高中物理選修3-1 第三章 磁場練習(xí).doc

第九章 磁 場第一節(jié) 磁場磁感應(yīng)強度1下列關(guān)于磁感線的敘述中，錯誤的是( )A磁感線是用來形象地描述磁場強弱和方向的一些假想曲線B磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，到磁體的S極終止C磁感線上某點的切線方向跟該點的磁場方向相同D直線電流磁場的磁感線，是一些以導(dǎo)線上各點為圓心的同心圓，且這些同心圓都在跟導(dǎo)線垂直的平面上2兩條長直導(dǎo)線互相平行，通以大小相等、方向相反的電流，在與兩導(dǎo)線距離相等的空間各點的磁感應(yīng)強度為( )A都等于零B不等于零，方向與導(dǎo)線平行C不等于零，方向垂直于兩導(dǎo)線所決定的平面D不等于零，方向由一根導(dǎo)線指向另一根導(dǎo)線3如圖91所示，一束電子沿y軸正方向運動，則在z軸上P點的磁場方向是( )圖91A沿x軸正方向B沿x軸負(fù)方向C沿z軸正方向D沿z軸負(fù)方向4如圖92所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點與兩導(dǎo)線共面，a點在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測得a點磁感應(yīng)強度的大小為B，則去掉導(dǎo)線1后，b點的磁感應(yīng)強度大小為_，方向_。圖925如圖93所示，在a、b、c三處垂直紙面放置三根長直通電導(dǎo)線，abc是等邊三角形的三個頂點，電流大小相等，a處電流在三角形中心O點的磁感應(yīng)強度大小為B，則O處磁感應(yīng)強度大小為_。圖936如圖94所示，矩形線圈的面積為0.2m2，放在磁感應(yīng)強度為0.1T的勻強磁場中，線圈的一邊ab與磁感線垂直，線圈平面與磁場方向成30角。求：圖94(1)穿過線圈的磁通量是多大?(2)當(dāng)線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)過60的過程中，穿過線圈的磁通量變化了多少?第二節(jié) 磁場對電流的作用1如圖95所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直。給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則( )圖95A磁鐵對桌面的壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B磁鐵對桌面的壓力減小，受到桌面的摩擦力作用C磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面的摩擦力作用D磁鐵對桌面的壓力增大，受到桌面的摩擦力作用2如圖96所示，等腰三角形的通電閉合線框abc處在勻強磁場中，它受到磁場力的合力( )圖96A豎直向上B方向垂直于ac斜向上C方向垂直于bc向下D為零3如圖97所示，在蹄形磁鐵的上方，放置一個可自由運動的輕質(zhì)通電線圈，線圈平面與蹄形磁鐵處于同一豎直平面內(nèi)，則通電線圈在安培力作用下運動的情況是_。圖974如圖98所示，在與水平面夾角為q 的光滑斜面上放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，整個裝置處在垂直于斜面向下的勻強磁場中。當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直于紙面向外的電流I時，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，則磁感應(yīng)強度的大小B_。圖985如圖99所示，兩根垂直紙面固定放置的直導(dǎo)線a和b，通有同向等值電流I，現(xiàn)將另一根通電直導(dǎo)線c與a、b等距沿紙面放置，則導(dǎo)線c受安培力作用的情況是_。圖996如圖910所示，兩根完全相同的彈簧下面懸掛一根質(zhì)量為m，長為L的通電金屬棒，彈簧伸長量為某一值，再加上一垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B1的勻強磁場，彈簧伸長量減少為原來的一半，則金屬棒中電流的大小為_；若保持電流大小方向不變，改加一豎直向下的勻強磁場，彈簧偏離豎直方向37角，這時磁感應(yīng)強度B2_，此時每根彈簧彈力為_。圖9107如圖911所示，兩根相距l(xiāng)0.25m平行放置的導(dǎo)電軌道，傾角a 30，B0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。今在導(dǎo)軌上放一重為2N，電阻不計的金屬桿ab，其最大靜摩擦力為金屬棒對導(dǎo)軌壓力的倍，電源電動勢E12V，不計電源內(nèi)阻，則能使金屬棒靜止在斜面上的電阻R的取值范圍是什么?圖911第三節(jié) 粒子在磁場中的運動1圖912是電子射線管示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是( )圖912A加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向B加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C加一電場，電場方向沿z軸負(fù)方向D加一電場，電場方向沿y軸正方向2如圖913所示，在一個半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場，磁場方向垂直于圓面向里。