物理磁场练习题(含答案)

物理高二磁场练习题物理高二磁场练习题 一 一 单选题单选题 1 关于电场强度和磁感应强度 下列说法正确的是 A 电场强度的定义式适用于任何电场 q F E B 由真空中点电荷的电场强度公式可知 当 r 0 时 E 无穷大 2 Q Ek r C 由公式可知 一小段通电导线在某处若不受磁场力 则说明此处一定无磁场 IL F B D 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向 2 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 A N 减小 f 0 B N 减小 f 0 C N 增大 f 0 D N 增大 f 0 3 有电子 质子 氘核 氚核 以同样速度垂直射入同一匀强磁场中 它们都作匀速圆周运 动 则轨道半径最大的粒子是 A 氘核 B 氚核 C 电子 D 质子 4 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 v1 v2 B v1 v2 C s1 s2 D t1 t2 5 有一个带正电荷的离子 沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电 场 离子飞出电场后的动能为Ek 当在平行金属板间再加入一个垂直纸面 向内的如图所示的匀强磁场后 离子飞出电场后的动能为Ek 磁场力做功 为W 则下面各判断正确的是 A EK EK W 0 C EK EK W 0 D EK EK W 0 6 图是质谱仪的工作原理示意图 带电粒子被加速电场加速后 进入速度选择器 速度选择 器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E 平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2 平板 S 下方有强度为B0的匀强磁场 下列表述错误的是 A 质谱仪是分析同位素的重要工具 B 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C 能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于E B D 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P 粒子的荷质比越小 二 双选题二 双选题 7 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 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 v D 电荷在磁场中不可能做匀速直线运动 8 如图 MN 是匀强磁场中的一块薄金属板 带电粒子 不计重力 在匀强磁场中运动 并穿过金属板 虚线表示其运动轨迹 由图知 A 粒子带负电 B 粒子运动方向是 abcde C 粒子运动方向是 edcba D 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 9 如图 磁感强度为B 的匀强磁场 垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限 一质量 为 m 带电量为 q 的粒子以速度 V 从 O 点沿着与 y 轴夹角为 30 方向进入磁场 运 动到 A 点时的速度方向平行于x 轴 那么 A 粒子带正电 B 粒子带负电 C 粒子由 O 到 A 经历时间 qB m t 3 D 粒子的速度没有变化 10 一电子在匀强磁场中 以一固定的正电荷为圆心 在圆形轨道上运动 磁场方向垂直于 它的运动平面 电场力恰是磁场力的三倍 设电子电量为 e 质量为 m 磁感强度为 B 那么 电子运动的可能角速度应当是 11 长为 L 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 L 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 v 水平射入磁场 欲使粒子不打到极板上 v 应满足 A B L 4 Bq v m 5 4 BqL v m C D BqL v m 5 44 BqLBqL v mm 12 回旋加速器是加速带电粒子的装置 其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒 两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场 使粒子在通过狭 缝时都能得到加速 两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中 如图 所示 要增大带电粒子射出时的动能 则下列说法中正确的是 A 增大磁场的磁感应强度 B 增大匀强电场间的加速电压 C 增大D形金属盒的半径 D 减小狭缝间的距离 三 计算题三 计算题 13 如图所示 铜棒 ab 长 0 1m 质量为 6 10 2kg 两端与长为 1m 的轻铜线相连静止于竖直平面内 整个装置处在竖直向下的匀强磁场 中 磁感应强度 B 0 5T 现接通电源 使铜棒中保持有恒定电流通过 铜棒发生摆动 已知最大偏转角为 37 1 在此过程中铜棒的重力势能增加了多少 2 通电电流的大小为多大 不计空气阻力 sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 v MN a b c d e x y O A V 0 B 14 如图所示 在x轴的上方 y 0 的空间内 存在着垂直于纸面向里 磁感应强度为B的 匀强磁场 一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场 粒子进入磁场时 