（新课标）高二物理暑假作业8（磁场二） (2).doc

新课标2015年高二物理暑假作业8磁场二学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（本题共6道小题）1.直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成了一个闭合回路；长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，观察到ab向左滑动关于cd中的电流，下列说法正确的是（） a 电流一定增大，方向沿c向d b 电流一定增大，方向沿d向c c 电流一定减小，方向可能由d向c d 电流大小恒定，方向由d到c2.质量和电量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对mn做正功dm的运行时间大于n的运行时间3.如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在o点处有一放射源，沿半径方向射出速度为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从a点飞出磁场，带电粒子2从b点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（）a带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为1：3b带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为：1c带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2：1d带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2：34. 如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的m、n两小孔中，o为m、n连线中点，连线上a、b两点关于o点对称导线均通有大小相等、方向向上的电流已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、i是导线中电流、r为点到导线的距离一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点关于上述过程，下列说法正确的是（） a 小球先做加速运动后做减速运动 b 小球一直做匀速直线运动 c 小球对桌面的压力先减小后增大 d 小球对桌面的压力一直在增大5.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比，其方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，那么（） a 小球受到的向心力大小不变 b 小球受到的向心力大小不断增加 c 洛伦兹力对小球做了正功 d 小球受到的磁场力逐渐变大6.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直线段ab、bc和cd的长度均为l，且abc=bcd=135流经导线的电流为i，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（）a方向沿纸面向上，大小为（+1）ilbb方向沿纸面向上，大小为（1）ilbc方向沿纸面向下，大小为（+1）ilbd方向沿纸面向下，大小为（1）ilb三、计算题（本题共5道小题）7.如图所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外在磁场右侧有一对平行金属板m和n，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线o1o2与磁场区域的圆心o在同一直线上，两板左端与o1也在同一直线上有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，以速率v0从圆周上的p点沿垂直于半径oo1并指向圆心o的方向进人磁场，当从圆周上的o1点飞出磁场时，给m、n板加上如右边图所示电压u最后粒子刚好以平行于n板的速度，从n板的边缘飞出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力(1)求磁场的磁感应强度b的大小；(2)求交变电压的周期t和电压u0的值；(3)若t=时，将该粒子从mn板右侧沿板的中心线o2o1，仍以速率v0射人m、n之间，求粒子从磁场中射出的点到p点的距离8.如图所示装置中，ab是两个竖直放置的平行金属板，在两板中心处各开有一个小孔，板间距离为d，板长也为d，在两板间加上电压u后，形成水平向右的匀强电场。在b板下端（紧挨b板下端，但未接触）固定有一个点电荷q，可以在极板外的空间形成电场。紧挨其下方有两个水平放置的金属极板cd，板间距离和板长也均为d，在两板间加上电压u后可以形成竖直向上的匀强电场。某时刻在o点沿中线由静止释放一个质量为m，带电量为q的正粒子，经过一段时间后，粒子从cd两极板的正中央进入电场，最后由cd两极板之间穿出电场。不计极板厚度及粒子的重力，假设装置产生的三个电场互不影响，静电力常量为k。求：（1）粒子经过ab两极板从b板飞出时的速度大小；（2）在b板下端固定的点电荷q的电性和电量；（3）粒子从cd两极板之间飞出时的位置与释放点o之间的距离。9.把一根长为l=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中试问：（1）当导线中通以i1=2a的电流时，导线受到的安培力大小为1.0107n，该磁场的磁感应强度b的大小为多少？（2）若该导线中通以i2=3a的电流，试求此时导线所受安培力f的大小，并在图中画出安培力的方向10.