一個帶電粒子從磁場邊界的A點以指向圓心O的方向進(jìn)入磁場區(qū)域內(nèi)，粒子將做圓周運動到達(dá)磁場邊界的C點，但在粒子經(jīng)過D點時，恰好與一個原來靜止在該點的不帶電的粒子碰撞后結(jié)合在一起形成新粒子，關(guān)于這個新粒子的運動情況，以下判斷正確的是( )圖913A新粒子的運動半徑將減小，可能到達(dá)F點B新粒子的運動半徑將增大，可能到達(dá)E點C.新粒子的運動半徑將不變，仍然到達(dá)C點D新粒子在磁場中的運動時間將變長3如圖914所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是( )圖914A，正電荷B，正電荷C，負(fù)電荷D，負(fù)電荷4如圖915所示，在虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直圓面向里的勻強磁場，從邊緣A點處有一束速率各不相同的質(zhì)子沿半徑方向射入磁場區(qū)域，這些質(zhì)子在磁場中運動的過程中，下面的說法中正確的是( )圖915A運動時間越長的，其軌跡也越長B運動時間越長的，其軌跡所對的圓心角也越大C運動時間越長的，射出磁場時的速率也越大D運動時間越長的，射出磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)也越大5一同學(xué)家中電視機畫面的幅度偏小(即“場縮”現(xiàn)象)，維修店的技術(shù)人員檢查后認(rèn)為是顯像管或偏轉(zhuǎn)線圈出了故障，顯像管及偏轉(zhuǎn)線圈L如圖916所示。引起故障的原因可能是( )圖916A電子槍發(fā)射的電子數(shù)減少B加速電場的電壓偏低，電子速率減小C偏轉(zhuǎn)線圈間短路，線圈匝數(shù)減少D偏轉(zhuǎn)線圈的電流過小，偏轉(zhuǎn)磁場減弱6如圖917所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一束電子流沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場，電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運動方向與原方向成q角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子之間的相互作用及所受的重力，求：(1)電子在磁場中運動軌跡半徑R的大?。?2)帶電粒子在磁場中運動的時間t；(3)磁場區(qū)域圓半徑r的大小。圖917*7放射源P放出質(zhì)量是m，電荷量是q的正粒子。粒子的初速度大小為v，方向在xOy平面內(nèi)，勻強磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B，若將放射源置于x、y坐標(biāo)系的原點，如圖918所示。圖918(1)試畫出粒子所能達(dá)到的區(qū)域；(2)若在處放置一檔板MN，則擋板上多大范圍內(nèi)有粒子到達(dá)；(3)若磁場限制在x0區(qū)域，則上述擋板上多大范圍內(nèi)有粒子到達(dá)。第四節(jié) 帶電質(zhì)點在電場、磁場中的運動1質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。如圖919所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖。現(xiàn)利用這種質(zhì)譜議對氫元素進(jìn)行測量。氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S，無初速度飄入電勢差為U的加速電場。加速后垂直進(jìn)入磁感強度為B的勻強磁場中。氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條”質(zhì)譜線”。關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場時速度的排列順序，和a、b、c三條“質(zhì)譜線”的排列順序，下列判斷正確的是( )圖919A進(jìn)入磁場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕B進(jìn)入磁場時速度從大到小排列的順序是氘、氚、氕Ca、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氘、氚、氕Da、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的順序是氚、氘、氕2空間存在一勻強磁場B，其方向垂直紙面向里，還有一點電荷Q的電場，如圖920所示，一帶電粒子q以初速度v0從某處垂直于電場、磁場入射，初位置到點電荷距離為r，不計帶電粒子受到的重力，則粒子在電、磁場中的運動軌跡可能為( )圖920A以點電荷Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周B初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線C初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線D沿初速度v0方向的直線3如圖921所示，a、b是一對平行金屬板，板間存在著方向豎直向下的勻強電場及方向垂直紙面向里的勻強磁場。一個不計重力的帶電粒子從兩板左側(cè)正中位置以初速度v沿平行于金屬板的方向射入場區(qū)。若撤去磁場。