《磁场》单元检测题A卷.docx
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《磁场》单元检测题A卷
高二物理磁场复习练习题
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、本题共10小题;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是(AB)
A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度方向
B.磁场中任意两条磁感线均不可相交
C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线
D.磁感线总是从磁体的N极出发指向磁体的S极
2.关于磁场中某点的磁感应强度的大小,下列说法不正确的是(A)
A.由B=
可知,B与F成正比,与I、L的乘积成反比
B.B的大小与I、L的乘积无关,由磁场本身决定
C.B的大小和方向处处相同的区域叫匀强磁场
D.通电导线在某处受磁场力,其大小必与该处的磁感应强度成正比
3.下列单位中与磁感应强度B的单位T不相当的是(C)
A.Wb/m2B.N/A·mC.N/C·mD.V·s/m2
4.如右图所示,通电导线由I位置绕固定轴转到Ⅱ位置,该导线所受安培力(C)
A.变大
B.变小
C.不变
D.不能确定
5.要使置于匀强磁场中的通电导线所受的安培力增大,可采用以下方法(ACD)
A.增强磁场的磁感应强度
B.在垂直于磁感线的平面内旋转导线
C.增大电流
D.增长导线
6.首先发现电流的磁效应的科学家是(B)
A.安培B.奥斯特C.库伦D.麦克斯韦
7.一个长螺线管中通有交变电流,把一个带电粒子沿管轴线射入管中,粒子将在管中(不计重力影响)(D)
A.做圆周运动B.沿轴来回运动
C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动
8.用安培提出的分子电流假说可以解释下列现象(AD)
A.永久磁铁的磁场B.直线电流的磁场
C.环形电流的磁场D.软铁棒被磁化的现象
9.电子以初速v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则(BD)
A.磁场对电子的作用力始终不变
B.磁场对电子的作用力始终不做功
C.电子的动量始终不变
D.电子的动能始终不变
10.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.已知匀强磁场的磁感应强度大小为0.8T,a、b是带电粒子运动轨迹上的两点,粒子从a到b的时间为1.2π×10-6s,从b到a的时间为0.8π×10-6s.则该粒子的质量与其带电量之比为(B)
A.1.25×10-5kg/CB.8.0×10-7kg/C
C.4.8×10-6kg/CD.4.0×10-6kg/C
三、本题共4小题,共36分.解答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.
17.如右图所示,一根长度为L的均匀金属杆用两根劲度系数为K的轻弹簧水平悬挂在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当金属棒中通有由左向右电流I时,两根轻弹簧比原长缩短Δx后金属杆平衡,保持电流大小不变,方向相反流过金属杆时,两弹簧伸长Δx后金属杆平衡,求匀强磁场的磁感应强度B为多大?
17、解析:
根据安培力和力的平衡条件有(设棒的重力为mg):
当电流方向由左向右时:
BIL=2KΔx+mg
当电流方向由右向左时:
BIL+mg=2KΔx
将重力mg消去得:
B=
答案:
B=
18.如右图所示,匀强磁场宽L=30cm,B=3.34×10-3T,方向垂直纸面向里,设一质子以v=1.6×105m/s的速度垂直于磁场B的方向从小孔C射入磁场,然后打到照相底片上的A点.试求:
(1)质子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)A点距入射线方向上的O点的距离H;(3)质子从C孔射入到A点所需的时间t.(质子的质量为1.67×10-27kg;质子的电量为1.6×10-19C)
18、解析:
(1)根据公式得:
r=
=0.5m;
(2)由平面几何知识得:
r2=L2+(r-H)2得:
H=0.1m;
(3)质子在磁场中转动的角度为37°,则运动的时间为:
t=
=2.06×10-6s.
答案:
(1)0.5m
(2)0.1m(3)2.06×10-6s
19.如右图所示,一带电粒子与AB线成θ=30°角方向由P垂直磁场方向飞入匀强磁场中,经一段时间到达AB线上的另一点Q(图中未画出)已知PQ=1cm,粒子的比荷为2×106C/kg,粒子的运动周期T=6.0×10-6s,求粒子的运动速率?
19、解析:
根据平面几何知识得粒子运动的轨道半径为r=PQ=0.01m,由关系式
T=
得:
v=
m/s=1.05×104m/s.
答案:
1.05×104m/s
20.如右图所示,在正交的匀强电磁场中,电场强度为E,磁感应强度为B;质量为m、带电为+q的粒子由A孔以v0飞入,飞出电场时,距上板为d,求刚飞离电场时,粒子受的
洛伦兹力大小.(重力不计)
20、解析:
粒子从进入该区域到离开的过程中,受电场力和磁场力作用,其中只有电场力做功,设离开时的速度大小为v,据动能定理,得qEd=
mv2-
mv02
可见v=
.所以粒子离开电场时所受洛伦兹力的大小为:
F=qvB=qB
。
答案:
qB
。
7、如图所示,匀强电场的场强E=4V/m,方向水平向左,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向垂直纸面向里。
一个质量为m=1g、带正电的小物块A,从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑,当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动。
当A运动到P点时,恰好处于平衡状态,此时速度方向与水平成45°角,设P与M的高度差H为1.6m。
求:
(1)A沿壁下滑时摩擦力做的功。
(2)P与M的水平距离s是多少?
