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1、第十一 章磁场（A 卷）一、本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 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，全部选对得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分.1.以下说法正确的是（）A.一小段通电导线在某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定是零B.在磁场中一小段通电直导线所受磁场力方向、该点的磁感应强度的方向以及导线中的电流方向，三者一定互相垂直C.在磁场中一小段通电直导线的电流方向不跟磁场方向垂直时，通电导线受的磁场力方向一定垂直于电流方向，而且一定垂直于磁场方向D.通电导线受磁场力的条件是电流方向与磁场方向垂直解析：F 安
2、=BIL，其中 I，B，L 三者方向并不一定都相互垂直.但是 F 安 的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.答案：C2.在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（）A.平行于南北方向，位于小磁针上方B.平行于东西方向，位于小磁针上方C.平行于东南方向，位于小磁针下方D.平行于西南方向，位于小磁针下方解析：不通电流时，小磁针指向南北方向，将直导线放在它的上方，且也在南北方向；通电流后电磁场给小磁针的转动力矩最大，效果最明显.直导线产生的电磁场与距直导线的距离有关，距离越小，电磁场越强，直导线在小磁针上方时越容易与小磁针靠近.答案：A3.光滑水平面上有一个带负电的
3、小球 A 和一个带正电的小球B，空间存在着竖直向下的匀强磁场，如图所示.给小球 B 一个合适的初速度，B 将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动.在运动过程中，由于 B 内部的因素，从 B 中分离出一小块不带电的物质C（可认为刚分离时二者的速度相同） ，则此后()A.B 会向圆外飞去，C 做匀速直线运动B.B 会向圆外飞去，C 做匀速圆周运动C.B 会向圆内飞去，C 做匀速直线运动D.B 会向圆内飞去，C 做匀速圆周运动解析：B 和 C 一起做匀速圆周运动，C 分离出去后既不受电场力又不受磁场力，故做匀速直线运动，B 部分受力不变，但因质量减少，故向心加速度增加，应向圆里运动，选项 C 正确.
4、答案：C4.三个速度大小不同而质量相同的一价离子，从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场，它们从下边缘飞出时的速度方向见下图.以下判断正确的是()A.三个离子均带负电B.三个离子均带正电C.离子 1 在磁场中运动的轨道半径最大D.离子 3 在磁场中运动的时间最长解析：该题考查的是带电离子在磁场中的圆周运动.解决该类型题首先要确定离子的运动轨迹及轨道的圆心和半径.由带电离子的入射点和射出点的关系确定离子的运动轨迹，根据左手法则可以判断三个带电离子均带负电荷，故选项 A 正确. 第 3 个离子的轨道半径最大，选项 C 错误.由带电离子的周期公式可得三个离子的周期均相同，但第 1 个离子
5、的轨道所对应的圆心角最大，故第 1 个离子运动时间最长，选项 D 错误.答案：A5.两个带电粒子，它的荷质比 相同，它们的电量不相同，mqq1=2q2，动量也不同，p 1=4p2，则它们在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比和周期之比分别为（）A.1：2 和 2：1 B.2：1 和 1：1C.4：1 和 1：2 D.1：4 和 1：1解析：R= ，故 R1：R 2=（ ）：（ ）.代入mvpqB1pqB2q1=2q2，p 1=4p2得 R1：R 2=2：1.T= = 由于两粒子的荷质m（ ） （ ）比相同故得 T1：T2=1：1.答案：B6.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微
6、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 t.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.新微粒运动的（）A.轨迹为 pb,至屏幕的时间将小于 tB.轨迹为 pc,至屏幕的时间将大于 tC.轨迹为 pb,至屏幕的时间将等于 tD.轨迹为 pa,至屏幕的时间将大于 t解析：带电微粒在匀强磁场中做匀速圆周运动，设带电微粒的质量为 m1,电荷量为 q1,r1= ,T1= ,撞击后，新微粒的质量为mvB12q（m 1+m2),电荷量为 q1,r2= ,T2= ,因为碰
7、撞动量守112mB恒，所以 m1v1=(m1+v2）v,所以 r1=r2,T1T2,所以轨迹仍为 pa,时间变长.所以 D 选项正确.答案：D7.如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线 a、b 和 c，各导线中的电流大小相同，其中，a、c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是（）A.导线 a 所受合力方向水平向右 B.导线 c 所受合力方向水平向右C.导线 c 所受合力方向水平向左 D.导线 b 所受合力方向水平向左解析：首先用安培定则判断导线所在处的磁场方
8、向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向.可以判定 B 是正确的.答案：B8.某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A，B 两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上.物块 A 带正电，物块B 为不带电的绝缘块.水平恒力 F 作用在物块 B 上，使 A，B 一起由静止开始向左运动.在 A、B 一起向左运动的过程中，以下关于 A、B受力情况的说法中正确的是（）A.A 对 B 的压力变小B.B 对 A 的摩擦力保持不变C.A 对 B 的摩擦力变大D.B 对地面的压力保持不变解析：由牛顿第二定律：F=（m A+mB）a，a= ，A、B 摩Fm擦 f=mAa= .保持不变，B