的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成 45 角 若粒子的质量为m 电量为q 求 1 该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径 2 粒子在磁场中运动的时间 15 如图所示 以 MN 为界的两匀强磁场 磁感应强度 B1 2B2 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 B1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 2 B 1 B O N M v 16 如图所示 匀强磁场沿水平方向 垂直纸面向里 磁感强度B 1T 匀强电场方向水平向 右 场强E 10N C 一带正电的微粒质量 m 2 10 6kg 电量q 2 10 6C 在此空间恰好3 作直线运动 问 1 带电微粒运动速度的大小和方向怎样 2 若微粒运动到P点的时刻 突然将磁场撤去 那么经多少时间微粒到达Q点 设PQ 连线与电场方向平行 17 在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中 有一倾角为 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 18 如图所示 相互垂直的匀强电场和匀强磁场 其电场强度和磁感应强度分别为 E 和 B 一个质量为 m 带正电量为 q 的油滴 以水平速度 v0从 a 点射入 经一段时间后运动到 b 试求 1 油滴刚进入场中 a 点时的加速度 2 若到达 b 点时 偏离入射方向的距离为 d 此时速度大小为多大 19 如图所示 在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间 有一个质量为m的带电微粒 系于长为 L 的细丝线的一端 细丝线另一端固定于O点 带电微粒以角速度 在水平面内作 匀速圆周运动 此时细线与竖直方向成 30 角 且细线中张力为零 电场强度为E 方向竖 直向上 1 求微粒所带电荷的种类和电量 2 问空间的磁场方向和磁感强度B的大小多大 3 如突然撤去磁场 则带电粒子将作怎样的运动 线中的张力是多大 20 在平面直角坐标系xOy中 第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场 第 象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场 磁感应强度为B 一质 量为m 电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于 Y轴射入电场 经x轴上的N点与x轴正方向成 60 角射入磁场 最后 从y轴负半轴上的P点垂直于Y轴射出磁场 如图所示 不计粒子重力 求 1 M N两点间的电势差UMN 2 粒子在磁场中运动的轨道半径r 3 粒子从M点运动到P点的总时间t 21 电子自静止开始经M N板间 两板间的电压为U 的电场加速后从A点垂直于磁场边界 射入宽度为d的匀强磁场中 电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L 如图所 示 求 匀强磁场的磁感应强度 已知电子的质量为m 电荷量为 e 22 在 xoy 平面内 x 轴的上方有匀强磁场 磁感应强度为B 方向如图所示 x 轴的下方有 匀强电场 电场强度为E 方向与 y 轴的正方向相反 今有电量为 q 质量为 m 的粒子 不 计重力 从坐标原点沿 y 轴的正方向射出 射出以后 第三次到达 x 轴时 它与 O 点的距 离为 L 问 1 粒子射出时的速度多大 2 粒子运动的总路程为多少 Y X O 答案答案 ACBABD AC AC BC BD AB AC 13 解 1 重力势能增加 JLmgEp12 0 37cos1 1 2 摆动至最大偏角时 v 0 有 037sin 37cos1 11 LFmgL 安 得 I 4A 2 LBIF 安 14 1 粒子垂直进入磁场 由洛伦兹力提供向心力 根据牛顿第二定律得 qvB mv2 R R mv qB 2 T 2 m qB 根据圆的对称性可知 粒子进入磁场时速度与 x 轴的夹角为 45 角 穿出磁场时 与 x 轴的夹角仍为 45 角 根据左手定则可知 粒子沿逆时针方向旋 转 则速度的偏向角为 270 角 轨道的圆心角也为 270 t T 4 3 qB m 2 3 15 17 由题意知 qE mg 场强转为竖直向下时 由动能定理 有即 2 1 sin 2 qEmg Lmv 2 1 2sin 2 mgLmv 当滑块刚离开斜面时有 Eq mg cos Bqv 即 2smgco v qB 由 解得 22 22 s sin m gco L q B 2 Eq mg sin ma 得 a 2gsin x 1 2 at2 得 t 18 带电油滴受重力 电场力 洛仑兹力作用 根据牛顿第二定律求合力 进而求出加速度 带电油滴由 a 点运动到 b 点的过程利用动能定理建立方程求解 由牛顿第二定律可得 0 qv BmgqE a m 因洛仑兹力不做功 根据动能定理有 22 0 11 22 mgqE dmvmv 解得 2 0 2 mvmgqE d v m 20 分析带电粒子的运动情况 画出其运动轨迹如图所示 1 设粒子过N点时的速度为v 有 得 0 cos v v 0 2vv 粒子从 M 点运动到 N 点的过程 有 得 22 0 11 22 MN qUmvmv 2 0 3 2 MN mv U q 2 粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动 半径为 o O N 有 得 2 mv qvB r 0 2mv r qB 3 由几何关系得 sinONR 设粒子在电场中运动的时间为 t1 有 0 1 ONv t 1 3m t qB 粒子在