7、
(1)在N点:
qV1B-Eq=0
得V1=E/B=2m/s
从M到N:
mgh+Wf=
-0
得:
Wf=-6×10-3J (2分)
(2)在P点:
qV2Bcos450-Eq=0
得V2=2
m/s
并有Eq=mg
从M到P:
mgH+Wf-Eqs=
-0 (2分)
得s=0.6m
8、如图9所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?
油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?
请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?
8、
(1)由于油滴做直线运动,且油滴受重力、电场力为恒力,所以洛仑兹力大小方向也是不变的,如图2所示.由于油滴所受洛仑兹力大小方向不变,所以其速度v大小方向不
变,应做匀速直线运动;由洛仑兹力的方向可判断该油滴带正电.
(2)由平衡条件:
qvBcosα=mg
qE=mgtanα
(3)M→N,油滴受qE=mgtanα做负功,重力功为零,洛仑兹力不做功.
根据动能定理,有:
10、如图,由电容器和磁场组成一射线管,电容器极板长L1=5cm,两板间距d=5cm,两端加电压U=10V,电容器右侧有一宽度为L2=5cm弱磁场区域,其磁感强度B=10-5T,方向竖直向下,在磁场边界的右边s=10m处,放置一个标有坐标的屏,现有初速v0=107m/s的负离子束从电容器中心水平向右入射(荷质比
).若不加电压和磁场时,离子束恰打在坐标的原点上,那么加上电压后离子束应打在坐标纸上的哪个位置?
(结果精确到0.1cm)
10、通过电场时,粒子受力:
加速度:
穿出电场的时间:
竖直方向速度:
v1=a1t1=5×104m/s
又由于d=5cm<
在磁场中,粒子受洛仑兹力:
F2=Bqv0
先假定粒子此时沿x轴方向位移及分速度皆可忽略,即粒子沿着从电容器出射方向作直线运动.因此F2为恒力,方向与x轴正方向平行.
由F2产生的附加速度:
因为v2与v0数量级相差了三位,故可忽略不计,也就是上述假定成立.
由此算出x、y方向的位移:
江苏省南通中学2006~2007学年第一学期高二物理月考试卷
(磁场)
班级学号姓名得分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
一、本题共10小题;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.把答案填在表格内
1.下列说法中,正确的是:
A
(1)磁感强度是矢量,它的方向与通电导线在磁场中的受力方向相同;
(2)磁感强度的单位是特斯拉,1T=1N/A•m;
(3)磁通量的大小等于穿过磁场中单位面积磁感线的条数;
(4)磁通量的单位是韦伯,1Wb=1T•m2。
A.只有
(2)(4);B.只有
(2)(3)(4);
C.只有
(1)(3)(4);D.只有
(1)
(2);
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(AC)
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
3.如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O点,在磁体的正下方有一水平放置的长直导线,当导线通以由左向右的电流时,蹄形磁体的运动情况将是C
A、静止不动
B、向纸外运动
C、N极向纸外转动,S级向纸内转动
D、N极向纸内转动,S级向纸外转动
4.如图所示,两个半径相同、粗细相同互相垂直的圆形导线圈,可以绕通过公共的轴线xx′自由转动,分别通以相等的电流,设每个线圈中电流在圆心处产生磁感应强度为B,当两线圈转动而达到平衡时,圆心O处的磁感应强度大小是C
(A)B(B)1.414B(C)2B(D)0
5.如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将B
(A)逐渐增大(B)逐渐减小(C)保持不变(D)不能确定
6.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C
(A)N减小,f=0;(B)N减小,f≠0;
(C)N增大,f=0;(D)N增大,f≠0.
7.一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方一点P,由于电子运动产生的磁场在P点的方向为D
(A)竖直向上(B)竖直向下(C)水平向南(D)水平向北
8.一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
A.v1=v2B.v1>v2
C.s1=s2D.t19长为
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
,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
水平射入磁场,欲使粒子不打到极板上,
应满足AB
A、
B、
C、
D、
10.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法正确的是:
ABC
A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大D.离子到达B点时,将沿原曲线返回A点
三、本题共6小题,共40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。
15.两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为1.2kg,长1m。
当导电棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感强度的大小。
1.2T
17.如图所示,以MN为界的两匀强磁场,磁感应强度
,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
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?
18.如图所示,在互相垂直的水平方向的匀强电场E和匀强磁场B中,有一固定的竖直绝缘杆,杆上套一个质量为m、电量为q的小球,它们之间的摩擦因数为μ,现由静止释放小球,试分析小球运动的加速度和速度的变化情况,并求出最大速度vmax和最大加速度amax。
(mg>μqE);若将磁场的方向反向而保持其他因素都不变,最大速度vmax和最大加速度amax又是多少?
19.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?