磁场单元测试.doc

物理《磁场》单元测试题
一、选择题
1、如图所示，匀强磁场方向竖直向下，通电直导线ab水平放置，在下列情况下通电导线所受的安培力中

A．若导线在水平面内转过α角，则安培力大小、方向改变
B．若导线在水平面内转过α角，则安培力大小不变、方向改变
C．若导线在竖直面内转过α角，则安培力大小、方向改变
D．若导线在竖直面内转过α角，则安培力大小改变、方向不变
2、假设地球的磁场是由于地球表面带电引起的，则地球表面应带何种电荷
A．正电荷　　　　　　　　　　　　B．负电荷
C．地理北极带正电荷　　　　　　　D．地理南极带正荷

3、如图所示，abcd四边形闭合线框，a、d、c三点分别在三个正交坐标轴上，坐标值均等于L，整个空间处于平行于＋y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流，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

4、如图所示，通电螺线管内有一磁铁，此时磁铁由静止释放，则磁铁的运动情况是
A．向左运动　　　　　　　　　　　B．向右运动
C．静止不动　　　　　　　　　　　D．不能确定

5、如图所示，一弧形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当古导烤诵右指向纸内的电流时，线圈将
A．a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线
B．a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线
C．b端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线
D．b端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线

6、如图所示，三根长直导线中的电流强度相同，导线b和d的电流方向垂直纸面向外，导线c的电流方向垂直纸面向里，a点为bd连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则a点处的磁感应强度的方向为
A．垂直纸面向外　　　　　　　　　B．垂直纸面向里
C．沿纸面由a指向c　　　　　　　　D．沿纸面由a指向d
7、如图所示，表示通电导线在磁场内受磁场力作用时F、B、I三者方向间的关系，其中正确的是

8、如图所示，两条长直导线AB和CD相互垂直，其中AB固定，CD可以以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一很小距离，当分别通以图示方向的电流时，CD的运动情况是
A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB
B．顺时针方向转动，同时离开导线AB
C．逆时针方向转动，同时靠近导线AB
D．逆时针方向转动，同时离开导线AB

9、如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直于纸面指向读者的磁场，物体滑到底端时速度

A．大于v　　　　　　　 　　　　　B．小于v
C．等于v　　　　　　　 　　　　　D．不能确定

10、如图所示，在oxy区域内充满了垂直纸面向里的匀强磁场，现有一对正负电子以相同速度沿着与x轴成30°角的方向自原点O垂直于磁场方向射入磁场中，则正电子与负电子在磁场中的运动时间之比为

A．1∶2　　　　　　　　　　　　　B．2∶1
C．　　　　　　　　　　　　D．1∶1
11、两个粒子电量相等，在同一匀强磁场中只在磁场力的作用下做匀速圆周运动，则
A．若速率相等，则半径必相等
B．若动能相等，则周期必相等
C．若质量相等，则周期必相等
D．若动量相等，则半径必相等
12、用同一回旋加速器分别对质子（）和氦离子（）加速后
A．质子获得的动能大于氦离子获得的动能
B．质子获得的动能等于氦离子获得的动能
C．质子获得的动能小于氦离子获得的动能
D．无法判断

13、如图所示，虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从左边水平射入的电子，穿过这一区域时未发生偏转，重力可忽略不计，则在这一区域中的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

14、如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则

A．该离子必带正电
B．A、B两点位于同一高度
C．离子到达C时的速度最大
D．离子到达B点后，将沿原路返回A点
15、如图所示，水平导线中通有稳定电流I，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，则电子将

A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径b运动，轨迹半径逐渐增大
C．沿路径a运动，轨迹半径逐渐增大
D．沿路径b运动，轨迹半径逐渐减小
O
x
y
V0
a
b
16、带电粒子（不计重力）以初速度V0从a点进入匀强磁场，如图。运动中经过b点，oa=ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以V0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感强度B之比E/B为：
A、V0 B、1 C、2V0 D、
a
b
P
-
+
17．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中( )
A带电小球的动能将会增大
B 带电小球的电势能将会增大
C带电小球所受洛伦兹力将会减小
D带电小球所受电场力将会增大
18.如图所示，在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B，电 场方向竖直向下，有质量分别为m1、m2的a、b两带负电的微粒，a的电量为q1，恰能静止于场中空间的c点，b的电量为q2，在过c点的竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，在c点a、b相碰并粘在一起后做匀速圆周运动，则（）
c
B
E
A.a、b粘在一起后在竖直平面内以速率做匀速圆周运动
B.a、b粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动
C.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径大于r的匀速圆周运动
D.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动
O
x/cm
2
y/cm
19.如图所示，宽h=2cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm，则（）
A.右边界:-4cm<y<4cm有粒子射出
B.右边界:y>4cm和y<-4cm有粒子射出
C.左边界:y>8cm有粒子射出
D.左边界:0<y<8cm有粒子射出

