磁场和电磁感应(练习).doc

46（2）磁场及磁电本质现象1、磁通量的单位是韦伯，1Wb相当于（ ）A、1Nm/A B、1Am C、1Tm2 D、1VSl1l2I1I2aObcOab2、如图所示，无限长载流直导线l1、l2，直线aa与l1、l2垂直相交于OO。已知aO=Ob=bc=cb=bO=Oa，对这两个电流的磁场，下列说法正确的是（ ）A、过c点平行于l的直线上，磁感应强度处处于零B、b、b两点的磁感应强度等大、同向C、a、a两点的磁感应强度等大、反向D、Ba Bb Bc3、关于磁场的下列叙述中正确的是（ ）A、磁体的磁场和电流的磁场一样，本质上都是由电荷运动产生的B、磁场中任一点的磁感强度的方向，就是一小段通电直导线在该点所受安培力的方向C、若一段通电直导线在某点所受的安培力为零，则该点的磁感强度为零D、磁感强度为B的匀强磁场中有一面积为S的线圈，则穿过线圈的磁通量=BS4、如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，B、C分别为通过两圆面的磁通量的大小。下述判断中正确的是（ ）ABCIA、穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B、穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里C、BCD、BUbB、电势UbUaC、电流增大时，|Ua-Ub|增大D、其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样5、如图所示，在阴极射线管上方平行放置一通电长直导线，则阴极射线管将（ ）+A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏ABO6、一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m，电量为q的带正电小球，使小球由图中的A点从静止开始释放，已知匀强磁场沿水平方向，且垂直于水平线OA，磁感强度为B，当小球摆到最低点时，如图所示，细线所受拉力大小为。+7、单摆摆长为1，摆球质量为m，带有电荷+q，在垂直于纸面向里，磁感强度为B的匀强磁场中摆动，如图所示，当其向左、向右通过最低点时，摆线上拉力大小是否相等？E8、如图所示，在正交的匀强电、磁场中，电场方向如图，磁场方向垂直于纸面，一带负电的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶点由静止释放。设小球受到的电场力和重力大小相等，则当它滑过的孤度为下列何值时受到的洛仑兹力最大？（ ）A、/4B、/2C、D、9、图中OA是一光滑、绝缘斜面。倾角=37，一质量m=0.02kg的带电体从斜面上的A点由静止开始下滑。如果物体的带电量q=+10-2C，垂直于纸面向里的匀强磁场B=4.0T，试求：当物体离开斜面时，物体运动的速率及其沿斜面下滑的距离（g取10/s2, sin37=0.6,cos37=0.8，斜面足够长）。M+PBKNOA10、图中MN为水平放置的带电平行板，相距为d，电势差为U，两板间有方向垂直于纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场。某时刻，一个质量为m，带电量为q的负电荷，从N板的p点由静止进入电、磁场中，当它经过轨迹最高点位置K时，正好与原来静止在K点，质量为m的中性油滴相结合。随之，从K点开始做匀速直线运动，不计重力，试求：（1）电荷与油滴结合后的运动速度。（2）电荷到达K点与油滴作用前的速度。（3）电荷与油滴作用过程中消耗的能量；（4）K点到N板的距离。Bv0d11、如图所示，荷质比为e/m的电子垂直射入宽度为d，磁感强度B的匀强磁场区域，则电子能穿越这个区域至少应具有的初速度大小为（ ）A、2eBd/mB、eBd/mC、eBd/2mD、eBd/mB1B212、如图所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感强度关系为B1=2B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的（ ）A、速率将加倍B、轨迹半径将加倍C、周期将加倍D、做圆周运动的角速度将加倍KL13、如图为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现电视画画的辐度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的？（ ）A、电子枪发射能力减弱，电子数减少B、加速电场的电压过高，电子速率偏大C、偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少LD、偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱14、在上题中如果一束电子沿偏转线圈中心垂直纸面向外运动，如图所示，电子将向什么方向偏转？US1S2OBPx放射源15、钍核TH发生衰变生成镭核Ra并放出一个粒子，设该粒子的质量为m、电荷电为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场时，其速度为0，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S2，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角=60，如图所示，整个装置处于真空中。