磁場單元小結(jié)練習(xí)測試卷

1、單元小結(jié)練磁場知識鞏固練一、單項選擇題1已知通電長直導(dǎo)線周圍某點的磁感應(yīng)強度Bk，即磁感應(yīng)強度B與導(dǎo)線中的電流I成正比、與該點到導(dǎo)線的距離r成反比如圖1所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距為R，通以大小、方向均相同的電流規(guī)定磁場方向垂直紙面向里為正，在OR區(qū)間內(nèi)磁感應(yīng)強度B隨r變化的圖線可能是()圖1答案C2如圖2所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒中的恒定電流I垂直于紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可將導(dǎo)體棒置于勻強磁場中，當(dāng)外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，關(guān)于B的大小的變化，正確的是()圖2A逐漸增大 B逐漸

2、減小C先增大后減小 D先減小后增大答案D解析對導(dǎo)體棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力F安，三力平衡，合力為零，將支持力FN和安培力F安合成，合力與重力相平衡，如圖所示從圖中可以看出，當(dāng)磁場的方向變化時，安培力F安先減小后增大，由于F安BIL，且其中電流I和導(dǎo)體棒的長度L均不變，故磁感應(yīng)強度先減小后增大，故本題選D.3.如圖3所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，不計重力，在a點以某一初速度水平向左射入磁場區(qū)域，沿曲線abcd運動，ab、bc、cd都是半徑為R的圓弧粒子在每段圓弧上運動的時間都為t.規(guī)定垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度方向為正，則磁場區(qū)域、三部分的磁感應(yīng)強度B隨x變化的關(guān)系可能

3、是下列圖中的()圖3答案C4(2013·新課標(biāo)·17)空間有一圓柱形勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為R，磁場方向垂直橫截面一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，離開磁場時速度方向偏離入射方向60°.不計重力，該磁場的磁感應(yīng)強度大小為()A. B.C. D.答案A解析若磁場方向向外，帶電粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系知rR根據(jù)洛倫茲力提供向心力得：qv0Bm解得B.若磁場方向向里可得到同樣的結(jié)果，選項A正確二、多項選擇題5如圖4所示，一個半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應(yīng)強度B大小相

4、等，方向均與環(huán)面軸線方向成角(環(huán)面軸線為豎直方向)若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如圖所示的恒定電流I，則下列說法正確的是()圖4A導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢B導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上C導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRD導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin 答案ABD解析若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如題圖所示的恒定電流I，由左手定則可得導(dǎo)電圓環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi)，導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上，導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin ，選項A、B、D正確6一個帶正電的小球沿光滑絕緣的水平桌面向右運動，小球離開桌面后進(jìn)入一水平向里的勻強磁場，已知速度方向垂直于磁場方向，如圖5所示，小球飛

5、離桌面后落到地板上，設(shè)飛行時間為t1，水平射程為x1，著地速度為v1.撤去磁場，其余的條件不變，小球飛行時間為t2，水平射程為x2，著地速度為v2.則下列論述正確的是()圖5Ax1>x2 Bt1>t2Cv1和v2大小相等 Dv1和v2方向相同答案ABC解析當(dāng)桌面右邊存在磁場時，在小球下落過程中由左手定則知，帶電小球受到斜向右上方的洛倫茲力作用，此力在水平方向上的分量向右，豎直方向上分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，豎直方向上加速度a<g，所以t1>t2，x1>x2，A、B對；又因為洛倫茲力對小球不做功，C對；兩次小球著地時速度方向不同，故D錯誤7(2012&

6、#183;江蘇·9)如圖6所示，MN是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場的邊界一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點射入磁場若粒子速度為v0，粒子重力不計，最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點下列說法正確的有()圖6A若粒子落在A點的左側(cè)，其速度一定小于v0B若粒子落在A點的右側(cè)，其速度一定大于v0C若粒子落在A點左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小于v0D若粒子落在A點左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v0答案BC解析帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，qv0B，所以r，當(dāng)帶電粒子從不同方向由O點以速度v0進(jìn)入勻強磁場時，其軌跡是半徑為r的圓，軌跡與邊界的交點位置最遠(yuǎn)是離O點2r的距離，即OA2r，落在A

