁场,飞离桌面后,最终落在地
面上.设飞行时间为t1、水平射程为s1、着地速率为v1;现撤去
磁场其它条件不变,小球飞行时间为t2、水平射程为s2、着地速
率为v2.则有:
A、v1=v2B、v1>v2C、s1=s2D、t1 5.有一个带正电荷的离子,沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电 场.离子飞出电场后的动能为Ek,当在平行金属板间再加入一个垂直纸面向 内的如图所示的匀强磁场后,离子飞出电场后的动能为Ek /,磁场力做功为W,则下面各判断正确的是 A、EK 6.图是质谱仪的工作原理示意图。 带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。 速度选择器 内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。 平板S上有可让粒子通过的狭缝P和 记录粒子位置的胶片A1A2。 平板S下方有强度为B0的匀强磁场。 下列表述错误的是 A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 二、双选题 7.下列关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中,正确的是 A、磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直 B、有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动 C、带电粒子只受洛伦兹力作用时,其动能不变,速度一直在变 D、电荷在磁场中不可能做匀速直线运动 8.如图,MN是匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运 动并穿过金属板,虚线表示其运动轨迹,由图知: A、粒子带负电 B、粒子运动方向是abcde C、粒子运动方向是edcba b a c MN e dD、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 9.如图,磁感强度为B的匀强磁场,垂直穿过平面直角坐标系的第I象限。 一质量 为m,带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场,运 动到A点时的速度方向平行于x轴,那么: A、粒子带正电y B、粒子带负电 V C、粒子由O到A经历时间 t m 3qB 0 A x D、粒子的速度没有变化O 10.一电子在匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动,磁场方向垂直于它 的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e,质量为m,磁感强度为B,那么电子 运动的可能角速度应当是 11.长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,板间距离也为L, 板不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直于磁 场方向以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打到极板上,v应满足 A、 v C、v BqL 4m BqL m B、 D、 5BqL v 4m BqL5BqL v 4m4m v 12、回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝 时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示, B 要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是 A.增大磁场的磁感应强度B.增大匀强电场间的加速电压 C.增大D形金属盒的半径D.减小狭缝间的距离 三、计算题 13.如图所示,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面内。 整个装置处在竖直向下的匀强磁场中, 磁感应强度B=0.5T,现接通电源,使铜棒中保持有恒定电流通过,铜 棒发生摆动,已知最大偏转角为37°, (1)在此过程中铜棒的重力势能增加了多少; (2)通电电流的大小为多大。 2 (不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s ) 14、如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的 匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的 速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求: (1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径; (2)粒子在磁场中运动的时间。 15.如图所示,以MN为界的两匀强磁场,磁感应强度B1=2B2,方向垂直纸面向里。 现有一质量 为m、带电量为q的正粒子,从O点沿图示方向进入B1中。 (1)试画出粒子的运动轨迹; (2)求经过多长时间粒子重新回到O点? v B 1 M ON B 2 16、如图所示,匀强磁场沿水平方向,垂直纸面向里,磁感强度B=1T,匀强电场方向水平向 右,场强E=103N/C。 一带正电的微粒质量m=2×10 -6kg,电量q=2×10-6C,在此空间恰好作 直线运动,问: (1)带电微粒运动速度的大小和方向怎样? (2)若微粒运动到P点的时刻,突然将磁场撤去,那么经多少时间微粒到达Q点? (设PQ 连线与电场方向平行) 17.