（1）写出钍核衰变方程；（2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；（3）求粒子在磁场中运动的用时间t。16、加速器是用来产生高能离子的装置，图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端增有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小，这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动，已知碳离子的质量m=2.010-26kg,U=7.5105V, B=0.05T, n=2，基元电荷e=1.610-19C，求R。加速管加速管49（2）带电粒子在复合场中的运动+v1、如图所示，充电的平行板间有匀强电场，并有方向与电场垂直的匀强磁场，一带电粒子垂直于电场和磁场方向从两板中央处射入，射出的动能减小了，若要使此粒子从射入到射出的动能增加，不计重力，可使（ ）A、电场强度适当增强B、磁场的磁感强度适当增强C、使粒子的带电极性改变（如正变负）D、使粒子射入的速度减少+Bh2、如图所示，有一重为G，带电量为-q的小球，从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方边缘处由静止起落下，两板间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，当带电小球通过正交的电磁场时，（ ）A、不可能做曲线运动B、一定做曲线运动C、可能做匀速直线运动D、可能做匀加速直线运动3、带电粒子以一定的初速度进入只有电场或只有磁场的场区，并保持匀速率运动（不考虑其他作用），下列说法正确的是（ ）A、带电粒子一定是进入磁场区B、带电粒子一定是进入电场区C、带电粒子可能进入电场区，也可能进入磁场区D、带电粒子无论是进入哪种场区，都只能是做匀速圆周运动BE4、如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平，两个带电液滴恰好能在电磁场中沿竖直面做匀速圆周运动，则（ ）A、它们的运动周期必然相等B、若它们的速率相等，则它们的轨迹半径必然相等C、若它们的动量大小相等，则它们的轨迹半径必然相等D、若它们的动能相等，则它们的运动周期必然相等5、如图所示，一个带负电荷的小球在真空中水平抛出，水平方向的匀强磁场与小球运动的轨迹所在平面垂直，若小球能落地，则（ ）A、落地时，速度方向可能竖直向下B、小球水平方向动量守恒C、小球在运动过程中机械能守恒D、小球动量的大小保持不变6、一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，如图所示，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于斜面方向向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在A点时动能为100J，在C点时动能为零，B是AC的中点，在这个运动过程中（ ）ABCA、小球的B点时的动能是50JB、小球电势能的增加量可能大于重力势能的减少量C、小球在AB段克服摩擦力做的功与BC段克服摩擦力做的功相等D、到达C点后小球可能沿杆向上运动7、如图所示，在空间有磁感强度的方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，光滑绝缘空心细管MN的长度为h，管内M端有一质量为m、带正电q的小球p。开始时小球p相对管静止，管带着小球p沿垂直于管长度方向的恒定速度u向图中右方运动，设重力及其他阻力均可不计。求：NhMu（1）当小球p相对管上升的速度为v时，小球上升的加速度多大？（2）小球p从管的另一端N离开管口后，在磁场中作圆周运动的圆半径R多大？（3）小球p从管的M端到N端的过程中，管壁对小球做的功是多少？2BdPyxvO8、如图所示，顶角为2a的光滑圆锥置于磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，现有一质量为m，带电量为+q的小球沿圆锥面在水平面内做匀速圆周运动，小球做圆周运动的最小半径为。9、一带电粒子，以速度v从平面直角坐标原点O沿x轴方向垂直射入宽度为d的匀强磁场区域，如图所示，粒子从磁场边缘的F点射出时速度方向偏转60，那么P点的坐标为。MNHHeOOQPxx0=r/2O110、1998年6月2日，由我国科学家丁肇中主持研制的阿尔法磁谱仪由“出现号”航天飞机搭载升空，用来探测宇宙中是否有反物质和暗物质，该探测仪的核心部件永久磁铁由中国科学院电工研究所设计制造。反物质与原物质具有相同的质量数，而电荷相反，如与H、n、e等物质粒子相对应的反粒子为H、n、e，反原子核由反质子和反中子组成，根据反粒子和相应粒子的质量相同而电荷相反，故可用下列方法探测：为简化设计如图所示，设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B方向（OO）射入截面为MNOPQ的磁谱仪时速度相同，且氢原子核（H）在Ox轴上的偏转位移Xo恰为其轨道半径r的一半，试预言反氢核（H）和反氦（-2He）的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x1和x2之比。