高二物理-磁场专题训练及答案(全套)
.. . …
. word. … 高中物理 磁场专题训练
一、磁场、安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有 [ ] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸，如图1所示，那么这束带电粒子可能是 [ ]
A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强 [ ]
4．关于磁场，以下说确的是 [ ] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向 [ ] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是 [ ] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流， [ ] .. . …
. word. … A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将 [ ]
A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁 C．不转动，只靠近磁铁 D．不转动，只离开磁铁 9．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有 [ ] A．线圈所受安培力的合力为零 B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零 C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零 D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果 二、填空题 10．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到60×10-2N的磁场力，则磁场的磁感强度是______特；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是_____特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是______特． 11．如图5所示， abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁场中，ab边在水平面且与磁场方向成60°角，若导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于______．
12．一矩形线圈面积S＝10-2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×103Wb，则磁场的磁感强度B______；若线圈以一条边为轴的转180°，则穿过线圈的磁能量的变化为______；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф＝______． 三、计算题 13．如图6所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得.. . …
. word. … 2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；
14．如图7所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为l，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？
二、洛仑兹力练习题 一、选择题 1．如图1所示，在垂直于纸面向的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1：r2及周期之比T1：T2
分别为 [ ]
A．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：2 B．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：1 C．r1：r2＝2：1，T1：T2＝1：1 D．r1：r2＝1：1，T1：T2＝2：1 2．如图2所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子． [ ] A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C．只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
3．电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 [ ] A．磁场对电子的作用力始终不变 B．磁场对电子的作用力始终不作功 C．电子的动量始终不变 D．电子的动能始终不变 .. . …
. word. … 它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里）．在图3中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？[ ]
5．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定 [ ]
A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从b到a，带正电 C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电 6．三个相同的带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场．设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，忽略空气阻力，则 [ ] A．E1＝E2＝E3 B．E1＞E2＝E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＞E2＞E3
7．真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动．其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为 [ ] A．a最大 B．b最大 C．c最大 D．都相等 8．一个带正电荷的微粒（重力不计）穿过图5中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是 [ ]
A．增大电荷质量 B．增大电荷电量 C．减少入射速度 D．增大磁感强度 E．减小电场强度 二、填空题 .. . …
. word. … 9．一束离子能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，然后进入磁感应强度为B′的偏转磁场做半径相同的匀速圆周运动（图6），则这束离子必定有相同的______，相同的______．
10．为使从炽热灯丝发射的电子（质量m、电量e、初速为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感强度为B）区域，对电子的加速电压为______． 11．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是______． 12．一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I＝______． 三、计算题
