高三物理：第三章《磁場》復習題

第三章《磁場》復習題一、單選題1．指南針靜止時，其位置如圖中虛線所示．若在其上方放置一水平方向的導線，并通以恒定電流，則指南針轉向圖中實線所示位置．據(jù)此可能是（）A．導線南北放置，通有向北的電流B．導線南北放置，通有向南的電流C．導線東西放置，通有向西的電流D．導線東西放置，通有向東的電流2．如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．\3．如圖所示，一個靜止的質量為m、帶電荷量為q的帶電粒子(不計重力)，經電壓U加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，粒子最后落到P點，設OP＝x，下列圖線能夠正確反映x與U之間的函數(shù)關系的是()A．B．C． D．4．在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內，電場的場強為E，方向豎直向下，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里，一質量為m的帶電粒子，在場區(qū)內的豎直平面內做勻速圓周運動，則可判斷該帶電質點（）A．帶有電荷量為的正電荷 B．沿圓周逆時針運動C．運動的角速度為 D．運動的速率為5．如圖直導線通入垂直紙面向里的電流，在下列勻強磁場中，能靜止在光滑斜面上的是（）A．B．C．D．6．如圖所示，甲、乙兩圖是兩個與勻強磁場垂直放置的金屬框架，乙圖中除了一個電阻極小、自感系數(shù)為L的線圈外，兩圖其他條件均相同．如果兩圖中AB桿均以相同初速度、相同加速度向右運動相同的距離，外力對AB桿做功的情況是()A．甲圖中外力做功多B．兩圖中外力做功相等C．乙圖中外力做功多D．無法比較7．如圖3甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導線框abcd，水平放置在勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O′分別是ab邊和cd邊的中點．現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時針旋轉90°到圖7乙所示位置．在這一過程中，導線中通過的電荷量是()A．B．C．D．08．如圖2所示，一帶電小球質量為m，用絲線懸掛于O點，并在豎直平面內擺動，最大擺角為60°，水平磁場垂直于小球擺動的平面，當小球自左方擺到最低點時，懸線上的張力恰為零，則小球自右方擺到最低點時懸線上的張力為()A．0B．2mgC．4mgD．6mg9．如圖所示為電視機顯像管偏轉線圈的示意圖，當線圈通以直流電時，形成的磁場如圖所示．一束沿著管徑軸線射向紙內的電子將（）A．向上偏轉 B．向下偏轉 C．向右偏轉 D．向左偏轉10．如圖在豎直方向上的兩個勻強磁場B1和B2中，各放入一個完全一樣的水平金屬圓盤a和b，它們可繞豎直軸自由轉動．用導線將a盤中心與b盤邊緣相連，b盤中心與a盤邊緣相連．從上向下看，當a盤順時針轉動時（）A．b盤總是逆時針轉動B．若B1和B2同向，b盤順時針轉動C．若B1和B2反向，b盤順時針轉動D．b盤總是順時針轉動二、多選題11．如圖所示，兩虛線之間的空間內存在著正交或平行的勻強電場E和勻強磁場B，有一個帶正電的小球（電荷量+q，質量為m）從正效或平行的電磁復合場上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球不可能沿直線通過下列的哪個電磁混合場（）A．B．C．D．12．磁流體發(fā)電機可簡化為如下模型：兩塊長、寬分別為a、b的平行板，彼此相距L，板間通入已電離的速度為v的氣流，兩板間存在一磁感應強度大小為B的磁場，磁場方向與兩板平行，并與氣流垂直，如圖所示。把兩板與外電阻R連接起來，在磁場力作用下，氣流中的正、負離子分別向兩板移動形成電流。設該氣流的導電率（電阻率的倒數(shù)）為σ，則（）A．該磁流體發(fā)電機模型的內阻為r＝B．產生的感應電動勢為E＝BavC．流過外電阻R的電流強度I＝D．該磁流體發(fā)電機模型的路端電壓為13．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質D形合D1、D2構成，其間留有空隙，下列說法正確的是A．離子由加速器的中心附近進入加速器B．離子由加速器的邊緣進入加速器C．離子從磁場中獲得能量D．離子從電場中獲得能量14．如圖所示，通電直導線ab質量為m、水平地放置在兩根傾角均為的光滑絕緣導體軌道上，通以圖示方向的電流，電流強度為E，兩導軌之間距離為l，要使導線ab靜止在導軌上，則關于所加勻強磁場方向（從b向a看）、大小的判斷正確的是A．磁場方向豎直向上，磁感應強度大小為B．磁場方向豎直向下，磁感應強度大小為C．磁場方向水平向右，磁感應強度大小為D．磁場方向垂直斜面向上時，磁感應強度有最小值15．利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域．