1、磁场 一、单选题1.下列说法正确的是（） A.美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器B.彩色电视机的颜色由红、绿、紫三色组成C.黑白显示器可以改装成彩色显示器D.直线加速器比回旋加速器加速粒子的速度大2.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，速度一直不变D.电荷在磁场中不可能做匀速直线运动3.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极图中正确表示小磁针静止时的位置是（ ）A.aB.bC.c
2、D.d4.以下说法正确的是( ) A.通电导线在磁场中可能会受到力的作用B.磁铁对通电导线不会有力的作用C.两根通电导线之间不可能有力的作用D.以上说法均不正确5.在如图所示的电路中，当开关S断开时，螺线管中小磁针的N极的指向如图所示（水平向右）当开关S闭合，小磁针经扰动后静止时，N极的指向为（）A.垂直纸面向里B.垂直纸面向外C.水平向右D.水平向左6.如下图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电，电荷量为q，质量为m，速度为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是( )A.
3、只要对着圆心入射，出射后均可垂直打到MN上B.对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心C.对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，时间也越长D.只要速度满足，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打到MN上7.有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（ ） A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D.磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小8.如图，倾角为的粗糙绝缘体斜面固定于水平向左的匀强磁场B中，将通电直导线垂直于斜面水平放置，导线中电流方向垂直
4、于纸面向里如果导线能静置于斜面上，则下列说法正确的是：（ ）A.导线一定受到斜面弹力，但不一定受斜面摩擦力B.导线一定受到斜面摩擦力，但不一定受斜面弹力C.如果导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，且弹力和摩擦力合力一定垂直向上D.如果导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，且弹力和摩擦力合力不一定垂直向上9.下面列举的四种仪器或电器中，没有利用磁场对带电粒子作用原理的是（ ） A. 回旋加速器B.质谱仪C.磁流体发电机D.示波器10.如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径一带正电的粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30时恰好从b点飞出磁
5、场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（ ）A.3tB.tC.tD.2t11.在两平行金属板间，有如图所示的相互正交的匀强电场和匀强磁场，粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从做向右射入时，恰好能沿直线匀速通过，若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将（ ） A.不偏转B.向上偏转C.向下偏转D.向纸内或纸外偏转12.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
6、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13.地球有一个较强的磁场，由于地磁场的作用，可以使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转，因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用已知地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的，从太阳喷射出带正电的粒子垂直与地面射向赤道，在地磁场的作用下，这些质子偏转方向是（ ） A.向东B.向南C.向西D.向北二、多选题14.如图，条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，当导线通入向里的电流时，则（ ）A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁
7、相对桌面有向左动的趋势D.磁铁相对桌面有向右动的趋势15.如图所示，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L，底端接有阻值为R的电阻一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和杆ab的电阻可忽略整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上让杆ab沿轨道由静止开始下滑，导轨和杆ab接触良好，不计它们之间的摩擦，杆ab由静止下滑距离S时，已处于匀速运动重力加速度为g则（）A.匀速运动时杆ab的速度为 B.匀速运动时杆ab受到的安培力大小为mgsinC.杆ab由静止下滑距离S过程中，安培力做功为mgSsinD.杆ab由静止下滑距离S过程中
8、，电阻R产生的热量为mgSsin16.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具如图所示为质谱仪的原理示意图现利用这种质谱议对氢元素进行测量氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a，b，c三条“质谱线”关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序以及a，b，c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是（ ）A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕C.a，b，c三条质谱线依次排列的顺序是氕，氘、氚D.a，b，c三条质谱线依次排列的顺
