1、云南省元江民中2017-2018学年高二物理暑假作业（三） 磁场一、单选题(共8小题,每小题4.0分,共32分) 1.MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知abbccd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为()ABCD2.用安培定则来判定通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时，下列关于大拇指所指方向的说法正确的是()A 大拇指所指的方向就是磁感线的方向B 大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向C 大拇指所指的方向就是螺线管外部磁感线的方向D 以上说法都不对3.如图所示，在示波管的正上方有
2、一根直导线，导线中通以如图所示的电流时，示波管中的电子束将(电子的初速度方向与直导线平行)()A 向上偏转B 向下偏转C 向纸内偏转D 向纸外偏转4.质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场。如图所示为质谱仪的原理图，设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的P点，设OPx，则在图中能正确反映x与U之间的函数关系的是()5.如图所示，真空中纸面内有一矩形区域ABCD，长AB6 m，宽BC1 m，区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场一个带电粒子(不计重力)以一定的初速度从A点射入磁场，恰能从B点
3、射出，则下列说法正确的是()A 该粒子带正电，其轨道半径可能为8 mB 该粒子带负电，其轨道半径可能为6 mC 该粒子带正电，其轨道半径可能为4.8 mD 该粒子带负电，其轨道半径可能为3.6 m6.质子(H)和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和R，周期分别为Tp和T，则下列选项正确的是()ARpR12TpT12BRpR11TpT11CRpR11TpT12DRpR12TpT117.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60角不
4、计重力，该磁场的磁感应强度大小为()ABCD8.如图所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小的比值为()A 2BC 1D二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分) 9.(多选)关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是()A 电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同B 电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同C 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
5、D 磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同10.(多选)关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是()A 带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用B 洛伦兹力对运动电荷一定不做功C 放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用D 放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用11.(多选)如图所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直一带电量为q，质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，则下列说法正确的是()A 若带电粒子带电量为2q，粒子将向下偏转B 若带电粒子带电量为2q，粒子仍能沿直线穿过C 若带电粒子速度为2v
6、，粒子不与极板相碰，则从右侧射出时电势能一定增大D 若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过12.(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是()ABCD分卷II三、计算题(共4小题,每小题12.0分,共48分) 13.据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出设两导轨之间的距离L0.10 m，导轨长x5.0 m，炮弹质量m0.30 kg.导轨上
7、的电流I的方向如图中箭头所示可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里若炮弹出口速度为v2.0103m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响14.如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm.现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10 cm，b线圈半径为15 cm，问：(1)在B减为0.4 T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？(2)磁感应强度B大小不变，方向绕直径转过30过程中，a线圈中磁通量改变多少？(3)磁感应强度B大小、方向均不
8、变，线圈a绕直径转过180过程中，a线圈中磁通量改变多少？15.如图所示，已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g.求：(1)液滴在空间受到几个力的作用；(2)液滴所带电荷量及其电性；(3)液滴做匀速圆周运动的半径16.如图所示，质量为m1 kg，电荷量为q5102C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m，方向水平向右，B1 T，方向垂直纸面向里，g10 m/s2.求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)
9、在C点时滑块所受洛伦兹力答案解析1.【答案】A【解析】粒子从a运动到d依次经过小孔b、c、d，经历的时间t为3个，由t3和T可得，故A正确2.【答案】B【解析】在安培定则的使用过程中，是右手握住螺线管，让四指弯曲所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是磁感线的方向，该方向为螺线管内部磁感线的方向，螺线管外部的磁场的方向与内部磁场的方向相反所以B正确，A、C、D错误3.【答案】A【解析】根据安培定则可知：通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向外，电子带负电，向右运动，由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向上，所以阴极射线向上偏转故A正确，B、C、D错误4.【答案】B【解析】电子
10、在加速电场中：根据动能定理得qUmv2，得到v；电子进入磁场过程：由evB，电子的轨迹半径为r，x2r，可见x，故B正确，A，C、D错误5.【答案】A【解析】如图所示，当运动轨迹与CD相切时圆周运动的半径最小，根据洛伦兹力指向圆心，用左手定则可判定粒子带正电；设最小的半径为R，根据几何关系：AO2AE2OE2，即R232(R1)2解得：R5 m所以粒子带正电，半径大于等于5 m.6.【答案】A【解析】质子(H)和粒子(He)带电荷量之比qpq12，质量之比mpm14.由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律，R，T，粒子速率相同，代入q、m可得RpR12，TpT12，故选项A正确7.【答案】A
11、【解析】带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，画出轨迹如图所示，根据几何知识可知，轨迹的圆心角等于速度的偏向角60，且轨迹的半径为rRcot 30R，由牛顿第二定律得，qv0Bm，解得：B.8.【答案】D【解析】粒子垂直于磁场方向进入磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据粒子穿越铝板时动能损失一半，可得mv2mv，即v1v2，由R，R12R2可得，所以B1B22，故选项D对9.【答案】BC【解析】电场强度的方向与正电荷在电场中所受的电场力的方向相同，A错误，B正确磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向即静止时N极所指的方向相同，C正确磁场中
12、通电导线的受力方向不是该处磁感应强度的方向，D错误故选B、C.10.【答案】ABD【解析】当带电粒子运动方向与磁场方向在同一直线上时，带电粒子不受洛伦兹力，故A正确；洛伦兹力总垂直于带电粒子运动方向，在洛伦兹力方向上，粒子位移为零，因此洛伦兹力对带电粒子不做功，故B正确；当电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力作用，故C错误，D正确11.【答案】BC【解析】粒子恰沿直线穿过，电场力和洛伦兹力均垂直于速度方向，故合力为零，粒子做匀速直线运动；根据平衡条件，有：qvBqE解得：vE/B只要粒子速度为E/B，就能沿直线匀速通过选择器，故A错误，B正确；若带电粒子速度为2v，电场力不变，洛伦兹力
13、变为原来的2倍，故会偏转，克服电场力做功，电势能增加，故C正确；若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，故D错误12.【答案】AC【解析】当通电导线垂直于磁场方向放置时，可用表示B.故选A、C.13.【答案】6105A【解析】在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为FIBL设炮弹的加速度的大小为a，则有Fma炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而有v22ax联立代入题给数据得：I6105A故通过导轨的电流I6105A.14.【答案】(1)a线圈：1.256102Wbb线圈：磁通量的变化量与a线圈相同.(2)3.4103Wb.(3)5.0102Wb.【
14、解析】(1)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合，1Br2，2B1r2|21|(B1B)r2|1.256102Wbb线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同.(2)磁场转过30，a线圈面积在垂直磁场方向的投影面积为r2cos 30，则3Br2cos 30|31|Br2(1cos 30)3.4103Wb.(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180过后，磁感线从该面穿出，故BS(BS)2BS5.0102Wb.15.【答案】(1)三个(2)负电，(3)【解析】(1)带电液滴在复合场中受重力、电
15、场力和洛伦兹力的作用(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，由mgEq得，所带电荷量为q.(3)尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，由qvBm得，R，把电荷量代入可得：R.16.【答案】(1)2 m/s，方向水平向左(2)0.1 N，方向竖直向下【解析】以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力qE，方向水平向右；洛伦兹力F洛qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv得vC2 m/s，方向水平向左；(2)根据洛伦兹力公式得：FqvCB510221 N0.1 N，方向竖直向下