1、第八章磁场第1节磁场及其描述磁场对电流的作用一、单项选择题1.发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A洛伦兹 B库仑C法拉第 D奥斯特2.如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是 ()若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小A BC D3.如图所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度()A垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”B垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”C在环形分
2、路所在平面内指向BD磁感应强度为零4.质量为m的通电细杆置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为L，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上如下列选项所示(截面图)，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()A BC D5.如图所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出 ()A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大6.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和
3、I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()Aa点Bb点Cc点Dd点7.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 ()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB二、多项选择题8.如图，
4、质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为 ()Az方向，tan By正向，Cz负向，tan D沿悬线向上，sin 9.如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角(环面轴线为竖直方向)若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是()A导电圆环所受安培力方向竖直向下B导电圆环所受安培力方向竖直向上C导电圆环所受安培力的大小为2BIRD导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin 10.电
5、磁轨道炮工作原理如图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是()A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变三、非选择题 11.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如图所示)已知ab的质量为m1
6、0 g，长度L60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.4 T.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求该弹簧的劲度系数(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧均被拉长多少？(取g9.6 m/s2) 12.如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽为L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止求：(1)B至少多大？这时B的方向如何？(2)若保持B的大小不变而将
7、B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？ 13.如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M30 g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？第2节磁场对运动电荷的作用一、单项选择题1.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如图所
8、示径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)从图中情况可以确定()A粒子从a到b，带正电B粒子从a到b，带负电C粒子从b到a，带正电D粒子从b到a，带负电2.(2013新课标卷)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外一电荷量为q(q0)，质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60，则粒子的速率为(不计重力) ()A. B.C. D.3.(2012北京卷)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆
9、周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值()A与粒子电荷量成正比B与粒子速率成正比C与粒子质量成正比D与磁感应强度成正比4.(2013周南模拟)如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)()A3tB.tC.tD2t5.如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则 ()A如果粒子
10、的速度增大为原来的两倍，将从d点射出B如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出C如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的两倍，也将从d点射出D只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短6.一电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N点射出，如图所示，若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则()AhdB电子在磁场中运动的时间为C电子在磁场中运动的时间为D洛伦兹力对电子做的功为Bevh7.比荷为的电子以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，如图所示，为使电子从BC边穿出磁场，磁感应强度B的取值范围为
11、()AB BB DB8.(2013衡阳八中模拟)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是()A该束带电粒子带负电B速度选择器的P1极板带正电C在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小二、多项选择题9.(2012海南卷)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力，下列说法正确的是()A入
12、射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大三、非选择题 10.如图所示，匀强磁场中放置一块与磁感线平行的均匀薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R120cm做匀速圆周运动，第一次垂直穿过铅板后，以半径R219cm做匀速圆周运动，带电粒子还能穿过铅板几次？(设每次穿越铅板的过程中阻力大小相同，电荷量不变) 11.如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域、中，A2A4与A1A3的夹
13、角为60.一质量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与A1A3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入区，最后再从A4点处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)第3节带电粒子在复合场(组合场)中的运动一、单项选择题1.如图所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，abL，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从c点射出，若撤去电场，则粒子将(重力不计)()A从b点射出B从b、P间某点射出C从a点射出D从a、b间某点射出2.一重力不计的
14、带电粒子以初速度v0(v0W2C一定是W1W2，也可能是W1W23.如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的电场强度为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点()A带有电荷量为的正电荷B沿圆周逆时针运动C运动的角速度为D运动的速率为4.带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将()A可能做直线运动 B可能做匀减速运动C一定做曲线运动 D可能做匀速圆周运动5.有一带电荷量为q、重力为G的小球，
15、从竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时 ()A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀速运动D有可能做匀加速直线运动6.如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出已知小球质量为m，带电量为q，场强大小为E.关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中不正确的是 ()A洛伦兹力不做功B洛伦兹力做功C粒子运动轨迹为拋物线D水平拉力F增大二、多项选择题7.在方向如图所示
16、的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区，则 ()A若v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度vv0B若v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度vv0C若v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度vv0D若v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度vv08.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，CD两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是 ()A电势差UCD仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电
17、子，则电势差UCDMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为I1，即有BI1lMgFf0.5 mg，解得I12.0 A；若BIl0，得0v0(1)(3)小球Q在空间做平抛运动，要满足题设条件，则运动到小球P传出电磁场区域的同一水平高度时的W点，其竖直方向的速度vy与竖直位移yQ必须满足vxv，yQR.设小球Q运动到W点的时间为t，由平抛运动，有vygt，yQgt2解得B1B2，B1是B2的0.5倍11解析：(1)带电粒子在电场中做类平拋运动，则水平方向：Lv0t竖直方向：Lt2解得：E在竖直方向粒子做匀变速运动，粒子在P点的竖直分速度为vy，则有2v解得：vyv0P点的速度为vv
18、0设速度与水平方向的夹角为tan1，所以45(2)由几何关系可知：粒子在磁场中转过的圆心角为45sin 45得：rL粒子在磁场中做匀速圆周运动qvBm得：B磁场方向垂直纸面向外12解析：(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t1，有：v0at1Eqma解得：E7.2103 N/C(2)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径为：r5 cm周期T1105 s当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径为：r23 cm周期T2105 s故电荷从t0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图甲所示t105 s时刻电荷与O点的水平距离：d2(r1r2)4 cm(3)电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期T105 s，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个，此时电荷沿MN运动的距离s15d60 cm则最后8 cm的距离如图乙所示，有：r1r1cos 8 cm解得：cos 0.6，则53故电荷运动的总时间t总t115TT1T13.86104 s