13．如图7所示，一质量m、电量q带正电荷的小球静止在倾角30°、足够长的绝缘光滑斜面．顶端时对斜面压力恰为零．若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？ .. . …
. word. … 一、磁场、安培力练习题答案 一、选择题 1．AB 2．BC 3．D 4．D 5．CD 6．D 7．A 8．A 9．AB 二、填空题
三、计算题 13．1.2T 14．mg-BIlcosθ，BIlsinθ
洛仑兹力练习题答案 一、选择题 1．B 2．C 3．BD 4．C 5．B 6．B 7．C 8．C 二、填空题
三、计算题 三、单元练习题 一、选择题 1．安培的分子环流假设，可用来解释 [ ] A．两通电导体间有相互作用的原因 B．通电线圈产生磁场的原因 C．永久磁铁产生磁场的原因 D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因 2．如图1所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则 [ ] .. . …
. word. … A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 3．有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是 [ ] A．氘核 B．氚核 C．电子 D．质子 4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．设r1、r2
为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则 [ ]
A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2 C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T2 5．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示．由图可以判定 [ ]
A．该核发生的是α衰变
B．该核发生的是β衰变 C．磁场方向一定是垂直纸面向里 D．磁场方向向里还是向外不能判定
6．如图3有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的 [ ] A．速度 B．质量 C．电荷 D．荷质比 7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图4所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是 [ ]
高二物理磁场试题及答案详解
?磁场?单元过关一选择题〔每题5分,共50分.在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分.〕1、如图1所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直流导线,电流方向指向读者,ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中：A、ａ、ｂ两点磁感应强度相同C、ａ点磁感应强度最大B、ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等D、b点磁感应强度最大2、如图2所示,直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中,磁场垂直纸面向里,那么线圈所受磁场力的合力为：A、大小为零B、方向竖直向上C、方向竖直向下D、方向垂直纸面向里3、质量为ｍ,电荷量为ｑ的带电粒子以速率ｖ垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,在磁场力作用下做匀速圆周运动,带电粒子在圆形轨道上运动相当于一环形电流,那么：A、环形电流跟ｑ成正比B、环形电流跟ｖ成正比C、环形电流跟B成反比D、环形电流跟ｍ成反比4、如图4所示,要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后,ａｂ边向纸外,ｃｄ边向纸里转动,可行的方法是：A、加方向垂直纸面向外的磁场,通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流B、加方向平行纸面向上的磁场,通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流C、加方向平行于纸面向下的磁场,通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ的电流D、加方向垂直纸面向内的磁场,通以方向为ａ→ｄ→ｃ→ｂ→ａ的电流5、如图5所示,用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动,那么A、当小球每次通过平衡位置时,动能相同B、当小球每次通过平衡位置时,速度相同C、当小球每次通过平衡位置时,丝线拉力相同D、撤消磁场后,小球摆动周期变化6、如下图,在加有匀强磁场的区域中,一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如下图,由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞,带电粒子的能量逐渐减小,从图中可以看出：A、带电粒子带正电,是从B点射入的B、带电粒子带负电,是从B点射入的C、带电粒子带负电,是从A点射入的D、带电粒子带正电,是从A点射入的7〔06Ⅰ〕.图中为一“滤速器〞装置示意图.a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动,由O'射出.不计重力作用.可能到达上述目的的方法是A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外8、如下图,弹簧称下挂一条形磁铁,条形磁铁的N极的一局部位于未通电的螺线管内,以下说法中正确的选项是：A、假设将ａ接电源正极,ｂ接电源负极,弹簧称示数将减小B、假设将ａ接电源正极,ｂ接电源负极,弹簧称示数将增大C、假设将ａ接电源负极,ｂ接电源正极,弹簧称示数将增大D、假设将ａ接电源负极,ｂ接电源正极,弹簧称示数将减小9〔06江苏〕．质子〔p〕和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动,轨道半径分别为R P和R ,周期分别为T P和T ,那么以下选项正确的选项是〔〕A．R ：R p＝2 ：1 ；T ：T p＝2 ：1B．R ：R p＝1：1 ；T ：T p＝1 ：1 C．R ：R p＝1 ：1 ；T ：T p＝2 ：1D．R ：R p＝2：1 ；T ：T p＝1 ：1 10.[广东大综.] 如图9所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,以下外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是A．B＝m sinILαg,方向垂直斜面向上B．B＝m sinILαg,方向垂直斜面向下C．B＝mg cosILα,方向垂直斜面向下ObO'D．B＝mg cosIL,方向垂直斜面向上一选择题写答案处1 2 3 4 5 6 7 8 9 10二填空题：〔每题6分共30分〕11、电子〔e,m〕以速度ｖ0与ｘ轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中,经一段时间后,打在ｘ轴上的P点,如图10所示,那么P点到O点的距离为＿＿＿＿,电子由O点运动到P点所用的时间为＿＿＿＿＿12、如图11所示,带负电的小球从右端向左经过最低点A时,悬线张力为T1,当小球从左向右经过最低点A时,悬线张力为T2,那么T1＿＿T2〔填＞、＜或＝〕13.