2016高二下册物理第三章磁场训练题_物理试题-查字典物理网

在现代，物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。小编准备了高二下册物理第三章磁场训练题，希望你喜欢。

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分共60分.在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1.有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()

A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用

B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现

C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功

D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行

解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现.

2.(2011年东北师大高二检测)磁场中某区域的磁感线，如图3-6所示，则()

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba

C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

解析：选A.由磁感线的疏密可知BaBb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定.

3.(2011年聊城高二检测)两个绝缘导体环AA、BB大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图3-7所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA面水平，BB面垂直纸面)()

A.指向左上方

B.指向右下方

C.竖直向上

D.水平向右

答案：A

4.(2011年汕头高二检测)如图3-8所示，垂直纸面放置的两根直导线a和b，它们的位置固定并通有相等的电流I;在a、b沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c可以自由运动.当c中通以电流I1时，c并未发生运动，则可以判定a、b中的电流()

A.方向相同都向里

B.方向相同都向外

C.方向相反

D.只要a、b中有电流，c就不可能静止

解析：选C.如果导线c并未发生运动，则导线a、b在导线c处的合磁场方向应平行于导线c，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C正确.

5.美国发射的航天飞机发现者号搭载了一台磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm、高为80 mm、中心磁感应强度为0.314 T的永久磁体.它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核.若如图3-9所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为()

A.1 B.2

C.3 D.4

解析：选B.由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v相同.由左手定则可以判断，向左偏转的为反质子和反氦核(带负电).又根据R=mvqB知RH

6.平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个带电荷量为+q的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是()

A.减小平行板的正对面积

B.增大电源电压

C.减小磁感应强度B

D.增大磁感应强度B

解析：选BC.带电粒子在正交的电磁场中运动，由于射出时动能小于12mv02，可以判定洛伦兹力大于电场力，因此若使带电粒子以v0沿原方向运动，则必须增大电场强度或减小磁感应强度，故C正确，D错误.电场强度可利用公式E=Ud求出，可知U越大，E越大，故B正确.对于A答案，不改变电压及板间距离，只改变正对面积，不影响电场强度，故A错误.

7.(2011年山东省实验中学模拟)由于科学研究的需要，常常将质子(11H)和粒子(42He)等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.如果质子和粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图3-11中虚线所示)，磁场也相同，比较质子和粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH和Ek及周期TH和T的大小，有()

A.EkHEk，TH

B.EkH=Ek，TH=T

C.EkHEk，TH=T

D.EkH=Ek，TH

解析：选D.由R=mvBq，Ek=12mv2，可得：R=2mEkBq，因RH=R，m=4mH，q=2qH，可得：EkH=Ek，由T=2mBq可得TH=12T.故D正确.

8.在x轴上方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.3v2aB，正电荷 B.v2aB，正电荷

C.3v2aB，负电荷 D.v2aB，负电荷

解析：选C.粒子能穿过y轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A点到x轴的距离最大，为R+12R=a，R=mvqB，得qm=3v2aB，故C正确.

9.(2011年楚中高二检测)半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出.AOB=120，如图3-13所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()

A.2r/3v0w

B.23r/3v0

C.r/3v0

D.3r/3v0

解析：选D.从⌒AB弧所对圆心角=60，知t=16 T=m/3qB.但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t=⌒AB/v0，从图示分析有R=3r，则：⌒AB=R=3r3=33r，则t=⌒AB/v0=3r/3v0.所以选项D正确.

10.(2011年潍坊高二练习)如图3-14所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里.一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动.则可判定()

A.小球带负电

B.小球带正电

C.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏

D.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

答案：BD

11.在匀强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图3-15所示轨迹运动.由于粒子穿过金属片时有动能损失，在MN上、下方的轨道半径之比为10∶9，不计粒子的重力及空气的阻力，下列判断中正确的是()

A.粒子带正电

B.粒子沿abcde方向运动

C.粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长

D.粒子恰能穿过金属片10次

解析：选A.依据半径公式可得r=mvBq，则知道r与带电粒子的运动速度成正比.显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹，半径小的圆周是穿过金属片后的带电粒子的运动轨迹，所以粒子沿edcba方向运动.再依据左手定则可知，带电粒子带正电，A对，B错.依据周期公式可知，带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关，故选项C也是错误的.半径之比为10∶9，即速度之比为10∶9.依据动能定理解得，粒子能穿过金属片的次数为：n=100/19.故D是错误的，本题的正确选项为A.

12.(2009年高考广东单科卷)表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()

A.滑块受到的摩擦力不变

B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

D.B很大时，滑块可能静止于斜面上

解析：选C.由左手定则知C正确.而Ff=(mgcos+Bqv)要随速度增加而变大，A错误.若滑块滑到底端已达到匀速运动状态，应有Ff=mgsin ，可得v=mgBq(sin-cos )，可看到v随B的增大而减小.若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B越强时，Ff越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B错误.当滑块能静止于斜面上时应有 mgsin mgcos ，即=tan ，与B的大小无关，D错误.

二、计算题(本题包括4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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.(8分)光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源.电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小.

解析：受力分析如图所示，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛顿第二定律：

mgsin -Fcos =ma①

F=BIL②

I=ER+r③

由①②③式可得

a=gsin -BELcos mR+r.

答案：gsin -BELcos mR+r

14.(10分)(2011年长沙市第一中学高二阶段性考试)如图3-18所示，直线MN上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现有一质量为m、带电荷量为+q的粒子在纸面内以某一速度从A点射入，其方向与MN成30角，A点到MN的距离为d，带电粒子重力不计.

(1)当v满足什么条件时，粒子能回到A点;

(2)粒子在磁场中运动的时间t.

解析：

(1)粒子运动如图所示，由图示的几何关系可知：

r=2dtan 30=23d

粒子在磁场中的轨道半径为r，则有Bqv=mv2r

联立两式，得v=23dBqm

此时粒子可按图中轨道回到A点.

(2)由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300

所以t=300360T=562mBq=5m3Bq.

答案：(1)v=23dBqm (2)5m3Bq

15.匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场.在电场力的作用下发生偏转，从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为12d，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求：

(1)粒子从C点穿出磁场时的速度v.

(2)电场强度和磁感应强度的比值EB.

解析：(1)粒子在电场中偏转，垂直于电场方向速度v=v0，平行于电场方向速度v∥，因为d=vt=v0t，12d=v∥2t，所以v∥=v=v0，所以v=v2+v∥2=2v0，tan=v∥v=1.因此=45，即粒子进入磁场时的速度方向与水平方向成45角斜向右下方.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为v=2v0，方向水平向右.

(2)粒子在电场中运动时，v∥=at=qEmdv0，得E=mv02qd.

在磁场中运动轨迹如图所示.

则R=dsin45=2d，

又qvB=mv2R，B=mvqR=m2v0q2d=mv0qd，

所以EB=v0.

答案：(1)2v0，方向水平向右 (2)v0

16.(12分)初速度为零的负离子经电势差为U的电场加速后，从离子枪T中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN和PQ之间，离子所经空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场.不考虑重力作用，离子的比荷q/m在什么范围内，离子才能打在金属板上?

解析：在加速过程中，据动能定理有12mv2=qU，由此得离子进入磁场的初速度v= 2qUm.分析离子进入磁场后打到金属板两端的轨迹，如图所示，设半径分别为R1和R2，则离子打到金属板上的条件是R1R2，由勾股定理知R12=d2+(R1-d2)2

得R1=54d;

由勾股定理知R22=(2d)2+(R2-d2)2

得R2=174d.

再由R=mvqB及v= 2qUm可得R=1B 2mUq，