高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題9 磁場練習(xí)

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專題九 磁場 知識內(nèi)容 考試要求 困惑 必考 加試 磁現(xiàn)象和磁場 b b 磁感應(yīng)強度 c c 幾種常見的磁場 b b 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力 c d 運動電荷在磁場中受到的力 c c 帶電粒子在勻強磁場中的運動 　 d x z y P 1．在如圖所示的三維坐標(biāo)系中，電子沿x軸正方向運動，形成持續(xù)不斷的電子流，則在z軸上P點的磁場方向是 ( ) A．－x方向　　　　　　 B．－y方向 C．＋z方向　　　　　 D．－z方向 2．銀行、醫(yī)院、公交等機構(gòu)發(fā)行的磁卡，都是利用磁性材料記錄信息的。關(guān)于磁卡的使用和保存，下列做法不合適的是 ( ) A．用軟紙輕擦磁卡 B．用磁卡拍打桌面 C．使磁卡遠(yuǎn)離熱源 D．使磁卡遠(yuǎn)離磁體 3．兩根相距較近的平行直導(dǎo)線，當(dāng)它們通以電流時，會產(chǎn)生力的作用，則 ( ) A．兩電流直接產(chǎn)生力的作用 B．兩電流通過磁場產(chǎn)生力的作用 C．若通以同向電流，則互相排斥 D．若通以反向電流，則互相吸引 4．一通電直導(dǎo)線磁場方向放入勻強磁場中，如圖所示，此時導(dǎo)線中電流方向與磁場方向相同。在導(dǎo)線以其中點O為轉(zhuǎn)軸在豎直平面轉(zhuǎn)過90的過程中，導(dǎo)線受到的安培力 ( ) A．大小不變，方向不變 B．由零增至最大，方向時刻改變 C．由最大減小至零，方向不變 D．由零增至最大，方向不變 5．依據(jù)如圖所示的“處在磁場中的通電金屬棒在導(dǎo)軌上運動” 這一實驗現(xiàn)象，以及相應(yīng)規(guī)律設(shè)計的家用電器是 ( ) A．電熱水壺 B．電飯鍋 C．電風(fēng)扇 D．電熨斗 6．如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖。實驗時，先保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流大小；然后保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。對該實驗，下列說法正確的是 ( ) A．當(dāng)導(dǎo)線中的電流反向時，導(dǎo)線受到的安培力方向不變 B．保持電流不變，接通“1、4”時導(dǎo)線受到的安培力是 接通“2、3”時的3倍 C．保持電流不變，接通“1、4”時導(dǎo)線受到的安培力是接通“2、3”時的2倍 D．接通“1、4”，當(dāng)電流增加為原來的2倍時，導(dǎo)線受到的安培力減半 7．如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”實驗的部分裝置，下列操作中能增大導(dǎo)體棒上擺幅度的是 ( ) A．移去一塊蹄形磁鐵 B．減小導(dǎo)體棒中的電流 C．導(dǎo)體棒接入端由2、3改為1、4 D．導(dǎo)體棒接入端由1、4改為2、3 8．如圖所示，裝有導(dǎo)電液的玻璃器皿放在上端為S極的蹄形磁鐵的磁場中，器皿中心的圓柱形電極與電源負(fù)極相連，內(nèi)壁邊緣的圓環(huán)形電極與電源正極相連。電流方向與液體旋轉(zhuǎn)方向(從上往下看)分別是 ( ) A．由邊緣流向中心、順時針旋轉(zhuǎn) B．由邊緣流向中心、逆時針旋轉(zhuǎn) C．由中心流向邊緣、順時針旋轉(zhuǎn) D．由中心流向邊緣、逆時針旋轉(zhuǎn) 9．法拉第電動機原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看，金屬桿 ( ) A．向左擺動 B．向右擺動 C．順時針轉(zhuǎn)動 D．逆時針轉(zhuǎn)動 10．如圖所示，把一根通電的硬直導(dǎo)線ab，用輕繩懸掛在通電螺 線管正上方，直導(dǎo)線中的電流方向由a向b。閉合開關(guān)S瞬間， 導(dǎo)線a端所受安培力的方向是 ( ) A．向上 B．向下 C．垂直紙面向外 D．垂直紙面向里 11．小張在探究磁場對電流作用的實驗中，將直導(dǎo)線換作導(dǎo)體板，如圖所示，發(fā)現(xiàn)a、b兩點之間存在電壓Uab。進(jìn)一步實驗結(jié)果如下表： 電流 磁感應(yīng)強度 電壓Uab I B U I 2B 2U I 3B 3U 2I B 2U 3I B 3U 由表中結(jié)果可知電壓Uab( ) A．與電流無關(guān) B．與磁感應(yīng)強度無關(guān) C．與電流可能成正比 D．與磁感應(yīng)強度可能成反比 12．如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動；進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點。 （1）判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量； （2）求磁感應(yīng)強度B的值； （3）現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點，應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至B′，則B′ 的大小為多少？ d M v0 13．如圖為離子探測裝置示意圖。區(qū)域I、區(qū)域Ⅱ長均為L=0.10m，高均為H=0.06m。區(qū)域I可加方向豎直向下、電場強度為E的勻強電場；區(qū)域Ⅱ可加方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，區(qū)域Ⅱ的右端緊貼著可探測帶電粒子位置的豎直屏。質(zhì)子束沿兩板正中間以 速度v=1.0105m/s水平射入，質(zhì)子的比荷=1.0108C/kg。