搜索
磁场一、磁场对电流的作用1.一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于其在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A．如果B＝2T，F一定是1NB．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4T，F有可能是1ND．如果F有最大值，则通电导线一定与B平行1.C2．有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部，如图所示．其中小磁针的指向正确的是()A．aB．bC．cD．d2.D3．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的正上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是()A．向右飞行的负离子B．向左飞行的负离子C．向右飞行的正离子D．向左飞行的正离子3.AD4．一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力4.AD5.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小5.A.6．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少？二、磁场对运动电荷的作用1．关于质子、α粒子、氘核等三种粒子的运动，下列判断正确的是（）A．以相同速度垂直射入同一匀强磁场中时，做圆周运动的半径都相同。B．如果垂直射入同一匀强磁场做圆周运动的半径相同，那么氘核动能最大。C．如果从同一点以相同速度垂直射入同一匀强磁场，然后飞向荧光屏，在屏上就有三个光点。D．在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的氘核和α粒子的角速度一定相同。1．D2．质子p和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和Rα，周期分别为Tp和Tα。则下列选项正确的是()A．Rp∶Rα=1∶2，Tp∶Tα=1∶2B．Rp∶Rα=1∶1，Tp∶Tα=1∶1C．Rp∶Rα=1∶1，Tp∶Tα=1∶2D．Rp∶Rα=1∶2，Tp∶Tα=1∶22．A3．电子在通电直导线下方以速度v通过A点运动如图(1)其运动轨迹应当是（）A．aB．bC．cD．d3．D4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．右图是在有匀强磁场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，下列说法中正确的是()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4.AC三、带电粒子在有界磁场中的运动1.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是()A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间1.A.2.如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是()A．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长B．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大C．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合D．电子的速率不同，它们在磁场中运动时间可能相同2.BD3．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角，若不计重力，则正、负离子在磁场中()A．运动的时间相同B．运动的轨道半径相同C．重新回到边界时速度大小和方向都相同D．重新回到边界的位置与O点距离相等3．BCD4.如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()A.3v2aB，正电荷B.v2aB，正电荷C.3v2aB，负电荷D.v2aB，负电荷4.C图(1)v5.如图所示，abcd为绝缘挡板围成的正方形区域，其边长为L，在这个区域内存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．正、负电子分别从ab挡板中点K，沿垂直挡板ab方向射入场中，其质量为m，电量为e．若从d、P两点都有粒子射出，则正、负电子的入射速度分别为多少？（其中bP=L/4）5．正离子：54ebLm负离子：516eBLm6．两个电荷量分别为q和－q的带电粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则()A．a粒子带正电，b粒子带负电B．两粒子的轨道半径之比RaRb＝31C．两粒子的质量之比mamb＝12D．两粒子的速度之比vavb＝126.C7.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为()A.12ΔtB．2ΔtC.13ΔtD．3Δt7.B.8.如图所示是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M、N，现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子，从M孔以α角入射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)．则从N孔射出的离子()A.是正离子，速率为kBR/cosαB.是正离子，速率为kBR/sinαC.是负离子，速率为kBR/sinαD.是负离子，速率为kBR/cosα8.解析：根据左手定则可判断出，从N孔射出的离子是正离子，从N孔射出的离子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹所对圆心角等于入射离子的偏向角2α，如图所示，根据几何关系可得，粒子做圆周运动的轨道半径r＝R/sinα，根据洛伦兹力提供向心力得，Bvq＝mv2r，解得，v＝kBR/sinα，B项正确．9．如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为R2，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)()A.qBR2mB.qBRmC.3qBR2mD.2qBRmvp9.解析：画出粒子运动轨迹，由图中几何关系可知，粒子运动的轨迹半径等于R，由qvB＝mv2R可得：v＝qBRm，选项B正确．答案：B10．边长为100cm的正三角形光滑且绝缘的刚性框架ABC固定在光滑的水平面上，如图内有垂直于框架平面B＝0．5T的匀强磁场．一质量m=2×10-4kg，带电量为q=4×10－3C小球，从BC的中点小孔P处以某一大小的速度垂直于BC边沿水平面射入磁场，设小球与框架相碰后不损失动能，求：（1）为使小球在最短的时间内从P点出来，小球的入射速度v1是多少？（2）若小球以v2=1m/s的速度入射，则需经过多少时间才能由P点出来？11.一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为L，现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v0方向与ad边夹角为30°，如图所示。已知粒子的电荷量为q，质量为m(重力不计)。(1)若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v0的大小。(2)若粒子带正电，使粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围及粒子在磁场中运动的最长时间是多少？11.[解析](1)若粒子带负电，且恰能从d点射出，如图所示θ＝30°由几何关系得R＝L2①又qv0B＝mv20R②由①②得v0＝qBL2m。(2)若粒子带正电，由于磁场边界的限制，粒子从ab射出磁场时速度有一定范围。当v0有最小值v1时，粒子径迹恰与ab边相切；当v0有最大值v2时，粒子径迹恰与cd边相切。轨迹示意图见右图。当v0有最小值v1时，有：R1＋R1sin30°＝12L，由轨道半径公式R＝mv/qB，得：v1＝qBL/3m；当v0有最大值v2时，有：R2＝R2sin30°＋L2，由轨道半径公式R＝mv/qB，得：v2＝qBL/m。所以带电粒子从磁场中ab边射出时，其速度范围应为：qBL3mv0qBLm。要使粒子在磁场中运动时间最长，其轨迹对应的圆心角应最大，当速度为v1时，粒子在磁场中运动时间最长，对应轨迹的圆心角为：θ＝43π，则tmax＝(4/3)π2π·2πmqB＝4πm3qB。[答案](1)qBL2m(2)qBL3mv0qBLm4πm3qB12.如图所示，匀强磁场中磁感应强度为B，宽度为d，一电子从左边界垂直匀强磁场射入，入射方向与边界的夹角为，已知电子的质量为m，电量为e，要使电子能从轨道的另一侧射出，求电子速度大小的范围。ABCv答案：10(cos)eBdm四、带电粒子在复合场中的运动1．不计重力的负粒子能够在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过．设产生匀强电场的两极板间电压为U，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是()A．若同时增大U和B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过B．若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过C．若粒子向下偏且能够飞出极板间，则粒子的动能一定减小D．若粒子向下偏且能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变1.BC2．如图的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定初速度由左边界O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小3．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，以下说法正确的是：（）A．这离子必带正电荷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点时，将沿原曲线返回A点4.如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a做匀速圆周，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是()A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小5.一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。6．如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、方向与水平线成60°；磁场的方向垂直纸面向内，有一个带正电小球从电磁复合场上方高度为h处自由落下，并沿直线通过复合电磁场，重力加速度取g.(1)带电小球通过复合场时做什么运动；(2)求磁场的磁感应强度及带电小球的比荷．+++++-----CABEB