1、 A.磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关 B.磁场中某点磁感应强度的方向,跟该点处试探电流元所受的磁场力方向一致 C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点磁感应强度值大小为零 D.在磁场中磁感线越密的地方,磁感应强度越大 A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 答案: B【解析】根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb,即B正确;同一通电导线放在a处受力的情况大小不一定,因为放入时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定,则其受安培力的大小就不一定 3、如图所示,ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬 挂一个小磁针,静止时小磁针和直导线在同一竖直平面内,当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极向纸面里转动,则两导线中的电流方向( ) A.一定都是向上 B.一定都是向下 C.ab中电流向下,cd中电流向上 D.ab中电流向上,cd中电流向下 答案: D【解析】小磁针的N极向纸里偏转,说明两导线间的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可以判断,ab中电流向上,cd中电流向下。 4、如图所示,匀强磁场中有一矩形线框abcd通以图示方向的稳定电流,线框可绕其中心轴转动,则在转动过程中 ( ) A.ab和cd两边始终无磁场力作用 B.ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化 C.线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零 D.ab、cd两边所受磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变 答案: D【解析】线圈ad与bc边与磁场平行,不受安培力作用,而ab、cd边电流与磁场垂直,受安培力作用,因为电流大小相等,方向相反,所以合力总为零,且在转动过程中大小和方向始终保持不变,正确答案为 D. 5、如图所示,在x>0,y>0的空间有恒定的匀强磁场,磁 感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,其出射方向如图所示,不计重力的影响,则 ( ) A.初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子 B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子 C.在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子 D.在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子 答案: AD【解析】由半径公式R=可知,圆弧①对应的半径最大,粒子速度最大,A项正确、B项错;根据周期公式T=,当圆弧对应的圆心角为θ时,带电粒子在磁场中运动的时间为t=,轨迹④圆心角最大,则沿④方向射出的粒子在磁场中运动时间最长,D项对,C项错. 6、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 答案: AB【解析】若小球A带正电,小球A受重力和A、B之间的库仑力的作用(且库仑力为斥力),若重力的大小和库仑力的大小相反,则撤去绝缘板后,重力和库仑力仍大小相等而方向相反,故小球A仍处于静止状态,A正确;若库仑力大于重力,则可由左手定则判断B正确. 7、如图所示,一束正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转,如果让这些不发生偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分成几束,对这些进入后一磁场的离子,可得出结论 ( ) A.它们的动能一定各不相同 B.它们的电量一定各不相同 C.它们的质量一定各不相同 D.它们的电量与质量之比一定各不相同 答案: D【解析】带正电的离子通过速度选择器,“未发生任何偏转”说明它们具有相同的速度v=E/B,进入后一磁场做匀速圆周运动,由R=mv/qB知,具有不同的半径,则电量与质量之比一定各不相同,D正确。 8、在如图所示的直角坐标系xyz所在的区域内,存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从坐标原点O沿x轴的正方向射入质子,穿过这一区域时未发生偏转。设重力可忽略不计,则这一区域中的E和B的方向可能是 A.E和B都沿x轴的正方向 B.E和B都沿x轴的负方向 C.E沿z轴正方向,B沿y轴正方向 D.E沿z轴正方向,B沿y轴负方向 答案: ABC【解析】质子未发生偏转,可能只受电场力,但电场力的方向必须和质子运动方向平行,同时因不受洛伦兹力,故磁场方向也和运动方向平行,AB项均正确;也可能质子受到的电场力和洛伦兹力平衡,若E沿z轴正方向,则电场力沿z轴正方向,洛伦兹力一定沿z轴负方向,由左手定则可判断B沿y轴正方向,C项正确,D项错。 9、关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是( ) A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C.只有电场能对带电粒子起加速作用 D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动 答案: CD【解析】回旋加速器中的电场对带电粒子起加速作用,因为洛伦兹力不做功,所以磁场不能加速带电粒子,磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动,让带电粒子多次经过电场而加速.10、如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨,槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=0.50T。