如图(a)所示，在空间有一坐标系xoy，直线op与x轴正方向的夹角为30，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线op是它们的边界，op上方区域中磁场的磁感应强度为b,一质量为m，电荷量为+q的质子(不计重力及质子对磁场的影响)以速度v从o点沿与op成30角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直于x轴进入第四象限，第四象限存在沿-x轴方向的特殊电场，电场强度e的大小与横坐标x的关系如图（b）所示，试求(1)区域中磁场的磁感应强度大小 ；(2)质子再次到达y轴时的速度大小和方向。11.如图所示，在xoy平面内存在i、ii、iii、iv四个场区，y轴右侧存在匀强磁场i，y轴左侧与虚线mn之间存在方向相反的两个匀强电场，ii区电场方向竖直向下，iii区电场方向竖直向上，p点是mn与x轴的交点。有一质量为m，带电荷量+q的带电粒子由原点o，以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场i，已知匀强磁场i的磁感应强度垂直纸面向里，大小为b0，匀强电场ii和匀强电场iii的电场强度大小均为，如图所示，iv区的磁场垂直纸面向外，大小为，op之间的距离为，已知粒子最后能回到o点。（1）带电粒子从o点飞出后，第一次回到x轴时的位置和时间；（2）根据题给条件画出粒子运动的轨迹；（3）带电粒子从o点飞出后到再次回到o点的时间。试卷答案1.解：导线左移时，线框的面积增大，由楞次定律可知原磁场一定是减小的；并且不论电流朝向哪个方向，只要电流减小，都会发生ab左移的情况；故选：c2.解：a：由左手定则判断出n带正电荷，m带负电荷，故a正确；b：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvb=m，半径为：r=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即m的速度率大于n的速率，b错误；c：洛伦兹力不做功，c错误；d：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t=，m的运行时间等于n的运行时间，故d错误故选：a3.解：粒子在磁场中做圆周运动，由数学知识可知，粒子做圆周运动转过的圆心角分别是：a=60，b=120，设粒子的运动轨道半径为ra，rb，ra=rtan30=r，rb=rtan60=r，a、洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvb=m，则粒子1与粒子2的比荷值为：，故a错误；b正确；c、粒子运动的周期，粒子运动的时间：=带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为，故cd错误；故选：b4.解：根据右手螺旋定则可知直线m处的磁场方向垂直于mn向里，直线n处的磁场方向垂直于mn向外，磁场大小先减小过o点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上，过o得后洛伦兹力的方向向下由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故ac错误，bd正确故选bd5.解：a、由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此电场方向与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐渐增大，向心力也随着增大，故a错误，b正确c、洛伦兹力对运动电荷不做功，故c错误d、带电小球所受洛伦兹力f=qbv，随着速度的增大而增大，故d正确故选：bd6.解：该导线可以用a和d之间的直导线长为l来等效代替，根据f=bil，可知大小为，方向根据左手定则判断，向上；故选a7.解析：（1）粒子自p点进入磁场，从o1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，则得 （2）粒子自o1点进入磁场，最后恰好从n板的边缘平行飞出，设运动时间为t，则2b=v0t t=nt （n=1,2,.） 解得 （n1，2，） （n1，2，） （3）当t=粒子以速度v0沿o2o1射入电场时，则该粒子恰好从m板边缘以平行于极板的速度射入磁场，且进入磁场的速度仍为v0，运动的轨道半径仍为b设进入磁场的点为q，离开磁场的点为r，圆心为o3，如图所示，四边形oq o3r是菱形，故o r qo3 所以p、o、r三点共线，即por为圆的直径即pr间的距离为2b8.（1）粒子经过ab两板，由动能定理可知 得（2）粒子飞出b板后，在q的作用下做匀速圆周运动，由受力分析可知q带负电且得（3）粒子沿cd中线进入cd间的电场，做类平抛运动由 且 由可得则飞出cd板时的位置与o点之间的距离为 9.解：（1）根据f=bil得，b=（2）当导线中的电流变化时，导线所在处的磁场不变，则f=bil=510730.1n=1.5107n根据左手定则知，导线所受的安培力方向垂直导线向上答：（1）磁场的磁感应强度b的大小为5107t（2）此时导线所受安培力f的大小为1.5107n，方向垂直导线向上10.【知识点】带电粒子在磁场中运动 动能定理【答案解析】（1）（2）方向向左下方与y轴负向成（）的夹角 解析： （1）由几何关系知：质子再次回到op时应平行于x轴正向进入区，设质子从op上的c点进入区后再从d点垂直x轴进入第四象限，轨迹如图。 由几何关系可知：o1cox，o1c与ox的交点o2即为内圆弧的圆心，等边三角形。设质子在区圆运动半径为，在区圆运动半径为，则： 由 得： ， 同理得： 即区域中磁场的磁感应强度： （2）d点坐标： 质子从d点再次到达y轴的过程， 设质子再次到达y轴时的速度大小为，由动能定理： 得： 因粒子在y轴方向上不受力，故在y轴方向上的分速度不变如图有：即方向向左下方与y轴负向成（）的夹角 【思路点拨】（1）根据运动规律画出运动运动轨迹，然后根据在磁场中运动洛伦兹力提供向心力求得磁感应强度。（2）根据动能定理和电场力做功求得到达d点的速度，在y轴方向上不受力，故在y轴方向上的分速度不变从而求得速度的方向。11.（1）（-，0），；（2）如图；（3）该题考查带电粒子在组合场中的运动（1）带电粒子在磁场i中运动的半径为带电粒子在i磁场中运动了半个圆，回到y轴的坐标带电粒子在ii场区作类平抛运动，