如果预言正确，那么当人们观测到这样的轨迹，证明已经探测到了反氢核和反氦核。xyO11、如图所示，一电子发射源位于xOy平面的坐标原点，由不同方向沿xOy平面以相同速率Vo发射电子，为使电子经垂直该平面的匀强磁场后的均沿平行Ox轴射出磁场，求所加该磁场区域的最小面积是多少？（已知匀强磁场感强度为B）yxP2P1OP312、如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在yq2B、q1=q2C、q1q2D、q10，q2=0n3、两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成，大环半径是小环半径的4倍，若穿过大环的磁场不变，小环中磁场的变化率为k时，其路端电压为U，若小环中磁场不变，而大环中磁场化率也为k，其路端电压为（ ）A、UB、U/2C、U/4D、4UACBR4、如图，一个由金属导轨组成的回路，竖直放在宽广的匀强磁场中，磁场垂直该回路所在平面，方向向外，其中导线AC可以自由地紧贴竖直的光滑导轨滑动，导轨足够长，回路总电阻为R保持不变，当AC由静止释放后（ ）A、导体AC的加速度将达到一个与阻值R成反比的极限值B、AC的速度将达到一个与R成正比的极限值C、回路中的电流强度将达到一个与R成反比的极限值D、回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值5、如图甲所示，闭合金属框从一定高度自由下落进入匀强磁场区，从bc边开始进入磁场区到ad边刚进入磁场区这段时间线框运动速度图象可能是图乙中（ ）abdc图甲tAtBtCtD乙图vvvvBA6、如图，A、B两闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA=2rB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势EA：EB=，两线圈中感应电流IA：IB=。106ABC7、如图所示，将长为1m的导线从中间折成约106度的角，使其所在的平面垂直于磁感应强度为0.5T的匀强磁场，为使导线中产生4V的感应电动势，导线切割磁直线的最小速度约为。MNabdcB8、一根长度为l的直导线在磁感强度为B的匀强磁场中沿垂直于磁场方向平动，导线运动方向恰与导线垂直，若要使导线两端的电势差每秒钟均匀地增大U0，则导线做切割运动的加速度a=。abcdMN9、如图，M、N为水平放置的两个足够长的光滑平行导轨，处在竖直向上的匀强磁场中，质量分别为m1和m2的导体棒ab和cd垂直于导轨的放置，今给ab水平向右的瞬时冲量I，则它们最后的稳定速度VabVcd（填大于、小于或等于）。在这一过程中，克服安培力做功W=。10、如图，矩形线框abcd用一均匀电阻丝制成，且每米长度电阻丝的电阻r0=1，Lab=Lcd=2m，用同一种电阻丝制成滑棒MN长为LMN=Lad=Lbc=1m，垂直于线框平面的匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T，当MN由ad匀速滑向bc的过程中，其速度大小为5m/s，在此过程中，MN两端最大电压为多少？整个回路消耗的最小功率为多少？11、如图，平行且光滑的两金属导轨，不计电阻，与水平面夹角30，导轨所在区域有与其平面垂直的匀强磁场，磁感强度B=0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，它们长度均为0.5m，电阻均为0.1，质量分别为0.1kg和0.2kg，当ab棒在沿斜面向上的外力作用下，以V=1.5m/s沿斜面向上做匀速运动时，将cd棒由静止释放。试分析：3030abcdBcd棒的运动性质。闭合回路中的最大电流。v12、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）abvbaabvabvDCBAbaRMPNQL13、如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为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。整套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下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由b向a方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。52（2）楞次定律BabcdP1P21、如图在匀强磁场中有一个线圈abcdA.当线圈分别以P1、P2为轴以角速度按逆时针方向转动时，线圈中产生的感应电动势一样B.当线圈分别以P1和P2为轴以角速度按逆时针方向转动时，线圈中产生的感应电动势不一样C.当线圈平面与磁场平行时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最小D.