专题---磁场

专题复习--磁场1．下列关于电场和磁场的说法中正确的是()A．电场线和磁感线都是封闭曲线B．电场线和磁感线都是不封闭曲线C．通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用D．电荷在电场中一定受到电场力的作用2．如图1所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是()A．不改变电流和磁场方向，适当增大电流B．只改变电流方向，并适当减小电流C．不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度D．只改变磁场方向，并适当减小磁感应强度3．速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是()4．如图2所示，用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球，放在匀强磁场中．现把小球拉至悬点右侧a点，轻绳被水平拉直，静止释放后，小球在竖直平面内来回摆动．在小球运动过程中，下列判断正确的是()A．小球摆到悬点左侧的最高点与a点应在同一水平线上B．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等C．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同D．小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是()A．减小磁场的磁感应强度B．减小狭缝间的距离6．质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运动速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的大小为I.则下面说法中正确的是()A．该带电粒子的比荷为qm＝BRvB．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝qBtmC．当速率v增大时，环形电流的大小I保持不变D．当速率v增大时，运动周期T变小7．如图4所示，质量为m、带电荷量为＋q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度v0(v0>mgqB)，则()A．环将向右减速，最后匀速B．环将向右减速，最后停止运动C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12m v02D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是12m v02－12m(mgqB)28．如图6所示，圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π/3，根据上述条件可求得的物理量为()A．带电粒子的初速度B．带电粒子在磁场中运动的半径C．带电粒子在磁场中运动的周期D．带电粒子的比荷9．如图8所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则()A．经过最高点时，三个小球的速度相等B．经过最高点时，甲球的速度最小C．甲球的释放位置比乙球的高D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变10．如图所示，虚线框中存在匀强电场E 和匀强磁场B ，它们相互正交或平行．有一个带负电的小球从该复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪些复合场区域()11．实验室里可以用图9甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度．方法如图乙所示，调整罗盘，使小磁针静止时N 极指向罗盘上的零刻度(即正北方向)，将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上，此时罗盘上的小磁针将转过一定角度．若已知地磁场的水平分量B x ，为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B ，则只需知道________，磁感应强度的表达式为B ＝________.12．如图10所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T 的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg 、电荷量q ＝＋0.2 C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N 的恒力，g 取10 m/s 2，则木板的最大加速度为________；滑块的最大速度为________．13．有两个相同的全长电阻为9 Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B ＝0.87 T 的匀强磁场，两球的最高点A 和C 间接有一内阻为0.5 Ω的电源，连接导线的电阻不计．今有一根质量为10 g ，电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图11所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P 、Q 和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ＝60°，取重力加速度g ＝10 m/s 2.试求此电源电动势E 的大小．14如图13所示，匀强磁场中放置一与磁感线平行的薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R 1＝20 cm 做匀速圆周运动．第一次垂直穿过铅板后以半径R 2＝19 cm 做匀速圆周运动，则带电粒子能够穿过铅板的次数是多少？15．如图14所示，电源电动势E 0＝15 V ，内阻r 0＝1Ω，电阻R 1＝30 Ω，R 2＝60Ω.间距d ＝0.2 m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B ＝1 T 的匀强磁场．闭合开关S ，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v ＝0.1 m/s 沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为R x ，忽略空气对小球的作用，取g ＝10 m/s 2.(1)当R x ＝29 Ω时，电阻R 2消耗的电功率是多大？ (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R x 是多少？4．如图9－4所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M 、N 为轨道的最低点，则( )A ．两小球到达轨道最低点的速度v M ＝v NB ．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M ＞F NC ．小球第一次到达M 点的时间大于小球第一次到达N 点的时间D ．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端5．如图9－5所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a 、b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F 作用在a 的中点，使其向上运动．若b 始终保持静止，则它所受摩擦力可能( )A ．变为0B ．先减小后不变C ．等于FD ．