磁场综合测试题

磁场综合测试题一、单项选择题：本大题共6小题，每小题3分，共18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.指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（B ）A.导线南北放置，通有向北的电流B.导线南北放置，通有向南的电流C.导线东西放置，通有向西的电流D.导线东西放置，通有向东的电流2.如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ，电流I 方向从M 到N ，绳子的拉力均为F ，为使F ＝0，可能达到要求的方法是 ( C ) A ．加水平向右的磁场 B ．加水平向左的磁场C ．加垂直纸面向里的磁场D ．加垂直纸面向外的磁场3.如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则（A ）A.板左侧聚集较多电子，使b 点电势高于a 点电势B.板左侧聚集较多电子，使a 点电势高于b 点电势C.板右侧聚集较多电子，使a 点电势高于b 点电势D.板右侧聚集较多电子，使b 点电势高于a 点电势4.如图所示，三根通电直导线P 、Q 、R 互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；通电直导线产生磁场的磁感应强度B=kI/r ，I 为通电导线的电流强度，r 为距通电导线的距离的垂直距离，K 为常数；则R 受到的磁场力的方向是（A ） A.垂直R ，指向y 轴负方向 B.垂直R ，指向y 轴正方向C.垂直R ，指向x 轴正方向D.垂直R ，指向x 轴负方向5.图中的D 为置于电磁铁两极间的一段通电 直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S 接通后，导线D 所受磁场力的方向是( A ) A ．向上 B ．向下 C ．向左 D ．向右6.如图，在一水平放置的平板MN 的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m 带电量为+q 的粒子，以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向，由小孔O 射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响。

下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中Bq mvR .哪个图是正确的？（A ）b二、多项选择题：每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分。

7.如图6所示的天平可用于测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个不计重力的矩形线圈,宽度为L ,共N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有方向如图所示的电流I 时,在天平左右两边加上质量各为m 1、m 2的砝码,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m 的砝码后,天平重新平衡,由此可知( AB )A.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为(m 1-m 2)g /NILB.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为mg /2NILC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为(m 1-m 2)g /NILD.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为mg /2NIL8.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹,图3是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹,a 和b 是轨迹上的两点,匀强磁场B 垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少.下列说法正确的是( AC ) A.粒子先经过a 点,再经过b 点 B.粒子先经过b 点,再经过a 点 C.粒子带负电 D.粒子带正电9.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔.若带电粒子初速度可视为零,经电压为U 的电场加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动.要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动,下列说法中正确的是( BD )A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q /m 越大,磁感应强度B 越大B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q /m 越大,磁感应强度B 越小C.对于给定的带电粒子和磁感应强度B ,加速电压U 越大,粒子运动的周期越小D.对于给定的带电粒子和磁感应强度B ,不管加速电压U 多大,粒子运动的周期都不变10.如图，空间有垂直于xoy 平面的匀强磁场.t =0的时刻，一电子以速度v 0经过x 轴上的A 点，方向沿x 轴正方向.A 点坐标为(-R2，0)，其中R 为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力影响，则以上说法正确的是（ABD ）A.电子经过y 轴时，速度大小仍为v 0B.电子在t =πR6v 0时，第一次经过y 轴C.电子第一次经过y 轴的坐标为(0，R 232-) D.电子第一次经过y 轴的坐标为(0，R 232--)ABCD三、填空题:本大题共2小题，每小题4分，共8分，把答案写在答题卡上指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.图中MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B .一带电粒子从平板上的狭缝O 处以垂直于平板的初速v 射入磁场区域，最后到达平板上的P 点。

已知B 、v 以及P 到O 的距离l ，不计重力，此粒子的电荷q与质量m 之比为 .2vBl 12.赤道附近的磁场大小B =4×10-5T,一根东西放置的通电导线,其单位长度的质量为0.05g/m,要使通电导线所受的磁场力与重力平衡,通入的电流大小为 A,电流方向为 . 12.5由西向东四、计算题：本大题共5小题，第15题9分，16题10分，其余每题12分。

