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1、 蚌埠五中物理蚌埠五中物理(选修选修 31)第三章磁场质量检查试卷第三章磁场质量检查试卷一、选择题：一、选择题：（每小题分，共（每小题分，共 4040 分，请将每小题正确答案的字母填入答卷的表格内）分，请将每小题正确答案的字母填入答卷的表格内） 1、磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。对磁场认识正确的是A磁感线有可能出现相交的情况B磁感线总是由 N 极出发指向 S 极C某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时 N 极所指方向一致D若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零 2、右图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿 x 轴方向射出，在荧光屏上 会看到一条亮线
2、。要使荧光屏上的亮线向下（z 轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是 （填选项代号） 。 A加一磁场，磁场方向沿 z 轴负方向 B加一磁场，磁场方向沿 y 轴正方向 C加一电场，电场方向沿 z 轴负方向 D加一电场，电场方向沿 y 轴正方向 3、如图，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 MN，电流 I 方向从 M 到 N，绳子的拉力均为 F。为使 F0，可能达到要求的方法是A加水平向右的磁场B加水平向左的磁场C加垂直纸面向里的磁场D加垂直纸面向外的磁场4、如图，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会A向上偏转B向下偏转C向纸内
3、偏转D向纸外偏转5、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为 I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为 I 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为A0B0.5B CB D2 B 6、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的 4 倍与 2 倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度 开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子子运动轨迹 的是荧光屏狭缝电子束阴极阳极甲乙A甲乙B 乙甲C乙甲D（a ）（b ）7、如图所示
4、，长方形 abcd 长 ad0.6 m，宽 ab0.3 m，O、e 分别是 ad、bc 的中点，以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场） ，磁感应强度 B0.25 T。一群 不计重力、质量 m310-7 kg、电荷量 q2103 C 的带电粒子 以速度 v5l02 m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射人磁场区域 A从 Od 边射人的粒子，出射点全部分布在 Oa 边 B从 aO 边射人的粒子，出射点全部分布在 ab 边 C从 Od 边射入的粒子，出射点分布在 Oa 边和 ab 边 D从 aO 边射人的粒子，出射点分布在 ab 边和 bc 边8、如图所示，在 x 轴上方
5、存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场。一个不计重 力的带电粒子从坐标原点 O 处以速度 v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁 场且与 x 轴正方向成 120角，若粒子穿过 y 轴正半轴后在磁场中到 x 轴的最大距离为 a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是A，正电荷 B，正电荷 3 2v aB2v aBC，负电荷 D，负电荷3 2v aB2v aB 9、下列说法中正确的有 A只要带电粒子在磁场中运动，就会受到洛仑兹力的作用 带电粒子在空间定向运动，其周围空间一定形成磁场 带电粒子垂直射入磁场中，必做圆周运动 洛仑兹力总是不做功10、如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电
6、荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为 T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则 A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于 T0 B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于 T0 C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于 T0 D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于 T0二填空题：二填空题：（每空（每空 3 3 分，共分，共 1818 分）分）abcdBveO +vOBxyv11、磁场对放入其中的长为 L、电流强度为 I、方向与磁场垂直的通电导线有力 F 的作用，可 以用磁感应强度 B 描述磁场的力的性质，
7、磁感应强度的大小 B_，在物理学中， 用类似方法描述物质基本性质的物理量还有_等。 12、在磁感应强度 B 的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。若 任意时刻该导线中有 N 个以速度 v 做定向移动的电荷，每个电荷的电量 为 q。则每个电荷所受的洛伦兹力 f_，该段导线所受的安 培力为 F_。 13、边长为 a 的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以 v0水 平射入磁场后，分别从 A 处和 C 处射出，则 vA：vC=_；所经历的时 间之比 tA：tB=_。三计算与简答：三计算与简答：（1414、1515、1616小题小题1010分，分，1717小题小题1212分共分共4242分。解
