第一章 磁场 巩固训练（Word版含答案）

第一章磁场巩固训练2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．图甲为导体棒在蹄形磁铁中所受安培力示意图。当导体棒中通过的电流为时，导体棒达到平衡，此时悬线与竖直方向偏角为，如图乙所示，当导体棒中电流为时，导体棒再次达到平衡，此时悬线与竖直方向偏角为，关于偏角与之间的关系式，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．1820年4月奥斯特在上课做一个实验时，观察到某现象后又连续进行了大量研究，同年7月发表论文，宣布发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。奥斯特上课时做的实验是下列哪一个装置示意图（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一质子从P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴夹角为60°，质子从y轴上离开磁场时速度方向与y轴垂直。已知质子电荷量为e、质量为m，磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为，则（　　）
A．质子在磁场中运动的轨迹圆的圆心的坐标为
B．质子在磁场中运动的轨迹圆的半径
C．质子射入速度大小为
D．质子在磁场中运动的时间为
4．许多物理定律和规律是在大量实验的基础上归纳总结出来的，有关下面四个实验装置，正确的是（　　）
A．奥斯特用装置（1）测量出了电子的电荷量
B．库仑利用装置（2）总结出了电荷间的相互作用规律
C．安培利用装置（3）发现了电流的磁效应
D．装置（4）中，在D形盒半径一定的情况下，粒子射出的最大速度与交流电源的电压大小有关
5．如图所示，水平方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场互相垂直，竖直的粗糙绝缘杆上套一带负电荷的绝缘小环，绝缘杆足够长，匀强电场和匀强磁场区域均足够大，小环由静止开始下落的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小环受到的摩擦力始终不变 B．小环受到的摩擦力先减小后增大
C．小环的加速度逐渐减小直到等于零 D．小环先加速后减速直到最后匀速运动
6．在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，把一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导体棒摆开一定角度，如图所示。要使导体棒摆开的角度增大，以下操作可行的是（　　）
A．增加导体棒的质量 B．换成磁性较弱的磁铁
C．增大导体棒中的电流 D．改变导体棒中电流的方向
7．能直接测量国际单位制中规定的基本物理量的下列工具是（　　）
A．欧姆表 B．电流表 C．电压表 D．电磁流量计
8．一直导管的横截面是半径为R的圆，如图所示，该直导管（导管壁的厚度可忽略）水平放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里；沿导管向左流动的液体中含有一种质量为m、电荷量为+q的带电微粒，微粒受磁场力影响发生偏转，导管上、下壁a、b两点间最终形成稳定电势差Uab，导管内部的电场可看作匀强电场，忽略浮力，重力不可忽略，重力加速度为g，则液体流速和a、b两点间电势差Uab的正负为 （　　）
A． ，Uab为正 B．，Uab为正
C．，Uab为负 D．，Uab为负
9．图所示，直线OM上方存在着垂直纸面方向的匀强磁场（未画出），一电子从O点垂直OM射入磁场，经过时间t0从O点右侧某位置射出磁场．现使电子从O点向左上方射入磁场，速度方向与OM成150°角，则（　　）
A．磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中经历的时间为 t0
B．磁场方向垂直纸面向外，电子在磁场中经历的时间为t0
C．磁场方向垂直纸面向里，电子在磁场中经历的时间为 t0
D．磁场方向垂直纸面向外，电子在磁场中经历的时间为t0
10．如图所示，四根长直导线垂直纸面放置，其横截面位于一边长为a的正方形顶点A、C、D、E上.四根导线中均通以大小为的恒定电流，电流方向如图所示，已知载流长直导线周围某点的磁感应强度，式中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是（　　）
A．A处导线所受安培力方向从A指向D
B．A处长为L的一段导线所受安培力大小为
C．若仅改变D处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的2倍
D．若仅改变E处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的倍
11．如图所示，足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中固定一光滑斜面，A、B叠放在斜面上，A带正电，B不带电且上表面绝缘。在t=0时刻，释放两物块，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，以下说法正确的是（　　）
A．A所受洛伦兹力大小与时间t成正比关系
B．A对B的压力大小与时间t成反比关系
C．A、B间的摩擦力越来越小
D．斜面倾角越大，A、B一起沿斜面运动的位移越大
二、填空题
12．带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F=______；
（2）若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向______，粒子在垂直于磁场方向的平面内运动；
a.洛伦兹力与粒子的运动方向垂直，只改变粒子速度的______，不改变粒子速度的______；
b.带电粒子在垂直于磁场的平面内做______运动，______力提供向心力。
13．质谱仪是分离同位素的重要仪器，其原理如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板P1，P2之间的电压为U，一个带负电的粒子（不计重力）从P1板中由静止释放，之后从O点进入另一磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛仑磁力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点．已知粒子的质量为m，电荷量为q，可以判断粒子带________电，OA两点间的距离为________
14．一根长2m的直导线，通有1A的电流，把它放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，并与磁场方向垂直，导线所受安培力是________，把导线与磁场方向平行放置，导线所受安培力是________。
15．(1) 如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A端接在直流高压电源的______极， 射线管的B端接在直流高压电源的______极（填：“正”或“负”）．此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(填“向上”、“向下”或“不”)．
（2）在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示．MN = 4cm，MP = 5cm，当把电量为-2×10-9C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10-9J，而从M点移至P点时，电场力做功也为8×10-9J．则电场的方向为________，电场强度的大小为________V/m．
16．如图所示，用长为L的轻绳，悬挂一质量为m的带电小球，放在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉到与悬点等高处由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动，当小球第一次摆到最低点时，轻绳的拉力恰好为零，重力加速度为g，忽略空气阻力，由此可知小球___________（选填“带正电”“不带电”或“带负电”）当小球第二次经过最低点时轻绳拉力等于___________。
17．如图所示直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷量为e），它们从磁场中射出时相距___________；射出的时间差是__________
三、解答题
18．如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向。
19．如图所示为某研究小组设计的测定带电粒子速度与比荷的实验装置。一束由速度相同的同种带电粒子组成的粒子束从平行金属板A、B左侧射入（粒子重力和粒子间的相互作用忽略不计），速度方向与金属板平行，金属板右侧为荧光屏，板间未加电场和磁场时可观察到整个荧光屏上都有粒子打到。现在两板间加上磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场。选择开关置于“1”，调整滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为U0时又可观察到整个荧光屏上都有粒子打到；选择开关置于“2”，电路稳定时，可观察到荧光屏上只有靠近B板的区域有粒子打到（图中未画出）。已知金属板A、B间距为d，板长为2d。
（1）说明带电粒子带何种电荷；
（2）求带电粒子射入平行金属板时的速度大小；
（3）求带电粒子的比荷。
20．如图所示，边长为6×10-3m的正方形abcd中存在着水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场。t=0时刻，一带负电的小球从a点进入场区并沿纸面做匀速直线运动，速率为0.1m/s。在t时刻，仅将电场方向变为竖直向下，小球恰好做匀速圆周运动，最终从场区的某一边界射出。已知小球的电荷量为2×10-2C，质量为0.1g，重力加速度取10m/s2。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度的大小和方向；
（3）t的取值范围。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．B
5．C
6．C
7．B
8．C
9．A
10．D
11．A
12． 0 垂直 方向 大小 匀速圆周 洛伦兹
13． 负
14． 0.4N 0
15． 负 正 下． N指向M方向 100
16． 带负电 6mg
17．
18．(1) ，垂直于速度指向左上方；(2)0；(3) ，垂直于速度指向左上方
19．（1）负电；（2）；（3）
20．（1）；（2），垂直纸面向外；（3）或
答案第1页，共2页
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