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测评网学习资料-高二物理磁场试题及答案


《磁场》单元测试题
姓名: 学号: 分数: (时间:100 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分。1-4 题只有一个选项正确;5-8 题有 多个选项正确,全部选对的得 5 分,选不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分) 1. 物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时, 应排除地磁场对实 验的影响.关于奥

斯特的实验,下列说法中正确的是( ). A.该实验必须在地球赤道上进行 B.通电直导线应该竖直放置 C.通电直导线应该水平东西方向放置 D.通电直导线应该水平南北方向放置 2.有关磁场的物理概念,下列说法中错误的是 ( ) A.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量,是矢量 B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关 C.磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关 D.磁感线的切线方向表示磁场的方向,其疏密表示磁感应强度的大小 3.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流,则此导线受 到的安培力方向 ( ) A.竖直向上 B.竖直向下 C.由南向北 D.由西向东 4.如图 1 所示,两平行金属导轨 CD、EF 间距为 L,与电动势 F 为 E 的电源相连,质量为 m、电阻为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放 a L 置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ 角,回路其余电阻不计。 E D 为使 ab 棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其 b θ 方向分别为 C 图1 mgR cos ? mgR A. ,水平向右 B. ,垂直于回路平面向 El El 上 C.
mgR tan? ,竖直向下 El

班级:

D.

mgRsin? ,垂直于回路平面向下 El

5.一束带电粒子从静止开始经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场中。若它们在磁 场中做圆周运动的半径相同,则它们在磁场中具有相同的( ) A.速率 B.动能 C.周期 D.动量大小 6.在隧道工程以及矿山爆破作业中, 部分未发火的炸药残留在爆破孔内, 很容易发生人 员伤亡事故.为此,科学家制造了一种专门的磁性炸药,在磁性炸药制造过程中掺入了 10% 的磁性材料——钡铁氧体,然后放入磁化机磁化.使用磁性炸药一旦爆炸,即可安全消磁, 而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药.已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约 为 400℃,炸药的爆炸温度约 2240℃~3100℃,一般炸药引爆温度最高为 140℃左右.以上 材料表明( ). A.磁性材料在低温下容易被磁化 B.磁性材料在高温下容易被磁化 C.磁性材料在低温下容易被消磁 D.磁性材料在高温下容易被消磁 7.如图 2 所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为 1T 的匀强磁场中,以导线为中 心,半径为 R 的圆周上有 a、b、c、d 四个点,已知 c 点的实际磁感应强度为 0,则下列说 法中正确的是( ) c B A.直导线中电流方向垂直纸面向里 b
1

d a 图2

B.d 点的磁感应强度为 0 C.a 点的磁感应强度为 2T,方向向右 D.b 点的磁感应强度为 2 T,方向斜向下,与 B 成 45 角 8.质量为 m,电量为 q 的带正电小物块在磁感强度为 B,方向垂直纸面向里的匀强磁 场中,沿动摩擦因数为μ 的绝缘水平面以初速度 v0 开始向左运动,如图 3 所示.物块经时 间 t 移动距离 S 后停了下来,设此过程中,q 不变,则 ( ) A.S>
2 v0 2 ?g
0

B.S<

2 v0 2 ?g

× × ×

×

× ×

mv0 C.t> ? ( mg ? qv0 B )

mv0 D.t< ? ( mg ? qv0 B )

