高中物理磁场同步测试题

1磁场测试题1．地球赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，通过避雷针放电，则地磁场对避雷针作用力的方向为[]A．正南B．正东C．正西D．正北2．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（试探电流元是指一段特别短的通电导线）A．磁场中某点磁感应强度B的大小，跟放在该点的试探电流元IL的乘积有关系B．磁场中某点磁感应强度B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力的作用时，该点磁感应强度B值大小为零D．在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密集的地方，磁感应强度B越大3．质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰好能在导轨上静止．如图所示的四个侧视图中，标出了四种匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是[]4．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上（斜面固定不动），用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为F1；当导线中有电流时，磁铁对斜面的压力为F2，此时弹簧的伸长量减小．则[]A．F1F2，A中电流方向向外B．F1F2，A中电流方向向内C．F1F2，A中电流方向向外D．F1F2，A中电流方向向内5．如图所示，质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，磁感应强度为B，电场强度为E．已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径R为[]A．ghBE2B．ghEB2C．ghqBm2D．ghmqB26．一带电粒子在垂直于匀强磁场方向的平面内，在磁场力的作用下做圆周运动．要想确定带电粒子的比荷，则下列说法真确的是[]A．只需要知道磁感应强度B和运动周期TB．只需要知道轨道半径R和磁感应强度BC．只需要知道轨道半径R和运动速度vD．只需要知道运动速度v和磁感应强度BθABθBBθCBθDBNSNANh27．如图所示，带有正电荷的A、B粒子同时从匀强磁场边界的P点分别以30°和60°（与边界的夹角）射入磁场，又同时从磁场边界的Q点飞出，设边界上方的磁场范围足够大，下列说法中正确的是[]A．若A粒子是α粒子，则B粒子可能是质子B．若A粒子是α粒子，则B粒子可能是氘核C．A、B粒子的速度之比为12BAvvD．A、B粒子的速度之比为23BAvv8．如图，ab和cd为两条相距较远的平行直线，ab的左边和cd的右边均存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，虚线是由两个相同的半圆和与半圆相切的两条线段组成，甲、乙两粒子以一定初速度从如图位置开始向两边运动，轨迹正好和虚线重合，它们在C点碰撞后结合为一体向右运动，若整个过程中不计粒子重力，则下列说法正确的是[]A．开始时甲的动量一定比乙的动量小B．甲带的电量一定比乙带的电量多C．甲、乙结合后运动的轨迹始终和虚线重合D．甲、乙结合后运动的轨迹和虚线不重合9．在回旋加速器中[]A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B．电场和磁场同时用来加速带电粒子C．在交流电压一定的条件下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关10．一束带电粒子（可能含有多种电荷量和质量不同的粒子），从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，然后让粒子经小孔S2、S3垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打在照相底片上的同一点D，如图所示．则关于这束粒子中各种粒子的电荷量、质量关系，下列说法中正确的是[]A．电荷量与质量的比值一定相同B．电荷量一定不同C．质量一定相同D．电荷量一定相同11．如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两级上，在a、b两板间形成匀强电场E．右边有一挡板（图中未画出），正中间开有一小孔d．在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．现从两板左侧中点c处垂直于电场和磁场方向不断射入正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成三束，则下列判断正确的是[]A．这三束正离子的比荷一定相同B．这三束正离子的质量一定相同C．这三束正离子的电荷量一定有三种不同的数值D．这三束正离子的比荷一定有三种不同的数值PQBvAvBBC甲乙acbdUS1S2S3BDAabcdB+_-_312．目前，世界上正在研究一种新型发动机叫磁流体发动机，如图所示．它的发电原理为：将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场，在磁场中有两块正对金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的长度为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间．当发动机稳定发电时，电流表示数为I，则板间等离子体的电阻率为[]A．RIBLvLSB．RIBdvLSC．RIBLvdSD．RIBdvdS二、填空题（本题共3小题，每题4分，共20分）13．如图所示，三根长直通电导线b、c、d电流大小相同，b、d导线电流垂直纸面向里，c导线电流垂直于纸面向外，a点为bd的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac．则a点磁感应强度的方向为_________________________．14．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将___________________________．