11磁场专题题练.docx
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11磁场专题题练
题组一 基础知识题组
1、如图,一条形磁铁静止在固定斜面上,上端为N极,下端为S极,其一条磁感线如图,垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线,它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示).开始两根导线未通电流,斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff,磁铁对斜面的作用力大小为F;后来两根导线通以方向垂直纸面向外大小相同的电流后,磁铁仍然静止,则与未通电时相比( )
A.FN、Ff均变大,F方向不变B.FN不变,Ff变小,F方向变化
C.FN变大,Ff不变,F方向不变D.FN变小,Ff不变,F方向变化
2、如图所示,一个带负电的物体从粗糙的斜面顶端由静止下滑到底端时的速度为v,所用时间为t.若加一个垂直于纸面向里的匀强磁场,物体还从斜面顶端由静止下滑,则关于带电体在斜面上的运动的情况,下列说法中正确的是( )
A.v变大t变大B.v变小t变大
C.v不变t变小D.不能确定
3、如图所示,有界匀强磁场边界线SP平行于MN,速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场.其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直;穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2则t1:
t2为(重力不计)( )
A.1:
3B.4:
3C.1:
1D.3:
2
4、我国科学考察队在地球的两极地区进行科学观测时,发现带电的太空微粒平行于地面进入两极区域上空,受空气和地磁场的影响分别留下的一段弯曲的轨迹,若垂直地面向下看,粒子在地磁场中的轨迹如图甲、乙所示,则( )
A.甲、乙两图电带电粒子动能越来越小,是因为洛伦兹力对粒子均做负功
B.图甲表示在地球的南极处,图乙表示在地球的北极处
C.图甲飞入磁场的粒子带正电,图乙飞入磁场的粒子带负电
D.甲、乙两图中,带电粒子受到的洛伦兹力都是越来越大
5、如图所示圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和带电荷量都相同的带电粒子以不同的速率沿着相同的方向对准圆心O射入匀强磁场中,又都从该磁场中射出.若每个粒子均只受磁场力的作用,则( )
A.运动时间较长的粒子,速率一定较大
B.运动时间较长的粒子,在磁场中的偏转角度一定较大
C.运动时间较长的粒子,在磁场中的路程一定较长
D.粒子穿过磁场时的速率一定增大
6、如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图,M、N是轨迹上两点,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( )
A.粒子在M点动能大,在N点动能小
B.粒子先经过N点,后经过M点
C.粒子带负电
D.粒子在M点受到的洛伦兹力大于N点的
1、D2、B3、D4、B5、B6、B
题组二 能力提升题组
※1、如图所示,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0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为0.10kg、带电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为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0.6N的恒力,g取10m/s2,则( )
A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B.滑块开始做匀加速直线运动.然后做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动
C.最终木板做加速度为2m/s.的匀加速直线运动,滑块做速度为10m/s的匀速运动
D.最终木板做加速度为3m/s.的匀加速直线运动,滑块做速度为10m/s的匀速运动
※2、如图所示,空间有一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直细杆上,杆足够长,环与杆的动摩擦因数为μ,现使圆环以初速度v0向右运动,在圆环运动的整个运动过程中,下列说法正确的是()
A.圆环可能做匀减速直线运动
B.圆环可能做匀速直线运动
C.如果磁场方向垂直纸面向外,圆环克服摩擦力做的功一定为
mv02
D.如果磁场方向垂直纸面向外,圆环克服摩擦力做的功一定为
mv02-
※3、如图,匀强磁场垂直于纸面向里,匀强电场平行于斜面向下,斜面是粗糙的。
一带正电物块以某一初速度沿斜面向上滑动,经a点后到b点时速度减为零,接着又滑了下来,设物块带电量保持不变,则从a到b和从b回到a两过程相比较()
A.加速度大小相等B.摩擦产生热量不相同
C.电势能变化量大小相同D.动能变化量大小相同
※4、如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的固定斜面上,地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现用平行于斜面的力F拉乙物块,使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上作匀加速运动的阶段中( )
A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
B.甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
C.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
D.乙物块与斜面之间的摩擦力不断减小
5、如图所示,一带电塑料小球(可视为质点)质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()
A.0B.2mgC.4mgD.6mg
※6、如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为
(比细管的内径大得多),在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为
,带电荷量为
,重力加速度为
。
空间存在一磁感应强度大小未知(不为零),方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。
某时刻,给小球一方向水平向右,大小为
的初速度,则以下判断正确的是( )
A.无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用
B.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用
C.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同
D.小球从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,机械能不守恒
7、如图所示,倾角为α=37°的足够长的固定斜面处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,一带正电小物块从斜面顶端由静止开始沿斜面向下滑动,运动时间与速度图象如图所示.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),则下列说法正确的是( )
A.小物块下滑的加速度为
m/s2
B.小物块最终将飞离斜面做曲线运动
C.小物块下滑过程中机械能守恒
D.如小物块质量为0.1kg,则t=0.25s时,重力的功率为1.5w
※8、如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电量为+q,电场强度为E、磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中( )
A.小球的加速度一直减小
B.小球的机械能和电势能的总和保持不变
C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=
D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=
※9、如图所示,两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平地面上,并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.两个质量均为m、带电荷量为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放,运动一段时间后.两小滑块都将飞离斜面,在此过程中( )
A、甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大
B、甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短
C、甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同
D、两滑块在斜面上运动的过程中,重力的平均功率相等
※10、如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=a.在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为q/m,发射速度大小都为v0,且满足v0=
,发射方向由图中的角度θ表示.对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用),下列说法正确的是( )
A.粒子有可能打到A点
B.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
11、如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电粒子,从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域,入射方向与x轴正方向成α角.为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域,且射出方向与x轴正方向也成α角,可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场.若磁场分布为一个圆形区域,则这一圆形区域的最小面积为(不计粒子的重力)( )
A.
