第13天 磁场测试题（解析版）.docx

《第13天 磁场测试题（解析版）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第13天 磁场测试题（解析版）.docx（14页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、第13天磁场测试题一、单项选择题（每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1 .在竖直向上的匀强磁场中水平放置一根长度b.2m,通电电流=0.5A的直导线，测得它受到的磁场力F=1.0N,将导线从磁场中撤走，匀强磁场的磁感应强度为（）A. 0B. IOTC. 0.1TD. 2T【答案】B【详解】根据题意可得F = BIL解得磁场的磁感应强度只与磁场本身的性质有关，因此将导线从磁场中撤走，匀强磁场的磁感应强度为10T。故选B2 .如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上 表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点

2、穿越铝板后到达PQ的中点Oo已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速 度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（）A.1 /2B.2 /1C.2 :2D.2 /1M Uq N【答案】C【详解】设带电粒子在尸点时初速度为ViA Q点穿过铝板后速度为V2JlJ EkETm,Ek2二/功2;由题意可知 Ekl=2%,即t=机22,则V = 0由洛伦兹力提供向心力得M回手,得B=等由题意可知m=2,所以 = 也丁2 _ 2 2丁1 2 3 .如图所示，QAC。是一长为。A=L的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为机、带电量为4 的粒子从。点以速度%垂直射入磁场，速度方

3、向与QA的夹角为Q,粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，贝IJ（）A.粒子一定带正电B.匀强磁场的磁感应强度为也然吧 qLaLC.粒子从。到A所需的时间为 %27D.矩形磁场的宽度最小值为（l-cos SmI【答案】B【详解】A.由题意可知，粒子进入磁场时所受洛伦兹力斜向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；B.粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可得Lr 2 sincr粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qv0B = mr解得2mv0 sin aLJ qL故B正确；C.由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角2，粒子在磁场中做圆周运动的周期粒子在磁场中的运

4、动时 间为t = -T2又由T 2r L1 =:v0v0 sin a解得Lat -v0 sin a故C错误；D.根据图示由几何知识可知，矩形磁场的最小宽度为dminr - rcoscr =(I-COSa)- 7 2sincr故D错误。故选B。4. 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间的磁场可视为匀强磁场，将一束等离子体（即高 温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）射入磁场，带电粒子在洛仑兹力的作用下向两极板偏转，A、B两 板间便产生了电压。金属板A、B和等离子体整体可视为一个内阻不可忽略的直流电源。现将金属板A、B与电 阻R相连，下列说法正确的是（）A. A板是电源的正极B.

5、 A、B两金属板间的电势差等于电源电动势c.增大等离子体的入射速度，电源电动势将增大二D.减小A、B两板间的距离，电源电动势将增大言【答案】C【详解】A. A、B板间磁场由N极指向S极，由左手定则可以得到带正电荷粒子向下偏转打在B板上，所以B 板为电源的正极，A板为电源的负极，故A选项错误；B.根据闭合电路的欧姆定律可知，A、B两金属板间的电势差等于外电路的电压，小于电源电动势，故选项B 错误；CD.电源的电动势为,极板间距离为d,极板间电动势稳定时满足E qvB = -q a解得E-vBd所以增大等离子体的入射速度，电源电动势将增大，减小A、B两板间的距离，电源电动势将减小，故C正 确，D错

6、误。故选C。5.英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端射入质谱 仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法正确的是（）P . IA.该束带电粒子带负电JLXXI：B.速度选择器的Pl极板带负电I 口丁 斯c.在星磁场中运动半径越大的粒子,质量越大警彦：D.在&磁场中运动半径越大的粒子,比荷旦越小忆 ：Im【答案】D【详解】通过粒子在质谱仪中的运动轨迹和左手定则可知该束带电粒子带正电,故选项A错误;带电粒子在速度选 择器中匀速运动时受到向上的洛伦兹力和向下的电场力,可知速度选择器的Pi极板带正电,故选项B错误;由洛伦 兹力充当向心力有94=椁,得粒子在星

7、磁场中的运动半径片范,又粒子的运动速度V大小相等,电荷量q未知,故 在磁场中运动半径越大的粒子,质量不一定越大,但比荷旦=2越小,故选项C错误,D正确。6.如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一重力不计的带电粒子(电量为q,质量为m)以垂直于X轴的速度v。从X轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45。角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于X轴进入第四象限。已知OP之间的距离为d,贝J()A.带电粒子通过y轴时的坐标为(0, d)2mv0B.电场强度的大小为 qdC.带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为历 2D.磁感应强度的大小为工牛【答案】C【

8、解析】粒子在电场中做类平抛运动，因为进入磁场时速度方向与y轴成45角，所以沿X轴方向的分速度VX0+vo= Vo,在X轴方向做匀加速运动，有d= 2 t,沿y轴方向做匀速运动，有S = Vot = 2d,故选项A错误；在X2Eq 2d 2Eqdmv0轴方向做匀加速运动，根据VX=Vo=汗 = mvo，解得E=2qd ，故选项B错误；粒子进入磁场后做匀速L3360由图可知粒子的轨迹半径R = 2噂d,圆心角0=135。=- ,所以在磁场中的运动时间为t=-忑=3兀与江d；在电场中的运动时间为t2=军,所以总时间为t = t + t2= 十 d ,故选项C正42v0 ZVOV02v0确；由qvB=