15．一带电粒子以速度v从平面直角坐标原点O沿x轴方向垂直射入宽度为d的匀强磁场区域，如图所示．粒子从磁场边缘的P点射出时速度方向偏转了60°角，那么P点的坐标为________________三、计算论述题（本题共4小题，共40分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后结果不得分）16．（8分）如图所示，两平行光滑导轨相距20cm，金属棒MN质量为20g，其电阻值R0=1.0Ω，匀强磁场竖直向上，磁感应强度1.0T，电源电动势12V，内阻r=1Ω，倾角θ为53°．接通电源后，ab棒在导轨上刚好静止，求电路中串联的电阻R的值是多少？（g取10m/s2）17．（８分）如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是场强未知的匀强磁场，其方向平行于OC且垂直于磁场．一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A孔以初速度v0垂直于AO进入匀强磁场中，并恰好从C孔垂直于OC射入匀强磁场，最后打在D点，已知OD=2OC，不计粒子的重力，求：（1）粒子从A到D所用的时间tNSABRA等离子体abcdI+-θＢａｂAODBCEdOxy4（2）场强E的大小（3）粒子到达D点的动能EkD18．（12分）质量为m、电荷量为-q的小物体A放在倾角为θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）的绝缘固定斜面上，整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图所示．物体A在斜面上由静止开始下滑，与斜面间的动摩擦因数为μ，在电场中受到的电场力等于重力的一半．经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，此后物体A沿斜面继续下滑L后离开斜面．已知重力加速度为g，求：（1）加磁场前，物体A在斜面上的运动的距离s.（2）加磁场后，物体A离开斜面时的速度v的大小.（3）物体A在斜面上运动全过程中有多少能量转化为内能？（结果用字母表示）19．（12分）如图所示区域中，x轴上方有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有场强为E，方向与y轴夹角θ=45°且斜向上匀强电场．今有一质子以速度v0由y轴A点沿y轴正方向射入磁场，质子在磁场中运动一段时间后从C点进入x轴下方的匀强电场区域，在C点速度方向与x轴正方向夹角为α=45°．已知质子的质量为m、电荷量为q．区域内磁场和电场足够大．求：（1）质子第三次穿越x轴时的位置D.（2）质子从A点运动到D点所经历的时间t.EAθBACEθαOv05参考答案1．B在赤道外，地磁场方向由南向北，乌云放电电流向下，由左手定则可知避雷针受力方向正东，故B正确．2．D根据磁感应强度定义：ILFB（I⊥B），当I∥B时，0F．B有磁场本身性质决定与试探电流元无关，故A错；由左手定则知：B⊥F，B错；当F=0时，不一定B=0还可能I∥B，C错；由磁感线性质可知D正确．3．ACD根据左手定则画出4种情况的受力图示：当f=0，ACD可能平衡，故ACD正确．4．D当导线有电流时，弹簧弹力减小说明磁铁受到向右磁场力F，故压力F2F1，且导线受到向左的安培力'F如图所示．由左手定则知电流向里，故D正确．5．AC开始液滴做自由落体运动：22vgh①进入磁场后做匀速圆周运动，故mgEq②由BqmvR③由①②③得：ghBEghBqmR22，故AC正确．6．A由BqmvR得：BRvmq要求出mq须知：v、B、R；由BqmT2得：BTmq2要求出mq须知：B、T．故A正确．7．AD如图分别画出A、B粒子运动轨迹草图：设：PQ=l，则：lrA;lrB33．θABθBBθCBθDBGGGGF安F安F安F安F支F安F安NSNANGFBF支'FvBPQOBrBθBB粒子vAOArAPQvAθAA粒子63A；32B．有周期公式知：AAABqmT2；BBBBqmT2粒子在磁场中运动时间：AAAAABqmTt32；BBBBBBqmTt322由BAtt，得：BBAAmqmq2①若A为α粒子，B为质子正好满足①式，故A正确．由半径公式得：AAAABqvmr。BBBBBqvmr。3BBABAABAvmqqvmrr②由①②得23BAvv，故D正确8．BC甲、乙粒子碰撞时动量守恒且向右运动得：乙甲＞pp①，故A错．由图知：甲、乙粒子r一样．乙乙乙甲甲甲BqvmqvmrB②即：乙乙甲甲qpqp③由①②得：乙甲＞qq，故B正确碰后粒子整体及圆周)-('乙甲乙甲）（qqBvmmr④（q甲-q乙为整体电荷量）由动量守恒定律得：vmmvmvm)(乙甲乙乙甲甲⑤由②④⑤得：rr'，故C正确．9．AC电场的作用是使粒子加速，磁场的作用是使粒子回旋，故A选项正确；粒子获得的动能mqBREK2)(2，对同一粒子，回旋半径越大，粒子获得的动能越大，故C选项正确．10．A设粒子的电荷量q，质量m开始粒子加速：221mvUq①进入磁场做匀速圆周运动：Bqmvr②由①②得qmUBr21因为U、B、r一样，则mq一样，故A正确．11．D粒子在金属板（速度选择器）受到洛仑兹力f洛和电场力F，则，洛fF即：Eq=Bqv因此BEv可见所有正离子速度一样，但在磁场中分成三束，可见r不一样．由Bqmvr∝qm即mq不一样，故D正确．12．等离子体经过磁场时，正电荷向A板聚集，负电荷向B板聚集，进而形成由A→B的电场，当EqBqv①时电流稳定．AB板电势：ε=Ed②由闭合电路欧姆定律得：IRr③（r为等离子体的电阻）由电阻定律得：sdr④(d为等离子体的长度)abcdBcBbBd7由①②③④得：)(RIBdvdS，D正确．13．沿纸面由d指向b，由安拉定则画出三根导线在a点的磁感线如图，因为ab=ad=ac，所以|Bd|=|Bc|=|Bb|．由矢量合成知：a点合磁场沿纸面由b指向d．14．向上偏转，由右手螺旋定则可以判断导线下方的磁场方向垂直于纸面向外，阴极射线是高速电子流，从负极发出向右运动，由左手定则可判断电子受洛仑兹力方向向上，故向上偏转．15(d,d33)16．7Ω解析：将立体图画成平面图如图所示，对ab进行受力分析，由平衡条件得coscossinBILFmg所以A342.00.1341002.0tanBLmgI根据全电路欧姆定律：)(0rRRIE得7)(0rRIER17．解析：设OC=r，则