高二物理选修3-1磁场试题

1 磁磁 场场 一 选择题 1 下列说法中正确的是 A 回旋加速器可以将带电粒子的速度加速到无穷大 B 回旋加速器的两个 D 形盒之间应加上高压直流电源 C 回旋加速器的两个 D 形盒之间应加上高频交流电源 D 带电粒子在 D 形盒中的轨迹半径是不变的 2 安培的分子环形电流假说不可以用来解释 A 磁体在高温时失去磁性 B 磁铁经过敲击后磁性会减弱 C 铁磁类物质放入磁场后具有磁性 D 通电导线周围存在磁场 3 一电子以固定的正电荷为中心在匀强磁场中做匀速圆周运动 磁场方向与电子运动平面 垂直 电子所受正电荷的电场力是磁场力的 3 倍 若电子电量为 e 质量为 m 磁感 强度为 B 则电子运动的角速度可能是 A 4 B e m B 3 B e m C 2 Be m D 4 Be m 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 电子枪发射能力减弱 电子数减小 加速电场电压过高 电子速率偏大 偏转线圈匝间短路 线圈匝数减小 偏转线圈电流过小 偏转磁场减弱 其中正确的有 A B C D 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 a b 两点之间电势差为 v B d D a b 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 2 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 7 1 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 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 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 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 a b P N B F b fa G 乙 Tt s B T O N M B 甲 3 其倾角为 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 和 m 为已知 求 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 小球在斜面上滑行的最大距离为多大 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 用来加速质量 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 17 本题只能选做一题 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 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 4 5 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 qB mv R 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 可能 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 D 9 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 AD 12 AC 13 14 m qBs 12 sin cos sin cos cos2 22 22 Bq gm qB m qB mg 15 1 由左手定则判定 B 的方向垂直纸面向里 Rq mE B Bq mE Bq mv R 22 2 E nuq 转一周加速两次 旋转周数为 uq En 22 3 uBq mE T n t Bq m T 2 2 2 17 解析 由题意 粒子在磁场中的轨迹应关于 方向的直线对称 如图所示 电 场中 2 2 1 mvqEL 1 t m Eq v 由几何知识 sin R 2R 1 2 所以 30o 又 R m qB d Rsin60o 在中间磁场的时间 在右边磁场的时间 qB MT t 3 2 6 2 2 qB M t 3 5 360 300 3 由 得 qB ELmq d 2 6 qB m qE mL tttT 3 72 22 321 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 2 1 由洛伦兹力公式和牛顿定律知 evB m R v2 6 由三角知识得 R rtan60 由 式得 B e mU r3 21 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 qB m 2 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