[上海物理卷.1B]如下图,一束β粒子自下而上进人一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转,那么磁场方向向 ,进人磁场后,p粒子的动能〔填“增加〞、“减少〞或“不变〞〕14〔06上海〕．如下图,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B,那么去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为 ,方向．15、如下图,倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为一q的小球,恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω,那么,匀强磁场的磁感应强度的大小为,未知电场的最小场强的大小为,方向沿.三.、计算题〔〔此题共2小题,共20分.要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分.有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位.〕16、PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为θ斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向水平如下图.一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩擦系数为μ〔μ<tgθ〕,小球带电量为q.现将小球由静止开始释放,试求小球在沿杆下滑过程中：〔1〕小球最大加速度为多少？此时小球的速度是多少？〔2〕下滑过程中,小球可到达的最大速度为多大？．17〔06天津〕．〔18分〕在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如下图. 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C 处沿+y方向飞出.〔1〕请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ；〔2〕假设磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为'B,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度'B多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？一选择题写答案处1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 BD A D B A B AD AC A A二11 mv 0/eB 、πm/3eB 12、＜ 13【答案】：里 不变 14〔答案2B,垂直纸面向外〕 15解析：T qB m T πϖπ2,2==θsin min mg q E = 答案：qmg qm θϖsin 沿斜面向下 三、16、〔1〕 a g v mg qB m ==sin ,cos /θθ〔2〕 v mg qB m =+(sin cos )/θμθμ解答17．〔10分〕〔1〕由粒子的飞行轨迹,利用左手定那么可知,该粒子带负电荷.粒子由 A 点射入,由 C 点飞出,其速度方向改变了 90°,那么粒子轨迹半径R r =○1 又2v qvB mR=○2 那么粒子的比荷q vm Br=○3〔2〕粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角,故 AD 弧所对圆心角 60°,粒子做圆周运动的半径'cot 303R r r ==○4 又''mvR qB =○5所以'B B =○6 粒子在磁场中飞行时间11266'3m rt T qB vπ==⨯=○7。
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)
高中物理《磁场》典型题(经典推荐含答案)高中物理《磁场》典型题(经典推荐)一、单项选择题1.下列说法中正确的是：A。
在静电场中电场强度为零的位置，电势也一定为零。
B。
放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时，该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变。
C。
在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零。
D。
磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定。
2.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系。
如关系式 U=IR，既反映了电压、电流和电阻之间的关系，也确定了 V（伏）与 A（安）和Ω（欧）的乘积等效。
现有物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、J （焦）、W（瓦）、C（库）、F（法）、A（安）、Ω（欧）和 T（特），由他们组合成的单位都与电压单位 V（伏）等效的是：A。
J/C 和 N/CB。
C/F 和 T·m2/sC。
W/A 和 C·T·m/sD。
W·Ω 和 T·A·m3.如图所示，重力均为 G 的两条形磁铁分别用细线 A 和B 悬挂在水平的天花板上，静止时，A 线的张力为 F1，B 线的张力为 F2，则：A。
F1=2G，F2=GB。
F1=2G，F2>GC。
F1GD。
F1>2G，F2>G4.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为：A。
1/2B。
1C。
2D。
45.如图所示，矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示，由以上信息可知，从图中 a、b、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为：A。
高二物理磁场试题答案及解析
高二物理磁场试题答案及解析1.如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的……（）A．速度B．质量C．电荷D．比荷【答案】AD【解析】这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，即在该区域中受到的电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，故,所以，即这束粒子的速度相等，A正确，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，根据带电粒子在磁场中的运动半径公式可得，这些粒子具有相等的，所以D正确，思路分析：区域一是速度选择器的模型，区域二是偏转磁场，根据粒子在其中运动时受力与运动关系分析解题试题点评：本题考查了粒子在复合场以及磁场中的偏转问题，关键是受力分析2.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示.已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是（）A．