9、 正确.由左手定则，A 受洛伦兹力AF向下，A 对 B、B 对地面压力变大，A、D 错.故应选 B.答案：B9.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一不计重力的带电微粒从 o 点竖直向上垂直于磁场方向射入，沿曲线 opa 垂直打到竖直屏幕 MN 上的 a 点，通过 pa 段用时为 t.若保持区域内匀强磁场不变，只增大区域内匀强磁场的磁感应强度大小，则微粒经过p 点后运动的()A.轨迹为 pb,至屏幕的时间将大于 tB.轨迹为 pc,至屏幕的时间将小于 tC.轨迹为 pb，至屏幕的时间将小于 tD.轨迹为 pc，至屏幕的时间将大于 t解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动.粒子从 o 点竖直向上
10、进入磁场后做匀速圆周运动，若增大区域的磁感应强度，粒子的轨道半径将减小，则轨道变为 pc，在没有改变区域的磁感应强度之前，粒子沿曲线 opa 垂直的打在 a 点，而改变区域的磁感应强度之后，粒子沿曲线 opc 运动打在 c 点，由几何关系可知 pc 的弧长大于 pa 的弧长，而速度大小不变，故至屏的时间大于 t，选项 D 正确.答案：D10.如图所示为电视机显像管及其偏转线圈（L）的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的（）电子枪发射能力减弱，电子数减少加速电场的电压过高，电子速率偏大偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱A. B.C. D
11、.解析：画面变小，是由于电子束的偏转角减小，即偏转轨道半径增大所致.根据轨道半径公式：R= ，因为加速电压增大，将引mvBe起 v 增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起 B 减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小.由此可知选项 C 正确.答案：C11.由中国提供的永磁体阿尔法磁仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将其安装在阿尔法国际空间站中.主要使命之一是探索宇宙中的反物质，所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反.例如反质子即为 1-1H.假若使一束质子、反质子、 粒子和反 粒子组成射线，沿直线 OO进入匀强磁场 B2而形成4 条径迹，则（）A.1、4 是反粒
12、子径迹 B.3、4 是反粒子径迹C.2 是反 粒子径迹 D.1 是反 粒子径迹解析：射线沿直线 OO运动则 qvB1=qE，即 v= 说明射线以相1EB同的速度进入匀强磁场 B2.由 R= 知 粒子和反 粒子的半径大，2mvqB再由左手定则判断 2 是反 粒子的径迹.故 C 正确.答案：C12.如图所示，一个质子和一个 粒子垂直于磁场方向从同一点射入一个匀强磁场，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，则它们在磁场运动的过程中（）A.磁场对它们的冲量为零B.磁场对它们的冲量相等C.磁场对质子的冲量是对 粒子冲量的 2 倍D.磁场对 粒子的冲量是对质子冲量的 2 倍解析：由 R= = ，半径相同，而
13、q =2qH，所以 p =2pH.由动mvqBp量定理得 I =2p 、I H=2pH，所以 I =2IH，故 D 正确.答案：D二、本题共 5 题，共 72 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.设金属条左侧有一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为 B 且面积足够大的匀强磁场.涂有荧光材料的金属小球 P（半径忽略不计）置于金属条的正上方，与 A 点相距为 L，如图所示.当强光束照射到A 点时发生光电效应，小球 P 由于受到光电子的冲击而发出荧光.在纸面内若有一个与金属条成 角射出的荷质比为 的光电子恰能击e
14、m中小球 P，则该光电子的速率 v 应为多大？解析：光电子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得 evB=m 2vRR= mveB由图中几何关系知 L=2Rsin由式得 v= .Le2sin答案： Bmi14.金属棒质量为 m，导轨宽为 L，通过的电流为 I，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，结果 ab 静止且紧压在水平导轨上，若磁场方向与导轨平面成 角，如图所示，求：（1）棒受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力.解析：本题属于力的平衡问题，先分析受力并画出 ab 棒受力平面示意图，为受力分析方便，可把磁感应强度分解为沿竖直方向的B1=Bsin 和水平方向的 B2=Bcos，如图（a）所示
15、.金属棒 ab 的受力如图（b）所示，F 1、F 2分别是 B1、B 2对棒 ab的安培力.由平衡条件得：FN+F2-mg=0 F -F1=0其中安培力 F1=B1IL=BILsin，F 2=B2IL=BILcos由以上式子联立解得：（1）棒受到的摩擦为 F=F 1=BILsin.（2）棒对导轨的压力等于导轨对棒的支持力FN=F N=mg-BILcos.答案：（1）BILsin（2）mg-BILcos15.如图所示为实验用磁流体发电机原理图，两极间距 d=20 cm，磁场的磁感应强度 B=5 T，若接入额定功率 P=100 W 的灯，正好正常发光，且灯泡正常发光时电阻 R=100 ，不计发电机内阻，求：（1）等离子体的流速是多大？（2）若等离子体均为一价离子，每秒钟有多少个什么性质的离子打在下极板上？解析：（1）灯泡的额定电压为U= V=100 V01PR发电机的电动势 E=U=100 V稳定时对离子由受力平衡知 q =qvB，U=BdvUd所以 v= m/s=100 m/s.105.2UBd（2）由左手定则知，将正离子打在下极板上.通过电路中的电流 I= = A=1 AR10单位时间打在下极板上的离子数目为N= =3.131018个.19It0.5e6答案：（1）100 m/s（2）3.1310 18个正离子16.如图所示，直线 P