9、序是氚、氘、氕17.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为下列说法不正确的是（ ）A.tan ，竖直向上B.tan ，竖直向下C.sin ，平行悬线向下D.sin ，平行悬线向上三、填空题18.丹麦的物理学家_发现了电流的磁效应用安培定则判定直线电流的磁感线方握住直导线_（选填“左手”、“右手”），使伸直的大拇指指向_方向（选填“电流”、“磁感线”、“运动”） 19.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，
10、在 学研究中具有重要应用如图所示是质谱仪工作原理简图，电容器两极板相距为d，两端电压为U，板间匀强磁场磁感应强度为B1 ， 一束带电量均为q的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场B2 ， 结果分别打在a、b两点，测得两点间的距离为R，由此可知，打在两点的粒子质量差为m=_（粒子重力不计） 20.在匀强磁场中，一小段长为10cm的通电导线，电流为5A ， 这条导线与磁场方向垂直时，受到的安培力为1N ， 则磁感应强度B的大小为_T 21.在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=_T；现将导线长度增大为
11、原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B=_T；如果把该通电导体拿走，那么该处磁感应强度B=_T 四、计算题22.边长为10 cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角30，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B23t(T)，则在第1 s内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？五、综合题23.如图甲所示，y轴右侧空间有垂直xoy平面向里的匀强磁场，同时还有沿y方向的匀强电场（图中电场未画出）磁感应强度随时间变化规律如图乙所示（图中B0已知，其余量均为未知）t=0时刻，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴射入电场和磁场区，t0时刻粒子到达坐标
12、为（x0 ， y0）的点A （x0y0），速度大小为v，方向沿+x方向，此时撤去电场t=t0+t1+t2时刻，粒子经过x轴上x=x0点，速度沿+x方向不计粒子重力，求：（1）0t0时间内OA两点间电势差UOA； （2）粒子在t=0时刻的加速度大小a0； （3）B1的最小值及对应t2的表达式 24.如图所示，矩形匀强磁场区域的长为L，宽为 ，磁感应强度为B，质量为m，电量为e的电子沿着矩形磁场的上方边界射入磁场，欲使该电子由下方边界穿出磁场，已知sin37=0.60，cos37=0.80，求：（1）电子速率v的取值范围？ （2）电子在磁场中运动时间t的变化范围 25.如图所示，匀强磁场的磁感应强
13、度为B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界磁场中放置一半径为R的圆柱形金属圆筒，圆心O到MN的距离OO1=2R，金属圆筒轴线与磁场平行金属圆筒用导线通过一个电阻r0接地，最初金属圆筒不带电现有一电子枪对准金属圆桶中心O射出电子束，电子束从静止开始经过加速电场后垂直于左边界MN向右射入磁场区，已知电子质量为m，电量为e电子重力忽略不计求：（1）最初金属圆筒不带电时，则a当加速电压为U时，电子进入磁场时的速度大小；b加速电压满足什么条件时，电子能够打到圆筒上； （2）若电子束以初速度v0进入磁场，电子都能打到金属圆筒上（不会引起金属圆筒内原子能级跃迁），则当金属圆筒上电量达到相对稳定时，测量得到通过
14、电阻r0的电流恒为I，忽略运动电子间的相互作用和金属筒的电阻，求此时金属圆筒的电势和金属圆筒的发热功率P（取大地电势为零） 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 2.【答案】A 3.【答案】A 4.【答案】A 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】C 8.【答案】C 9.【答案】D 10.【答案】D 11.【答案】A 12.【答案】A 13.【答案】A 二、多选题14.【答案】B,C 15.【答案】A,B 16.【答案】A,D 17.【答案】A,B,C 三、填空题18.【答案】奥斯特 ；右手；磁感线 19.【答案】20.【答案】2 21.【答案】2；2；2 四、计算题22.【答案】t0时
15、，B02 Tt1 s时，B1(231)T5 T由BS得：BSsin 30(B1B0)L2sin 30(52)0.12 Wb1.5102 Wb。 五、综合题23.【答案】（1）解：带电粒子由O到A运动过程中，由动能定理得：qUOA= mv2 mv02 ， 解得：UOA= ；答：0t0时间内OA两点间电势差UOA为 ；（2）设电场强度大小为E，则有：UAO=Ey0 ， t=0时刻，由牛顿第二定律得：qv0B0qE=ma0 ， 解得：a0= ；答：粒子在t=0时刻的加速度大小a0为 ；（3）t0 t0+t1时间内，粒子在小的虚线圆上运动，t0+t1时刻粒子从C点切入大圆，大圆最大半径为x0 ， 相应
16、小圆最大半径为R，由几何知识得：R= ，由牛顿第二定律得：qvB1=m ，B1的最小值：Bmin= ，对应于B1取最小值，带电粒子由C点到经过x轴上x=x0点的时间t2满足t2=（ + ） （ =0，1，2）；答：B1的最小值为 ，对应t2的表达式为：t2=（ + ） （ =0，1，2） 24.【答案】（1）解：由几何知识可知，电子要从下方边界穿出磁场，电子的最小轨道半径为：r1= ，最大轨道半径为：r2 ， L2+（r2 ）2=r22 ， 解得：r2= L，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：evB=m ，解得：v= ，v1= ，v2= ，则电子的速率范围是：
17、v ；答：电子速率v的取值范围是 v ；（2）解：电子在磁场中转过的圆心角：1=180，sin2= = =0.8，则：2=53，电子在磁场中的运动时间：t= T= = ，t1= ，t2= ，电子的运动时间范围： t ；答：电子在磁场中运动时间t的变化范围是 t 25.【答案】（1）解：a设电子经过电场加速后的速度为v1 ， 由动能定理，有： 解得： b令电子恰好打在圆筒上时，加速电压为U0 ， 设电子进入磁场时速度为v2 ， 轨道半径为r，做出电子的轨迹如图所示，O2为轨道的圆心由几何关系得：r2+（2R）2=（r+R）2解得： 磁偏转过程，根据牛顿第二定律，有： 直线加速过程，根据动能定理，有： 解得： 所以当 时，电子能够打到圆筒上（2）解：当圆筒上的电量达到相对稳定时，圆筒上的电荷不再增加，此时通过r0的电流方向向上根据欧姆定律，圆筒跟地面间的电压大小为：U1=Ir0由0=U1可得：=Ir0单位时间内到达圆筒的电子数： 故单位时间内到达圆筒上的电子的总能量： 单位时间内电阻消耗的能量： 所以圆筒的发热功率：P=EEr= I2r0