此离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点【答案】ABC【解析】根据左手定则可得，该粒子带正电，A正确，因为洛伦兹力与粒子的速度方向时刻垂直着，所以只有电场力做功，又因为粒子的初速度为零，末速度为零，所以电场力做功为零，即在沿电场方向上没有发生位移，所以AB一定在同一高度上，B正确，粒子在从A到C的过程中，电场力做正功，在从C到B的过程中电场力做负功，所以C点的粒子动能最大，C正确，因为到达B点时的速度为零，受力情况，速度情况都和A点时一样，所以粒子从B点开始做像ACB一样的曲线运动，D错误，思路分析：粒子在复合场中运动时，只受洛伦兹力和电场力，根据洛伦兹力和电场力的特点分析解题试题点评：本题考查了粒子在复合场中的运动，关键是理解洛伦兹力的方向时刻与速度方向垂直，对粒子不做功，3.回旋加速器的磁场B="1.5" T,它的最大回旋半径r="0.50" m,当分别加速质子和α粒子时,求: (1)加在两D形盒间交变电压频率之比;(2)粒子的最大速率之比.【答案】（1）2∶1（2）2∶1【解析】（1）根据回旋加速器的工作原理可得，当加速时的交变电压周期为，当加速时的交变电压周期为，所以可得即，交变电压频率之比为，（2）粒子在回旋加速器射出时具有的能量，由可得，即两种粒子的最大速率之比为思路分析：高频电压的周期与带电粒子在D形盒中的运动的周期相等，即据此分析交变电压频率之比，根据公式计算粒子被加速的最大速度之比，试题点评：本题考查了回旋加速器的相关计算，关键是对其原理的理解，特别是粒子的最大速度和回旋加速器的半径有关，和加速电场的大小无关，4.我们知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异种电荷.物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在.1998年6月，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存在匀强磁场区，磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转，并打在附有感光底片的板MN 上，留下痕迹.假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子，它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，并打在感光底片上的a、b、c、d四点.已知氢核质量为m，电荷量为e，PQ与MN间的距离为L，磁场的磁感应强度为B.(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹.(不要求写出判断过程)(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径；(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?【答案】(1)a、b、c、d四点分别是反氢核、反氦核、氦核和氢核留下的痕迹（2）（3）【解析】（1）由左手定则可判定偏转方向，从而判断出a,b为反粒子，由半径公式可确定a、b、c、d四点分别是反氢核、反氦核、氦核和氢核留下的痕迹.（2）对氢核，在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：解得（3）由图中几何关系知：所以反氢核与氢核留下的痕迹之间的距离思路分析：根据左手定则判断粒子的轨迹，粒子在运动过程中洛伦兹力充当向心力，结合牛顿运动定律以及几何知识分析解题试题点评：本题考查了粒子在磁场中的偏转问题，综合考查了学生分析问题的能力，关键是对圆周运动的相关规律的熟悉5.在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电子定向运动的方向是从东向西，则导线受到地磁场的作用力的方向为（）A．向东B．向北C．向上D．向下【答案】C【解析】地球磁场的南北极和地理的南北极相反，因此在赤道上方磁场方向从南指向北，依据左手定则可得安培力方向向上，故ABD错误，C正确．思路分析：解答本题首先要明确地球磁场的分布情况，然后根据左手定则直接进行判断即可．试题点评：本题的难点在于弄不清楚地球磁场方向，因此在学习中要熟练掌握各种典型磁场方向的分布情况．6.磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上方，从而可高速行驶.可高速行驶的原因是列车浮起后（）A．减小了列车的惯性B．减小了地球对列车的引力C．减小了列车与铁轨间的摩擦力D．减小了列车所受的空气阻力【答案】C【解析】磁悬浮列车是用强磁场将列车微微托起，使其浮在轨道上方，从而可以高速行驶，其可以高速行驶的原因是使接触面分离，从而减小了摩擦．C正确，思路分析：本题关键是抓住影响滑动摩擦力大小的两个因素：压力大小和接触面的粗糙程度．特别是减小摩擦的方法，用滚动代替滑动，使两个接触面分离等．试题点评：本题考查了影响滑动摩擦力大小的两个因素，生活中是怎样减小摩擦的．7.对于放在匀强磁场中的通电线圈，下列说法中正确的是（）A．线圈平面平行于磁感线时，所受合力为零，合力矩最大B．线圈平面平行于磁感线时，所受合力最大，合力矩为零C．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩为零D．线圈平面垂直磁感线时，所受合力为零，合力矩最大【答案】AC【解析】根据（表示通电导线与磁场的方向的夹角）可得当通电导线平行于磁场放在磁场中时即，磁场对通电导线没有力的作用，当通电导线垂直磁场方向放置于磁场中时即，磁场对通电导线的作用力最大，所以AC正确，试题点评：本题简单考查了通电导线放置的位置与其受到的安培力大小的关系，是一道基础性题目8.如图所示，两相同绝缘导线环，环面垂直放置，若通以如图所示电流，则…（）A．球心处的磁感应强度B的方向沿纸面向上B．球心处的磁感应强度B的方向沿纸面向下C．球心处的磁感应强度B的方向穿入纸内斜向下D．球心处的磁感应强度B的方向垂直纸面向内【答案】C【解析】根据安培定则可知：水平放置的导体环在O处产生的磁场方向为竖直向下，竖直放置的导体环在O处产生的磁场方向为垂直纸面向里，按平行四边形定则可知，O处磁感应强度的方向为穿入纸内斜向下，C正确，思路分析：圆心O处磁感应强度是由两个导体环产生的磁场的叠加，根据安培定则分别判断两个环在O处产生的磁场方向，再按平行四边形定则合成．试题点评：本题安培定则的应用能力，对于安培定则掌握两点：一是何时用；二是怎样用．9.有一个电流表接在电动势为E、内阻为r（r经过处理，阻值很大）的电池两极，指针偏转了30°角，如果将其接在电动势为2E、内阻为2r的电池两极，其指针偏转角为（）A．60°B．30°C．30°与60°之间D．大于60°【答案】C【解析】当接在第一个电池上时，，接在第二个电池上时，由上述两式可得因为偏转角θ与I成正比，所以故,则.所以.故C选项正确.思路分析：电流表的刻度是均匀的，所以偏转角θ与I成正比，可通过求出两次连接方式下的电流比，从而得出第二次偏转角度的表达式试题点评：本题考查了电流表的简单计算，关键是理解电流表的工作原理10.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们的一端均可绕固定转动轴O自由转动，另一端b互相接触，组成一个正方形线框.正方形每边长度均为L，匀强磁场的方向垂直桌面向下，当线框中通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时磁感应强度的大小为______________（不计电流产生的磁场）.【答案】设磁感应【解析】通电后，直角棒的每一段都受到方向垂直棒指向框内、大小相等的安培力．强度为B，则.取左边的折线Oab为研究对象，其Oa、ab两段所受安培力的水平分力必被右边一根折线Ocb在O、b两处的水平作用力所平衡.由对称性知，O、b两处的相互作用力相等，即，则，解得B=.