第三章 磁場

1、 磁 場一、本題共12小題；每小題3分，共36分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個正確選項，有的小題有多個正確選項，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯的或不答的得0分1宇宙空間中有大量的帶電粒子，以高速度射向地球，要是這些粒子進入大氣層，會使空氣大量電離，也有的會射到動植物上傷害地球上的生命，地磁場起到保護地球的作用，避免這些“天外來客”的傷害，這是因為 ( ) A帶電粒子進入地磁場后，減慢了速度，最終停止下來而不會進入地球大氣層 B帶電粒子進入地磁場后，運動發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而避開了地球而射出 C地磁場太弱，不能起到保護作用，實際起保護作用的是別的因素 D地磁場使帶電粒子失去電荷，

2、成為中性的、無害的粒子2在圖11-1中，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針的上方時，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)這一帶電粒子束可能是 ( ) A向右飛行的正離子束 B向左飛行的正離子束 C向右飛行的負離子束 D向左飛行的負離子束3兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相等方向相反的電流，a受到的磁場力大小為Fl，當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到的磁場力的大小變?yōu)镕2，則此時b受到磁場力大小變?yōu)?( )AF2 BF1F2 CFl+F2 D2FlF2 4通電矩形導線框abcd與無限長通電導線MN在同一平面內(nèi)，電流方向 如圖112所示，ad邊與MN平行，關(guān)于MN的磁場對線框的作用，下 列敘述

3、正確的是 ( ) A線框有兩條邊所受的安培力方向相同 B線框有兩條邊所受的安培力大小相同 C整個線框有向里收縮的趨勢 D導線MN向左微移各邊受力將變小，但合力不變5如圖11-3所示，有一磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電 子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)(不計重力)， 則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小和方向是 ( ) ABv，豎直向上 BBv，水平向左 CBv,垂直紙面向里 DBv，垂直紙面向外6如圖11-4所示，一個帶負電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙絕緣桿上， 整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場B中，現(xiàn)給滑環(huán)施以一個水平向 右的瞬時

4、沖量，使其由靜止開始運動，則滑環(huán)在桿上的運動情況可能是( ) A始終做勻速運動 B始終做減速運動，最后靜止于桿上 C先做加速運動，最后做勻速運動 D先做減速運動，最后做勻速運動7如圖11-5所示，用絕緣細線懸掛的單擺，擺球帶正電，懸掛于O點，擺長為L，當它擺過豎直線OC時，便進入或離開一個勻強磁場，磁場方向垂直于單擺擺動平面，A、B點分別是最大振幅處，下列說法正確的是 ( )AA點與B點處于同一水平面 B在A點和B點處線上的拉力大小相等 C單擺的振動周期為 不變 D單擺向右或向左擺過D點處時，線上的拉力是相等的8一個質(zhì)子和一個粒子先后垂直磁場方向進入一個有理想邊界的勻強 磁場區(qū)域，它們在磁場中

5、的運動軌跡完全相同，都是以圖116中的O 為圓心的半圓已知質(zhì)子與粒子的電量之比ql：q2=12，質(zhì)量之比 m1：m2=14，則以下說法中正確的是 ( ) A它們在磁場中運動時的動能相等 B它們在磁場中所受到的向心力大小相等 C它們在磁場中運動的時間相等 D它們在磁場中運動時的動量大小相等9如圖11-7所示，正方形容器內(nèi)存在勻強磁場，一束電子從孔a垂直于磁場沿ab方向射入容器中，其中一部分電子從c孔射出，另一部分從d孔射出已知容器內(nèi)是真空，則下列敘述正確的是 ( ) A從兩孔射出的電子速率之比c：d=21 B從兩孔射出的電子在容器中運動的時間之比tctd=12 C從兩孔射出的電子在容器中加速度之