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ,足够长的光滑绝缘斜面,磁感应 强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m,带电量为十q的小球静止在 斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下, 小球能在斜面上连续滑行多远? 所用时间是多少? 18、如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其电场强度和磁感应强度分别为E和B,一 个质量为m,带正电量为q的油滴,以水平速度v0从a点射入,经一段时间后运动到b,试求: (1)油滴刚进入场中a点时的加速度。 (2)若到达b点时,偏离入射方向的距离为d,此时速度大小为多大? 19.如图所示,在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间,有一个质量为m的带电微粒,系 于长为L的细丝线的一端,细丝线另一端固定于O点。 带电微粒以角速度ω在水平面内作匀速 圆周运动,此时细线与竖直方向成30°角,且细线中张力为零,电场强度为E,方向竖直向上。 (1)求微粒所带电荷的种类和电量; (2)问空间的磁场方向和磁感强度B的大小多大? (3)如突然撤去磁场,则带电粒子将作怎样的运动? 线中的张力是多大? 20.在平面直角坐标系xOy中,第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场, 第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。 一质 量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于Y 轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从 y轴负半轴上的P点垂直于Y轴射出磁场,如图所示。 不计粒子重力,求: (1)M、N两点间的电势差UMN。 (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。 21、电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界 射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求: 匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电荷量为e) 22.在xoy平面内,x轴的上方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,x轴的下方有 匀强电场,电场强度为E,方向与y轴的正方向相反。 今有电量为-q、质量为m的粒子(不 计重力),从坐标原点沿y轴的正方向射出,射出以后,第三次到达x轴时,它与O点的距离 为L,问: (1)粒子射出时的速度多大? Y (2)粒子运动的总路程为多少? X O 答案 A、C、B、A、B、D、AC、AC、BC、BD、AB、AC 13、解 (1)重力势能增加: EpmgL(1cos37)0.12J 1 (2)摆动至最大偏角时v=0有: (1cos37)sin370 mgL1F安L 1 F安BIL得I=4A 2 14、 (1)粒子垂直进入磁场,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得 qvB=mv 2/R∴R=mv/qB (2)∵T=2πm/qB根据圆的对称性可知,粒子进入磁场时速度与x轴的夹角为45° 角,穿出磁场时,与x轴的夹角仍为45°角,根据左手定则可知,粒子沿逆时针方向旋转, 3m3 则速度的偏向角为270°角,轨道的圆心角也为270°: ∴t=4 T=2qB 15、 17、由题意知qE=mg场强转为竖直向下时,由动能定理, 有 1 2 (qEmg)Lsinmv即 2 1 2 2mgLsinmv① 2 当滑块刚离开斜面时有(Eq+mg)cosθ=Bqv即 v 2mgcos qB ② 由①②解得 L 22 mgcos 22 qB sin (2)(Eq+mg)sinθ=ma得a=2gsinθx=(1/2)at 2得t= 18: 带电油滴受重力、电场力、洛仑兹力作用,根据牛顿第二定律求合力,进而求出加速度; 带电油滴由a点运动到b点的过程利用动能定理建立方程求解。 由牛顿第二定律可得: a qv0B(mgqE) m 因洛仑兹力不做功,根据动能定理有: 11 22 (mgqE)dmvmv, 0 22 解得 v 2 mv02(mgqE)d m 20、分析带电粒子的运动情况,画出其运动轨迹如图所示 v (1)设粒子过N点时的速度为v,有0cos v 得v2v0 粒子从M点运动到N点的过程,有 11 22 qUmvmv得 MN0 22 U MN 2 3mv 0 2q (2)粒子在磁场中以o为圆心做匀速圆周运动,半径为ON, 有 qvB 2 mv r 得 r 2mv 0 qB (3)由几何关系得ONRsin 设粒子在电场中运动的时间为t1,有 ONvt 01 t 1 3m qB 粒子在磁场在做匀速圆周运动的周期 T 2m qB 设粒子在磁场中运动的时间为t2,有 tT 22 t 2 2 m 3qB ttt所以 12 t (332) 3qB m 21、 (1)作电子经电场和磁场中的轨迹图,如右图所示 (2)设电子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v,由动能定理得: 1 2 eUmv 2 ① 电子进入磁场后做匀速圆周运动,设其半径为r,则: evBm 2 v r② 由几何关系得: 222 rrLd③ () 2L2mU B 22 联立求解①②③式得: e (Ld)
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