電場保持不變，則帶電粒子進(jìn)入場區(qū)后將向上偏轉(zhuǎn)，并恰好從a板的右邊邊緣處飛出；若撤去電場，磁場保持不變，則帶電粒子進(jìn)入場區(qū)后將向下偏轉(zhuǎn)，并恰好從b板的右邊邊緣處飛出?，F(xiàn)電場和磁場同時存在，下面的判斷中哪個正確( )圖921A帶電粒子將做勻速直線運動B帶電粒子將偏向a板一方做曲線運動C帶電粒子將偏向b板一方做曲線運動D無法確定帶電粒子做哪種運動4地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，且磁場方向垂直紙面向里(電場未畫出)。一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成a 角的直線MN運動，如圖922所示，由此可以判斷( )圖922A如果油滴帶負(fù)電，則它是從M點運動N點B如果油滴帶負(fù)電，則它是從N點運動到M點C如果水平電場方向向左，則油滴是從M點運動到N點D如果水平電場方向向右，則油滴是從M點運動到N點5如圖923所示，在場強為E方向水平向左的勻強電場和磁感強度為B垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域內(nèi)，固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿，桿上套著一個質(zhì)量為m，帶有電荷量q的小球。小球由靜止開始沿桿下滑，則下列說法正確的是( )圖923A小球的加速度不斷減小，直至為零B小球的加速度先增加后減小，最終為零C小球的速度得先增大后減小，最終為零D小球的動能不斷增大，直至某一最大值6如圖924所示，水平放置的兩塊帶電金屬極板a、b平行正對。極板長度為l，板間距為d，板間存在著方向豎直向下、場強大小為E的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場。假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于電場、磁場的方向射極板間，恰好做勻速直線運動。不計粒子的重力及空氣阻力。圖924(1)求勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大?。?2)若撤去磁場，粒子能從極板間射出，求粒子穿過電場時沿電場方向移動的距離；(3)若撤去磁場，并使電場強度變?yōu)樵瓉淼?倍，粒子將打在下極板上，求粒子到達(dá)下極板時動能的大小。7如圖925所示，一塊銅塊，左、右兩面接入電路中，有電流I自左向右流過銅塊，當(dāng)一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直前表面穿入銅塊，從后表面垂直穿出時，在銅塊上、下兩面之間產(chǎn)生電勢差，若銅塊前、后兩面間距為d，上、下兩面間距為l。銅塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，求銅板上、下兩面之間的電勢差U為多少?并說明哪個面的電勢高。圖925*8在一真空室內(nèi)存在著勻強電場和勻強磁場，電場與磁場的方向相同，已知電場強度E40.0V/m，磁感應(yīng)強度B0.30T。如圖926所示，在該真空室內(nèi)建立Oxyz三維直角坐標(biāo)系，其中z軸豎直向上。質(zhì)量m1.0104 kg、帶負(fù)電的質(zhì)點以速度v0100m/s沿x方向做勻速直線運動，速度方向與電場、磁場垂直，取g10m/s2。圖926(1)求質(zhì)點所受電場力與洛侖茲力的大小之比；(2)求帶電質(zhì)點的電荷量；(3)若在質(zhì)點通過O點時撤去磁場，求經(jīng)過時間t0.20s帶電質(zhì)點的位置坐標(biāo)。磁場 單元練習(xí) 一、選擇題1通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，電流方向如圖927所示，ab邊與直導(dǎo)線平行。關(guān)于直線電流的磁場對線框的作用，下列敘述正確的是( )圖927A線框有兩條邊所受的安培力方向相同B線框有兩條邊所受安培力大小相同C線框所受安培力的合力朝左Dcd邊所受安培力對ab邊的力矩不為零2處于同一平面內(nèi)的兩根平行長直導(dǎo)線中通有方向相反、大小不同的電流，這兩根導(dǎo)線把它們所在平面分成a、b、c三個區(qū)域，如圖928所示。則磁感強度為零的區(qū)域( )圖928A可能出現(xiàn)在b區(qū)B可能同時出現(xiàn)在a、c區(qū)C可能出現(xiàn)在a區(qū)D可能出現(xiàn)在c區(qū)3如圖929中，一根重力不可忽略的金屬棒AC。用軟線懸掛在磁感強度為B的勻強磁場中。電流由A至C，此時懸線張力不為零，欲使懸線張力為零必須( )圖929A改變電流方向，并適當(dāng)增加電流強度B不改變電流方向，適當(dāng)增加電流強度C改變磁場方向，并適當(dāng)增強磁感強度D不改變磁場方向，適當(dāng)減小磁感強度4如圖930所示，通電螺線管旁邊有一個通電矩形線圈，當(dāng)線圈中通有圖中所示方向的電流時，線圈的運動情況是( )圖930Aad邊向里，bc邊向外，并遠(yuǎn)離螺線管Bad邊向外，bc邊向里，并遠(yuǎn)離螺線管Cad邊向里，bc邊向外，并靠近螺線管Dad邊向外，bc邊向里，并靠近螺線管5如圖931所示，在威爾遜云霧室中，有垂直紙面向里的勻強磁場。圖中曲線ab，是一個垂直于磁場方向射入的帶電粒子的徑跡。