高三物理单元练习10(磁场)

北京四中高三物理单元练习十第1页共10页磁场高考知识点：1．电流的磁场，磁现象的本质2．磁感应强度，磁感线，磁通量3．磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则4．磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动说明：1．要求知道直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线方向跟电流方向之间的关系。2．只要求掌握直导线跟B平行或垂直两种情况下的安培力。3．只要求掌握v跟B平行或垂直两种情况下的洛伦兹力。练习题：1．匀强磁场的磁力线垂直于线圈平面，磁场的磁感应强度为B，线圈的面积为S，这时穿过线圈的磁通量为________；线圈绕其对称轴转过90°时穿过线圈的磁通量为________。线圈从最初的位置转过180°时穿过线圈的磁通量的变化量是________。2．有两个半径相同的圆环互相垂直地放置，圆心重合，且两环绝缘。在两环中通以相同的电流，每个环在圆心处产生的磁感应强度为B，这时圆心处总的磁感应强度的大小为________。3．如图所示，六条平行绝缘导线通有电流强度均为I的电流，在它们围成的区域里，哪个区域指向纸外的磁通量最大？4．如图所示，把一个三角形的通电线圈使其平面垂直于磁力线放入匀强磁场中，线圈受到磁场力的合力A．方向垂直于ab边斜向上B．方向垂直于bc边向右C．方向垂直于ca边向下D．为零5．在马蹄形磁铁旁放置一根既可以自由转动又可以左右移动的通电直导线，导线上的电流方向如图所示，分析导线将做何种运动。1234IINSI北京四中高三物理单元练习十第2页共10页6．一矩形线圈中通有电流，放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时A．线圈所受磁力距为零B．线圈所受磁力距最大C．线圈的各边一定不受磁场力D．线圈各边所受的磁场力一定在线圈平面内并指向线圈外面7．如图所示一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与xy轴平行。线圈中电流方向如图。当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来A．方向沿x轴的恒定磁场B．方向沿y轴的恒定磁场C．方向沿z轴的恒定磁场D．方向沿z轴的变化磁场8．在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个边长为20cm×30cm的矩形线圈。通有I=0.8A的电流，线圈共50匝。线圈的转轴OO'位于长边的1/4处，且与磁场方向垂直。当线圈平面与中性面夹角为30°时，线圈短边ab所受的磁场力的大小是多少？线圈所受的磁力距的大小是多少？9．如图所示，用两根细线吊着一根质量为m、长为l的金属直导线。在导线中通有电流强度为I的电流。若在导线周围加一竖直向下的匀强磁场B后导线将向__________方向偏转，平衡后悬线与竖直方向的夹角为__________。10．一根导线ab紧靠着竖直放置的两根导轨，ab与导轨间的静摩擦系数μ=0.4。匀强磁场竖直向上，ab的质量为0.01kg，长0.1m，B=0.8T。求ab上I为多大时导线能静止不动。BOO′xzyoabcdBoo′IBIBab北京四中高三物理单元练习十第3页共10页11．如图所示，在两个倾角都为θ的光滑斜面上，各放一根相同的金属棒，分别通有稳恒电流I1和I2。在两通电金属棒所在空间存在匀强磁场，两磁场的磁感应强度的大小相等，其中B1的方向竖直向上，B2的方向垂直于斜面斜向上。两金属棒处于平衡状态，则I1∶I2等于什么？12．如图所示，水平桌面放置的U形金属导轨，两导轨平行，串接有电源。现将两根质量相等的裸导线L1和L2放在导轨上，方向与导轨垂直，导轨所在平面有一个方向向上的匀强磁场，当合上开关K后，两根导线便向右运动，并先后脱离导轨右端掉到水平地面上，测得它们落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1和s2，求合上开关后：（1）安培力对L1和L2所做的功W1∶W2=？（2）通过L1和L2的电量q1∶q2=？13．如图所示，有四种粒子：电子、质子、中子和α粒子以相同的速度由同一点垂直于磁力线射入同一匀强磁场中。如图所示在磁场中形成四条轨迹，其中质子的轨迹为________。14．初速都是零的质子和α粒子，由同一位置经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比是A．1∶1B．1∶2C．1∶2D．2∶115．如图所示，在通电螺线管中有一带电粒子做逆时针方向的匀速圆周运动。根据图中的电流方向可以确定粒子带________电。若加大线圈中的电流强度，粒子的轨道半径将________，运动周期将________。I1B1I2B2IBKABCD北京四中高三物理单元练习十第4页共10页16．有一个宽度为d，磁感应强度为B的有界磁场。当电量为q，质量为m的带电粒子垂直于磁场方向射入磁场时，粒子速率至少为__________时，才能穿过磁场。这时粒子穿过磁场所用的时间为__________。17．如图所示，在半径为R的范围内有匀强磁场。一个电子从M点沿半径方向以速度v垂直于磁力线射入磁场，从N点射出时的速度方向偏转了60°。电子从M运行到N的时间是A．2πR/vB．2πR/（3v）C．πR/（3v）D．3πR/（3v）18．C146在匀强磁场中分裂成电子和N147。分裂后两个粒子的飞行方向都与磁场的方向垂直，电子跟N147在磁场中的飞行半径之比为________。19．氢原子的电子绕核做匀速圆周运动，电子的质量为m，带电量为e。若给原子加上垂直于电子轨道平面的磁场，磁感应强度为B，作用在电子上的电场力恰好是磁场力的三倍，电子运动的可能的角速度为__________。20．如图所示，三个质子1、2、3分别以大小相等的速度经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场。磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空中，这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是s1、s2、s3。