高二物理选修3-1磁场试卷一套Word格式.doc
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4．如图所示，两块平行金属板中间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入两板间，不计重力，射出时它的动能减小了，为了使粒子动能
增加，应采取的办法是（） （）
A．使粒子带电性质相反
B．使粒子带电量增加
C．使电场的场强增大
D．使磁场的磁感应强度增大
5．如图为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现
电视画面幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因造成的
①电子枪发射能力减弱，电子数减小
②加速电场电压过高，电子速率偏大
③偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小
④偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
其中正确的有（）
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
6．宽为d的金属条放入匀强磁场中，磁场方向与金属条垂直，磁感强度为B，当金属条中通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为v，则下面说法中正确的是（）
（A）导体左侧聚集较多电子，使得b点电势高于a点电势
（B）导体右侧聚集较多电子，使得b点电势低于a点电势
（C）ab两点之间电势差为v·
B·
d
（D）ab两点之间电势相等
7．如图所示，水平直导线中通有恒定电流I。
在与导线在同一平面内在导线正下方的电子，初速度方向跟导线中的电流方向一致，则该电子的运动轨迹是（）
（A）抛物线（B）半径一定的圆
（C）半径越来越大的圆（D）半径越来越小的圆
8．三个质子1、2和3，分别以大小相等、方向如图所示的初速度v1、v2、和v3，经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，整个装置放在真空中，不计重力。
这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别为s1、s2和s3，则（）
（A）s1＞s2＞s3（B）s1＜s2＜s3
（C）s1=s3＞s2（D）s1=s3＜s2
9．平行板电容器的两极板M、N之间的距离等于板长的。
今有一束正离子以速度v0贴着M板射入两极之间，离子所受重力可以忽略。
第一次在两板间加恒定电压，板间电场强度为E，正离子束正好从N板的边缘飞出；
第二次撤去电场，在两板间加上垂直于纸面向外、磁感强度为B的匀强磁场，正离子束又刚好从N板边缘飞出，则E与B的比值（E/B）可能为（）
（A）v0/49（B）v0/7（C）25v0/49（D）50v0/49
a
b
P
-
+
10．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上，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
乙
T
t/s
B/T
O
N
M
B
甲
D．带电小球所受电场力将会增大
11．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由M指向N，在两导轨间存在着垂直纸面向里的磁场，当t＝0时，导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法中正确的是（）
A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做简谐振动
B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动
C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小
F
f
G
12．如图，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（）
A．a、b一起运动的加速度减小
B．a、b一起运动的加速度增大
C．a、b物块间的摩擦力减小
D．a、b物块间的摩擦力增大
二、计算题
13．如图所示，在POQ区域内分布有磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场。
已知OA=s，∠POQ=45°
，负离子的质量为m，带电量为q。
要使负离子不从OP边射出，负离子进入磁场时速度最大不能超过多少？
14．在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面，其倾角为θ。
设斜面向上，如图所示。
一质量为m、带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A，小球对斜面的压力恰好为零。
在释放小球的同时，将电场方向迅速改为竖直向下，场强大小不变，设B、q、θ和m为已知。
求：
①小球沿斜面下滑的速度v为多大时，小球对斜面的正压力再次为零？
②小球在斜面上滑行的最大距离为多大？
③小球从释放到离开斜面一共历时多少？
15．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质为m，电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后由A孔射出，求：
（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小。
（2）设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数。
（3）加速到上述能量所需的时间。
16．如图所示，A、B为水平放置的足够长的平行板，板间距离d=1.0×
10-2m，A板中央有一电子源P，在纸面内沿PQ方向发射速度在0~3.2×
107m/s范围内的电子，Q为P点正上方B板上的一点，若板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=9.1×
10-3T，已知电子的质量m=9.1×
10-31kg，电子电量e=1.6×
10-19C，不计电子的重力和电子间的相互作用，且电子打到板上均被吸收，并转移到大地。
求电子击中A、B板上的范围，并画出电子经过相应范围边界的运动轨迹图。
A
v
Q
17．（本题只能选做一题）（Ⅰ）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）
（Ⅱ）如图所示，有一半径为r的圆形有界匀强磁场B垂直纸面向里，其周围对称放置带有中心孔a,b,c的三个相同的平行板电容器，三个电容器两板间距离为d，接有相同的电压U，在D处有一静止的电子，质量为m，电量为e，释放后从a孔射入匀强磁场中，并先后穿过b、c孔再从a孔穿出回到D处，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）电子从D出发到第一次回到D处所用的时间.