思路分析：根据受力分析结合力的平衡条件分析解题试题点评：本题是一道力与电磁相结合的综合性题目，同时也考查了学生综合分析问题的能力11.如图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2.如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为（）A．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶2B．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶1C．r1∶r2＝2∶1，T1∶T2＝1∶1D．r1∶r2＝1∶1，T1∶T2＝2∶1【答案】B【解析】根据粒子在磁场中的运动半径公式可得，，即，根据周期公式可得，,,故，B正确，思路分析：根据带电粒子在磁场中的运动半径公式，周期公式分析解题试题点评：本题考查了带电粒子在磁场中的运动半径公式，周期公式的应用，根据计算结果需要提醒学生粒子在磁场中的运动周期跟粒子的速度无关12.如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近,磁铁处于水平位置,和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将()A．转动,同时靠近磁铁B．转动,同时离开磁铁C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁【答案】A【解析】由右手定则可知，线圈的外面为S极，里面为N极；因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁；故A项正确．思路分析：先根据右手定则判断出线圈产生的磁场，然后再根据磁极间的相互作用分析线圈的转动情况．试题点评：此题考查了右手定则和磁极间相互作用的应用，注意线圈产生的磁场与条形磁体产生的磁场很相似，可以利用右手定则判断磁场的N、S极．13.下列说法中错误的是()A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为l的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、l的乘积的比值B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场C．一小段通电导线放在磁场中A处时受磁场力比放在B处大，则A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大D．因为B=F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该处的通电小段导线IL乘积成反比【答案】ABCD【解析】磁感应强度的定义是把一小段通电导线垂直放在磁场中，该点受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值. 磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．思路分析：磁感应强度只与磁场本身的性质有关，与外界其他因素没有关系试题点评：本题考查了对磁感应强度的概念的理解，是一道易错型的概念题目，关键是理解磁感应强度只与磁场本身的性质有关，与外界其他因素没有关系14.如图,在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？【答案】向右偏转【解析】根据安培定则可知，逆时针方向的电流产生的磁场方向为线圈朝纸面向外为N极，则由于磁铁的N极靠近线圈，所以线圈的N极要向右转动思路分析：通电线圈可等效成小磁针，根据安培定则判断极性，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引判断线圈的运动情况．试题点评：本题是磁场中判断安培力作用下导体运动方向的问题，常常采用等效法、电流元法、特殊位置法等等．15.电视机显像管的偏转线圈示意图如图，瞬时电流方向如图中的箭头所示方向.该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？（请用上、下、左、右、前、后来表示偏转方向）【答案】电子流将向左方偏转【解析】根据右手螺旋定则判断左右两个线圈的N极均在上边，S极均在下边。
整章强化训练专题练习(四)含答案高中物理选修3-1磁场
高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外，磁感应强度为B的匀强磁场，在第四象限内还存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场.从y轴上坐标为（0，a）的P点向第一象限的磁场区发射速度大小不等的带︒-︒角，且在xOy平面内.结正电的同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30150果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限内的正交电磁场区.已知带电粒子电量为+q，质量为m，粒子重力不计.（1）所有通过第一象限磁场区的粒子中，求粒子经历的最短时间与最长时间的比值；（2）求粒子打到x轴上的范围；（3）从x轴上x=a点射入第四象限的粒子穿过正交电磁场后，从y轴上坐标为（0，-b）的Q点射出电磁场，求该粒子射出电磁场时的速度大小.2．如图所示，在平面直角坐标系xO y内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第I象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力．求：（1）电场强度的大小E；（2）磁感应强度的大小B；（3）粒子在磁场中运动的时间t．3．如图甲所示的控制电子运动装置由偏转电场、偏转磁场组成。
偏转电场处在加有电压U、相距为d的两块水平平行放置的导体板之间，匀强磁场水平宽度一定，竖直长度足够大，其紧靠偏转电场的右边。
大量电子以相同初速度连续不断地沿两板正中间虚线的方向向右射入导体板之间。
当两板间没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当两板间加上图乙所示的电压U时，所有电子均能通过电场、穿过磁场，最后打在竖直放置的荧光屏上。
高二物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高二物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度v开始运动，则（）A．将沿轨迹I运动，半径越来越小B．将沿轨迹I运动，半径越来越大C．将沿轨迹II运动，半径越来越小D．将沿轨迹II运动，半径越来越大【答案】A【解析】由安培定则可知，通电直导线在其下方的磁场垂直纸面向里，如下图所示：根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力的方向向上，所以沿轨迹I运动，故CD错误；因离导线越近，磁感应强度越大，根据可知，轨迹半径越来越小，所以A正确、B错误；【考点】带电粒子在磁场中的运动、通电直线导线周围的磁场2.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的形响，则( )A．小磁针保持不动B．小磁针的N将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动【答案】C【解析】由安培定则知，通电直导线在下方产生的磁场方向垂直直面向里，而磁场方向即小磁针静止时N极指向，故小磁针N极会垂直纸面向里转动，选项C正确，其余错误。