当线圈平面与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为最大，感应电动势最小2、如图，在条形磁铁的上方，有一矩形小线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框由N端匀速平移到s端的过程中，线框中感应电流的情况是vNSA.线框中始终有感应电流B.线框中始终无感应电流C.线框运动到磁铁中部上方时感应电流瞬时为零D.感应电流的方向发生了变化3、一闭合导线环垂直放置于匀强磁场中，若磁感强度随时间变化的规律如图所示，则环中的感应电动势变化情况可能是下图中哪一个？BtOtEEEEOOOOBACDttt；cab4、如图，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈c向右摆动，则ab的运动情况是A.向左或向右做匀速运动B.向左或向右做减速运动C.向左或向右做加速运动D.只能向右做匀加速运动5、一闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，设垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，图中箭头为感应电流I的正方向（逆时针方向）。如图中所示，已知线圈中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示，则磁感强度随时间变化的图象，可能是图丙中的哪几幅？IBt/sI/AO甲乙丙BBBBABCD2tt2t22t+BAS6、在图甲中，将电键S闭合，电流计指针由中央向左偏转；当把一个线圈A和这个电流计串联起来（图乙），将一个条形磁铁B插入或抽出，电路中能产生感应电流，经观察发现，电流计指针从中央向右偏转，说明A.磁铁靠近线圈一端是N极，它正在远离线圈B.磁铁靠近线圈一端是S极，它正在远离线圈C.磁铁靠近线圈一端是N极，它正在移近线圈乙甲D.磁铁靠近线圈一端是S极，它正在移近线圈IMN7、如图，矩形线圈用细线悬挂起来，其下方有一通电直导线MN，当M端向里，N端向外旋转时，线圈的运动情况是_。0.10.20.3t/sB/T0.10.28、如图，面积为0.1m2的120匝矩形线圈放在与圈平面垂直的匀强磁场中，线圈总电阻1.2，磁场变化如图，则在0.3s内穿过线圈磁通量的变化量为_，0.3s内通过线圈导线截面的电量为_，0.3s内电流所做的功为_。BMNR9、如图，沿水平面的一宽50cm的“E”型光滑金属框架电路中电阻R=2.0，其余电阻不计，匀强磁场B=0.8T方向垂直于框架平面向上，金属棒MN质量为30g，它与框架两边垂直，MN的中点O用水平的绳跨过定滑轮系一个质量为20g法码，自静止释放法码后，电阻R能得到的最大功率为_。30abMNOO10、如图所示，三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直，导体ab能紧贴金属框运动，且始终与导轨ON垂直，当导体从O点开始匀速向右平动时，速度为V0，试求bOa回路中在某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式。O11、如图，一个半径为r的金属铜盘，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度线绕垂直盘面的中心轴OO匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷，设整个回路电阻为R，当圆盘匀速运动角速度为时，通过电阻的电流为多大？NQPMbOacRCb12、放在绝缘水平面上的两平行导轨MN和PQ间距离为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其它部分电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒开始垂直PQ放置且接触良好，其a端放在导轨PQ上，现将金属棒以a端为轴，以角速度沿导轨平面顺时针转90度角，如图，求这个过程中通过电阻R的电量。（设导轨长度比2L长得多）53 （2）电磁感应中的图象及能量1、如图，弹簧上端在天花板固定，下端系一铜球，铜球下端放有通电线圈，今把铜球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况（不计空气阻力）是A.做等幅振动B.做阻尼振动C.振幅不断增大D.无法判断AB2、如图，A、B为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A的边长是B的二倍。A的密度是B的，A的电阻率是B的2倍。当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A框恰能匀速下落，那么A.B框一定匀速下落B.进入磁场后A、B中感应电流之比是2：1C.二框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量相等D.二框全部进入磁场的过程中，产生的热量之比为2：13、如图，质量为M的条形磁铁与质量m的铝环，都静止在光滑的水平桌面上，当在极短的时间内给铝环以水平向右的冲量I，使环向右运动。则下列说法正确的是A.在铝环向右运动的过程中磁铁也向右运动SNMmB.磁铁运动的最大速度为C.铝环在运动过程中，动能最小值为D.铝环在运动中最多能产生的热量为FabR4、固定于水平绝缘面