单元测试
1．C（可由回旋加速器的原理判断）2．D（通电导线中电荷的定向移动在其周围产生变化的电场，变化的电场可产生磁场，可由麦克斯韦电磁场理论解释）3．AC（洛仑兹力可指向圆心，也可背向圆心；
另外不能不分前提条件乱用公式）4．C（粒子动能减少，说明电场力与洛仑兹力反向，且洛仑兹力较大；
改变粒子电性，两力方向同时相反，不改变大小关系；
增加带电量，两力同时增大，也不改变大小关系；
只有增大电场强度，仅增大电场力，才可能使电场力大于洛仑兹力，粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能增加）5．B（电视画面幅度比正常时偏小，说明电子偏转半径偏大，可知②③④可能；
①只会引起亮度变弱）6．BC（注意电子定向移动方向与I相反，用左手定则时，四指方向与电子移动方向相反）7．C（电子受力向下，远离导线，B减弱，半径变大）8．D9．D10．AB（由小球直线通过知小球一定带正电，电场力和洛仑兹力均向上，合力与重力平衡；
由较低处释放后，洛仑兹力减小，小球向下偏转，由重力大于电场力，知其动能增大，洛仑兹力也增大。
）11．AD12．AC13．14．
15．
（1）由左手定则判定B的方向垂直纸面向里
（2）E=nuq转一周加速两次旋转周数为
H
（3）
16．如图，沿PQ方向射出的电子最大轨道半径
由qvB=mv2/r，解得Rm=
带入数据解得Rm=2×
10-2m=2d
该电子运动轨迹圆心在A板上H处，且恰能击中B板的M处。
随着电子速度的逐渐减小，电子轨道半径也减小。
当电子的轨道半径等于d时，电子轨道与B板相切与N点，并打在A板的H点。
所以电子能击中B板的范围为MN区域，击中A板的范围为PH区域。
在三角形MFH中，
FH===d
QM=PF=（2-）d=2.68×
10-3m
QN=d=1.0×
10-2m
PH=2d=2.0×
10-2m
电子能击中B板上Q点右侧与Q点相距2.68×
10-3m~1.0×
10-2m的范围。
电子能击中A板上P点右侧与P点相距0~2.0×
10-2m。
17．（Ⅰ）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：
①②
由几何知识：
sinθ=R/2R=1/2所以θ=30o
又R=mυ/qB③d=Rsin60o④
在中间磁场的时间：
⑤在右边磁场的时间⑥
由①③④得
（Ⅱ）．
（1）设电子加速后获得的速率为v，进入磁场后做匀速圆周运动的轨道半径为R，根据能量守恒，有：
eU=mv2 ①
由洛伦兹力公式和牛顿定律知：
evB=m ②
由三角知识得：
R=rtan60°
③
由①②③式得：
B=.
（2）根据运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的周期公式T=,依题意分析可知电子在磁场中运动一次所经历的时间为T/6，故电子在磁场中运动的总时间t1=3×
T/6=;
而电子在匀强电场中做一类似竖直上抛运动，所经历的时间t2,由s=at2可求得：
t2=2.
因为a=,所以t2=2d,电子在电场中运动的总时间为：
6d.
故电子从出发至第一次回到出发点D处所用的时间为：
t=t1+3t2=.
将B代入上式得：
t=.
翰林汇
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