【考点】通电直导线磁场安培定则3.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图正确的是【答案】 A【解析】根据右手螺旋定则，通电直导线周围磁场是以直导线上一点为圆心的一组同心圆，且离圆心越远磁场越弱，即磁场线越疏，A正确，B中磁场线方向不符合右手定则，C、D磁场线不是同心圆。
【考点】本题考查右手螺旋定则。
4.如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B,则O处磁感应强度（）A．B．C．D．【答案】B【解析】根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向右，大小为B；下面左边导线产生的B方向斜向右下方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B，方向水平向右，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向水平向右，B正确，ACD错误。
高中物理奥林匹克竞赛专题——磁场部分精选题(有详细解答)
电流与磁场、电磁感应、自感互感、磁场能量一、选择题1．如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中哪一个是正确的 （A ）12L H dl I =⎰（B ）2L H dl I =⎰（C ）3L H dl I =-⎰（D ）4L H dl I =-⎰分析：选D ，根据安培环路定理LB dl I μ=∑⎰，当电论。
2．如图，M 、N 为水平面内两根平行金属导轨，ab 与cd 为垂直于导轨并可在其上自由滑动的两根直裸导线。
外磁场垂直水平面向上。
当外力使ab 向右平移时，cd（A ）不动。
（B ）转动（C ）向左移动（D ）向右移动 分析：选D ，根据楞次定律即判定。
3． A,B 两个电子都垂直于磁场方向射入一均匀磁场而作圆周运动，A 电子的速率是B 电子速率的两倍，设A R ,B R 分别为A 电子与B 电子的轨道半径，A T ,B T 分别为它们各自的周期，则（A ）:2,:2AB A B R R T T == （B ）1:,:12A B A B R RT T ==（C ）1:1,:2A B A B R R T T == （D ）:2,:1A B A B R R T T ==分析：根据公式2,mv mR T eB eBπ==，即可得到答案，选D 4．真空中一根无限长直细导线上通电流I ，则距导线垂直距离拉为a 的空间某点处的磁能密度为（A ）2001()22I aμμπ （B ）2001()22I a μμπ （C ）2012()2a I πμ （D ）2001()22I a μμ 分析：212m B w μ=，而02IBaμπ=。
代入可得答案B 5．如图，无限长直载流导线与正三角形载流线圈在同一平面内，若长直导线固定不动，则载流三角形线圈将 （A ） 向着长直导线平移（B ）离开长直导线平移 (C)转动 (D)不动 分析：利用安培力的方向判定，选A6．如图所示，螺线管内轴上放入一小磁针，当电键K 闭合时，小磁针的N (A)向外转90(B)向里转90(C)保持图示位置不动(D)旋转180。
高中物理带电粒子在磁场中的运动题20套(带答案)
高中物理带电粒子在磁场中的运动题20套(带答案)一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．如图所示，在两块水平金属极板间加有电 压U 构成偏转电场，一束比荷为510/qC kg m=的带正电的粒子流（重力不计），以速度v o =104m/s 沿 水平方向从金属极板正中间射入两板．粒子经电 场偏转后进入一具有理想边界的半圆形变化磁场 区域，O 为圆心，区域直径AB 长度为L =1m ， AB 与水平方向成45°角．区域内有按如图所示规 律作周期性变化的磁场，已知B 0=0. 5T ，磁场方向 以垂直于纸面向外为正．粒子经偏转电场后，恰好从下极板边缘O 点与水平方向成45°斜向下射入磁场．求：（1）两金属极板间的电压U 是多大？（2）若T o =0．5s ，求t =0s 时刻射人磁场的带电粒子在磁场中运动的时间t 和离开磁场的位置．（3）要使所有带电粒子通过O 点后的运动过程中 不再从AB 两点间越过，求出磁场的变化周期B o ，T o 应满足的条件．【答案】（1）100V （2）t=5210s π-⨯，射出点在AB 间离O 点0.042m （3）5010s 3T π-<⨯【解析】试题分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，从O 点射出使速度代入数据得U=100V （2）粒子在磁场中经过半周从OB 中穿出，粒子在磁场中运动时间射出点在AB 间离O 点（3）粒子运动周期，粒子在t=0、….时刻射入时，粒子最可能从AB 间射出如图，由几何关系可得临界时 要不从AB 边界射出，应满足得考点：本题考查带电粒子在磁场中的运动2．如图，光滑水平桌面上有一个矩形区域abcd ，bc 长度为2L ，cd 长度为1.5L ，e 、f 分别为ad 、bc 的中点．efcd 区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B ；质量为m 、电荷量为+q 的绝缘小球A 静止在磁场中f 点．abfe 区域存在沿bf 方向的匀强电场，电场强度为26qB Lm；质量为km 的不带电绝缘小球P ，以大小为qBL m 的初速度沿bf 方向运动．P 与A发生弹性正碰，A 的电量保持不变，P 、A 均可视为质点．（1）求碰撞后A 球的速度大小；（2）若A 从ed 边离开磁场，求k 的最大值；（3）若A 从ed 边中点离开磁场，求k 的可能值和A 在磁场中运动的最长时间． 【答案】（1）A 21k qBL v k m =⋅+（2）1（3）57k =或13k =；32m t qB π=【解析】 【分析】 【详解】（1）设P 、A 碰后的速度分别为v P 和v A ，P 碰前的速度为qBLv m= 由动量守恒定律：P A kmv kmv mv =+ 由机械能守恒定律：222P A 111222kmv kmv mv =+ 解得：A 21k qBL v k m=⋅+（2）设A 在磁场中运动轨迹半径为R ， 由牛顿第二定律得： 2A A mv qvB R= 解得：21kR L k =+ 由公式可得R 越大，k 值越大如图1，当A 的轨迹与cd 相切时，R 为最大值，R L = 求得k 的最大值为1k =（3）令z 点为ed 边的中点，分类讨论如下：（I ）A 球在磁场中偏转一次从z 点就离开磁场，如图2有222()(1.5)2LR L R =+-解得：56L R = 由21k R L k =+可得：57k =（II ）由图可知A 球能从z 点离开磁场要满足2LR ≥，则A 球在磁场中还可能经历一次半圆运动后回到电场，再被电场加速后又进入磁场，最终从z 点离开．如图3和如图4，由几何关系有：2223()(3)22L R R L =+-解得：58L R =或2LR = 由21k R L k =+可得：511k =或13k = 球A 在电场中克服电场力做功的最大值为2226m q B L W m=当511k =时，A 58qBL v m =，由于2222222A 12521286qB L q B L mv m m ⋅=>当13k =时，A 2qBL v m =，由于2222222A 1286qB L q B L mv m m⋅=<综合（I ）、（II ）可得A 球能从z 点离开的k 的可能值为：57k =或13k = A 球在磁场中运动周期为2mT qBπ= 当13k =时，如图4，A 球在磁场中运动的最长时间34t T = 即32mt qBπ=3．“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O ，外圆弧面AB 的电势为2L()o ϕ>，内圆弧面CD 的电势为φ，足够长的收集板MN 平行边界ACDB ，ACDB 与MN 板的距离为L ．