磁场检测试卷
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.)
1.如图1所示,AC 是一个用导线弯成的半径为R 、以O 为圆心的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC 垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中.当在该导线中通以方向由A 到C ,大小为I 的恒定电流时,该导线受到的安培力的大小和方向是( ) A.πBIR 2
,垂直AC 的连线指向右上方 B.πBIR 2
,垂直AC 的连线指向左下方 C.2BIR ,垂直AC 的连线指向右上方 D.2BIR ,垂直AC 的连线指向左下方
2.如图2所示,a 、b 、c 、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是( )
A .向上
B .向下
C .向左
D .向右
3.如图所示,直导线通入垂直纸面向里的电流,在下列匀强磁场中,能静止在光滑斜面上的是( )
4.电视显像管原理的示意图如图3所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O 点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由a 点逐渐移动到b 点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )
5.如图4所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线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5所示,带电粒子(不计重力)以初速度v 0从a 点垂直于y 轴进入匀强磁场,运动过程中经过b 点,Oa =Ob .若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场,带电粒子仍以速度v 0从a 点垂直于y 轴进入电场,仍能通过b 点,则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( )
A .v 0 B.1v 0 C .2v 0 D.v 02
7.如图6所示,光滑绝缘轨道ABP 竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、匀强磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下,经P 点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可判定( )
A .小球带负电
B .小球带正电
C .若小球从B 点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏
D .若小球从B 点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏
8.如图7所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v 1沿截面直径入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向
偏转60°角;该带电粒子第二次以速度v 2从同一点沿同一方向入射,粒子飞
出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中
运动的( )
A .半径之比为 3∶1
B .速度之比为1∶ 3
C .时间之比为2∶3
D .时间之比为3∶2
二、多项选择题(9~12题为多选题,全部选对的得4分,有选对但不全的得2分,有选错的得0分。共16分)
9.A、B两个离子(重力不计)同时从匀强磁场的直边界上的P、Q点分别以60°和30°(与边界的夹角)射入磁场,又同时分别从Q、P点穿出,如图8所示.设边界上方的磁场范围足够大,不计离子间相互作用,下列说法中正确的是()
A.A为正离子,B为负离子
B.A、B两离子运动半径之比为1∶ 3
C.A、B两离子速率之比为1∶ 3
D.A、B两离子的比荷之比为2∶1
10.如图9所示,质量相同而电荷量不同的两个正电荷,从静止开始,经过同一加速电场后,垂直界面进入同一匀强磁场,最后分别打在a、b两点,不计粒子重力,由图可知() A.打在a点的粒子速度大
B.打在b点的粒子速度大
C.打在a点的粒子的电荷量大于打在b点的粒子的电荷量
D.两粒子在磁场中运动的时间相同
11.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图10所示.置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q,在加速器中由静止被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是()
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1
D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,只改变加速电压U,该回旋加
速器的最大动能不变
12.已知一质量为m的带电液滴,经恒定电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如图11
所示,重力加速度为g,则()
A.液滴在空间可能受4个力作用
B.液滴一定带负电
C.液滴做圆周运动的半径r=1
B 2UE g
D.液滴在场中运动时总能量不变
三.实验题(每空2分,共18分)
13.图是电子射线管的示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴方向)偏转,在下列措施中可采用的是(填选项代号).
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向
D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
14.(1)图1的实验装置,是用来研究__________的(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”);开关闭合前将小磁针登于水平桌面,上,其上方附近的导线应与
桌面平行且沿________方向放置(选填“东西”或“ 南北”),这是由于考
虑到地磁场的影响; 开关闭合后,小磁针偏转了一定角度,说明
____________________________。
(2)图2的实验装置,是用来研究_____________的(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”);把金属棒AB放在磁场里,接通电源,让电流通过AB,发现
AB在导轨上向右运动;把电源的正负极对调后接入电路,则AB向
___________(选填“左”或“右”)运动。若保持AB 中的电流方向如图
2不变,但把蹄形磁铁上下磁极调换一下,则AB向
______________(选填“左”或“右”)运动。这一实验表明,通电导线在
磁场中的受力方向与____的方向和__________的方向有关。
四、计算题(本题共4小题,共52分)
15.(12分)如图12所示,将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的竖直轻弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4 A的电流时,弹簧恰好不伸长,求:(取g=9.8 m/s2)
(1)匀强磁场中磁感应强度是多大?
