成都七中高2013级零诊专题复习(磁场)A

高2010级零诊专题复习——磁场A一、选择题1.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系2.关于磁感应强度的单位，下列等式中哪些单位是正确的：A．1特斯拉=1千克·安培／秒2B．1特斯拉=1千克／安培秒2C．1特斯拉=l安培／千克秒。D．1特斯拉=1安培·秒2／千克3.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）4.如图所示，ab和cd为两平行的直导线，两导线中通有同向的交流电，且i1=i2=Imcosωt，一不计重力的带电粒子从两导线的正中间的某点以速度V0平行于导线射入，则该粒子将做何种运动？（）A．匀速直线运动B．变速直线运动C．曲线运动D．圆周运动5.如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内，当线圈通过顺时针方向的电流时，线圈将：A.不动B.发生转动.同时靠近磁铁C.发生转动,同时离开磁铁D．不发生转动，只靠近磁铁6.图中四根长直导线置于同一平面内，通电电流大，1234iiii,方向如图，如果切断其中一根导线使正方形ABCD的中心O点的磁感应强度最大，则应切断：A．1iB．2iC．3iD.4i7.如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端，速度为v，若加上一个垂直纸面指向读者的磁场，则滑到底端时A.V变大B.V变小C.V不变D.不能确定V的变化BVNS8.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹可能不同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大9．如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（D）A．当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛仑兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛仑兹力最大C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小10．图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是()A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小11.两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压为U1和U2而频率相同的高频交变电源上，且U2=2U1。有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2，获得的最大动能分别为E1和E2，则有()A．tl=t2，El=E2B．tl=t2，E1E2C．t1t2，E1=E2D．t1t2，E1E212.如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，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的关系，正确的是A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小O××××××××××××××××abcaBbcEO二、计算题13.如图所示中，一根垂直纸面放置的通电直导线，电流方向向纸内，电流强度为I，其质量为m，长为L，当加上一个匀强磁场时，导体仍能够静止在倾角为θ的光滑斜面，问：(1)最小应加一个多大的磁场?方向如何?(2)调节磁感应强度的大小和方向，使导体所受磁场力的大小为mg，且导体保持静止状态，那么斜面所受的压力是多大?14.一个质量为m，电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60º的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求磁感应强度B和射出点S的坐标。15.如图所示，足够长的水平绝缘杆置于足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，一个绝缘球套在杆上，球的质量为m，带电量为+q与杆之间的摩擦系数为μ，若使球以速度v0向右运动，试分析绝缘球克服摩擦力所做的功。16．一匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30º，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。yxvvPBSOaxyPOL30ºv17．如图所示，在x-O-y坐标系中，以（r，0）为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。在yr的足够大的区域内，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q，质量为m，不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。⑴求质子射入磁场时速度的大小；⑵若质子沿x轴正方向射入磁场，求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间；⑶若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中，求质子在磁场中运动的总时间。18.回旋加速器的示意图如图甲，置于真空中的金属D形盒,其半径为R,两盒间距为d,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示.此加速器所接的高频交流电源如图乙所示,电压有效值为U.粒子源射出的带电粒子质量为m、电荷量为q.设粒子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计,且此时高频电源电压恰好达到最大值,忽略粒子在加速电场中的运动时间,加速粒子的电压按交流电的最大值且可近似认为保持不变.粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数.求:(1)粒子在加速器中运动的总时间t.(2)试推证当Rd时,粒子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的总时间可忽略不计(粒子在电场中运动时,不考虑磁场的影响).(3)粒子第1次和第n次分别在右半盒中运动的轨道半径的比值R1∶Rn.xyOEBrr解析:由于加速粒子的电压按交流电的最大值且近似认为保持不变,故粒子在电场中做匀加速直线运动.(1)设粒子加速后的最大速度为v,此时轨道半径最大为R,由牛顿第二定律得:RvmqvB2粒子的回旋周期为:vRT2粒子加速后的最大动能为:221mvEk设粒子在电场中加速的次数为n,则:Ek=nqUm高频电源电压的最大值UU2m又忽略粒子在加速电场中的运动时间,则运动的总时间2Tnt联立解得:.422UBRt(2)粒子在电场中间断的加速运动,可等效成不间断的匀加速直线运动.粒子在电场中加速的总时间为:vndvndt221粒子在D形盒中回旋的总时间:vRnt2故Rdtt221,又Rd,所以121tt,因此t1可忽略不计.(3)设粒子第1、2、3……n次在右半盒中运动的速度分别为v1、v2、v3……vn,则由动能定理得:qUm=mv12/22322mmvqU2523mmvqU……2)12(2mnmvqUn又RvmqvB2联立解得12:1:1nRRn(n取1,2,3,…).答案:(1)UBR422(2)略(3)12:1n.如图所示，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r，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，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）abcdSo