高2012级磁场部分练习.doc

高2012级磁场部分练习一、选择题abcdv0mnB1、如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（ ）A在b、n之间某点 B在n、a之间某点C就从a点射出 D在a、m之间某点2、如图,两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为Ia=I和Ia=2I、方向相同的电流,a受到的磁场力大小为F,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力为零,则此时b受到的磁场力大小为（ ）A.F B.2F C.3F D.4F3、一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示粒子甲的电荷量为q1，轨迹半径为r1，荷质比为N1；粒子乙的电荷量为q2，轨迹半径为r2（r2=2 r1），荷质比为N2。则（ ）Aq1带负电、q2带正电，荷质比之比为N1:N2=2:1Bq1带负电、q2带正电，荷质比之比为N1:N2=1:2Cq1带正电、q2带负电，荷质比之比为N1:N2=2:1Dq1带正电、q2带负电，荷质比之比为N1:N2=1:14、在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场一个带电粒子（不计重力）恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况 ( ) A匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外B匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里 C匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上D匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右5、如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中，下列判断正确的是（ ）A.从b点离开的电子速度最大B.从b点离开的电子在磁场中运动时间最长C.从b点离开的电子速度偏转角最大D.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合6、由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但相反，假若使一束质子、反质子、粒子和反粒子组成的射线，以相同的速度通过进入匀强磁场而形成的4条径迹，则：（ ）A1、3是反粒子径迹 B2、4为反粒子径迹C1、2为反粒子径迹 D4为反粒子径迹7、如图，质量为m、电量为e的电子的初速为零，经电压为U的加速电场加速后进入磁感强度为B的偏转磁场（磁场方面垂直纸面），其运动轨迹如图所示。以下说法中正确的是( )A加速电场的场强方向向上B偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为8、如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）Aa粒子动能最大Bc粒子速率最大Cb粒子在磁场中运动时间最长D它们做圆周运动的周期TaTb0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知 ( )A能确定粒子通过y轴时的位置B能确定粒子速度的大小C能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对11、如图所示,一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O处，使金属圆环在竖直线OO的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线的方向和水平面垂直。若悬点摩擦和空气阻力均不计，则（ ）A金属环每次进入和离开磁场区域都有感应电流，而且感应电流的方向相反B金属环进入磁场区域后越靠近OO线时速度越大，而且产生的感应电流越大C金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小D金属环在摆动过程中，机械能将全部转化为环中的电能12、如图所示为一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环向右初速度v0，在以后的运动过程中，圆环克服摩擦力所做的功可能为：( )A0 B C D无法确定13、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关K闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子(不计重力)正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是： ( )A开关闭合，将滑片p向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出B开关闭合，将滑片p向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出C开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将一定向下偏转D如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出hBCDEF14、如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列说法正确的是( ) A微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B微粒做圆周运动的半径为C从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点C最小D从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小15、如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与两相同的定值电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab质量为m，棒的电阻R=0.5R1，棒与导轨之间的动摩擦因数为。导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，定值电阻R2消耗的电功率为P，此时下列正确的是 （ ）A.此装置因摩擦而产生的热功率为mgvcos B此装置消耗的机械功率为 mg vcosC导体棒受到的安培力的大小为4P/v D导体棒受到的安培力的大小为4P/v 二、计算题16、如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感强度为B电池内阻不计，问：若导轨光滑，电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?若杆与导轨之间的动摩擦因数为，且不通电时导体不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电池的电动势应多大? 17、如下图所示，在xoy直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电量为q、质量为m的离子经过电压为U的电场加速后，从x上的A点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域，在电场偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。求电场强度E和磁感强度B的大小18、如图为某一装置的俯视图，PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属薄板，两板间有匀强磁场，它的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。金属棒AB搁置在两板上缘，与两板垂直且接触良好，当AB棒在两板上运动时，有一个质量为m、带电量为+q、重力不计的粒子，从两板中间（到两板距离相等）以初速度v0平行MN板射入，并恰好做匀速直线运动。问：(1)金属棒AB的速度大小与方向如何？(2)若金属棒运动突然停止（电场立即消失），带电粒子在磁场中运动一段时间，然后撞在MN上，且撞击MN时速度方向与MN板平面的夹角为450。则PQ与MN板间的距离大小可能是多少？从金属棒AB停止运动到粒子撞击MN板的时间可能是多长？19、如图所示，在足够在的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。足够长的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面倾角为30。有一带电的物体P静止于斜面顶端有物体P对斜面无压力。若给物体P一瞬时冲量，使其获得水平的初速度向右抛出，同时另有一不带电的物体Q从A处静止开始沿静止斜面滑下（P、Q均可视为质点），P、Q两物体运动轨迹在同一坚直平面内。一段时间后，物体P恰好与斜面上的物体Q相遇，且相遇时物体P的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60。已知重力加速度为g，求： （1）P、Q相遇所需的时间； （2）物体P在斜面顶端客观存在到瞬时冲量后所获得的初速度的大小。20、如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32105N/C；方向与金箔成37角.紧挨边界ab放一点状粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的粒子，已知：粒子的质量m=6.641027kg，电荷量q = 3.21019C，初速度v = 3.2106m/s。（sin37= 0.6，cos37= 0.8）求： （1）粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R； （2）金箔cd被粒子射中区域的长度L； （3）设打在金箔上d端离cd中心最远的粒子穿出金箔进入电场，在电场中运动通过N点，SNab且SN = 40cm，则此粒子从金箔上穿出时，损失的动能EK为多少？高2012级磁场部分练习答案一、选择题题号123456789101112131415答案CCCBDADCDBCABCACABCABABDAC二、计算题16、（1）E=mgRtan/Bd （2）mgR（sin-cos）/Bd（cos+sin）E mgR（sin+cos）/Bd（cos-sin-）17、解：设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v，由带电粒子进入磁场后，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律：依题意可知：r=d联立可解得：RRV0V0450图甲带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间t从P点到达C点，由联立可解得：18、解：(1)由左手定则，+q受洛伦兹力方向垂直指向板MN，则电场方向垂直指向板PQ，据右手定则，可知棒AB向左运动。 ，求得。(2)由，求得带电粒子运动半径。ORRV0V0450图乙粒子撞击MN时速度方向与MN板平面的夹角为450的可能性有图甲、图乙两种可能。设MN间距为d，由图甲，有R-Rcos450=0.5d解得d= 对应时间为t=由图乙有R+Rcos450=0.5d解得d= 对应时间为t=19、解：（1）物体P静止时对斜面无压力P获得水平分速度后做匀速圆周运动 （2）在时间t内，Q物体在斜面上做匀加速直线运动 由几何关系知R=5解得20、解：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 则：（2）设cd中心为O，向c端偏转的粒子，当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远，设切点为P，对应圆心O1，如图所示，则由几何关系得：向