高二物理周末训练五

高二物理周末训练五

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、关于电场和磁场,以下说法正确的是( ) A.电场强度的方向与电荷受力的方向相同

B.电场强度和磁感应强度在国际单位制中的单位分别是、 C.磁感应强度的方向与安培力的方向相同

D.在电磁学发展史上,提出分子电流假说的科学家是奥斯特

2、如图所示,圆形区域内有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和带电荷量都相同的带电粒子以不同的速率沿着相同的方向对准圆心射入匀强磁场中,又都从该磁场中射出.若每个粒子均只受磁场力的作用,则( )

A.运动时间较长的粒子,速率一定较大

B.运动时间较长的粒子,在磁场中的偏转角度一定较大 C.运动时间较长的粒子,在磁场中的路程一定较长 D.粒子穿过磁场时的速率一定增大

3、如图所示,带电平行板中匀强电场的方向竖直向上,匀强磁场的方向水平(垂直纸面向里)。某带电小球从光滑绝缘轨道上的点自由滑下,经过轨道端点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的点开始滑下,经点进入板间,则小球在板间运动的过程中( )

A.电场力不做功 B.机械能保持不变

C.所受的电场力将会增大 D.所受的磁场力将会增大

4、如图所示,带电粒子以初速度从点进入匀强磁场,运动中经过点,,若撤去磁场加一个与轴平行的匀强电场,带电粒子仍以从点进入电场,仍能通过点,那么电场强度与磁感应强度的比值为( )

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.

A.

B. C.2

D.

5、如图所示,环形导线周围有三只小磁针、、,闭合开关后,三只小磁针转方向是( )

极的偏

A.全向里 B.全向外

C.、向里,向外 D.、向外,向里

6、如图所示,在圆形区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,是圆的一条直径,一带电粒子从点射入磁场,速度大小为2,方向与成30°时恰好从点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为;若仅将速度大小改为,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )

A.3 B.

C. D.2

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.

7、 如图所示,在条形磁铁外套有穿过环的磁通量

两个大小不同的圆环,穿过环的磁通量与

相比较( )

A.B.

C. D.不能确定

二、多选题

8、下列说法正确的是( )

A.小磁针北极受到的磁场力的方向与该处磁场方向一致 B.静止和运动的电荷均能产生磁场 C.沿磁场线方向,磁感应强度越来越小

D.磁场是客观存在的,但磁感线并不是客观存在的

9、下列说法正确的是( )

A.磁感应强度越大,线圈的面积越大,则穿过线圈的磁通量一定越大 B.穿过线圈的磁通量为零,表明该处的磁感应强度为零

C.穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度不一定为零,磁通量很大时,磁感应强度不一定大

D.磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的,也可能是由于线圈面积的变化引起的

10、如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点和轴上的点。一质量为、电荷量为的电子从点以初速度平行于轴正方向射入磁场,并从轴上的点射出磁场,此时速度的方向与轴正方向的夹角为

.下列说法正确的是( )

A.电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为

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.

C.磁场区域的圆心坐标为

D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为

11、安培分子电流假说可用来解释( ) A.运动电荷受磁场力作用的原因 B.两通电导体有相互作用的原因 C.永久磁铁具有磁性的原因 D.软铁棒被磁化的现象

12、 有两根长直导线、互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内,点为两根导线连线的中点,、为两根导线附近的两点,它们在两导线的中垂线上,且与点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流,则关于线段上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )

A.点和点的磁感应强度大小相等,方向相同 B.点和点的磁感应强度大小相等,方向相反 C.在线段上各点的磁感应强度都不可能为零 D.在线段上只有一点的磁感应强度为零

13、下图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为和.平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片度为

的匀强磁场.下列表述正确的是( )

平.板下方有磁感应强

A.质谱仪是分析同位素的重要工具

B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外

C.能通过狭缝的带电粒子的速率等于

D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝,粒子的比荷越小

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三、计算题

14、如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离为,磁感应强度的大小为.某种质量为、电荷量为的带正电粒子从左边界上的点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为30°.不计粒子的重力.求:

1.该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径; 2.该粒子的运动速率;

3.该粒子在磁场中运动的时间.

15、在平面直角坐标系中,第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为.一质量为、电荷量为的带正电的粒子从轴正半轴上的点以速度垂直于轴射入电场,经轴上的点与轴正方向成角射入磁场,最后从轴负半轴上的点垂直于轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:

1.、两点间的电势差; 2.粒子在磁场中运动的轨道半径; 3.粒子从点运动到点的总时间.

16、如图所示,两平行金属板间距为,电势差为

,板间电场可视为匀强电场;金属板下

方有一磁感应强度为的匀强磁场.带电量为不质量为的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动.忽略重力的影响,求:

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1.匀强电场场强的大小;

2.粒子从电场射出时速度的大小;

3.粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径

参考答案：

一、单选题 1.