先增大再减小6．如图9－6所示，用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球，放在匀强磁场中．现把小球拉至悬点右侧 a 点，轻绳被水平拉直，静止释放后，小球在竖直平面内来回摆动．在小球运动过程中，下列判断正确的是( )A ．小球在悬点左侧的最高点与 a 点在同一水平线上B ．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等C ．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同D ．小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等8．如图9－8所示，一个内壁光滑绝缘的13环形细圆筒轨道竖直放置，环的半径为R ，圆心O 与A 端在同一竖直线上，在OA 连线的右侧有一竖直向上的电场强度E ＝mgq的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．现有一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球(可视为质点)从圆筒的C 端由静止释放，进入OA 连线右边的区域后从该区域的边界水平射出，然后，刚好从C 端射入圆筒．圆筒的内径很小，可以忽略不计． (1)小球第一次运动到A 端时，对轨道的压力为多大？ (2)匀强磁场的磁感应强度为多大？图9－89．在如图9－9所示的平面直角坐标系中存在一个半径R ＝0.2 m 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B ＝1.0 T ，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点O 相切．y 轴右侧存在电场强度大小为E ＝1.0×104 N/C 的匀强电场，方向沿y 轴正方向，电场区域宽度L ＝0.1 m ．现从坐标为(－0.2 m ，－0.2 m)的P 点发射出质量m ＝2.0×10－9 kg 、带电荷量q ＝5.0×10－5C 的带正电粒子，沿y 轴正方向射入匀强磁场，速度大小v 0＝5.0×103 m/s.重力不计．(1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标；(2)为了使该带电粒子能从坐标为(0.1 m ，－0.05 m)的点回到电场，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积．10．如图9－10所示，在区域Ⅰ(0≤x ≤d )和区域Ⅱ(d ≤x ≤2d )内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和2B ，方向相反，且都垂直于xOy 平面．一质量为m 、带电荷量q (q ＞0)的粒子a 于某时刻从y 轴上的P 点射入区域Ⅰ，其速度方向沿x 轴正向．已知a 在离开区域Ⅰ时，速度方向与x 轴正向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a 相同的粒子b 也从P 点沿x 轴正向射入区域 Ⅰ ，其速度大小是a 的13.不计重力和两粒子之间的相互作用力．求： (1)粒子a 射入区域Ⅰ时速度的大小；(2)当a 离开区域Ⅱ时，a 、b 两粒子的y 坐标之差．图9－102．如图9－12所示，以O 为圆心、MN 为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a 、b 和c 以相同的速率分别沿aO 、bO 和cO 方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bO 垂直MN ，aO 、cO 和bO 的夹角都为30°，a 、b 、c 三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为t a 、t b 、t c ，则下列给出的时间关系可能的是( )A ．t a <t b <t cB ．t a >t b >t cC ．t a ＝t b <t cD ．t a ＝t b ＝t c 3．如图9－13所示，在竖直虚线MN 和M ′N ′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子(不计重力)以初速度v 0由A 点垂直MN 进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C 点离开场区．如果撤去磁场，该粒子将从B 点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D 点离开场区．则下列判断正确的是( ) A ．该粒子由B 、C 、D 三点离开场区时的动能相同B ．该粒子由A 点运动到B 、C 、D 三点的时间均不相同C ．匀强电场的场强E 与匀强磁场的磁感应强度B 之比EB＝v 0D ．若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外 5．如图9－15所示，重为G 、带电荷量为＋q 的小球从O 点水平抛出下落高度h 后，进入正交的匀强电场和匀强磁场中，电场方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向里，忽略空气阻力，则小球进入正交的电场和磁场区域时( )A ．可能做曲线运动B ．可能做匀速直线运动C ．不可能做曲线运动D ．可能做匀加速直线运动7．如图9－17所示，在平面直角坐标系xOy 中，仅在第Ⅱ象限存在沿x 轴正方向的匀强电场，一质量为m 、电荷量为q 、可视为质点的带正电粒子(重力不计)从x 轴负半轴x ＝－L 处的M 点以初速度v 0垂直于x 轴射入电场，经y 轴上y ＝2L 处的P 点进入第Ⅰ象限．(1)求电场强度的大小和粒子进入第Ⅰ象限时的速度大小．(2)现在在第Ⅰ象限内加一半径适当的半圆形匀强磁场区域，使(1)问中进入第Ⅰ象限的粒子恰好以垂直于x 轴的方向射出磁场．求所加磁场区域的半径．要求：磁场区域的边界过坐标原点，圆心在y 轴上，磁场方向垂直于坐标平面向外，磁感应强度为m v 0qL.8．如图9－18所示，在以坐标原点O 为圆心、半径为R 的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B ，磁场方向垂直于xOy 平面向里．一带正电的粒子(不计重力)从O 点沿y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t 0时间从P 点射出． (1)求电场强度的大小和方向．(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从O 点以相同的速度射入，经t 02时间恰从半圆形区域的边界射出．求粒子运动加速度的大小．(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从O 点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．图9－189．如图9－19所示，坐标平面的第Ⅰ象限内存在大小为E 、方向水平向左的匀强电场，第Ⅱ象限内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场．足够长的挡板MN 垂直x 轴放置且距原点O 的距离为d .一质量为m 、带电量为－q 的粒子(不计重力)自距原点O 为L 的A 点第一次以大小为v 0、方向沿y 轴正方向的速度进入磁场，则粒子恰好到达O 点而不进入电场．现该粒子仍从A 点第二次进入磁场，但初速度大小为22v 0，为使粒子进入电场后能垂直打在挡板上，求： (1)粒子的初速度方向与x 轴正方向之间的夹角；(2)粒子到达挡板上时的速度大小及打到挡板MN 上的位置到x 轴的距离．。