1、磁 场一、选择题：（50分）在每小题给出的四个选项中，有的只有一项是正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。1.关于磁感线的描述，正确的是A.磁铁的磁感线从N极出发，终止于S极B.利用磁感线疏密程度可定性地描述磁场中两处相对强弱C.磁铁周围小铁屑有规则的排列，正是磁感线真实存在的证明D.不管有几个磁体放在某一空间，在空间任一点绝无两根(或多根)磁感线相交abcdI1I22.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上
2、，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是A.a点B.b点C.c点D.d点3.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C.将c、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端4.质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导
3、轨间的摩擦力可能为零的是5.地面附近空间存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里，一个带电油滴沿着与竖直方向成角的直线MN运动，如图所示，由此可以判断A.油滴一定做匀速直线运动MNB.油滴可能做变速运动C.如果油滴带负电，它是从M点运动到N点D.如果油滴带正电，它是从N点运动到M点6.回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是A.狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，
4、带电粒子从D形盒射出时的动能越大B.磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C.带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D.用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率7.如图所示是利用电磁原理制造的充气泵结构示意图，其工作原理类似打点计时器，当电流从电磁铁的接线柱a流入而吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是A.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极B.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极C.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极D.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极8.为了测量某
5、化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是A.若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B.前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C.污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D.污水流量Q与U成正比，与a、b无关9.如图所示，在一个方向竖直向下的匀强磁场中，用细线悬挂一条水平导线
6、，若磁感应强度为B，导线质量为m，导线在磁场中的长度为L，当水平导线内通有电流I时，细线的张力大小为A.mgIBLB.mg+IBLC.D.10.如图所示，一带电粒子以水平速度v0(v0W2B.一定是W1=W2C.一定是W1W2D.可能是W1W211.如图所示，连接平行金属板P1和P2(板面垂直于纸面)的导线的一部分CD和另一连接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线将受到力的作用A.等离子体从右方射入时，CD受力的方向背离GHB.等离子体从右方射入时，CD受力的方向指向GHC.等离子体从左方射入时
7、，CD受力的方向背离GHD.等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH12.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dPa打到屏MN上的a点，通过Pa段用时为ta，若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上，两个微粒所受重力均忽略，则新微粒运动的A.轨迹为Pb，至屏的时间将小于tB.轨迹为Pc，至屏的时间将大于tC.轨迹为Pb，至屏的时间将等于tD.轨迹为Pa，至屏的时间将大于t选1. 粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动
8、。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是( )选2.如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰能沿水平作直线运动.现使小球从较低的b点开始下滑，经P点进入板间，在板间的运动过程中()(A)其动能将会增大(B)其电势能将会增大(C)小球所受的洛伦兹力将会增大(D)小球受到的电场力将会增大三、计算题：（60分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.如图所示，有一金属棒ab，质量m=5g，电阻R=1，可以
9、无摩擦地在两条轨道上滑动，轨道间的距离d=10cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角=30，置于磁感应强度B=0.4T、方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电池的电动势E=2V，内电阻r=0.1，问变阻器的电阻Rb为多大时，金属棒恰好静止？14.如图甲所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m，带电荷量为+q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度.(设小球电荷量不变)15.图为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析仪和磁分析仪组成，若静电分析仪通道的半径为R
10、，均匀辐向电场的场强为E，方向如图所示；磁分析仪中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，问：(1)为了使位于A处的质量为m、电荷量为q的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析仪，加速电场的电压U应为多大？(离子的重力不计)(2)离子由P点进入磁分析仪后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？若有一群离子从静止开始通过质谱仪后落在同一点Q，则该群离子有什么共同点？16.如图所示，一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁
11、感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径.重力忽略不计. 17.如图所示，在直角坐标系的第象限和第象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B=5.010-2T的匀强磁场，方向分别垂直于纸面向中外和向里，质量m=6.6410-27kg、电荷量为q=+3.210-19C的粒子(不计粒子的重力)，由静止开始经加速电压为U=1205V的电场(图中未画出)加速后，从坐标点M(4，)处平行于x轴向右运动，并先后通过匀强磁场区域.(1)请你求出粒子在磁场中的运动半径；(2)请你在图中画出粒子从直线x=4到x=4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x=4交点
12、的坐标；(3)求出粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间.选1.在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（APd）射入磁场（不计重力影响）。如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为（如图）。求入射粒子的速度。08011磁场参考答案一、选择题1.BD 2.AB 3.ABD 4.ACD 5.AC 6.D 7.C 8.BD 9.C 10.A11.AD 12.D 选1.A 选2.ABC二、计算题13.Rb=1.7514.小球受
13、力如图，由牛顿第二定律得：竖直方向：mgFf=ma水平方向：N=qE+qvB且Ff=N解得a=显然当v=0时am=g当a=0时，vm=。答案：am=g vm=15.解：(1)离子在加速电场中做加速运动，根据动能定律有qU=mv2离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有qE=m。由式得U=ER。(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有qvB=m。由式得r=由式可知，说明该群离子必同带正电荷，且具有相同的比荷。答案：(1)加速电场的电压U=ER。(2)该群离子同带正电荷，且具有相同的比荷。16. 17(1)101m(2)图象如图所示(3)6.5107s选1.由于粒子在P点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在AP上，AP是直径。设入射粒子的速度为v1，由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得： 解得：设O/是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接O/Q，设O/QR/。由几何关系得： 由余弦定理得：解得：设入射粒子的速度为v，由 解出：