有一个质量m=0.10g,带电量为q = +1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点,则下列说法正确的是 ( ) A.小球在最高点所受的合力为零 B.小球在最高点时的机械能与其在水平轨道上的机械能相等 C.小球到达最高点时的速率v满足关系式mg+qvB= D.如果重力加速度取10m/s2,则小球在最高点时的速率为1m/s 答案: BD【解析】小球在最高点时对轨道的压力恰好为零,但合力不为零,A错;不做功,机械能守恒,B正确;小球在最高点时洛伦兹力方向向上,mg-qvB=,C错误;由上式解得v=1m/s,D正确。 11、如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的负粒子(重力不计),从A点正对绝缘圆筒中心O以一定速度射入筒内,圆筒半径为R。筒内有平行轴线方向(垂直纸面向里)的匀强磁场,磁感应强度大小为B。若粒子与筒壁碰撞2次后恰从A点射出,且粒子与筒壁碰撞时无能量和电量损失,则 (1)粒子在筒内磁场中将沿_____(填“顺时针”或“逆时针”)方向做匀速圆周运动; (2)粒子在筒内做匀速圆周运动的半径为________; (3)在相邻两次碰撞点之间粒子运动轨迹的圆心角为_______; (4)离子运动的速度大小必须满足___________ 【解析】粒子从A点进入磁场后,由左手定则可知沿顺时针方向做匀速圆周运动;轨迹示意图如图所示,由几何关系可知在相邻两次碰撞点之间轨迹圆弧所对的圆心角为,轨迹半径为;由,得。 【答案】(1)顺时针(2)(3)(4) 12、如图所示,将马蹄形磁铁放在铁架台上,并使粗铜棒P恰好位于磁铁的磁极间.按右图连接成电路,在粗铜棒静止的情况下,闭合电键,发现粗铜棒发生运动. (1)该现象说明磁场对_ _有力的作用,改变_____ 或 可以改变这个作用力的方向; (2)在如图所示的情况下,粗铜棒P将向 _运动. 【解析】本实验说明磁场对通电导体有安培力作用,而且通电导体所受安培力方向与电流的方向、磁场方向有关.由左手定则可得此时所受的安培力向右,故铜棒将向右运动. 【答案】(1)电流 电流方向 磁场方向 (2)右 13、如图所示,a点距坐标原点的距离为L,坐标平面内有边界过a点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直坐标平面向里.有一电子(质量为m、电荷量为e)从a点以初速度v0平行x轴正方向射入磁场区域,在磁场中运行,从x轴上的b点(图中未画出)射出磁场区域,此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60°,求: (1)磁场的磁感应强度 (2)磁场区域的圆心O1的坐标 (3)电子在磁场中运动的时间 【解析】(1)轨迹如图,因为:R=2L, R= 所以磁场的磁感应强度: (2)由图可知:x轴坐标:x=aO1sin60°= y轴坐标为:y=L-aO1cos60°= 所以O1点坐标为(,) (3)粒子在磁场中飞行时间为: 【答案】(1) (2)(,) (3) 14、如图所示,带电量为q的粒子(不计重力),匀速直线通过速度选择器(电场强度为E,磁感应强度为B1),又通过宽度为l,磁感应强度为B2的匀强磁场,粒子离开磁场时速度的方向跟入射方向间的偏角为θ.求:(1)粒子在速度选择器中匀速运动的速度v为多少? (2)入射粒子的质量m为多少? 【解析】(1)设粒子通过速度选择器速度为v, 根据qvB1=qE得v= (2)粒子在磁场中运动轨迹如图,根据qvB2= 得: 由几何知识得sinθ= 由以上两式可得m= 【答案】(1) (2) 15、如图所示,平面直角坐标系的y轴竖直向上,x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称,距离为2a。今在P点放置一个放射源,能从P点沿平面放射出速率均为v、质量均为m、带电量均为+q的带电粒子,粒子的出射方向与x轴正方向的夹角θ=30°。若在垂直于平面内加一个边界为矩形的匀强磁场区域后,可使所有粒子在磁场中经过一段半径为的圆周运动后会聚到Q点,且粒子的运动轨迹关于y轴对称。不计粒子间的相互作用和粒子重力。求: (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向 (2)粒子从P点运动到Q点的时间; (3)矩形界匀强磁场的最小面积S。 【解析】(1)粒子做半径为的圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,即 又r=a 解得 ) 由左手定则知,磁场方向垂直于平面向外 (2)根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示,设A、C分别为微粒在磁场中运动的射入点和射出点。根据几何关系可得: A点坐标为(,),C点坐标为(,) 粒子运动的路程为 粒子从P点运动到Q点的时间 解得: (3)矩形界匀强磁场的最小范围如图所示,根据几何关系可得其最小面积为: (1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标; (2)带电微粒在磁场区域运动的总时间; (3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标。 【解析】(1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图。 第一次经过磁场边界上的A点 由,得m, A点位置坐标(-4×10-3m,-4×10-3m)。 (2)设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为T 则t=tOA+tAC=, 周期T= =1.256×10-5s, 所以 t=1.256×10-5s (3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动, ,, 代入数据解得:m 。 y=-2r=0.2-2×4×10-3m=0.192m。 离开电、磁场时的位置坐标 (0,0.192m)。 【答案】(1)(-4×10-3m,-4×10-3m);(2)1.256×10-5s;(3)(0,0.192m) |
|