(2)当金属棒通以0.2 A由a到b的电流时,弹簧伸长1 cm,如果电流方向由b
到a,而电流大小不变,弹簧伸长又是多少?(弹簧始终处于弹性限度内)
16.(12分)如图13所示,粒子源能放出初速度为0,比荷均为q
m=1.6×10
4 C/kg的带负电粒子,进入水平方向的加速电场中,加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r=0.1 m 的圆形磁场区域,磁感应强度B=0.
5 T,在圆形磁场区域右边有一竖
直屏,屏的高度为h=0.6 3 m,屏距磁场右侧距离为L=0.2 m,且
屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上.现要使进入磁场中的带电
粒子能全部打在屏上,不计重力,试求加速电压的最小值.
17.(14分)如图14所示,初速度为零的负离子经电势差为U的匀强电场加速后,从离子枪T 中水平射出,经过一段路程后进入水平放置的距离为d的两平行金属板MN和PQ中间,离
子所经空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场.不考虑离子重力作用,离子的荷质比q
m在什么范围内,离子才能打在金属板PQ上?
18.(14分)如图15所示,一个质量为m、带电荷量为q的正离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B.离子的初速度方向在纸面内,与直线AB的夹角为60°.结果离子正好穿过AB的垂线上离A点距离为L的小孔C,垂直AC的方向进入AC右边的匀强电场中.电场的方向与AC平行.离子最后打在AB直线上的B点.B 到A的距离为2L.不计离子重力,离子运动轨迹始终在纸面内,求:
(1)离子从D点入射的速度v0的大小;
(2)匀强电场的电场强度E的大小.
(时间:120分钟;满分:150分) 一、选择题(本大题共12小题.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.若a =(2x ,1,3),b =(1,-2y ,9),如果a 与b 为共线向量,则( ) A .x =1,y =1 B .x =12,y =-1 2 C .x =16,y =-32 D .x =-16,y =3 2 答案:C 2.向量a ,b 与任何向量都不能构成空间的一个基底,则( ) A .a 与b 共线 B .a 与b 同向 C .a 与b 反向 D .a 与b 共面 解析:选A.∵a ,b 不能与任何向量构成空间基底,故a 与b 一定共线. 3.已知向量a =(0,2,1),b =(-1,1,-2),则a 与b 的夹角为( ) A .0° B .45° C .90° D .180° 解析:选C.已知a =(0,2,1),b =(-1,1,-2), 则cos 〈a ,b 〉=0,从而得出a 与b 的夹角为90°. 4.已知A (1,2,1),B (-1,3,4),C (1,1,1),AP →=2PB →,则|PC → |为( ) A.773 B. 5 C.779 D.779 解析:选A.设P (x ,y ,z ),由AP →=2PB → 得: (x -1,y -2,z -1)=2(-1-x ,3-y ,4-z ), ∴x =-13,y =83,z =3,即P ????-13,83,3,∴PC →=????43,-53 ,-2 , ∴|PC → |=773 .故选A. 5. 如图,已知空间四边形OABC 中,M 、N 分别是对边OA 、BC 的中点,点G 在MN 上, 且MG =2GN ,设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,现用基底{a ,b ,c }表示向量OG →,OG → =x a +y b +z c ,则x ,y ,z 的值分别为( ) A .x =13,y =13,z =1 3B .x =13,y =13,z =1 6
【磁场】章末检测题 一、选择题: 1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力作用.下面选项正确的是 ( ) A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不能改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小和速度无关 D.洛伦兹力不能改变带电粒子的速度方向 解析洛伦兹力的方向与运动方向垂直,所以洛伦兹力永远不做功,即不改变粒子的动能,A错误、B正确;洛伦兹力f=Bqv,C错误;洛伦兹力不改变速度的大小,但改变速度的方向,D错误. 答案 B 2.如图所示,一半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B大小相等、方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向).若导电圆环上载有如图1所示的恒定电流I,则下列说法中正确的是 ( ) A.导电圆环所受的安培力方向竖直向下 B.导电圆环所受的安培力方向竖直向上 C.导电圆环所受的安培力的大小为2BIR D.导电圆环所受的安培力的大小为2πBIR sin θ 解析将导电圆环分成若干小的电流元,任取一小段电流元为研究对象,把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量,则竖直方向的分磁场产生的安培力矢量和为零,水平方向的分磁场产生的安培力为F=B sin θ·I·2πR =2πBIR sin θ,方向竖直向上,所以B、D均正确. 答案BD 3.显像管的原理示意图如下图,没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,