假设太空中漂浮着质量为m ，电量为q 的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB 圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子的影响，不考虑过边界ACDB 的粒子再次返回．（1）求粒子到达O 点时速度的大小；（2）如图2所示，在PQ （与ACDB 重合且足够长）和收集板MN 之间区域加一个匀强磁场，方向垂直纸面向内，则发现均匀吸附到AB 圆弧面的粒子经O 点进入磁场后最多有23能打到MN 板上，求所加磁感应强度的大小；（3）如图3所示，在PQ （与ACDB 重合且足够长）和收集板MN 之间区域加一个垂直MN 的匀强电场，电场强度的方向如图所示，大小4E Lφ=，若从AB 圆弧面收集到的某粒子经O 点进入电场后到达收集板MN 离O 点最远，求该粒子到达O 点的速度的方向和它在PQ 与MN 间运动的时间． 【答案】（1）2q v mϕ=2）12m B L q ϕ=；（3）060α∴= ；22m L q ϕ【解析】 【分析】 【详解】试题分析：解：（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得：2102qU mv =-2U ϕϕϕ=-=2q v mϕ=(2）从AB 圆弧面收集到的粒子有23能打到MN 板上，则上端刚好能打到MN 上的粒子与MN 相切，则入射的方向与OA 之间的夹角是60︒，在磁场中运动的轨迹如图甲，轨迹圆心角060θ=．根据几何关系，粒子圆周运动的半径：2R L =由洛伦兹力提供向心力得：2v qBv m R=联合解得：12m B L qϕ=（3）如图粒子在电场中运动的轨迹与MN 相切时，切点到O 点的距离最远， 这是一个类平抛运动的逆过程． 建立如图坐标.212qE L t m=222mL mt L qE q ϕ==22x Eq qEL q v t m m m ϕ===若速度与x 轴方向的夹角为α角 cos x v v α=1cos 2α=060α∴=4．正、负电子从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后，从回旋加速器D 型盒的边缘引出后注入到正负电子对撞机中．正、负电子对撞机置于真空中．在对撞机中正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的光子．回旋加速器D 型盒中的匀强磁场的磁感应强度为0B ，回旋加速器的半径为R ，加速电压为U ；D 型盒缝隙间的距离很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．电子的质量为m 、电量为e ，重力不计．真空中的光速为c ，普朗克常量为h ．（1）求正、负电子进入对撞机时分别具有的能量E 及正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率v（2）求从开始经回旋加速器加速到获得最大能量的过程中，D 型盒间的电场对电子做功的平均功率P（3）图甲为正负电子对撞机的最后部分的简化示意图．位于水平面的粗实线所示的圆环真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”，正、负电子沿管道向相反的方向运动，在管道内控制它们转变的是一系列圆形电磁铁．即图中的A 1、A 2、A 4……A n 共有n 个，均匀分布在整个圆环上．每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感应强度都相同，方向竖直向下．磁场区域的直径为d ．改变电磁铁内电流大小，就可以改变磁场的磁感应强度，从而改变电子偏转的角度．经过精确调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中粗虚线所示的轨道运动，这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在电磁铁的同一直径的两端，如图乙所示．这就为进一步实现正、负电子的对撞做好了准备．求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B 大小【答案】(1) 222202e B R mc v mh h =+，22202e B R E m = ；(2) 20e B U mπ ；(3)02sin B R n dπ【解析】 【详解】解：(1)正、负电子在回旋加速器中磁场里则有：200mv evB R= 解得正、负电子离开回旋加速器时的速度为：00eB Rv m=正、负电子进入对撞机时分别具有的能量：222200122e B R E mv m==正、负电子对撞湮灭时动量守恒，能量守恒，则有：222E mc hv +=正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率：222202e B R mc v mh h=+(2) 从开始经回旋加速器加速到获得最大能量的过程，设在电场中加速n 次，则有：2012neU mv =解得：2202eB R n mU=正、负电子在磁场中运动的周期为：02mT eB π=正、负电子在磁场中运动的时间为：2022B R nt T Uπ==D 型盒间的电场对电子做功的平均功率：20e B UW E P t t mπ===(3)设电子在匀强磁场中做圆周运动的半径为r ，由几何关系可得sin2dr nπ=解得：2sind r nπ=根据洛伦磁力提供向心力可得：200mv ev B r=电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B 大小：02sinB R n B dπ=5．如图所示，同轴圆形区域内、外半径分别为R 1＝1 m 、R 2＝3m ，半径为R 1的圆内分布着B 1＝2.0 T 的匀强磁场，方向垂直于纸面向外；外面环形磁场区域分布着B 2＝0.5 T 的匀强磁场，方向垂直于纸面向内．一对平行极板竖直放置，极板间距d ＝3cm ，右极板与环形磁场外边界相切，一带正电的粒子从平行极板左板P 点由静止释放，经加速后通过右板小孔Q ，垂直进入环形磁场区域．已知点P 、Q 、O 在同一水平线上，粒子比荷4×107C /kg ，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应．求：(1) 要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件？ (2) 若改变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O ，则加速电压为多大？(3) 从P 点出发开始计时，在满足第(2)问的条件下，粒子到达O 点的时刻． 【答案】(1) r 1<1m . (2) U ＝3×107V . (3) t=(6.1×10－8＋12.2×10－8k)s (k ＝0，1，2，3，…) 【解析】 【分析】（1）画出粒子恰好不进入中间磁场区的临界轨迹，先根据几何关系求出半径；（2）画出使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O的轨迹，结合几何关系求解半径，然后根据洛伦兹力提供向心力列方程，再根据动能定理对直线加速过程列方程，最后联立方程组求解加速电压；（3）由几何关系，得到轨迹对应的圆心角，求解粒子从Q孔进入磁场到第一次到O点所用的时间，然后考虑周期性求解粒子到达O点的时刻．【详解】(1) 粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如图所示，设此时粒子在磁场中运动的半径为r1，在Rt△QOO1中有r12＋R22＝(r1＋R1)2代入数据解得r1＝1m粒子不能进入中间磁场，所以轨道半径r1<1m.