由于它在行進(jìn)中使周圍氣體電離，其能量越來越小，由此可知( )圖931A粒子帶正電，由b向a運動B粒子帶正電，由a向b運動C粒子帶負(fù)電，由b向a運動D粒子帶負(fù)電，由a向b運動6在M、N兩條長直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，一帶電粒子的運動軌跡如圖932所示。已知兩條導(dǎo)線M、N只有一條導(dǎo)線中通有恒定電流，另一條導(dǎo)線中無電流，關(guān)于電流、電流方向和粒子帶電情況及運動情況，可能的是( )圖932AM中通有自下而上的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a點向b點運動BM中通有自下而上的恒定電流，帶正電的粒子從b點向a點運動CN中通有自下而上的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從b點向a點運動DN中通有自下而上的恒定電流，帶正電的粒子從a點向b點運動7在圖933中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)。存在電場強度為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。已知從左方水平射入的電子，穿過該區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)重力可忽略不計，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是( )圖933AE和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相同BE和B都沿水平方向，并與電子運動的方向相反CE豎直向上，B垂直紙面向外DE豎直向上，B垂直紙面向里8一帶電粒子以速度v射入某一空間，下列說法正確的是( )A若空間只有電場，粒子動能、動量必變化B若空間只有電場，粒子動能可能不變C若空間只有磁場，粒子動能、動量必變化D若空間只有磁場，粒子動能必不變9如圖934所示，氕、氘、氚核以相同的動能射入速度選擇器，結(jié)果氘核沿直線運動，則( )圖934A偏向正極板的是氕核B偏向正極板的是氚核C射出時動能最大的是氕核D射出時動能最大的是氚核10如圖935所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點，Ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放。下列判斷正確的是( )圖935A當(dāng)小球運動的弧長為圓周長的1/4時，洛侖茲力最大B當(dāng)小球運動的弧長為圓周長的1/2時，洛侖茲力最大C小球從a點到b點，重力勢能減小，電勢能增大D小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小二、填空題11在赤道上，地球磁場在地球表面的磁感應(yīng)強度大小是0.5104T，則沿東西方向長為20m，通有由西向東30A電流的水平導(dǎo)線，受地磁場作用力的大小為_N，方向為_。12如圖936所示，在正方形空腔內(nèi)有勻強磁場，一束電子以不同速率從a孔垂直于磁場方向平行于ab邊射入，其中從c孔和從d孔射出的電子的速率之比vcvd_，在磁場中運動的時間之比tctd_。圖93613如圖937所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計重力)以速度v垂直于磁場方向射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場區(qū)域的寬度為d，則粒子要穿過磁場區(qū)域，其速度大小應(yīng)滿足的條件是_。圖937三、論述、計算題14如圖938所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌寬10cm，與電源連通，導(dǎo)軌平面與水平面成30角，導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為0.2kg的金屬棒MN。當(dāng)導(dǎo)體棒上通過10A的電流時，為使其能靜止在軌道上，需在金屬棒所在空間加一勻強磁場，若要磁場的磁感強度最小，所加磁場方向如何?磁感強度多大?圖93815如圖939所示，在x軸的上方(y0的空間內(nèi))存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，一個不計重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成45角，若粒子的質(zhì)量為m，電量為q，求：圖939(1)該粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑；(2)粒子在磁場中運動的時間。16如圖940(甲)所示，質(zhì)量和電荷量均相同的帶正電的粒子連續(xù)從小孔O1進(jìn)入電壓U050V的加速電場區(qū)(初速度可忽略不計)，加速后由小孔O2沿豎直放置的平行金屬板ab中心線射入金屬板間的勻強電場區(qū)，然后再進(jìn)入平行金屬板a、b下面的勻強磁場區(qū)，最后打到感光片上。已知平行金屬板a、b間的距離d0.15m，兩板間的電壓U隨時間t變化的隨時間變化的Ut圖線如圖(乙)所示，且a板電勢高于b板電勢。磁場的上邊界MN與金屬板ab下端相平，且與O1、O2連線垂直，交點為O，磁場沿水平方向，且與a、b板間的電場方向垂直，磁感應(yīng)強度B1.0102T。帶電粒子在勻強磁場區(qū)運動，最后打在沿MN水平放置的感光片上，打在感光片上形成一條亮線P1P2，P1到O點的距離x10.15m，P2到O點的距離x20.20m。電場區(qū)可