二、填空题
20、如图所示，质量为1Kg的金属杆静止于相距1m的两水平轨道上，金属杆中通有方向如图所示的，大小为5A的恒定电流，两轨道间存在竖直方向的匀强磁场，金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.6，欲使杆向右匀速运动，两轨道间磁场方向应为___________，磁感应强度B的大小为___________（g为10m/s2）。

三、计算题；
21、（8分）如图所示，平行于纸面向右的匀强磁场的磁感应强度为B1=lT．长l=lm的直导线中通有I=1A的恒定电流，导线平行于纸面与B1成60°角时，发现其受安培力为0；而将导线垂直纸面放入时，可测其受安培力大小为2N，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2可能为多大?

22、（8分）图中，金属棒ab质量m=5g，放在相距l=1m的两根光滑的金属导轨上，磁感应强度B=0.5T，方向竖直向上，电容器的电容C=200μF，电源电动势E=16V，导轨距地面高度h=0.8m．当单刀双掷开关掷向1后，再掷向2，金属棒被抛到水平距离s=6.4cm的地面上，问电容器两端的电压还有多大?

23、（10分）如图所示，截面为直角三角形的区域内，有一个具有理想边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，三角形区域的ab边长为L，θ=30°．一个电子从ab边界外侧在ab边中点处与ab成30°角垂直于磁场方向射入场内，已知电子的电荷量为e，质量为m．为使电子能从ac射出，电子入射速度v0应该满足什么条件?

24、质量为m的带电液滴在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动。已知电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。若液滴匀速圆周运动的半径为R，如图所示，则液滴带___________（填正或负）电，速度为___________，绕行方向为___________。

25、如图所示，质量为m，带电量为+q的小球，用长为L的绝缘丝线系着悬挂于一点，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现将小球拉至丝线成水平位置，然后静止释放，不计空气阻力，设小球运动平面与磁感线垂直，则小球运动到最低点时的速率为_____________，小球运动过程中向左经过最低点时丝线的拉力为____________。

26、如图所示，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，用两根细线悬挂一长为10cm，质量为0.05Kg的金属导线。今在金属导线中通以恒定电流。（g=10m/s2）
（1）若要使悬线受的拉力为零，求金属导线中电流强度的大小和电流的方向
（2）若每根细线所受的拉力为0.1N，求金属导线中电流强度的大小

27、如图所示，在水平向右的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B并存的空间中有一个足够长的水平光滑绝缘面MN。面上O点放置一个质量为m，带电量为+q的物体（可视为质点），释放后物体由静止开始运动。求物体刚要离开水平面时的速度和相对于出发点O的位移。

28、如图所示，有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一根足够长的绝缘杆平行于电场方向固定，杆上套一个质量为m，带电量为+q的环，它与横杆间的动摩擦因数为μ，且，环由静止开始运动，求：
（1）环可能达到的最大加速度及此时它的速度.
（2）环能达到的最大速度.

29、如图所示，粒子源S能在图示纸面内的360°范围内发射速率相同，质量为m，电量为-q的粒子，MN是足够大的竖直挡板，S到板的距离为L，挡板左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B（重力不计）求：
（1）粒子速度至少为多大，才能有粒子到达挡板？
（2）若S发射的粒子速率为，则挡板被粒子击中的部分的长度为？