(2) 轨迹如图所示，由于O、O3、Q共线且水平，粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3，洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不变，由qvB＝m2 v r得r＝mv qB易知r3＝4r2且满足(r2＋r3)2＝(R2－r2)2＋r32解得r2＝34m，r3＝3m又由动能定理有qU＝12mv2代入数据解得U＝3×107V.(3)带电粒子从P到Q的运动时间为t1，则t1满足12v t1＝d得t1＝10－9s令∠QO2O3＝θ，所以cosθ＝0.8，θ＝37°(反三角函数表达亦可)圆周运动的周期T＝2m qB π故粒子从Q孔进入磁场到第一次到O点所用的时间为8221372180532610360360m mt sqB qBππ-⨯⨯⨯－＝＋＝考虑到周期性运动，t总＝t1＋t2＋k(2t1＋2t2)＝(6.1×10－8＋12.2×10－8k)s(k＝0，1，2，3，…)．6．如图所示，在竖直面内半径为R的圆形区域内存在垂直于面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，在圆形磁场区域内水平直径上有一点P，P到圆心O的距离为2R，在P 点处有一个发射正离子的装置，能连续不断地向竖直平面内的各方向均匀地发射出速率不同的正离子. 已知离子的质量均为m，电荷量均为q，不计离子重力及离子间相互作用力，求：（1）若所有离子均不能射出圆形磁场区域，求离子的速率取值范围；（2）若离子速率大小02BqRvm=，则离子可以经过的磁场的区域的最高点与最低点的高度差是多少。
高二磁场练习题及答案
高二磁场练习题及答案第一题：一个带电粒子以速度v进入磁场，垂直于磁场方向。
磁场方向垂直于粒子的速度方向。
若粒子受到的磁场力大小为F，重力大小为G，且G>F，则粒子的运动情况是？答案：粒子受到的磁场力与速度方向垂直，根据右手定则，磁场力使粒子的运动方向发生偏转，形成一个圆周运动。
在圆周运动的过程中，重力向心，因此粒子始终沿圆周运动。
第二题：一个半径为R的闭合线圈，外面放一根直导线，直导线所带电流为I，通过线圈每个匝的电流均相同，大小为i。
若导线离线圈中心的距离为d，请问线圈中心的磁感应强度大小为多少？答案：根据比奥-萨伐尔定律，线圈中心的磁感应强度B与直导线的电流和距离有关。
由于每个匝的电流大小相同，我们可以视为n匝的导线通过线圈，则导线总电流为I*n。
由于线圈是闭合的，所以经过每个匝的电流大小为i*n。
根据比奥-萨伐尔定律，线圈中心的磁感应强度B = (μ0 * i * n) / (2πd)，其中μ0是真空中的磁导率。
第三题：一根无限长的直导线通电，线上每单位长度的电流为I。
离导线距离为d处放置一个长度为L的闭合圆线圈，圆线圈的面积为A。
线圈所受到的磁场力大小为F。
如果将导线上的电流加倍，线圈所受到的磁场力将会变为多少？答案：根据比奥-萨伐尔定律，线圈所受到的磁场力F与导线上的电流I、线圈面积A以及线圈与导线之间的距离d有关。
根据公式F =(μ0 * I * i * n * A) / (2πd)，其中i为线圈上的电流，n为线圈的匝数。
如果将导线上的电流加倍，令新的电流为2I，则新的磁场力为2F。
通过以上练习题，我们可以更加熟悉和理解在磁场中带电粒子和线圈所受到的力的计算方法。
在解决这类问题时，应当注意正确运用比奥-萨伐尔定律，并根据题目给出的条件进行适当的推导和计算。
熟练掌握这些方法可以帮助我们更好地理解磁场的性质和应用。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—磁场的描述 安培力(附答案解析)
错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—磁场的描述安培力（附答案解析）1．把螺线管与电源连接，发现小磁针N极向螺线管偏转，静止时所指方向如图所示。
下列说法正确的是()A．螺线管左端接电源正极B．若将小磁针移到螺线管内部，小磁针N极所指方向不变C．若将小磁针移到螺线管左端，小磁针N极将转过180°D．若将小磁针移到螺线管正上方，小磁针N极所指方向不变2.(2023·江苏卷·2)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。
L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。
已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。
该导线受到的安培力为()A．0 B．BIl C．2BIl D.5BIl3．(2021·广东卷·5)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()4.(2021·全国甲卷·16)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q 在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。
若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B5.(2023·广东广州市模拟)一光滑绝缘的正方体固定在水平面内。
AB导体棒可绕过其中点的转轴在正方体的上表面内自由转动，CD导体棒固定在正方体的下底面。
开始时两棒相互垂直并静止，两棒中点O1、O2连线在正方体的中轴线上。
高二物理磁场单元测试题附答案(人教)精选. - 副本
磁场单元练习班级_______姓名___________1、如图1所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中：A、ａ、ｂ两点磁感应强度相同C、ａ点磁感应强度最大B、ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等D、b点磁感应强度最大2、如图2所示，直角三角形通电闭合线圈ABC处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为：A、大小为零B、方向竖直向上C、方向竖直向下D、方向垂直纸面向里3、质量为ｍ，电荷量为ｑ的带电粒子以速率ｖ垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在圆形轨道上运动相当于一环形电流，则：A、环形电流跟ｑ成正比B、环形电流跟ｖ成正比C、环形电流跟B成反比D、环形电流跟ｍ成反比4、如图4所示，要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后，ａｂ边向纸外，ｃｄ边向纸里转动，可行的方法是：A、加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流B、加方向平行纸面向上的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流C、加方向平行于纸面向下的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ的电流D、加方向垂直纸面向内的磁场，通以方向为ａ→ｄ→ｃ→ｂ→ａ的电流5、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。
那么（）A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转6.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向A、向右飞行的正离子束B、向左飞行的负离子束C、向右飞行的电子束D、向左飞行的电子束7.图中为一“滤速器”装置示意图。