（忽略邊界效應(yīng)，不計重力） （1）當(dāng)區(qū)域I加電場、區(qū)域Ⅱ不加磁場時，求能在屏上探測到質(zhì)子束的外加電場的最大值Emax； （2）當(dāng)區(qū)域I不加電場、區(qū)域Ⅱ加磁場時，求能在屏上探測到質(zhì)子束的外加磁場的最大值Bmax； （3）當(dāng)區(qū)域I加電場E小于（1）中的Emax，質(zhì)子束進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ和離開區(qū)域Ⅱ的位置等高，求區(qū)域Ⅱ中的磁場B與區(qū)域I中的電場E之間的關(guān)系式。 14．如圖所示，在x軸的上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場。位于x軸下方粒子源C發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的一束負(fù)離子，其初速度大小范圍為0～v0， 這束粒子經(jīng)電勢差為U=的電場加速后，從小孔O（坐標(biāo)原點）垂直x軸并垂直磁場射 入磁場區(qū)域，最后打到x軸上。在x軸上2a～3a區(qū)間水平固定放置一探測板（a=）。假 設(shè)每秒射入磁場的離子總數(shù)為N0，打到x軸上的離子數(shù)均勻分布（離子重力不計）。 （1）求離子束從小孔O射入磁場后打到x軸的區(qū)間； （2）調(diào)整磁感應(yīng)強度的大小，可使速度最大的離子恰好打在探測板右端，求此時的磁感應(yīng)強度大小B1； U O x 2a 3a B0 C （3）保持磁感應(yīng)強度B1不變，求每秒打在探測板上的離子數(shù)N；若打在板上的離子80%被板吸收，20%被反向彈回，彈回速度大小為打板前速度大小的0.6倍，求探測板受到的作用力大小。 15．如圖所示的xOy平面內(nèi)，在0≤y≤L的區(qū)域存在一垂直紙面向里的勻強磁場，在y≥L的區(qū)域存在一沿y軸正方向、場強為E的勻強電場。有一質(zhì)量為m、電荷量為-q（q>0）的帶電粒子，從y軸上坐標(biāo)為（0，2L）的P點以未知的初速度大小v0垂直電場方向開始運動。帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過電場和磁場的分界線MN上的Q點后飛入下方磁場。磁場沿x軸方向足夠?qū)拸V，在磁場中粒子恰好不會從磁場下邊界飛出，Q點的坐標(biāo)為（2L，L）。若不考慮重力影響，求： （1）帶電粒子的初速度大小v0； （2）磁場的磁感應(yīng)強度大小； （3）若開始時帶電粒子在P點以v0的速度大小沿y軸正方向運動，求粒子在磁場中運動的軌道半徑，并判定粒子能否從磁場下邊界飛出。 16．如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1.57T。小球1帶正電，其比荷為4C/kg，所受重力與電場力的大小相等；小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。求： （1）勻強電場的場強大?。? （2）兩小球的質(zhì)量之比。 17．如圖所示，一裝有放射源氡的盒子里，靜止的氡核Rn經(jīng)過一次衰變生成釙核（Po），釙 核的速度為2105m/s；衰變生成的α粒子從盒右側(cè)的小孔P進(jìn)入正交的電、磁場區(qū)域I，且恰好可沿中心線勻速通過，該區(qū)域勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B=0.1T、方向垂直紙面向里。之后α粒子通過A孔進(jìn)入電場加速區(qū)域II，加速電壓U=3106V。從區(qū)域II射出的α粒子隨 后又進(jìn)入半徑r=m的圓形勻強磁場區(qū)域III，該區(qū)域勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B0=0.4T、方向垂直紙向里。圓形磁場右側(cè)有一豎直放置的熒光屏與之相切，熒光屏的中心點M和圓 形磁場的圓心O、區(qū)域I的中心線在同一條直線上，α粒子的比荷=5107C/kg。 （1）請寫出衰變方程，并求出α粒子的速率（保留一位有效數(shù)字）； （2）求電、磁場區(qū)域I中勻強電場的場強大??； （3）α粒子在區(qū)域III中運動的時間； （4）求出α粒子打在熒光屏上的位置。 18．如圖甲所示，O為加速電場上極板的中央，下極板中心有一小孔O′，O與O′在同一豎直線上?？臻g分布著有理想邊界的勻強磁場，其邊界MN、PQ（加速電場的下極板與邊界MN重合）將勻強磁場分為Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，Ⅰ區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大，兩個區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小相等，方向如圖。一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子從O點由靜止釋放，經(jīng)加速后通過小孔O′，垂直進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)，設(shè)加速電場兩極板間的電壓為U，不計粒子的重力。 （1）求粒子進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時的速度大?。? （2）若粒子運動一定時間后恰能回到O點，求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??； （3）若將加速電場兩極板間的電壓提高到3U，為使帶電粒子運動一定時間后仍能回到O點，需將磁場Ⅱ向下移動一定距離，如圖乙所示。求磁場Ⅱ向下移動的距離y及粒子從O′點進(jìn)入磁場Ⅰ到第一次回到O′點的運動時間。 圖甲 圖乙 參考答案 1．B 2．B 3．B 4．D 5．C 6．B 7．C 8．B 9．D 10．D 11．C 12．（1）負(fù)電， （2） （3） 13．（1）200V/m （2）5.510－3T （3） 14．（1）[2a，4a] （2） （3）， 15．（1） （2） （3）不能 16．（1）2.5N/C （2）1∶12.57 17．（1）Rn→Po＋He，1107m/s （2）1106N/C （3）10－8s （4）M點正上方1m處 18．（1） （2） （3）(6－2)d ，