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磁场练习

发布时间:2013-11-12 13:00:35  

《磁场》 物理统练

一、选择题(每题5分,选不全的得2分,共60分)

1、以下说法中正确的是 ( ) A、通电导线受安培力小的地方磁感应强度一定小

B、磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关 C、磁场对放入其中的磁极或电流的作用力的方向总是沿磁感线的切线方向 D、磁场对电流的作用力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流的方向 2、关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的是 ( ) A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用 B.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用 C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D.安培力对通电导线一定不做功

3、在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内质子可能沿x轴正方向做直线运动的是( )

4、通电直导线I与通电闭合线框abcd在同一平面内,如图3所示。不计重力,若直导线固定,那么闭合线框将 ( ) A、在纸面内向上运动; B、在纸面内向下运动;

C、在纸面内远离导线; D、在纸面内靠近导线。

5、如图所示,两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是( )

A.沿纸面逆时针转动; B.沿纸面顺时针转动;

C.a端转向纸外,b端转向纸里; D.a端转向纸里,b端转向纸外。

6、如图16-10所示,在通电直导线下方,有一电子沿平行导线方向以速度v开始运动,则( )

A.电子将沿轨迹I运动,半径越来越小 Ⅰ B.电子将沿轨迹I运动,半径越来越大

C.电子将沿轨迹II运动,半径越来越小

D.电子将沿轨迹II运动,半径越来越大

图16-10

7、每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数

带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一束带负电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将( )

A、向东偏转 B、向南偏转 C、向西偏转 D、向北偏转

8、如图所示,光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处与圆弧相连,带正电小球从A静止起释放,且能沿轨道前进,并恰能通过圆弧的最高点C。现将整个轨道置于水平向外的匀强磁场中,使球仍

能恰好通过圆环最高点C,释放高度H′与原释放高度H的关系是( )

A、H′=H B、H′<H C、H′>H D、不能确定

9、三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从图所示的长方形区域匀强磁场的上边缘射入,当它们从下边缘飞出时,对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°,则它们在磁场中运动时间之比为 ( )

A.1∶1∶1 B.1∶2∶3 C.3∶2∶1

D32∶1

10、如图甲所示,一个面积为S的矩形导线框abcd,在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成450

角,o、o’ 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针转过900到图乙所示位置。下列判断正确的是( )

A、在图甲位置时线圈中的磁通量是BS B、在图乙位置时线圈中的磁通量是 22

BS

C、由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化是

2

2

BSD、由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化是BS

11、如图3所示的圆形区域里,匀强磁场的方向垂直纸面向里,有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中(不计重力)( )

A.运动时间越长,其轨迹对应的圆心角越大 B.运动时间越长,其轨迹越长

C.运动时间越长,其射出磁场区域时速率越大 D.运动时间越长,其射出磁场区域时速度的偏向角越大 图3

12、如图所示,宽d = 2cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向内.现有一群带正电的粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r = 5cm,则

( )

A.右边界:-4cm<y≤4cm的范围内有粒子射出

B.右边界:y>4cm和y<-4cm的范围内有粒子射出

C.左边界:y>8cm的范围内有粒子射出 D.左边界:0<y≤8cm的范围内有粒子射出

二、填空题(13题4分,14题4分,共8分)

13、在如下所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v、带电量均为q。试求出图中带电粒子所受洛仑兹力f的大小写在图下横线上,并画出方向或者说明方向。

14、如图所示,a、b、c、d为四个正离子, 电量相等,速度大小关系为va<vb= vc<vd,质量关系为ma= mb<mc= md,同时沿图示方向进入粒子速度选择器后,一粒子射向P1板,一粒子射向P2板,其余两粒子通过速度选择器后,进入另一磁场,分别打在A1和A2两点。则射到P1板的是 离子,打在A2点的是 离子。 三、计算题(共32分)

15(10分)、如图11所示,倾角为300的光滑斜面上水平放置一条0.2米长的导线PQ,两端连以轻软的导线,导线通以5A电流,方向自Q向P。当有竖直向上B=

平衡。求PQ所受的重力。 (要求做出侧视平面图并进行受力分析。

16(10分)、如图所示,在x轴上方有匀强磁场B,一个质量为m,带电

17(12分)、如图所示,在坐标轴的第一象限同时存在着匀强电场和匀强磁场。水平匀强磁场与坐标平面垂直,水平匀强电场与坐标平面平行。一质量 m = 1 g ,电量q = +2.0 × 10-3C的带电粒子,以速度v = 10 m / s与X轴成45°角从坐标原点O斜向上射入此复合场中,已知粒子在复合场中作匀速直线运动。当粒子到达图中的A点时,突然将电场方向变为竖直向上,粒子从Q点(图中未画出)飞离第一象限。已知OA两点间的距离为m。试求:

(1)电场强度E和磁感应强度B的大小; (2)Q点的坐标及带电粒子在第一象限内的运动时间。

图11

量为-q的粒子,以速度v从O点射入磁场,

? 角已知,粒子重力不计,求: (1)粒子在磁场中的运动时间。

(2)粒子离开磁场的位置

《磁场》物理统练 参考答案

一、选择题 1D 2C 3ACD 4D 5D 6A 7C 8B 9C 10C 11AD 12AD

二、填空题 13、F=qvB F=

三、计算题

16、(1) 解析:(1)先确定其大概的轨迹,然后由几何关系确定圆心角、弦长与半径的关系, 半径

。 圆心角为

。 31 qvB 0 F=qvB 14、a,b 15、N 25

则:运动时间(2)离开磁场的位置与入射点的距离即为弦长

S=2rsin

17、解析:① 对带电粒子进行受力分析(如右图),因粒子作匀速直线运动,则根据受力分析图可知: qE = mg ;

qvB = mg

×1×10-3×10 / 2×10-3×

10 T= / 2 T

得:E = mg / q = 1×10-3×10 / 2×10-3 N / C= 5 N / C

B =

② 若带电粒子运动到A点时突然将电场方向变为竖直向上,则由(1)知mg 与 qE平衡,只剩下洛伦磁力,故粒子将从A点开始作逆时针方向的匀速圆周运动,其轨迹肯定是一个圆(一部分)。半径r = mv / qB =1×10-3×10 / 2×10-3

×m。我们可在草稿2

纸上先画一个圆,依题意可确定A点在圆上的位置(如右图所示)。将速度矢量延长,则O′A ⊥v ,又 ∵

m = O′A = r ,∴ OAO′恰好构成一个等腰直角三角形,故原题中的Y轴过圆心,则Q点可确定了。从图中很容易得Q点在Y轴上的坐标为r + OO′=(

+ 10 )m ;粒子的运行时间是OA间的匀速运动时间 t1与A至Q点的圆周

运动的时间t2之和。 t1

= OA / v =

— 45 °= 135°

;∠QO′A = 180°135135?3t2?T??s

3603608t?t1?t2?

?)s 28

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