安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b 点,下列四个变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是 ( ) 解析根据左手定则判断电子受到的洛伦兹力的方向.电子偏转到a点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应Bt图,图线应在t轴下方; 电子偏转到b点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,对应Bt 图,图线应在t轴上方.符合条件的是A选项. 答案 A 4.如图所示,在沿水平方向向里的匀强磁场中,带电小球A与B在同一直线上,其中小球B带正电荷并被固定,小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触(不粘连)而处于静止状态.若将绝缘板C沿水平方向抽去后,以下说法正确的是( ) A.小球A仍可能处于静止状态 B.小球A将可能沿轨迹1运动 C.小球A将可能沿轨迹2运动 D.小球A将可能沿轨迹3运动 解析小球A处于静止状态,可判断小球A带正电,若此时小球A所受重力与库仑力平衡,将绝缘板C沿水平方向抽去后,小球A仍处于静止状态;若
第三章章末质量检测卷(三)磁场 (时间:90分钟满分:100分) 一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分) 1.(2019·江苏学业考试)下列说法正确的是() A.磁场中某处磁感强度的大小,等于长为L,通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值 B.一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零 C.因为B=F IL,所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比,与IL的大小成反比 D.磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关 解析:选D只有当导线垂直放入磁场时,导线所受磁场力F与乘积IL的比值才等于磁感应强度的大小,故A错误;由于导线与磁场平行时,通电导线不受磁场力,所以通电导线放在某处如不受磁场力作用,该处的磁感应强度不一定为零,故B错误;磁感应强度的大小由磁场本身的强弱决定,与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关,故C错误,D正确. 2.如图所示,竖直面内的导体框ABCD所在平面有水平方向的匀强磁场,AP⊥BC,∠B=∠C=60°,AB=CD=20 cm,BC=40 cm.若磁场的磁感应强度为0.3 T,导体框中通入图示方向的5 A电流,则该导体框受到的安培力() A.大小为0.6 N,方向沿P A方向
B.大小为0.6 N,方向沿AP方向 C.大小为0.3 N,方向沿P A方向 D.大小为0.3 N,方向沿BC方向 解析:选C力是矢量,三段导体棒在磁场中受到的安培力的合力与AD段受到的安培力是等效的,所以根据左手定则可知,导体框受到的安培力的方向垂直于AD的方向向下,即沿P A方向;AD段的长度:L=BC-2BP=40 cm-2×20 cm×cos 60°=20 cm=0.2 m,安培力的大小:F=BIL=0.3×5×0.2=0.3 N.故C正确,A、B、D错误. 3.如图所示,原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流,在其直径 ab上靠近b点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定.今在长直导线 中通以图示方向的电流时,在磁场力的作用下,圆形线圈将() A.向左平动B.向右平动 C.仍然静止D.绕ab轴转动 解析:选D根据右手螺旋定则知,直线电流在a点的磁场方向竖直向上,与a点电流方向平行,所以a点不受安培力.同理b点也不受力;取线圈上下位置一微元研究,上边微元电流方向水平向左,直线电流在此位置产生的磁场方向斜向右上方,下边微元电流方向水平向右,直线电流在此处位置产生的磁场方向为斜向左上方,根据左手定则,上边微元受到的安培力垂直纸面向里,下边微元所受安培力垂直纸面向外,所以圆形线圈将以直径ab为轴转动.故选D. 4.实验室常用到磁电式电流表.其结构可简化为如图所示的模型,最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,OO′为线圈的转轴.忽略线圈转动中的摩擦.当静止的线圈中突然通有如图所示方向的电流时,顺着OO′方向看()
章末综合检测(三)[学生用书P123(单独成册)] (时间:120分钟,满分:150分) 一、选择题:本题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1.已知函数f (x )=1 3 ,则f ′(x )等于( ) A .-33 B .0 C . 3 3 D .3 解析:选B .因为f (x )= 13,所以f ′(x )=(1 3 )′=0. 2.已知某质点的运动规律为s =t 2+3(s 的单位:m ,t 的单位:s),则该质点在t =3 s 到t =(3+Δt )s 这段时间内的平均速度为( ) A .(6+Δt )m/s B .??? ?6+Δt +9 Δt m/s C .(3+Δt )m/s D .??? ?9 Δt +Δt m/s 解析:选A .平均速度为 Δs Δt =(3+Δt )2+3-(32+3)Δt =(6+Δt )m/s . 3.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0 f (1)-f (1-x ) 2x =-1,则过曲线y =f (x )上点(1, f (1))处的切线斜率为( ) A .2 B .-1 C .1 D .-2 解析:选D .k =f ′(1)=lim x →0 f (1-x )-f (1) -x =2lim x →0 f (1)-f (1-x ) 2x =-2. 4.已知函数f (x )在x =1处的导数为3,则f (x )的解析式可能是( ) A .f (x )=(x -1)3+3(x -1) B .f (x )=2(x -1) C .f (x )=2(x -1)2 D .f (x )=x -1