高三年物理《磁场》单元测试题参考答案
一、选择题
1、BD 2、B 3、B 4、A 5、A
6、由右手螺旋定则得：b导线在a点的磁场方向沿ca方向；d导线在a 点的磁场沿ac方向；c导线在a点的磁场沿ad方向。三者磁感应强度大小相等，矢量合成后沿ad方向，故D正确。
7、由左手定则判断D正确。
8、C 由右手螺旋定则得AB左侧磁场垂直纸面向外，右侧垂直纸面向里。由左手定则得CD左边受向下的安培力，右边受向上的安培力，故逆时针转动。CD转动后，电流方向与AB电流相同，相互吸引，故同时靠近导线AB。
　　9、B 由左手定则得加磁场后，物体受垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体下滑时所受摩擦力增大，克服摩擦力做功增多，故滑到底端时速度小于v。
10、B 由正负电子运动轨迹得正电子运动的圆弧所对圆心角为，负电子运动的圆弧所对圆心角为，由得t1∶t2=2∶1。
11、由和得CD正确。
　12、B回旋加速器加速后的粒子获得的速度，粒子动能，所以E1∶E2=1∶1。
　13、ABC 当E和B都沿水平方向时，电子只受电场力且电场力方向与运动方向在同一直线上，电子做加速或减速直线运动。故AB正确。当E竖直向上，电子受向下的电场力，B垂直纸面向外，电子受向上的洛伦兹力，当两者相等时电子不偏转，故C也正确。
　14、ABC在不计重力情况下，离子从A点静止开始向下运动，说明离子受向下的电场力，带正电。总个过程中只有电场力做功，而AB两点离子速度都为零，所以A、B在同一等势面上，B正确。C点离子在电场力方向发生的位移最大，电场力做功最多，离子速度最大，C正确。离子从B点向下运动时受向右的洛伦兹力，将向右偏，故D错。
　15、C由右手螺旋定则得，导线下方的磁场垂直纸面向外，由左手定则得电子将沿路径a运动。因为离导线越远磁场越弱，所以轨道半径增大。
16、C 17、A B 18、D 19、AD
二、填空题
20、答案：竖直向上、1.2T 解析：杆向右运动时将受到向左的摩擦力f=μmg=6N，要使杆匀速运动，杆要受向右的安培力F=BIL=f，所以B=1.2T，方向竖直向上。
三、计算题
21、导线平行纸面与B1成60°角时，安培力为零，如答图所示．

　　可能是B合1与电流I平行，则．
　　还有一种情况．B合2与B合1反向．

　　得 .
22、答案：
　　设金属棒通过电流的时间为△t，电容器放电电荷量为△Q，金属棒中电流为I，则：△Q=I△t．金属棒受到的安培力为F=BIL=BL．金属棒因通电受到的安培力冲量F△t=m△v=mv
　　由平抛定律可知：
　　由上式得BL△Q=，所以
　　原电荷量是Q=CE=3.2×10－3C
　　现在电压为U，则Q－△Q=CU
　　∴
23、解析：
　　因为磁场只分布于三角形范围内，所以只以实线部分圆弧模拟粒子的运动轨迹如答图所示，可以清晰地看到轨迹A与边ac相切，即为刚好不能从ac边飞出的粒子轨迹．轨迹B相切于bc边，其表示粒子刚好能从ac边飞出的临界状态的轨迹．设轨迹A的圆心为O1，半径为R1，轨迹B的圆心为O2，半径为R2，因v0与ab成30°角，所以v0垂直bc，如图b所示．由几何知识知∠dO1g=30°，在∠O1dg中，
　　.
　　在△dbe中，de=R2=．
　　由得两轨迹所对应的粒子速度分别为
　　则v0应满足．

24、答案：负、、逆时针方向
解析：
　　液滴在竖直面内做匀速圆周运动，则它受到的电场力和重力的大小相等方向相反，所以带负电，且mg=Eq（1），R=（2）。联立（1）（2）得。由左手定则判断液滴逆时针运动。
25、答案：
　　、Bq
解析：
　　总个过程中只有重力作功，所以机械能守恒，由mgL=得v=。小球向左经过最低点时受向下的洛伦兹力F=Bvq，所以丝线的拉力T=F+mg+=Bq
26、解：
　　（1）悬线拉力为零时AB受向上的安培力大小等于重力
　　即mg=BI1L所以I1==5A
　　由左手定则得方向由A指向B。
　　（2）当每根细线受拉力为0.1N时，由导线受力平衡得

　　　　所以I2=3A
27、解：
　　当物体刚要离开水平面时，物体受洛伦兹力等于重力所以有
　　Bvq=mg　　①
　　总个过程中只有电场力做功，由动能定理得
　　　　②
　　联立①②得S=
28、解：
　　（1）当环受到向上的洛伦兹力等于重力时，将不受摩擦力此时加速度最大
　　所以有Eq=mamax　　　①
　　mg= Bv1q　　②
　　即 　
　　（2）当环速度最大时，环受向上的洛伦兹力大于重力，环受到的摩擦力等于电场力所以有Bvmaxq=mg+N　　①
　　f =Nμ　　②
　　f = Eq　　③
　　联立以上三式得
29、解：
　　（1）挡板上的点到S的距离最小为L，所以要保证有粒子打在板上，粒子圆周运动的半径最小为L/2，此时粒子速度最小，设为v，则有 ，即。
　　（2）当粒子速度为时，粒子圆周运动半径R=L，所以打在挡板上的点与S的距离最大为2R=2L，如图A点。当粒子向右水平射出时刚好能打在档板上如图B点，所以被粒子击中的部分长度为AB=L+.