6、比ac:ad=12 D從兩孔射出的電子在容器中加速度之比ac：ad=2110如圖11-8所示，空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場，一帶電液 滴從靜止開始自A沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C點是運動的最低點，阻力不計，以下說法正確的是 ( )A液滴一定帶負電 B液滴在C點時動能最大 C液滴在運動過程中機械能守恒 D液滴將由B點返回A點11一帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，當它運動到A點時與一不帶電的靜止粒子發(fā)生碰撞并合為一體碰撞后粒子的運動軌跡將是圖11-9中的哪一種情況(實線表示原 軌跡、虛線表示碰撞后的軌跡?) ( )A甲 B乙 C丙 D丁12電磁流量計廣泛應用于

7、測量可導電液體(如污水)在管中的流量(在 單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積)為了簡化，假設(shè)流量計 是如圖11-10所示的橫截面為長方形的一段管道其中空部分的長、 寬、高分別為圖中的a、b、c流量計的兩端與輸送流體的管道相連接(圖中虛線)圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料現(xiàn)于流量計所在處加磁感應強度B的勻強磁場，磁場方向垂直前后兩面當導電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值已知流體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為 ( )A. B. C. D.答 題 卡題號l23456789101l12答案二、

8、實驗題(5分×3=15分)13三個帶等量正電荷的粒子a、b、c(所受重力不計)以相同的初動能水平射入電磁場中， 軌跡如圖11-11所示，則可知它們的質(zhì)量ma、mb、mc由大到小的次序為 ，入 射時的初動量由小到大次序為 (設(shè)初動量為 Pa、Pb、Pc )14如圖11-12所示，水平放置的A和B其中一個是電源，另一個是用電器，用環(huán)形裸導線連接，在環(huán)內(nèi)有一帶負電的粒子沿逆時針方向做圓周運動，用電壓表測得a點的電勢高于b點，則可判斷 是電源15如圖11-13所示，在虛線所示寬度范圍內(nèi)，用場強為E的勻強電場可使以初速度0、垂直于電場方向入射的某種正離子偏轉(zhuǎn)角在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于

9、紙面向 外的勻強磁場，使該離子穿過磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)角度也為，則勻強磁場的磁感應強度大小為 。三、本題共5小題；49分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。16(6分)如圖11-14所示，矩形線圈長20cm，寬15cm，共200匝，處在磁感應強度B=0.5T 的勻強磁場中，對稱軸OO與磁場方向垂直，開始時線圈平面與磁感線平行，當線圈中通 過的電流 I=5A時，線圈所受磁力矩多大?從圖示位置繞軸轉(zhuǎn)過 =30°時，線圈所受力矩多大? 17(9分)一個質(zhì)量m=0.1g的小滑塊，帶有q =5×10-4C的

10、電荷放置在傾角=30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面置于B =0.5T 的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖11-15所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，若斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面，求：(1)小滑塊帶何種電荷?(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大?(3)該斜面長度至少多長?18(12分)如圖11-16所示，有一磁感應強度B=9.1×10-4T的勻強磁場，C、D為垂直于磁場的同一平面內(nèi)的兩點，它們之間的距離l=0.05m今有一電子在此磁場中運動，它經(jīng)過C點時的速度的方向和磁場方向垂直且與CD間的夾角=30°問：(1)電子在C點時所受的洛倫茲力的方向

11、及大小如何?(2)若此電子在運動中后來又經(jīng)過了D點，則它的速度v應是多大?(3)電子從C點到D點所用的時間是多少? (電子的質(zhì)量m=9.1×10-31kg，電子的電量e=1.6×10-19C)19(12分)如圖11-17所示為利用電磁作用輸送非導電液體裝置的示意圖一邊長為L截 面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒b 的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，當棒a中通有垂直紙面 向里的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口的水 平距離為s若液體的密度為，不計所有阻力，求： (1)活塞移動的速度； (2)該裝置的功率； (3)磁感應強度B的大小20(10分)核聚變反應需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運動的離子約束在小范圍內(nèi)，通常采用磁約束的方法如圖11-18所示，環(huán)狀勻強磁場圍成中空區(qū)域