1、第5、6章磁场磁场对电流和运动电荷的作用单元测试一单项选择题1有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是 （ C ）A磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关C磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小2.如图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点（图中白点 ）为坐标原点，沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能是 （ C ）A B C DBBBBZZZZ3关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：（D） A、磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B、磁场的方向就是通电导体
2、在磁场中某点受磁场作用力的方向C、沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D、在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小4.关于电场线和磁感线，以下说法中正确的是（B）A电场线和磁感线都是实际存在的直线或曲线B电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的C电场线总是从正电荷出发到负电荷终止，磁感线总是从磁体的N极出发到S极终止D电场线上某点的切线方向与正电荷在该点的受力方向相同，磁感线上某点的切线方向与放在该点的小磁针静止时N极的受力方向垂直。14235.如图所示，在一个平面内有六根绝缘的通电导线，电流大小相同，1、2、3、4为面积相等的正方形区域，其中指向纸面内的磁场最强的区域是（D）A1
3、区 B2区 C3区 D4区 6.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30o角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（B）A、1：2 B、2：1 C、 D、1：15B7.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速.两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和粒子（）比较
4、它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（B）A、加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B、加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C、加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D、加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大二、多项选择题：8.下列说法中正确的是 （ BCD ）A磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生B自感现象和互感现象说明了磁场具有能量C金属中的涡流会产生热量，生活中的电磁炉是利用这原理而工作的D交流感应电动机是利用电磁驱动原理工作的UBAv9. 如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分
5、别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，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，D形盒半径为R.。用该回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电周期为T。（粒子通过狭缝的时间忽略不计）则 （ AC ）A质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为TB质子被加速后的最大速度可能超过C质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关D不改变B和T，该回旋加速器也能用于加速粒子10.如右图所示，平行板间的匀强电场范围内存在着匀强磁场，带电粒子以速度v0 垂直电场从P点射入平行板间，恰好沿纸面匀速直线运动，从Q点飞出，忽略重
6、力，下列说法正确的是（BD）A磁场方向与带电粒子所带电的正负有关B磁场方向一定垂直纸面向里C带电粒子从Q沿QP进入，也能做匀速直线运动D粒子带负电时，以速度v1从P沿PQ射入，从Q飞 出，则v0v1Ox/cm1y/cm11.如图所示，宽l=1cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm，则（AD）A.右边界:-3cmy3cm和y6cm有粒子射出D.左边界:0y6cm有粒子射出三、简答题：12.如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A、
7、B两极分别接在直流高压电源的_ _和 _此时，荧光屏上的电子束运动轨迹_ _偏转(填“向上”、“向下”或“不”)答案：负 （ 2分)、 正 (2分)、 下(2分)四计算题13.如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成角。设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径R； （2）电子在磁场中运动的时间t； （3）圆形磁场区域的半径r。解析：（1） （5分）（2） （5分）（3）（5分）14.如图所示，在倾角为的光滑斜面
8、上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒ab，通以方向向里的电流，电流强度为I，重力加速度为g，（1）若加竖直向上的匀强磁场，使导体棒静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的大小；+-Bab（2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的最小值和所对应方向。解析：（1）导体棒受力如图所示，由平衡得 ， （2分）mgF安FN解得：， （2分）（2）当导体受安培力沿斜面向上时，安培力最 小，如图所示，则有mgF安FNxy， （2分） 解得：， （2分）由左手定得判断，磁感应强度B的方向垂直斜面向上， （2分）15.如图所示，a、b、c、d为4个正离子
9、，电荷量相等均为q，同时沿图示方向进入速度选择器后，a粒子射向P1板，b粒子射向P2板，c、d两粒子通过速度选择器后，进入另一磁感应强度为B2的磁场，分别打在A1和A2两点，A1和A2两点相距x 。已知速度选择器两板电压为U，两板距离为d，板间磁感应强度为B1(1)试判断a、b、c、d四粒子进入速度选择器的速度va、vb、vc、vd大小关系。（用、或表示）x（2）试求出vc、vd，（3）试判断c、d粒子的质量mc 与md是否相等，若不等，求出它们的质量差m解析：（1）vavc=vd vb（4分） （2）c、d不偏转，故有Eq=Bqv即：得，vc=vd=（4分） （3）不等，mc md （4分）
10、 （4分）16.如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=810-5C的小球，小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1= 15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示g取10m/s2，不计空气阻力求：（1）小球刚进入磁场B1时的加速度大小a；（2）绝缘管的长度L；（3）小球离开管后再
11、次经过水平面MN时距管口的距离x（1）小球刚进入磁场B1时的加速度大小a；（2）绝缘管的长度L；（3）小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离x解析：（1）以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，则 （3分）（2）在小球运动到管口时，FN2.4103N，设v1为小球竖直分速度，由，则MNQvB1EPB2mgqEvqBv由得 （5分）（3）小球离开管口进入复合场，其中qE2103N，mg2103N故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动， 合速度与MN成45角， 轨道半径为R， （4分）小球离开管口开始计时，到再次经过MN所通过的水平距离 （2分）对应时间小车运动距离为x2，x=x1-x2=(2-/2 ) m （2分）