高二物理第三章磁场训练题

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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.

图3-6

(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，Ba>Bb

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Ba>Bb，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)

图3-7

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.

图3-8

(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.

图3-9

美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α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、α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.

图3-10

如图3-10所示，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.

图3-11

(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α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α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α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH和Ekα及周期TH和Tα的大小，有(　　)

A.EkH≠Ekα，TH≠Tα

B.EkH=Ekα，TH=Tα

C.EkH≠Ekα，TH=Tα

D.EkH=Ekα，TH≠Tα

解析：选D.由R=mvBq，Ek=12mv2，可得：R=2mEkBq，因RH=Rα，mα=4mH，qα=2qH，可得：EkH=Ekα，由T=2πmBq可得TH=12Tα.故D正确.

8.

图3-12

如图3-12所示，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.

图3-13

(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.2πr/3v0w

B.23πr/3v0

C.πr/3v0

D.3πr/3v0

解析：选D.从⌒AB弧所对圆心角θ=60°，知t=16 T=πm/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•θ=3r×π3=33πr，则t=⌒AB/v0=3πr/3v0.所以选项D正确.

10.

图3-14

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