高三物理磁场复习一

发布 2022-07-13 09:12:28 阅读 1372

磁场复习一。

一、选择题(本大题共7个小题,每小题6分,共42分)

1.关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述,下列叙述正确的是( )

a.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,在磁场中是客观存在的。

b.磁极间的相互作用是通过磁场发生的。

c.磁感线总是从磁体的n极指向s极。

d.不论通电导体在磁场中如何放置,都能够检测磁场的存在。

2.根据安培的思想,认为磁场是由于运动电荷产生的,这种思想如果对地磁场也适用,而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷,那么由此可断定地球应该( )

a.带负电 b.带正电 c.不带电 d.无法确定。

3.带电粒子不计重力,在匀强磁场中的运动状态不可能的是( )

a.静止b.匀速运动

c.匀加速运动 d.匀速圆周运动。

4.如图所示为两根互相平行的通电导线a﹑b的横截面图,a﹑b的电流方向已在图中标出.那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是 (

a.磁感线顺时针方向,磁场力向左。

b.磁感线顺时针方向,磁场力向右。

c.磁感线逆时针方向,磁场力向左。

d.磁感线逆时针方向,磁场力向右

5.(双选)质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为μ,有电流通过杆,杆恰好静止于导轨上.如图所示的a、b、c、d四个图中,杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( )

6.如图所示, 一束粒子从左到右射入匀强磁场b1和匀强电场e共存的区域,发现有些粒子没有偏转,若将这些粒子引入另一匀强磁场b2中发现它们又分成几束,粒子束再次分开的原因一定是它们的( )

a.质量不同b.电量不同

c.速度不同d.电量与质量的比不同。

7.如图所示,匀强电场e方向竖直向下,水平匀强磁场b垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷.已知a静止,b、c在纸面内均做匀速圆周运动(轨迹未画出).以下说法正确的是 (

a.a的质量最大,c的质量最小,b、c都沿逆时针方向运动。

b.b的质量最大,a的质量最小,b、c都沿顺时针方向运动。

c.三个油滴质量相等,b沿顺时针方向运动,c沿逆时针方向运动。

d.三个油滴质量相等,b、c都沿顺时针方向运动。

二、填空题(本大题共2个小题,共12分)

8.(8分)如图所示,放在蹄形磁铁两极之间的导体棒 ab,当通有自 b 到 a 的电流时受到向右的安培力作用,则磁铁的上端是极.若磁铁上端是s极,导体棒中的电流方向自 a 到 b,则导体棒受到的安培力方向向。

9.(4分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,在科学研究中具有重要应用.如图所示是质谱仪工作原理简图,电容器两极板相距为d,两端电压为u,板间匀强磁场磁感应强度为b1,一束带电量均为q的正电荷粒子从图示方向射入,沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场b2,结果分别打在a、b两点,测得两点间的距离为δr,由此可知,打在两点的粒子质量差为δm粒子重力不计)

三、本题共3小题,满分46分(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)

10.(10分)用两个一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场,棒中通以自左向右的电流(如图所示),当棒静止时,两弹簧秤的读数为f1;若将棒中的电流方向反向(大小保持不变),当棒静止时,两弹簧秤的示数为f2,且f2>f1,根据这两个数据,试求:(1)磁场的方向;

2)安培力的大小以及铜棒的重力.

11.(18分)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α=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,且粒子能从ab边射出磁场,求v0的取值范围.

12.(18分)如图所示的坐标系,在y轴左侧有垂直纸面、磁感应强度为b的匀强磁场.在x=l处,有一个与x轴垂直放置的屏,y轴与屏之间有与y轴平行的匀强电场.在坐标原点o处同时释放两个均带正电荷的粒子a和b,粒子a的速度方向沿着x轴负方向,粒子b的速度方向沿着x轴正方向.已知粒子a的质量为m,带电量为q,粒子b的质量是n1m,带电量为n2q,释放瞬间两个粒子的速率满足关系式mva=n1mvb.若已测得粒子a在磁场中运动的半径为r,粒子b击中屏的位置到x轴的距离也等于r.

粒子a和粒子b的重力均不计.求:

1)试在图中画出粒子a和粒子b的运动轨迹的示意图.

2)粒子a和粒子b打在屏上的位置之间的距离.

磁场复习一答案。

1.解析:磁感线是形象地描述磁场而引入的曲线,是假想的曲线,a项错;磁场的基本特性是对处于磁场中的磁极或电流有力的作用,b项正确.磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线,c项错误.通电导体平行磁场放置时,不受磁场力作用,此时就不能检测磁场的存在,故d项错误.

答案:b2.解析:根据安培定则即可判断a正确.

答案:a3. 解析:带电粒子静止时,不受洛伦兹力,故a可能.带电粒子运动方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,故b可能.带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时,做螺旋线运动.带电粒子运动方向与磁场方向垂直时,做匀速圆周运动,故d可能.答案:

c4. 解析:由安培定则和左手定则可知,选项b正确。

答案:b5. 答案:cd

6.答案:d

7.解析:三个油滴带等量同种电荷,由a静止可知带负电,电场力等于重力,b、c做圆周运动,电场力也等于重力,故三者质量相等;由左手定则可知b、c都沿顺时针方向运动.答案:d

8.解析:根据左手定则判断答案:n 右。

9.答案:10.解析:(1)由f2>f1,可以确定磁场的方向为垂直纸面向里.

2)设铜棒的重力为g,安培力的大小为f,则由平衡条件得:2f1=g―f,① 2f2= g + f,②

根据这两个方程,解得:铜棒的重力g = f1 + f2

安培力的大小f= f2 - f1

答案:(1)垂直纸面向里 (2)f=f2-f1;g=f1+f2

11.解析:(1)若粒子带负电,则进入磁场后沿顺时针方向偏转,如图所示,o1为轨迹圆心,由对称性可知,速度的偏转角θ1=2α=60°,故轨迹半径r1=od=

根据牛顿第二定律得:qv0b=,得v0==

2)若粒子带正电,则沿逆时针方向偏转,当v0最大时,轨迹与cd相切,轨迹圆心为o2,半径为r2,由几何关系得。

r2-r2cos 60°=,得r2=l

即vmax==

当v0最小时,轨迹与ab相切,轨迹圆心为o3,半径为r3,由几何关系可得r3+r3sin 30°=,得r3=

则vmin==,所以<v0≤.

答案:(12)<v0≤

12. 解析:(1)粒子a在磁场中做半个圆周的匀速圆周运动后进入电场做类平抛运动,设打在屏上的位置为q点,粒子b直接在电场中做类平抛运动,设打在屏上的位置为p点,如图所示.

2)由题意,两个粒子的速率满足关系式mva=n1mvb

粒子a在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得,qvab=

解得:va=,vb=

粒子a和粒子b做类平抛运动过程中,沿电场方向上的侧移分别为ya=2 r=2

由以上两式解得ya=

所以,粒子a和粒子b打在屏上的位置之间的距离为。

y=2r+r-y=3r-

答案:(1)见解析2)3r-

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