共58分。

把解答写在答题卡上指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13.电视机的显象管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.在电子枪中产生的电子经过加速电场加速后射出，从P 点进入并通过圆形区域后，打到荧光屏上，如图所示。

如果圆形区域中不加磁场，电子一直打到荧光屏上的中心O 点的动能为E ；在圆形区域内加垂直于圆面、磁感应强度为B 的匀强磁场后，电子将打到荧光屏的上端N 点。

已知ON =h ，PO=L .电子的电荷量为e ，质量为m .求： ⑴电子打到荧光屏上的N 点时的动能是多少？说明理由. ⑵电子在电子枪中加速的加速电压是多少？ ⑶电子在磁场中做圆周运动的半径R 是多少？⑷试推导圆形区域的半径r 与R 及h 、L 的关系式. 答案：⑴E ⑵E /e ⑶eBmE R 2=⑷222r R Rr r L h -=-14.如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个电子源，它向垂直磁场的各个方向等速率发射电子，已知电子质量为m ，电量为e ，垂直于磁感线的同一平面内的S 、P 两点间距离为L .求：⑴为使电子击中P 点，电子的最小速率v min =？ ⑵若电子的速率为上问中的最小速率的4倍，则击中P 点的电子在S 点时的速度方向与SP 线段所夹的锐角为多大？ 答案：⑴m BeLv 2min = ⑵41arcsin =θB SPB15.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a 、b 相距d =0.10m ，a 、b 间的电场强度为E =5.0×105N /C ，b 板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B =6.0T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m =4.8×10-25kg 、电荷量为q =1.6×10-18C 的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a 板的左端以v 0 =1.0×106m /s 的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P 处穿过b 板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b 板的Q 处(图中未画出).求P 、Q 之间的距离L .L =5.8cm解:粒子a 板左端运动到P 处，由动能定理得 2022121mv mv qEd -=代入有关数据，解得s m v /103326⨯=vv0cos =θ，代入数据得θ=300粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O ，半径为r ，如图.由几何关系得30sin 2r L =，又rv m qvB 2= 联立求得qBm vL =代入数据解得L =5.8cm .16.如图所示，电容器两极板相距为d ，两板间电压为U ，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B 2的匀强磁场，结果分别打在a 、b 两点，两点间距离为△R .设粒子所带电量为q ，且不计粒子所受重力，求打在a 、b 两点的粒子的质量之差Δm 是多少？解:由于粒子沿直线运动，所以qE =B 1qv ① (2分) E =U /d ② (2分)联立①②得 v =U /dB 1 ③ 以速度v 进入B 2的粒子做匀速圆周运动，由半径公式有qB v m R 2111=④ (2分) qB v m R 2222=⑤ (2分)BbBbB 2所以qB vm m R R R 21212)(222-=-=∆解得：URd B qB m 221∆=∆ (2分)17.两块金属板a 、b 平行放置，板长l=10cm ，两板间距d=3.0cm ，在a 、b 两板间同时存在着匀强电场和与电场正交的匀强磁场，磁感应强度B =2.5×10-4T .一束电子以一定的初速度v 0=2.0×107m/s 从两极板中间沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，并沿着直线通过场区，如图所示.已知电子电荷量e =-1.6×10-19C ，质量m =0.91×10-30kg .⑴求a 、b 两板间的电势差U 为多大。

⑵若撤去磁场，求电子离开电场时偏离入射方向的距离.⑶若撤去磁场，求电子通过电场区增加的动能.答案：⑴150V ⑵1.1×10-2m ⑶8.8×10-18J答案一．第一、二大题:共10小题，共34分．请你把正确答案填在下列表格中.题号12 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 BCAAAAABACBDABD三、填空题:共3小题,每小题4分,共8分. 11．2vBl 12．12.5由西向东 四．计算题13．⑴E ⑵E /e ⑶eBmE R 2= 14．⑴m BeLv 2min =⑵41arcsin =θ 15．L =5.8cm 16URd B qB m 221∆=∆17⑴150V ⑵1.1×10-2m ⑶8.8×10-18J。