7、點的粒子從O點垂直入射，其他粒子則均落在A點左側(cè)，若落在A點右側(cè)則必須有更大的速度，選項B正確若粒子速度雖然比v0大，但進(jìn)入磁場時與磁場邊界夾角過大或過小，粒子仍有可能落在A點左側(cè)，選項A、D錯誤若粒子落在A點左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，設(shè)粒子運動軌跡的半徑為r，則r，代入r，r，解得vv0，選項C正確8如圖7所示，垂直于紙面向里的勻強磁場分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi)，O點是cd邊的中點一個帶正電的粒子僅在洛倫茲力的作用下，從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時間t0后剛好從c點射出磁場現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30°角的方向，以大小不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列

8、說法中正確的是()圖7A若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從cd邊射出磁場B若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從ad邊射出磁場C若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從bc邊射出磁場D若該帶電粒子在磁場中經(jīng)歷的時間是t0，則它一定從ab邊射出磁場答案AC解析如圖所示，作出剛好從ab邊射出的軌跡、剛好從bc邊射出的軌跡、從cd邊射出的軌跡和剛好從ad邊射出的軌跡.由從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi)，經(jīng)過時間t0后剛好從c點射出磁場可知，帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期是2t0.可知，從ad邊射出磁場經(jīng)歷的時間一定小于t0；從ab邊射出磁場經(jīng)歷的時間一定

9、大于等于t0，小于t0；從bc邊射出磁場經(jīng)歷的時間一定大于等于t0，小于t0；從cd邊射出磁場經(jīng)歷的時間一定是t0.三、非選擇題9在如圖8所示寬度范圍內(nèi)，用場強為E的勻強電場可使初速度為v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)角在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強磁場(圖中未畫出)，使該粒子穿過該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為(不計粒子的重力)，問：圖8(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度是多大？(2)粒子穿過電場和磁場的時間之比是多大？答案(1)(2)解析(1)設(shè)寬度為L.當(dāng)只有電場存在時，帶電粒子做類平拋運動水平方向上：Lv0t，豎直方向上：vyattan 當(dāng)只有磁場存在時，帶電粒子做勻速圓周運動，軌跡半徑為R，如圖

10、所示，由幾何關(guān)系可知sin ，R聯(lián)立解得B.(2)粒子在電場中運動的時間t1粒子在磁場中運動的時間t2·T·所以·.10勻強磁場區(qū)域由一個半徑為R的半圓和一個長為2R、寬為的矩形組成，磁場的方向如圖9所示一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(粒子間的相互作用和重力均不計)以速度v從邊界AN的中點P垂直于AN和磁場方向射入磁場中問：圖9(1)當(dāng)磁感應(yīng)強度為多大時，粒子恰好從A點射出？(2)對應(yīng)于粒子可能射出的各段磁場邊界，磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足什么條件？答案(1)(2)見解析解析(1)由左手定則判定，粒子向左偏轉(zhuǎn)，只能從PA、AC和CD三段邊界射出，如圖所示當(dāng)粒子從A點射出時，

11、運動半徑r1由qB1v得B1(2)當(dāng)粒子從C點射出時，由勾股定理得：(Rr2)2()2r，解得r2R由qB2v，得B2據(jù)粒子在磁場中運動半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷當(dāng)B>時，粒子從PA段射出；當(dāng)>B>時，粒子從AC段射出；當(dāng)B<時，粒子從CD段射出11如圖10所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板，圓弧頂點P有一速率為v0的帶正電的粒子平行于紙面進(jìn)入磁場，已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子重力不計圖10(1)若粒子對準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場中運動的時間；(2)若粒子對準(zhǔn)圓心射入，且速率為v0，求它打到感光板上時速度的垂直分量；(3)若粒子以速率v0從P點以任意角射入，試證明它離開磁場后均垂直打在感光板上答案(1)(2)v0(3)見解析解析(1)設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑為r，由牛頓第二定律得Bqv0m所以rR帶電粒子在磁場中的運動軌跡為四分之一圓周，軌跡對應(yīng)的圓心角為.則它在磁場中運動的時間t(2)由(1)知，當(dāng)vv0時，帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑為R，其運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可知PO2OOO2A30°所以帶電粒子離開磁場時偏轉(zhuǎn)角為60°粒子打到感光板上時速度的垂直分量為vvsin 6