B.
C.
D.
※12、如图所示,一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB上方d处,能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,空间存在垂直纸面的匀强磁场,不考虑粒子间的相互作用和粒子重力.已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d,则()
A.能打在板上的区域长度是2d
B.能打在板上的区域长度是(
+1)d
C.同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为
D.同一时刻发射出的带电粒子打到板上的最大时间差为
※13、如图所示,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外,磁感应强度B=1T的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9m,M点为x轴正方向上一点,OM=3m.现有一个比荷大小为
=1.0C/kg可视为质点带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同的速度向x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,小球最后都能经过M点,则小球射入的速度大小可能是()
A.3m/sB.3.75m/sC.4.5m/sD.5m/s
1、BD2、BC3、BC4、BD5、C6、BC7、C8、CD
9、AD10、AD11、D12、BC13、ABD
题组三常见的电磁仪器
1、如图所示,在两个水平放置的平行金属板之间,电场和磁场的方向相互垂直.一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转.则这些粒子一定具有相同的( )
A.质量mB.电量qC.运动速度vD.比荷
※2、如图是质谱仪工作原理的示意图。
带电粒子a、b从容器中的A点飘出(在A点初速度为零),经电压U加速后,从x轴坐标原点处进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后分别打在感光板S上,坐标分别为x1、x2。
图中半圆形虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则( )
A.b进入磁场的速度一定大于a进入磁场的速度
B.a的比荷一定大于b的比荷
C.若a、b电荷量相等,则它们的质量之比ma:
mb=
:
D.若a、b质量相等,则它们在磁场中运动时间之比ta:
tb=x1:
x2
※3、霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应用.如图为某霍尔元件的工作原理示意图,该元件中电流I由正电荷定向运动形成,下列说法正确的是( )
A.N点电势比M点电势高
B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度
C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量
D.若保持电流I恒定,则霍尔电压UH与B成反比例
※4、环形对撞机是研究高能粒子的重要装置。
如图所示是环形对撞机的简化图,带电粒子在电压为U的直线加速器的电场中加速后注入对撞机的高真空圆环形状的空腔内,在匀强磁场中,做半径恒定的圆周运动带电粒子,且局限在环形空腔内运动。
关于带电粒子的比荷
,加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系,下列说法中正确的是()
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷
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
越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期T越小
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期T都不变
※5、如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。
若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。
一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。
不计粒子重力,下列说法正确的是()
A.极板M比极板N电势高B.加速电场的电压U=ER
C.直线PQ=2B
D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群离子具有相同的比荷
※6、如图所示,一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,当加有与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U。
已知自由电子的电量为e。
下列说法中正确的是()
A.M板比N板电势高
B.导体单位体积内自由电子数越多,电压表的示数越大
C.导体中自由电子定向移动的速度为
D.导体单位体积内的自由电子数为
※7、如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场(环形区域的宽度非常小)。
质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。
A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速。
每当粒子离开B板时,A板电势又降为零。
粒子在电场中一次次加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径R不变。
(设极板间距远小于R)下列说法正确的是()
A.为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场的磁感应强度大小必须周期性递减
B.粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速,绕行n圈后回到A板时获得的总动能为nqU
C.粒子在绕行的整个过程中,A板电势变化周期不变
D.粒子绕行第n圈时,环形区域内匀强磁场的磁感应强度为
※8、劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示.置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U.若A处粒子源产生的质子,质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响.则下列说法正确的是( )
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
:
1
D.不改变磁感应强度B和交流电频率f该回旋加速器也能用于α粒子加速
9、我国国产航母辽宁舰将安装电磁弹射器,其工作原理与电磁炮类似.用强迫储能器代替常规电源,它能在极短时间内释放所储存的电能,由弹射器转换为飞机的动能而将其弹射出去.如图所示,是电磁弹射器简化原理图,平等金属导轨与强迫储能器连接.相当于导体棒的推进器ab跨放在导轨上,匀强磁场垂直于导轨平面,闭合开关S,强迫储能器储存的电能通过推进器释放,使推进器受到磁场的作用力而沿平行导轨向前滑动,推动飞机使飞机获得比滑跃时大得多的加速度,从而实现短距离起飞的目标.一切摩擦和电阻消耗的能量都不计,对于电磁弹射器,下列说法正确的是( )
A.强迫储能器上端为正极
B.平行导轨间距越大,飞机能获得的加速度越大
C.强迫储能器储存的能量越多,飞机被加速的时间越长
D.飞机的质量越大,离开弹射器时的动能越大
1、C2、BC3、BC4、BC5、AD6、CD7、BD8、AC9、B
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- 11 磁场 专题