磁场1.如图所示,表面粗糙的水平传递带在电动机的带动下以速度v 匀速运动,在空间中边长为2L的正方形固定区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
质量为m,电阻为R,边长为L的正方形金属线圈abcd平放在传送带上,与传送带始终无相对运动,下列说法中正确的是A.在线圈进入磁场过程与穿出磁场过程中,感应电流的方向都沿abcda方向B.在线圈穿过磁场区域的过程中,线圈始终受到水平向左的安培力C.在线圈进入磁场过程中,线圈所受静摩擦力的功率为23 B L RvD.在线圈穿过磁场区域的过程中,电动机多消耗的电能为23 2B L Rv2.如图所示,甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子,以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,运动轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力及空气阻力,下列说法正确的是()A.甲带负电荷,乙带正电荷B.甲的质量大于乙的质量C.洛伦兹力对甲做正功D.甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间3. 对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”。
人们假定,在N 极上聚集着正磁荷,在S 极上聚集着负磁荷。
由此可以将磁现象与电现象类比,得出一系列相似的定律,引入相似的概念。
例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等。
在磁荷观点中磁场强度定义为:其大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同。
则一个磁荷量为6Nm/A (磁荷量的单位是“牛米每安”)的磁荷在磁场强度为3A/m (磁场强度的单位是“安每米”)的磁场中受到的磁场力为:A .18NB .0.5NC .2ND .3N 4. 如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图,O 是转动轴,A 是绝缘手柄,C 是闸刀卡口,M 、N 接电源线。
闸刀处于垂直纸面向里B =0.1 T 的匀强磁场中,CO 间距离10 cm 。
当磁场力为0.2 N 时,闸刀开关会自动跳开。
则要使闸刀开关能跳开,通过绝缘手柄CO 中的电流的大小和方向为A .电流大小为20A ,电流方向O →CB .电流大小为20 A ,电流方向C →OC .电流大小为2 A ,电流方向O →CD .电流大小为2 A ,电流方向C →O5. 环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示正、负粒子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在与圆环平面垂直的匀强磁场,调节磁感应强度的大小可使两种带电粒子被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,并在碰撞区内迎面甲 乙 P B M Noo相撞。
为维持带电粒子沿环状空腔的中心线做匀速圆周运动,下列说法正确是A .对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m 越大,磁感应强度B 越小B .对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m 越大,磁感应强度B 越大C .对于给定的带电粒子,加速电压U 越大,粒子做圆周运动的周期越大D .对于给定的带电粒子,粒子做圆周运动的周期与加速电压U 无关6. 如图25-1所示,R 为放射源,虚线范围内有垂直于纸面的磁声B ,LL’为厚纸板,MN 为荧光屏,今在屏上P 点处发现亮斑,则到达P 点处的放射性物质微粒和虚线范围内B 的方向分别为( )A 、a 粒子,B 垂直于纸面向外B 、a 粒子,B 垂直于纸面向内C 、粒子,B 垂直于纸面向外D 、粒子B 垂直于纸面向内7. 如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B 1=1T 。
位于纸面内的细直导线,长L =1m ,通有I =1A 的恒定电流。
当导线与B 成600夹角时,发现其受到的安培力为零。
则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B 2大小可能值( )ββA .TB .TC .1 TD .T8. 洛伦兹力演示仪是由励磁线圈(也叫亥姆霍兹线圈)、洛伦兹力管和电源控制部分组成的.励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场.洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪,能够连续发射出电子,玻璃泡内充有稀薄的气体,电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹,其结构如图所示.若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形.若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是( )A .只增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径变大,电子运动一周的时间(周期)不变B .只增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变,电子运动一周的时间(周期)变短C .