新人教版2018年高二物理暑假作业之《磁场》

为了不让同学们在假期期间，忘却已学过的知识，查字典物理网准备了2018年高二物理暑假作业，具体请看以下内容。

一、选择题(本题共6道小题)

1.直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成了一个闭合回路;长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，观察到ab向左滑动.关于cd中的电流，下列说法正确的是()

A. 电流一定增大，方向沿c向d

B. 电流一定增大，方向沿d向c

C. 电流一定减小，方向可能由d向c

D. 电流大小恒定，方向由d到c

2.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是()

A. M带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率 C. 洛伦兹力对MN做正功 D. M的运行时间大于N的运行时间 3.如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速度为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则()

A. 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为1：3 B. 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为：1 C. 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2：1 D. 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2：3 4. 如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称.导线均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离.一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点.关于上述过程，下列说法正确的是()

A. 小球先做加速运动后做减速运动

B. 小球一直做匀速直线运动

C. 小球对桌面的压力先减小后增大

D. 小球对桌面的压力一直在增大

5.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积，磁感应强度的大小跟时间成正比，其方向竖直向下，设小球在运动过程中电荷量不变，那么()

A. 小球受到的向心力大小不变

B. 小球受到的向心力大小不断增加

C. 洛伦兹力对小球做了正功

D. 小球受到的磁场力逐渐变大

6.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()

A. 方向沿纸面向上，大小为(+1)ILB B. 方向沿纸面向上，大小为(﹣1)ILB C. 方向沿纸面向下，大小为(+1)ILB D. 方向沿纸面向下，大小为(﹣1)ILB 三、计算题(本题共道小题)

7.如图所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外.在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O1也在同一直线上.有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进人磁场，当从圆周上的O1点飞出磁场时，给M、N板加上如右边图所示电压u.最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出.不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力.

(1)求磁场的磁感应强度B的大小;

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;

(3)若t=时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射人M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.

8.如图所示装置中，AB是两个竖直放置的平行金属板，在两板中心处各开有一个小孔，板间距离为d，板长也为d，在两板间加上电压U后，形成水平向右的匀强电场。在B板下端(紧挨B板下端，但未接触)固定有一个点电荷Q，可以在极板外的空间形成电场。紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD，板间距离和板长也均为d，在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场。某时刻在O点沿中线由静止释放一个质量为m，带电量为q的正粒子，经过一段时间后，粒子从CD两极板的正中央进入电场，最后由CD两极板之间穿出电场。不计极板厚度及粒子的重力，假设装置产生的三个电场互不影响，静电力常量为k。求：

(1)粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度大小;

(2)在B板下端固定的点电荷Q的电性和电量;

(3)粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离。

9.把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.试问：

(1)当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10﹣7N，该磁场的磁感应强度B的大小为多少

(2)若该导线中通以I2=3A的电流，试求此时导线所受安培力F的大小，并在图中画出安培力的方向.

10.如图(a)所示，在空间有一坐标系xoy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B,一质量为m，电荷量为+q的质子(不计重力及质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直于x轴进入第四象限，第四象限存在沿-x轴方向的特殊电场，电场强度E的大小与横坐标x的关系如图(b)所示，试求(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小 ;(2)质子再次到达y轴时的速度大小和方向。

11.如图所示，在xOy平面内存在I、II、III、IV四个场区，y轴右侧存在匀强磁场I，y轴左侧与虚线MN之间存在方向相反的两个匀强电场，II区电场方向竖直向下，III区电场方向竖直向上，P点是MN与x轴的交点。有一质量为m，带电荷量+q的带电粒子由原点O，以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场I，已知匀强磁场I的磁感应强度垂直纸面向里，大小为B0，匀强电场II和匀强电场III的电场强度大小均为，如图所示，IV区的磁场垂直纸面向外，大小为，OP之间的距离为，已知粒子最后能回到O点。

(1)带电粒子从O点飞出后，第一次回到x轴时的位置和时间;

(2)根据题给条件画出粒子运动的轨迹;

(3)带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间。

试卷答案

1.解：导线左移时，线框的面积增大，由楞次定律可知原磁场一定是减小的;并且不论电流朝向哪个方向，只要电流减小，都会发生ab左移的情况;

故选：C.

2.解：A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正确;

B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力qvB=m，半径为：r=，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，B错误;

C：洛伦兹力不做功，C错误;

D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=，M的运行时间等于N的运行时间，故D错误.

故选：A.

3.解：粒子在磁场中做圆周运动，由物理知识可知，粒子做圆周运动转过的圆心角分别是：φA=60°，φB=120°，

设粒子的运动轨道半径为rA，rB，rA=Rtan30°=R，rB=Rtan60°=R，

A、洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，，

则粒子1与粒子2的比荷值为：，故A错误;B正确;

C、粒子运动的周期，，粒子运动的时间：=

带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为，故CD错误;

故选：B.

4.解：根据右手螺旋定则可知直线M处的磁场方向垂直于MN向里，直线N处的磁场方向垂直于MN向外，磁场大小先减小过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上，过O得后洛伦兹力的方向向下.由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故AC错误，BD正确.

故选BD.

5.解：A、由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此电场方向与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐渐增大，向心力也随着增大，故A错误，B正确.

C、洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误.

D、带电小球所受洛伦兹力F=qBv，随着速度的增大而增大，故D正确.

故选：BD

6.解：该导线可以用a和d之间的直导线长为L来等效代替，根据F=BIL，可知大小为，方向根据左手定则判断，向上;

故选A.

7. 解析：(1)粒子自P点进入磁场，从O1点水平飞出磁场，运动的半径必为b，则

得

(2)粒子自O1点进入磁场，最后恰好从N板的边缘平行飞出，设运动时间为t，则

2bv0t

t=nT (n=1,2,.....)