如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是()A．電勢差UCD僅與材料有關B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD<0C．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平D．僅增大磁感應強度時，電勢差UCD變大16．如圖所示，在OA和OC兩射線間存在著勻強磁場，∠AOC為30°，正負電子(質量、電荷量大小相同，電性相反）以相同的速度均從M點以垂直于OA的方向垂直射入勻強磁場，下列說法可能正確的是A．若正電子不從OC邊射出，正負電子在磁場中運動時間之比可能為3∶1B．若正電子不從OC邊射出，正負電子在磁場中運動時間之比可能為6∶1C．若負電子不從OC邊射出，正負電子在磁場中運動時間之比可能為1∶1D．若負電子不從OC邊射出，正負電子在磁場中運動時間之比可能為1∶617．如圖所示，一質量為m、電荷量為＋q的圓環(huán)可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中，不計空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖象可能是圖中的（）A．②③B．①③C．②④ D．①④18．下圖是小麗自制的電流表原理圖，質量為m的均勻細金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k，在邊長為ab＝L1，bc＝L2的矩形區(qū)域abcd內均有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標尺上的刻度，MN的長度大于ab，當MN中沒有電流通過且處于靜止時，MN與ab邊重合，且指針指在標尺的零刻度；當MN中有電流時，指針示數(shù)可表示電流大小。MN始終在紙面內且保持水平，重力加速度為g，則A．要使電流表正常工作，金屬桿中電流方向應從M至NB．當該電流表的示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為零C．該電流表的量程是D．該電流表的刻度在范圍內是不均勻的19．帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強磁場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3，若加上豎直向上的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示．不計空氣，則（）A．一定有h1=h3B．一定有h1＜h4C．h2與h4無法比較D．h1與h2無法比較20．1922年英國物理學家阿斯頓因質譜儀的發(fā)明、同位素和質譜的研究榮獲了諾貝爾化學獎。若一束粒子由左端射入質譜儀后的運動軌跡如圖所示，則下列說法中正確（）A．該束帶電粒子帶正電B．速度選擇器的P1極板帶負電C．在B2磁場中運動半徑越大的粒子，質量越大D．在B2磁場中運動半徑越大的粒子，比荷q/m越小21．如圖所示，正方形abcd區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，O點是cd邊的中點．一個帶正電的粒子(重力忽略不計)從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形區(qū)域內，經過時間t0剛好從c點射出磁場．現(xiàn)設法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30°的方向(如圖中虛線所示)，以各種不同的速率射入正方形內，那么下列說法正確的是()A．該帶電粒子不可能剛好從正方形的某個頂點射出磁場B．若該帶電粒子從ab邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間可能是t0C．若該帶電粒子從bc邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間可能是3t0/2D．若該帶電粒子從cd邊射出磁場，它在磁場中經歷的時間一定是5t0/2三、解答題22．如圖所示，質量為m＝1kg、電荷量為q＝5×10－2C的帶正電的小滑塊，從半徑為R＝0.4m的光滑絕緣1/4圓弧軌道上由靜止自A端滑下．整個裝置處在方向互相垂直的勻強電場與勻強磁場中．已知E＝100V/m，方向水平向右，B＝1T，方向垂直紙面向里，g＝10m/s2.求：(1)滑塊到達C點時的速度；(2)在C點時滑塊所受洛倫茲力．23．如圖所示，A點距坐標原點的距離為l，坐標平面內有邊界過A點和坐標原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向于垂直坐標平面向里。