答案： B 2.

答案： B

解析： A、由周期公式得:同,根据

由于带电粒子们的、、均相同,所以相

可知,在磁场中运动时间越长的带电粒子,圆心角越大,半径越小,由

知速率一定越小,A错误,B正确.

C、通过的路程即圆弧的长度,与半径r和圆心角有关,故C错误; D、洛伦兹力对运动的带电粒子不做功,速度不变,故D错误. 故选B 3.

答案： D 4.

答案： C

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.

解析： 设径正好等于,即

,因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,所以圆周运动的半

,得到

.如果换成匀强电场,水平方向以

做匀速直线运动,竖直沿轴负方向做匀加速运动,即

,所以

,选项C正确.故选C.

得到

5.

答案： C 6.

答案： D 7.

答案： A

解析： 分别画出穿过环的磁感线的分布如图所示,磁铁内的磁感线条数与其外部磁感线条数相等.通过环的磁感线条数应该这样粗略计算,用磁铁内的磁感线总条数减去磁铁外每个环中的磁感线条数(因为磁铁内、外磁感线的方向相反).很明显, 磁铁外部的磁感线通过环的条数比环的多,故环中剩下的磁感线比环中剩下的磁感线条数少,故

,故A对,B、C、D都错.

二、多选题 8.

答案： AD

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解析： 试题分析:根据磁场方向的定义,小磁针北极受到的磁场力的方向与该处磁场方向一致,A正确。静止的电荷不能产生磁场,B错。磁感应强度的大小要看磁感线的疏密,所以C错。磁场是客观存在的,但磁感线并不是客观存在的,D对

点评:本题考察了磁场的强弱、磁场方向的概念,在理解磁场时可以结合电场知识理解。在很多方面两者是相通的。 9.

答案： CD

解析： 穿过线圈的磁通量磁场穿过线圈的有效面积为

,B为磁感应强度,S为磁场穿过线圈的有效面积即线,当

,即线圈平面与磁场方向垂直,通过线圈

圈面积在垂直磁场平面的投影面积,比如说线圈平面与垂直磁场平面的夹角为,此时的磁通量最大,当时,线圈平面与磁通量方向平行,此时虽然磁感应强度不为零,当通过线圈的磁通量却为零,磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的,也可能是由于线圈面积的变化引起的,所以CD正确。还有一种情况,比如说一个半径为2r的大圆里面套了一个半径为r的小圆,两个圆在同一个平面内,此时有一磁场垂直穿过小圆,磁场的面积和小圆的面积相等,此种情况穿过大圆的磁通量和穿过小圆的磁通量是相等的, 10.

答案： BC

解析： 由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2,故在磁场中运动的时间为

,A错,B正确;

电子在磁场中做圆周运动的圆心为 11.

答案： CD 12.

答案： BD

是磁场区域圆的直径,故圆心坐标为,计算出其坐标为

,

,所以C正确,D错误.

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.

解析： 由磁感应强度的矢量合成可知,点和点的磁感应强度大小相等,方向相反(如图所示).在线段上只有一点的磁感应强度为零,该点为点,点左侧磁感应强度方向向下,右侧磁感应强度方向向上.

13.

答案： ABC

解析： 因同位素原子的化学性质完全相同,无法用化学方法进行分析,故质谱仪就成为分析同位素的重要工具,选项A正确.

在速度选择器中,带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向,结合左手定则可知选项B正确. 再由

有

,选项C正确.在匀强磁场

中

,所以

,选项D错误.

三、计算题 14.

答案： 1.作出粒子的运动轨迹如图所示,为圆心,半径为.由图中几何关系可得

解得

.

2.粒子受到的洛伦兹力提供向心力,有

解得

.

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.

3.粒子做圆周运动的周期 由几何关系可知,轨迹对应的圆心角为60°,则

粒子在磁场中运动的时间为.

解析： 本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动,解题的关键是确定粒子做圆周运动的圆心和半径. 15.

答案： 1.设粒子过

粒子从

点运动到

点的过程,有

点时的速度为,有

2.粒子在磁场中以

3.由几何关系得:

设粒子在电场中运动的时间为

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为:

设粒子在磁场中运动的时间为,有:

,则有:

为圆心做匀速圆周运动,半径为

,有

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.

得: 运动的总时间为:

即: 16.

答案： 1.电场强度2.根据动能定理,有

.

得

.

,得

3.粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,有

.

解析： 本题中带电粒子在电场中由静止开始做匀加速直线运动,可由动能定理或牛顿第二定律求解,选用动能定理进行解题更简捷.进入磁场后做匀速圆周运动,明确带电粒子的运动过程及相关公式是解题的关键.

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