则A．s1s2s3B．s1s2s3C．s1=s2s3D．s1=s3s221．一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所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。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）。从图中情况可以确定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B123MNOMNvvoBab北京四中高三物理单元练习十第5页共10页22．在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反C．E竖直向上，B垂直纸面向外D．E竖直向上，B垂直纸面向里23．如图所示，在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减小了。为了使粒子射出时比射入时的动能增加，在不计重力的情况下，可以采取的办法是A．增加粒子射入时的速度B．增加磁场的磁感应强度C．增加电场的电场强度D．改变粒子的带电性质，不改变所带的电量24．如图所示，方向竖直向下的匀强电场和方向水平且垂直纸面向里的匀强磁场如图所示。一离子从A点由静止释放后，沿曲线ACD运动，C为轨迹的最低点，离子达到D点时的速度为零，不计重力，则A．这离子必带正电B．AD两点位于同一高度C．离子在C点时的速度最大D．离子达到D点后将沿原曲线返回A点25．如图所示，在磁流体发电机中，把气体加热到很高的温度使它变成等离子体，已知离子的电量为q，让它以速度v通过磁感应强度为B的匀强磁场区，这里有间距为d的电极a和b。两个电极间的电势差为________。若单位时间进入磁场区域的正负离子数各为N，电路中可能的最大电流为________。26．如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正方向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比q/m。++++++--------------+++++ACBRabOBxy北京四中高三物理单元练习十第6页共10页27．图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外。O是MN上的一点，从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射人的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇，P到O的距离为L，不计重力及粒子间的相互作用。（1）求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。（2）求这两个粒子从O点射人磁场的时间间隔。28．如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m，电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L。求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s（重力不计）。29．如图所示，相距为L的平行界面S1和S2将空间分为I、II、III三个区域。区域I和II内是垂直于纸面，朝向读者的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2。区域III内是匀强电场，电场强度为E，方向从S2垂直指向S1。现使质量为m、电量为q的带正电的粒子以垂直界面的速度v自O点向S1射出，O点与S1相距L/4。若粒子所受的重力不计，为使带正电的粒子能按图示的实线轨道运动（轨道两段圆弧的半径相等），求：（1）磁感应强度B1和B2之比应是多少；（2）电场强度E的值应小于多少。OvS1S2IIIIIIB1B2MNPOOyBEx北京四中高三物理单元练习十第7页共10页30．如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，a、b、c三点等距离地分布在圆周上。三对相同的平行金属板分别处于这三点的圆的切线方向。它们的两板间电压为U。在a、b、c处有小孔。有一个质量为m、带电量为q的粒子从a孔正对的金属板M处由静止释放。不计重力，经过一段时间后，粒子又返回到M处。求：（1）磁场的磁感应强度；（2）如果每对金属板间的距离都为d，粒子运动的周期是多大。31．如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B，在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中。）32．如图所示，ON与x轴的夹角为30，当有一指向-y方向的匀强电场时，正离子在y轴A处以平行于x轴方向的速度v射入电场后，其速度方向恰好在P点与ON正交，现将电场改为指向纸外的匀强磁场，同样的正离子在y轴B处以相同的速度v射入磁场后，其速度方向恰好也在P点与ON正交。不计重力，求比值OA∶OB为多少。acbM30NABPxy0acbdO-qS北京四中高三物理单元练习十第8页共10页33．在如图所示的空间区域中x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，大小为B=0.20特。今有一质子以速率v=2.0×106米/秒由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，回旋了240°以后进入x轴下方的匀强电场区。该电场强度E的大小为0.30×106伏/米，方向与y轴正方向夹角为30°。若不计重力，已知质子的质量mp=1.67×10-27千克，问：（1）该质子从开始射入磁场区到再次进入磁场区共用多少时间；（2）再次进入磁场区初始点的x坐标是多少？34．带正电的物块在绝缘斜面上刚好匀速下滑，如图所示。若加一个垂直于纸面的匀强磁场，物块在下滑过程中仍未离开斜面，则A．若磁场方向指向纸面里，物块加速运动B．若磁场方向指向读者，物块的动量增加C．物块的机械能可能增加D．物块的机械能一定减小35．如图所示，一个摆球带正电的单摆在水平方