有一電子（質量為m、電荷量為e）從A點以初速度v0平行x軸正方向射入磁場區(qū)域，在磁場中運行，從x軸上的B點射出磁場區(qū)域，此時速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°，求：⑴磁場的磁感應強度大??；⑵磁場區(qū)域的圓心O1的坐標；⑶電子在磁場中運動的時間。24．一小滑塊帶有q=5×10﹣4C的電荷放置在傾角α=30°的光滑絕緣斜面上，斜面置于磁感應強度的大小B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示．小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，其斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時的速度為3.5m/s時，恰好離開斜面，g取10m/s2，結果保留兩位有效數(shù)字，則：（1）小滑塊帶何種電荷？（2）小滑塊質量多大？（3）該斜面的長度至少多長？25．如圖所示，abcd是一個正方形的盒子，在cd邊的中點有一小孔e，盒子中矗著ad方向的勻強電場，場強為E，一粒子源不斷地從a處的小孔沿ab方向向盒內發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的速度為v0，經電場作用后恰好從e處的小孔射出，現(xiàn)撤去電場，在盒子中加一方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度大小為B，粒子仍恰好從e也射出。求：電場強度E和磁感應強度B的比值。26．如圖所示，一質量為m、電荷量為q的帶正電的小球以水平初速度v0從離地高為h的地方做平拋運動，落地點為N，不計空氣阻力，求：（1）若在空間加一個豎直方向的勻強電場，使小球沿水平方向做勻速直線運動，則場強E為多大？（2）若在空間再加上一個垂直于紙面向外的勻強磁場，小球的落地點仍為N，則磁感應強度B為多大？27．如圖所示，在xOy直角坐標平面內﹣0.05m≤x＜0的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度B=0.4T，0≤x≤0.08m的區(qū)域有沿﹣x方向的勻強電場．在x軸上坐標為（﹣0.05m，0）的S點有一粒子源，它一次能沿紙面同時向磁場內每個方向發(fā)射一個比荷=5×107C/kg，速率v0=2×106m/s的帶正電粒子．若粒子源只發(fā)射一次，其中只有一個粒子Z恰能到達電場的右邊界，不計粒子的重力和粒子間的相互作用（結果可保留根號）．求：（1）粒子在磁場中運動的半徑R；（2）粒子Z從S發(fā)射時的速度方向與磁場左邊界的夾角θ；（3）第一次經過y軸的所有粒子中，位置最高的粒子P的坐標；（4）若粒子P到達y軸瞬間電場突然反向，求粒子P到達電場右邊界時的速度．28．豎直放置的平行光滑金屬導軌，其電阻不計，磁場方向如圖所示，磁感應強度B=0.5T，有兩根相同的導體棒ab及cd，長0.2m，電阻0.1Ω，重0.1N，現(xiàn)用力向上拉動導體ab，使之勻速上升（與導軌接觸良好）。此時cd恰好靜止不動，求：（1）ab受到的拉力大??；（2）ab向上的速度；（3）在2s內，拉力做功轉化的電能；（4）在2s內，拉力做的功。29．如圖甲所示，間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強磁場。取垂直于紙面向里為磁場的正方向，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻，一質量為m、帶電荷量為+q的粒子（不計重力），以初速度由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)。當和取某些特定值時，可使時刻入射的粒子經時間恰能垂直打在P板上（不考慮粒子反彈）。上述為已知量。（1）若，求；（2）若，求粒子在磁場中運動時加速度的大??；（3）若，為使粒子仍能垂直打在P板上，求

第三章《磁場》復習題參考答案1．B2．A3．B4．C5．A6．A7．A8．C9．C10．C11．CD12．AC13．AD14．AD15．BD16．CD17．BD18．AC19．AC20．AD21．AD22．(1)2m/s，方向水平向左(2)0.1N，方向豎直向下23．（1）（2）（，L/2）（3）2πL/3v024．（1）負電荷；（2）1.1×10﹣4kg；（3）1.2m

26．（1）（2）27．28．（1）F=0.2N（2）V=2m/s（3）Q=0.4J（4）W=0.8J29．（1）（2）（3）或【解析】解：（1）設粒子做圓周運動的半徑為R，由牛頓第二定律得

①據(jù)題意由幾何關系得R1=d

②聯(lián)立①②式得

③（2）設粒子做圓周運動的半徑為R2，加速度大小為a，由圓周運動公式得

④據(jù)題意由幾何關系得

⑤聯(lián)立④⑤式得

⑥（3）設粒子做圓周運動的半徑為R，周期為T，由圓周運動公式得

⑦由牛頓第二定律得

⑧由題意知