B × v0 图3

二、 填空题(本题共 4 小题, 共 20 分。 把答案填写在题中的横线上。 ) 9.如图 4 所示,在同一水平面内的两导轨相互平行,相距为 2m, B 并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为 3.6kg 的金属棒放在导轨 上,当金属棒中的电流为 5A 时,金属棒作匀速运动;当金属棒中的 电流增加到 8A 时, 金属棒获得 2m/s2 的加速度, 求磁场的磁感应强度 为 T. 10.如图 5 所示,将截面为正方形的真空腔 abcd 放置在一匀强磁 图4 场中, 磁场方向垂直纸面向里.若有一束具有不同速率的电子由小孔 a 沿 ab 方向射入磁场,打在腔壁上被吸收,则由小孔 c 和 d 射出的电子的速率之比_______. 11.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度,其值为 B2/2μ,式中 B 是磁感应强度,μ 是磁导率,在空气中 μ 为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附 近的磁感应强度 B,一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P,再用 力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△l,并测出拉力 F,如图 6 所示.因为 F 所做的功等于间 隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度 B 与 F、A 之间的关系为 B=________. 12.如图 7 所示,在真空中半径为 r=3×10 2m 的圆形区域内有一匀强磁场,磁场的磁感 应强度 B=0.2T, 方向垂直纸面向外.一带正电粒子以 v0=1.2×106m/s 的初速度从磁场边界 上的 a 点射入磁场,已知该粒子的比荷 q/m=1.0×108C/kg,不计粒子的重力,则粒子在磁 场中运动的最长时间为 s.

图5

图6

图7

三、解答题(本题共 4 小题,共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写 出数值和单位) B I 13.如图 8 所示,一根长 L=0.2m 的金属棒放在倾角为θ =370 的光 滑斜面上,并通以 I=5A 电流,方向如图 8 所示,整个装置放在磁感应 强度为 B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,
2

θ 图8

则该棒的重力为多少? 14. 电磁炮是一种理想的兵器, 它的主要原理如图 9 所示。 B 1982 年澳大利亚制成了能把 2.2kg 的弹体(包括金属杆 EF 的 I F 质量)加速到 10km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为 2km/s) 。 若轨道宽为 2m,长 100m,通过的电流为 10A,则轨道间所加匀 E I 强磁场的磁感强度为多大?磁场力的最大功率为多大?(轨道 图9 摩擦不计) 15.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要 工具.它的构造原理如图 10 所示,离子源 S 产生电荷量为 q 的某种正离子,离子产生时的 速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压 U 加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场, 沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片 P 上.实验测得, 它在 P 上的位置到入口处 S1 的距离为 a,离子流的电流为 I.请回答下列问题: (1)在时间 t 内到达照相底片 P 上的离子的数目为多少? (2)单位时间内穿过入口 S1 处离子流的能量为多大? (3)试证明这种离子的质量为 m ?

qB 2 2 a . 8U

图 10

16.如图 11 所示,一束电荷量为 e 的电子以垂直于磁感应强度 B 并垂直于磁场边界的 0 速度 v 射入宽度为 d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ =60 。 求电子的质量和穿越磁场的时间。 ×v × A × × B × × θ B × × d 图 11

3

参考答案: 1.D 2.C 3.A 4.D 5.AC 6.AD 7.CD 8.BC 9.解: BI1L-f=0, BI2L-f=ma B=1.2T 10.解: 设正方形的边长为 L,依题意知, Rc=L,Rd=L/2, 由R ?

mv eB

得,vc:vd =2:1 11.F△l=A△l B2/2μ

B=

2 ?F A

12.解: R ?

mv0 2?m -2 -8 =6×10 m T ? =31.4×10 S 依题意知,粒子在圆形磁场区域运 qB qB
-8

动的圆弧所对的圆心角越大,运动时间就越长,如图所示。t=T/6=5.2×10 s. 13.解:F=BIL=0.6N, G ? 14.解: BILS ?

F =1N sin 37 0

1 mv 2 ,B=5.5×1O4T ,P=BILV=1.1×1010W 2
(3)略

15.(1)n=It/q (2)W=UIt= UI 16. R ?

mv 2 3dBe 2 3?d d 2 3 得, m ? ,t=T/6= 。 ? d ,由 R ? 0 eB 3? 9v 3 sin 60

c F G o 12 题图 13 题图

N

A

×v × × × A
/

× B O× × × d 16 题图 11

θ

4


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