8、答时要求写出必要的文分。解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）字说明、方程式和重要的演算步骤）14、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视 为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在轨道的一端， 通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高 速射出。设两导轨之间的距离w0.10 m，导轨长L5.0 m，炮弹 质量m0.30 kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为， 炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v2.0103 m/s，求 通
9、过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。 15、磁谱仪是测量 能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如图所示，放射源 S 发出质量为 m、电量为 q 的 粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，被限束光栏 Q 限制 在 2 的小角度内， 粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片 P 上。 （重力影响不计） 若能量在 EEE（E0，且 ）范围内的 粒子均垂直于限EE= 束光栏的方向进入磁场。试求这些 粒 子打在胶片上的范围 x1。 实际上，限束光栏有一定的宽度， 粒子将在 2 角内进入磁场。试求能量 均为 E 的 粒子打到感光胶片上的范围 x2 16、在半径为 R 的半圆形区域中有一匀 强
10、磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为 B。一质量为 m，带有电量 q 的粒子以 一定的速度沿垂直于半圆直径 AD 方向经 P 点（APd）射入磁场（不计重力影响） 。如果粒子恰好从 A 点射出磁场，求入射粒子的速度。 如果粒子经纸面内 Q 点从磁场中射出，出射方向与半圆在 Q 点切线方向的夹角为 （如图） 。求入射粒子的速度。IQSPxRAOPDQ17、两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为 x 轴和 y 轴，交 点 O 为原点，如图所示，在 y0，0xa 的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在 y0，xa 的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均
11、为 B。在 O 点有一处小孔，一束质量为 m、带电量为 q（q0）的粒子沿 x 轴经小孔射入磁场，最后扎 在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种 数值。已知速度最大的粒子在 0xa 的区域中运动的时间与在 xa 的区域中运动的时间之 比为 25，在磁场中运动的总时间为 7T/12，其中 T 为该粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响） 。蚌埠五中物理蚌埠五中物理(选修选修 31)第三章磁场质量检查答案第三章磁场质量检查答案一、选择题：一、选择题：题号题号12345678910答案答案CBCAA
12、ADCBCDAD二填空题：二填空题：11、，电场强度 12、qvB，NqvB 13、1：2 2：1ILF三计算与简答：三计算与简答：14、 炮弹的加速度为：FIwBamm炮弹做匀加速运动，有：22vaL解得：2 50.6 10 A2mvIBwL15、 （1）设 粒子以速度 v 进入磁场，打在胶片上的位置距 S 的距离为 x圆周运动 2vqvBmR 粒子的动能 21 2Emv且 x2R Oaxy解得： 2 2mExqB由上式可得： 12mExEqBE（2）动能为 E 的 粒子沿角入射，轨道半径相同，设为 R圆周运动 2vqvBmR 粒子的动能 21 2Emv由几何关系得2 22 24 222 c
13、os(1 cos )sin2mEmExRRqBqB16、由于粒子在 P 点垂直射入磁场，故圆弧轨道的圆心在 AP 上，AP 是直径。设入射粒子的速度为 v1，由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得：2 1 1/2vmqBvd解得：12qBdvm设 O/是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心，连接 O/Q，设 O/QR/。由几何关系得： /OQO/OORRd由余弦定理得：2/22/()2cosOORRRR解得：/(2) 2(1 cos )dRdRRd设入射粒子的速度为 v，由2/vmqvBR解出：(2) 2(1 cos )qBdRdvm Rd17、粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中运动 的半径为：mvrqB
14、RAOPDQO/R/OaDC/ PxNMCy速度小的粒子将在 xa 的区域走完半圆，射到竖直屏上。半圆的直径在 y 轴上，半径的范围 从 0 到 a，屏上发亮的范围从 0 到 2a。 轨道半径大于 a 的粒子开始进入右侧磁场，考虑 ra 的极限情况，这种粒子在右侧的圆轨迹 与 x 轴在 D 点相切（虚线） ，OD2a，这是水平屏上发亮范围的左边界。 速度最大的粒子的轨迹如图中实线所示，它由两段圆弧组成，圆心分别为 C 和 C/，C 在 y 轴 上，由对称性可知 C/在 x2a 直线上。 设 t1为粒子在 0xa 的区域中运动的时间，t2为在 xa 的区域中运动的时间，由题意可知 122 5t t127 12Ttt解得： 16Tt 25 12Tt 由两式和对称性可得：OCM60MC/N60360150/MC P5 12所以 NC/P1506090即为圆周，因此，圆心 C/在 x 轴上。NP1 4设速度为最大值粒子的轨道半径为 R，由直角 COC/可得2Rsin602a2 3 3aR 由图可知 OP2aR，因此水平荧光屏发亮范围的右边界的坐标32(1)3xa
