高二物理磁场单元测试题.doc

高二物理磁场单元测试题
一、本题共11小题每小题3分，共33分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，有选错或不答的得0分。
1． 关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：
A、磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
B、磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小
2．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大小关系是
A、φ1>φ2>φ3 B、φ1>φ2=φ3 c、φ1<φ2<φ3 D、φ1<φ2=φ3
3．带电粒子（不计重力）可能所处的状态是
①在磁场中处于平衡状态 ②在电场中做匀速圆周运动
③在匀强磁场中做抛体运动 ④则在匀强电场中做匀速直线运动：
A、①② B、①③ C、②③ D、②④
4．在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个？（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹，旦不计粒子的重力）
5．如图22所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是
①若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小
②若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大
③若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大
④若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小
A、①② B、①③ C、②③ D、②④
6．质量为m、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是
①小球带正电 ②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
③小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
④则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcosθ／Bq
A、①②③ B、①②④ C、①③④ D、②③④
7．长为L，间距也为L的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是
① ②
③ ④
A、①② B、①③ C、②③ D、②④
8．直导线ab与线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时（同时通电），从左向右看，线圈将
A、 不动 B、顺时针转动，同时靠近导线
C、顺时针转动，同时离开导线 D、逆时针转动，同时靠近导线
9．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、负电子分别以相同速度沿与x轴成30o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、1：2 B、2：1 C、 D、1：1
10．竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从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），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB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
11.如图所示，Q1、Q2带等量正电荷，固定在绝缘水平面上，在其连线上有一光滑绝缘杆、杆上套一带正电的小球，杆所在的区域存在一个匀强磁场，方向已在图中标出，小球重力不计，将小球从静止开始释放，在小球运动过程中；下列说法哪些是不正确的？
①小球所受的洛仑兹力大小变化、，但方向不变②小球的加速度将不断变化③小球受洛仑兹力将一直增大 ④小球速度一直增大
A、①② B、①④ C、②③ D、③④
二、本题共6小题；每小题3分，共18分，把答案填在题中的横线上。
12．某地地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×l0-5T竖直分量是4.0×10-5T，则地磁场磁感应强度的大小为 ，方向为 ，在水平面上，面积为5m2的范围内，地磁场的磁通量为 Wb。
13．一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I
14．如图所示，长为1m的金属杆可绕转轴O在竖直平面内转动。方向水平的匀强磁场磁感应强度为2T，磁场边界为一圆形区域，圆心恰为O点，直径为1m，当电流表读数为10A时，金属杆与水平方向夹30o角，则此时磁场对金属杆作用力的力矩为 。
15.如图所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁轶的N、S两极间，射线管的AB两极分别接在直流高压电源的 极和 极。此时，荧光屏上的电子束运动径迹 偏转。（填“向上”、“向下”“不”）。
16．一束带电量为+q、质量为m的粒子在磁感应强度为 B的匀强磁场中，以初速度υ0垂直于磁场自A点开始运动，如图所示，经时间t，粒子通过C点，连线AC与υ0间夹角θ等于 。若同种正离子以不同的速度仍沿相同方向从A点射入，这些离子 （填“能、”或“不能”）到达C点。
17．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为一q的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω，那么，匀强磁场的磁感应强度的大小为 ，未知电场的最小场强的大小为 ，方向沿 。
四、木题共5小题49分。解答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。
18．（7分）如图，质量m、初速υ0的电子束从电容器左边正中间O处水平射入，在电场力的作用下以速度υ,从C点射出。若电场不变，再加一个垂直于纸面向里的磁场，则电子从d点射出,c、d关于水平线从对称，则从d点射出时电子动能为多少？
19．（8分）如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直。电源电动势为ε，定值电阻为R,其余部分电阻不计。则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？
20．（10分）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,带电挝为十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？
21.(12分）如图所示，空间分布着图示的匀强电场E(宽为L)和匀强磁场B，一带电粒子质量为m，电量为q,(不计重力)从A点由静止释放后经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A点而重复前述过程．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）
22.(12分）一质量为m、带正电q的粒子（不计重力）从O点处沿+Y方向以初速υ0射入一个边界为矩形的匀强磁场中，磁场方向垂直于xy平面向里，它的边界分别为y=0、y＝a、x=-1.5a,x=1.5a如图所示,改变磁感强度B的大小，粒子可从磁场的不同边界面射出、并且射出磁场后偏离原来速度方向的角度θ会随之改变。试讨论粒子可以从哪几个边界面射出，从这几个边界面射出时磁感强度B的大小及偏转角度θ各在什么范围内？

答案
1．解析：安培力不仅与B 、I 、L有关、还与I 与B的夹角有关。答案：D
2． 解析：φ应是合磁通。 答案：C
3． 解析：由粒子的初始条件和受力条件得。 答案A
4．解析：由可知抉定转动半径的因素是粒子的动量、电量和磁感强度。
答案：A
5. 解析：磁铁N极受力方向与B的方向相同，且螺线管内部B比外部大。
答案：B
6.解析：由题意小球受qvB应垂直斜面向上 故①对，且gvB垂直斜面故②对，当N=0时有qvB=mgcosα、④对。 答案： B
7．解析：粒子刚好不从左端飞出时所以。粒子刚好不从右端飞出时：所以有： 答案：A
8．解析：用安培定则判断线圈所处的B的方向由左手定则及特殊位置法判定运动情况。答案：B
9．解析：正电子磁场中时间负电子在磁场中时间 t1:t2=2:1 答案B
10．解析：重力一定做功，电场力一定做功，故A错，D错；若qvB与mg、qE的合力等大反向，C对， mg与qE的合力恒定，D错。 答案：C
11．解析：带电小球将作振动。 答案：D
12. 解析：矢量合成，φ＝BS⊥。答案5.0×l0-5T与竖直方向成37o斜向下， 2.0×10-4
13．解析： 答案：
14．解析：M=Fd=(BIL/2)×(L/4) 答案2. 5N·m
15．解析：左手定则 答案：负极 正 向下
16.解析： 答案：qBt/2m 不能
17.解析： 答案：沿斜面向下
18．解析:电子由a至b，由动能定理
由由a至d，由动能定理
19.解析：画出截面图，建立F＝BIL ①
Fsinα=ma ②
I=ε/R ③
得
20.解析：：电场反转前上 mg＝qE ①
电场反转后，小球先沿斜面向下做匀加速直线运动,到对斜面压力减为零时开始离开斜面，此时有：qυB =(mg + qE) cosθ ②
小球在斜面上滑行距离为：S=υt/2 ③
解①②③可得：小球沿斜面滑行距离，所用时间。t＝mctgθ／qB.
21． 解析：由题意，粒子在磁场中的轨迹应关于υ方向的直线对称，如图所示，
电场中：① ②
由几何知识：sinθ=R/2R=1/2 所以θ=30o
又R=mυ/qB ③ d=Rsin60o ④
在中间磁场的时间：⑤ 在右边磁场的时间⑥
由①③④得
22.解析：粒子做圆周运动的半径,当R>a时，粒子将从上边界射出，此时B＜,，当a>R>3a/4时粒子将从左边界射出，此时；当时，粒子将从下边界射出，此时,θ=π.