高二物理磁场测试题

磁 场 测 试 题

一、本题共17小题，每小题4分，共68分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．

1、下列关于磁场的说法中正确的是：（ ）

A．磁体的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的 B．运动电荷之间的相互作用除了有电场力外还可能有磁场力 C．通电直导线所受安培力的方向为该处的磁场的方向 D．在磁场中，磁体S极受力方向为该处的磁场的反方向

2、现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间将（ ）

A．竖直向下沿直线射向地面 B．向东偏转 C．向西偏转 D．向北偏转

3、如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列说法正确的是（ ）

A．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上 B．微粒做圆周运动的半径为E2h

Bgh E

C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小 4．如图所示，直导线MN与矩形线框abcd在同一平面内，直导线中通有向上的电流I，矩形线框中通有沿逆时针方向的电流I0，则直导线中电流I的磁场对通电矩形线框各边的安培力合力（ ） MA．大小为零 B．大小不为零，方向向左 adC．大小不为零，方向向右 D．大小不为零，方向向上 II0B C

D F

bc图5 5．如图5所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属N导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（ ）

A．BIL B．BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ

6．如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中放置一个光滑绝缘的“^”形轨道，两轨道的倾角相等，带等量负电荷的小球A、B同时从轨道顶部无初速度下滑，则下列说法正确的（ ） A．两球沿轨道下滑的加速度大小相等 B．经过一段时间，B球离开轨道 C．两球沿轨道下滑时速率始终相等 D．经过一段时间，A球将离开轨道

7．图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是 （ ）

a A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里 O C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外

b D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外

1

O' 8．在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图5甲所示，圆形区

域内的偏转磁场方向垂直于圆面，当不加磁场时，电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点。为了使屏幕上出现一条以M点为中点的亮线PQ，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是图5乙中的 （ ）

9．一个带电粒处于垂直于匀强磁场方向的平面内，在磁场力的作用下做圆周运动.要想确定带电粒子的电荷量与质量之比，则只需要知道（ ）

A.运动速度v和磁感应强度B B.轨道半径R和磁感应强度B C.轨道半径R和运动速度v D.磁感应强度B和运动周期T 10．如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上。由于磁场的作用，则（ ）

A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势 B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势 a I b D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势

11．如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，

分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（ ） +q +q A．两个小球到达轨道最低点的速度vM

B M E N B．两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM>FN

C．小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间

D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处

12．如图，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度

B 的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里.许多质量为m带电量为+q的

粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域.不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电M O

mv粒子可能经过的区域，其中R?.哪个图是正确的？（ ）

Bq M

2R 2R O R N M 2R R 2R N M 2R 2R 2R N M 2R 2R R N O O O

A

BC D

13．如图，空间有垂直于xoy平面匀强磁场.t=0的时刻，电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x

轴正方向.A点坐标为（?R，0），其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径.不计重力，则

2 2

①电子经过y轴时，速度大小仍为v0 ②电子在t??R时，第一次经过y轴

6v0③电子第一次经过y轴的坐标为(0，2?3R)

2y A v0 ④电子第一次经过y轴的坐标为(0，?2?32R)以上说法正确的是（ ） (-R/2,0O ) x A.①③ B.①④ C.①②③ D.①②④ 14．利用图8-8所示装置可测磁感应强度B，矩形线圈宽为L，共N

匝，磁场垂直于纸面，当线圈中通以方向如图所示的电流I时， 天平如图示那样平衡。当电流改为反方向时（大小不变），右边 再加质量为m的砝码后，天平重新平衡，由此可知 （ ） A．B的方向垂直纸面向里，且B =（m1－m2）g/NLI B．B的方向垂直纸面向里，且B = mg/2NLI C．B的方向垂直纸面向外，且B =（m1－m2）g/NLI D．B的方向垂直纸面向外，且B = mg/2NLI 15、如图，磁感强度为B的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系

图14

的第I象限。一质量为m，带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A点时的速度方向平行于x轴，那么： A、粒子带正电 B、粒子带负电 C、粒子由O到A经历时间t??m

3qBy V0 A D、粒子的速度没有变化

x O 16、如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高

度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时（ ）

A．可能做匀加速直线运动 B．一定做曲线运动 C．只有重力做功 D．电场力对小球一定做正功17、如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从

B A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3

C A 的大小，则有(粒子重力忽略不计)( ) A.t1=t2=t3

B.t2

C.t1=t2

D.t1=t3>t2

D

18．（8分）汤姆生在测定阴极射线荷质比时采用的方法是利用电场、磁场偏转法。即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。设匀强电场的电场强度为E，阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ（θ较小，θ≈tanθ）A （如图8-15A）；以匀强磁场B代替电场，测出经过图8-15 同样长的一段弧长L的运动偏角为φ（如图8-15B），

试以E、B、L、θ、φ表示组成阴极射线粒子荷质比q/m的关系式（重力不计）

3

B

19. (12分)坐标原点O处有一点状的放射源，它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在0

2qd2和质量；在d?y?2d的区域内分布有垂直于xoy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板，放置于y?2d处，如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab．

板上.（不考虑a粒子的重力）（1）求α粒子刚进人磁场时的动能； （2）求磁感应强度B的大小（3）将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.

20、（12分） 如图所示，某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向里，其右边界可向右边无限延伸。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1）带电粒子在磁场中的轨道半径 （2）中间磁场区域的宽度d；（3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。 答案 答案 ABD A B BD ABC A C D C B ACD BC AD B B C D 18. 解:在电场中偏转L?v0t 又tan?vy?at a?Eqm tan??vy得：EqL

tan??2vxmv0?? ???EqL 在磁场中偏转：设电子在磁场中做匀速圆周运动半径为R

2mv0 4

22v0由Bqv0?m L?R?? 联立消去v0整理得q??E Rm?B2L19. （1）根据动能定理：Eqd（2）根据上题结果可知vt沿x方向的位移

?12121122mvt?mv0可得末动能mvt2?Eqd?mv0 ?2mv02222?2v0，对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方向夹角???3，其在电场中

x1?v0t?v02d23，易知若此粒子不能打到ab板上，则所有粒子均不能打到ab板，因此?d3?Eq????m?此粒子轨迹必与ab板相切，可得其圆周运动的半径

2r?d3mvt2又根据洛伦兹力提供向心力Bqvt?r

可得B?3mvt3mv0?2qdqd

（3）易知沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上，则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。由图可知此时磁场宽度为原来的于

1，即当ab板位3

y?4d3的位置时，恰好所有粒子均能打到板上；ab板上被打中区域的长度

L?2x1?r?432d?d 3312、（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：qEL?1mv2带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：

2v2 由以上两式，可得 12mEL （2）由于在两磁场区域中粒子运动半径相同，如图14所示，三Bqv?mR?RBq段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为

d?Rsin600?16mEL

2Bq磁（3）在电场中 t?2v?2mv?22mL在中间磁场中运动时间t?T?2?m 在右侧12aqEqE33qB场中运动时间

O3 O O1

55?mt3?T?63qB2mL7?m?qE3qB

，则粒子第一次回到O点的所用时间为

600 O2 t?t1?t2?t3?2

5