物理磁场练习测试题(含参考答案)
物理高二磁场练习题
一、 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q F E =适用于任何电场
B ．由真空中点电荷的电场强度公式2Q E k r =可知，当r →0时,Ｅ→无穷大 Ｃ.由公式IL
F B =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
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t １、水平射程为s １、着地速率为ｖ１;现撤去
磁场其它条件不变,小球飞行时间为t 2、水平射程为s 2、着地速
率为ｖ2.则有:
Ａ、 ｖ1=v ２ Ｂ、 v １＞ｖ2 C 、 ｓ１=s 2 Ｄ、
t 1 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E k ，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E k /,磁场力做功为 W ，则下面各判断正确的是 A 、E K B 、E K >ＥK ＇,W =0 Ｃ、E K =ＥK ＇，W ＝０ D 、 E K >E Ｋ＇,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A 1A 2。平板S 下方有强度为B 0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 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 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 a b c v B 、粒子运动方向是ａbc ｄe C 、粒子运动方向是ed ｃba 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 3π= 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、L 4Bq v m < B 、54BqL v m > C 、BqL v m > D 、544BqL BqL v m m << 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 １3.如图所示,铜棒ab 长0.1ｍ，质量为6×10-2k ｇ，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,co ｓ３７°=0．8，g ＝１0m ／ｓ2） 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B 1=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B 1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？ v x y O A V 0 B 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 =１03N/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θ,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v 0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ω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Ⅳ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v ０垂直于 Y 轴射入电场,经x 轴上的N 点与ｘ轴正方向成θ=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U MN 。 （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？ 答案 O N M Y ＡＣＢA ＢD 、ＡC 、ＡC 、BC 、ＢＤ、AB 、AC 13、解（1）重力势能增加：J L mg Ep 12.0)37cos 1(1=-?= （2）摆动至最大偏角时v ＝0 有:037sin )37cos 1(11=??+-- L F mgL 安 2L BI F ?=安 得Ｉ＝4A 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 ＝m ｖ２/R ∴R ＝mv/q Ｂ （2)∵T ＝ 2πｍ／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 =43T = qB m 23π 15、 1７、由题意知q Ｅ=m ｇ 场强转为竖直向下时，由动能定理, 有21()sin 2qE mg L mv θ+= 即212sin 2 mgL mv θ= ① 当滑块刚离开斜面时有(E ｑ+mg)c ｏs θ＝Bqv 即2s mgco v qB θ= ② 由①②解得2222s sin m gco L q B θθ = (２）(Eq+m ｇ)s ｉn θ=ma 得a=2gs ｉn θ x=(１/２）at ２ 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 B mg qE a m -+= 因洛仑兹力不做功，根据动能定理有:22011()22mg qE d mv mv -+= -, 解得202()mv mg qE 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 0cos v v θ= 得02v v = 粒子从M 点运动到Ｎ点的过程，有2201122 MN qU mv mv =- 得2032MN mv U q = （2）粒子在磁场中以o '为圆心做匀速圆周运动,半径为O N '， 有2 mv qvB r = 得02mv r qB = （3)由几何关系得sin ON R θ= 设粒子在电场中运动的时间为t 1,有01ON v t = 13m t = 粒子在磁场在做匀速圆周运动的周期 2m T qB π= 设粒子在磁场中运动的时间为ｔ２,有22t T πθπ -= 223m t qB π= 12t t t =+ 所以t = 2１、（1）作电子经电场和磁场中的轨迹图,如右图所示 （2）设电子在M 、N 两板间经电场加速后获得的速度为v ,由动能定理得: 2 12eU mv = ① 电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为ｒ，则:2 v evB m r = ② 由几何关系得:222()r r L d =-+ ③ 联立求解①②③式得:e mU d L L B 2)(222+=