9、? 可知磁感应强度B=m=,故选项D错误。故选C7.在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕轴。在匀强磁场中作逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示。若小球运动到八点时绳子忽然断开，则以下运动不可能发生的是()A.小球仍作逆时针匀速圆周运动，半径不变y y y yB.小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小、/ X c.小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变D.小球作顺时针匀速圆周运动，半径减小y x X Jx答案B、X-乂【详解】A.如果小球带正电，则小球所受的洛伦兹力方向指向圆心，此种情况下，如果洛伦兹力刚好提供向心 力，这时绳子对小球没有作用力，绳子断开时，对小球的运

10、动没有影响，小球仍做逆时针的匀速圆周运动，半 径不变，故A正确不符合题意；B.如果洛伦兹力和拉力共同提供向心力，绳子断开时，向心力减小，而小球的速率不变，则小球做逆时针的圆 周运动，但半径增大，故B错误符合题意；C.如果小球带负电，则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心，当洛伦兹力的大小等于小球所受的拉力的一半时， 绳子断后，小球做顺时针的匀速圆周运动，半径不变，故C正确不符合题意；D.当洛伦兹力的大小大于小球所受的拉力的一半时，则绳子断后，向心力增大，小球做顺时针的匀速圆周运 动，半径减小，故D正确不符合题意。故选B。8 .如图，一正三角形QbC区域(包含三角形边界)内有方向垂直纸面向里的匀强磁场

11、，三角形所在平面与磁场 方向垂直。P点为一粒子源，可以产生某种带正电的同种粒子，粒子从静止开始经MN两板间的加速电场加速 后从。点沿Qb方向射入匀强磁场区域内。加速电压的大小可以调节，当加速电压为3时粒子经磁场偏转后恰 好打到be的中点，当加速电压为S时粒子经磁场偏转后恰好打到c点，不计粒子的重力以及粒子间的相互作 用，则两加速电压的比值3： 6为()A. 9： 4 B. 3： 2C. 9： 1D. 3： 1P【答案】A粒子源【详解】在加速电场中，根据动能定理JT 12eU = mv0设边长为L,加速电压为S时粒子经磁场偏转后恰好打到be的中点12 =(1-sin600)2+(L-cos600

12、)2解得R1 =BL12加速电压为。2时粒子经磁场偏转后恰好打到C点与 sin 60。=! 解得R2=-L 2 3根据qv0B = m- 整理得所以Ui：。2=9： 4故选A。二、不定项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）9 .如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为所长为/,通过的电流大小为/且垂直于纸面向里,匀强磁场 的磁感应强度B的方向与导轨平面成角,则导体棒受到的（）A.安培力大小为BilB.安培力大小为BIlsin C.摩擦力大小为BIlcos D.支持力大小为mg+BIlcos

13、 【答案】AD【详解】导体棒受力如图所示。由于导体棒与磁场垂直,故安培力大小JFA=根据平衡条件得Ff=FAsin,mg+Facos=FnFf=BIlsin,F=mg+BIlcoso 故 A、D 正确,B、C 错误。10 .如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上匀速运动，下列说法正确的是（）A.微粒可能带负电，也可能带正电X Y XXZB.微粒的电势能一定减小X 、1XC.微粒的机械能一定增加XXD.洛伦兹力对微粒做负功答案BC解析根据带电微粒做匀速直线运动的条件可知，受力情况如图所示，则微粒必

14、定带负电，故A错误；微粒 由a沿直线运动到b的过程中，电场力做正功，其电势能减小，故B正确；因重力做负功，重力势能增加，动 能不变，则其机械能一定增加，故C正确；洛伦兹力的方向一直与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故D错 误。故选B、C011.如图所示，三根通电长直导线a、b、C都垂直于纸面放置，彼此之间的距离都相等，b、C电流等大反向， a、C电流方向相同，a电流大小为C电流大小的一半。已知a受到C所产生磁场的安培力为F,若直线电流在 某点所产生磁感应强度大小与电流成正比，与该点到直线电流的距离成反比，则下列说法正确的是（）A. b、C对a作用力的合力大小等于FB. b、C对a作用力的合力方

15、向垂直于ac连线C. a、C对b作用力的合力方向垂直于ac连线烟D. a、C对b作用力的合力大小等于4F【答案】AD【解析】设C在a处产生的磁感应强度为B以及彼此之间的距离为L；根据安培定则可知，b、C在a处产生的 磁场方向如图所示，根据平行四边形定则可知，B合=B； a受到C所产生磁场的安培力为F,即F=BlL,所以 b、C对a作用力的合力大小等于F, A正确；根据A中分析可知，合场强方向如图所示，再根据左手定则可 知，b、C对a作用力的合力方向不垂直于ac, B错误；根据安培定则可知，a、C在b处产生的磁场方向如图所示，由图可知，合磁场方向如图所示，由安培定则可知，安培力不垂直于ac连线，C错误；由已知可