磁场教师版

发布 2023-05-16 03:08:28 阅读 4197

一、多选题。

1.如图,通电导体棒质量为m,置于倾角为的导轨上,导轨和导体棒之间不光滑,有电流时杆静止在导轨上,下图是四个侧视图,标出了四种匀强磁场的方向。(表示电流方向垂直纸面向里),其中摩擦力可能为零的是( )

a. b. c. d.

答案】ab2.如图所示,三根通电长直导线都垂直于纸面放置,彼此之间的距离都相等,电流等大反向,电流方向相同,电流大小为电流大小的一半。已知受到所产生磁场的安培力为,若直线电流在某点所产生磁感应强度大小与电流成正比,与该点到直线电流的距离成反比,则下列说法正确的是。

a. 对作用力的合力大小等于。

b. 对作用力的合力方向垂直于连线。

c. 对作用力的合力方向垂直于连线。

d. 对作用力的合力大小等于。

答案】ad3.如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流i后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为下列说法不正确的是( )

a. ,竖直向上 b. ,竖直向下。

c. ,平行悬线向下 d. ,平行悬线向上。

答案】abc

4.如图以实线为理想边界,上方是垂直纸面向里的匀强磁场。质量和带电荷量大小都相等的带电粒子m和n,以不同的速率经小孔s垂直边界和磁场进入匀强磁场,运动的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述错误的是( )

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都做正功。

d. m在磁场中的运动时间大于n在磁场中的运动时间。

答案】bcd

二、单选题。

5.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线,则此导线受到的安培力方向( )

a. 竖直向上。

b. 竖直向下。

c. 由南向北。

d. 由西向东。

答案】a6.如图,三根相互平行的固定长直导线l1、l2和l3两两等距,,均通有电流i,l1中电流方向与l2中的相同,与l3中的相反,下列说法正确的是。

a. l1所受磁场作用力的方向与l2、l3所在平面垂直。

b. l3所受磁场作用力的方向与l1、l2所在平面平行。

c. l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为。

d. l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为。

答案】d7.如图所示,电子枪向右发射电子束,其正下方水平直导线内通有向右的电流,则电子束将( )

a. 向上偏转速率越来越小。

b. 向上偏转速率保持不变。

c. 向下偏转速率越来越大。

d. 向下偏转速率保持不变。

答案】b8.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )

a. 速率越大,半径越大。

b. 速率越小,半径越大。

c. 速率越大,周期越大。

d. 速率越小,周期越大。

答案】a10.如图所示,a和b是从a点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹,已知两个粒子带电量相同,且ra=2rb ,不计重力的影响,则由此可知 (

a. 两粒子均带正电,质量比。

b. 两粒子均带负电,质量比。

c. 两粒子均带正电,质量比。

d. 两粒子均带负电,质量比。

答案】b11.一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中,由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小,轨迹如图所示.下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是( )

a. 粒子由a向b运动,带正电。

b. 粒子由a向b运动,带负电。

c. 粒子由b向a 运动,带正电。

d. 粒子由b向a运动,带负电。

答案】d12.如图所示,在圆形区域内有方向垂直向里的匀强磁场.有一束速率各不相同的质子沿直径ab射入磁场,这些质子在磁场中。

a. 所有质子在磁场中的运动时间相同。

b. 所有质子均从ab下方离开磁场。

c. 速度越大的,磁场中运动的时间越长。

d. 速度越大的,速度的偏转角越小。

答案】d13.如图所示,在 x 轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为 b,x 轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,两磁场右边界均足够宽。一带负电的粒子质量为m,电荷量为 q,从原点o与x轴成 30°角斜向上射入磁场,且在 x 轴上方磁场中的运动半径为r,下列说法正确的是

a. 粒子经偏转一定能回到原点o

b. 粒子完成一次周期性运动的时间为。

c. 粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2:1

d. 粒子从原点出发后到第二次穿过x轴时,沿x轴前进2r

答案】b14.半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从a点以速度v0垂直磁场方向朝着o点射入磁场中,并从b点射出。∠aob=120°,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )

a. b. c. d.

答案】c15.如图,水平放置金属导轨m、n,平行地置于匀强磁场中,间距为lm,磁场的磁感强度大小为1t,方向与导轨平面夹角为α=37°,金属棒αb的质量为0.02kg,放在导轨上且与导轨垂直,且与导轨的动摩擦因数为0.4,电源电动势为1.

5v,内阻为0.5ω,定值电阻r为1ω,其余部分电阻不计。则当电键k闭合的瞬间,求:

(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)

1)电流多大?

2)棒αb的加速度为多大?

答案】(1)1a;(2)10m/s2

解析】详解】

1)根据闭合电路的欧姆定律可得i=a=1a

2)对导体棒受力分析可知fn=mg+bilcosα

由牛顿第二定律可的bilsinαμfn=ma

联立解得a=10m/s2

答:(1)电流为1a;

2)棒ab的加速度为10m/s2

16.如图所示,电源电动势e=3v,内阻不计,水平导轨不计电阻,不计摩擦阻力,宽为0.1m.在相互平行的导轨上搁一导体,其电阻为1ω,串联电阻r的阻值为2ω,导体处于竖直向上的匀强磁场中,现用水平轻绳通过光滑定滑轮吊着质量为0.02kg的重物,此时重物恰能静止在倾角为30°的斜面上.

1)若斜面光滑,则磁感应强度b为多大?

2)若斜面动摩擦因素,则磁感应强度b可能为多大?

答案】(1)b=1t (2)b=0.5t或1.5t

17.如图所示,在磁感应强度b=1.0t、方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成=37°角的导电滑轨,滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆ab,已知接在滑轨中的电源电动势e=12v,内阻不计,ab杆长l=0.5m,质量m=0.

2kg,杆与平行滑轨间的动摩擦因数;不计滑轨与ab杆的电阻,取,sin37°=0.6,求接在滑轨上的变阻器r的阻值在什么范围内变化时,可以使ab杆在滑轨上保持静止?(答案取整数或用小数或用分数表示,只要正确均得分)

答案】可变电阻在3.18ω~4.96ω范围内。

18.如图所示,一带电粒子质量为m、电量为q,垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域,当它飞离磁场区时,速度方向偏离入射方向θ角。已知磁场区域的宽度为d,磁感强度为b,方向垂直于纸面向里,不计粒子所受重力。

求:(1)粒子进入磁场时的速度。

2)粒子穿越磁场所用的时间。

答案】dqb/(msinθ),m/(qb)。

19.如图所示,一个质量为m、电荷量为q,不计重力的带电粒子,从原点o以速度v沿y轴正方向射入第一象限内的匀强磁场中,并从x轴上的p(a,0)点射出第一象限。

1)判断粒子的电性;

2)求匀强磁场的磁感应强度b的大小和粒子通过第一象限的时间。

答案】(1)负电(2)

20.如图所示,质量为m电荷量为q的带电粒子,重力不计,由静止开始经两板间电压为u的加速电场加速,又经磁感应强度为b的匀强磁场偏转后落到图中d点,求:

1)a、d间的距离;

2)粒子在磁场中运动的时间t

答案】(1)(2)

21.如图所示,一束带负电的离子(电荷量的绝对值为e),以速度v垂直射入磁感强度为b,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是60°,不计重力,求:

1)离子的质量。

2)离子穿过磁场的时间。

答案】(1);(2);

22.一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图11-2-6所示的匀强磁场中(磁感应强度为b,磁场宽度为l),要使此带电粒子穿过这个磁场,则带电粒子的初速度应为多大?

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