只增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小,电子运动一周的时间(周期)不变D .只增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变,电子运动一周的时间(周期)变长212339. 在垂直纸面的匀强磁场中,有不计重力的甲、乙两个带电粒子,在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则下列说法中正确的是A .甲、乙两粒子所带电荷种类不同B .若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等,则甲粒子的质量较大C .若甲、乙两粒子的动量大小相等,则甲粒子所带电荷量较大D .该磁场方向一定是垂直纸面向里10. 如图所示是磁流体发电机的示意图,两平行金属板P 、Q 之间有一个很强的磁场。
一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。
把P 、Q 与电阻R 相连接。
下列说法正确的是A .Q 板的电势高于P 板的电势B .R 中有由b 向a 方向的电流C .若只改变磁场强弱,R 中电流保持不变D .若只增大粒子入射速度,R 中电流增大洛伦兹力演示仪实物图 励磁线圈玻璃泡 励磁线圈侧视图U + -励磁线圈 (前后各一个)玻璃泡电子枪初速度 电子运动径迹结构示意图 甲 乙11. 在粒子物理学的研究中,经常应用“气泡室”装置。
粒子通过气泡室中的液体时能量降低,在它的周围有气泡形成,显示出它的径迹。
如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片,气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。
下列有关甲、乙两粒子的判断正确的是A .甲粒子带正电B .乙粒子带负电C .甲粒子从b 向a 运动D .乙粒子从c 向d 运动12. 如图所示,平行板电容器上极板MN 与下极板PQ 水平放置,一带电液滴从下极板P 点射入,恰好沿直线从上极板N 点射出。
下列说法正确的是( )A .该电容器上极板一定带负电B .液滴从P 点到N 点的过程中速度增加C .液滴从P 点到N 点的过程中电势能减少D .液滴从P 点以原速度射入时,若再加一垂直纸面向内的匀强磁场,则液滴可能做匀速直线运动NS P b aR Q13.在匀强磁场中有一带正电的粒子甲做匀速圆周运动,当它运动到M点时,突然向与原运动相反的方向放出一个不带电的粒子乙,形成一个新的粒子丙。
如图3所示,用实线表示粒子甲运动的轨迹,虚线表示粒子丙运动的轨迹。
若不计粒子所受重力及空气阻力的影响,则粒子甲和粒子丙运动的轨迹可能是14. 在磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,固定金属杆和外电路接通(图中未画出),通有M至N的电流。
金属杆横横截面积为、接入电路部分长为,单位体积内有n个自由电子,电子电量为e。
设自由电子定向移动的速率均为,则下列说法正确的是:A.金属杆内自由电子个数为nSB.金属杆中自由电子运动方向为M至NC.金属杆所受所安培力的大小可表示为D.金属杆中电流强度为I = n e v15.如图所示,平行金属导轨MN和PQ与水平面成θ角,导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
质量为m、电阻为图3甲丙AM甲丙CM甲丙DM甲丙BMR/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动,在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。
已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1,此时导体棒所受安培力的功率为P1;t2时刻导体棒上滑的速度为v2,此时电阻R2消耗的电功率为P2,忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。
则( )A.t1时刻电阻R1的功率为P1/2B t2时刻导体棒的电功率为4P2C.t2时刻导体棒受到的安培力为4P2/v2D.t1~t2这段时间内整个回路产生的电热22121122Q mv mv =-16.如图3所示,平行金属导轨MN和PQ与水平面成θ角,导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动,在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。
已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1,此时电阻R1消耗的电功率为P1;t2时刻导体棒上滑的速度为v2,此时电阻R2消耗的电功率为P2,忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。
则( )A.t1时刻导体棒受到的安培力的大小为6P1/v1B t2时刻导体棒克服安培力做功的功率为4P2C.t1~t2这段时间内导体棒克服安培力做的功为4P1(t2-t1)D .t 1~t 2这段时间内导体棒受到的安培力的冲量大小为m (v 1-v 2)17. 如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。
一带电粒子a (不计重力)以一定的初速度由左边界的O 点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出。
若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b (不计重力)仍以相同初速度由O 点射入,从区域右边界穿出,则粒子b 粒子在电场中的运动( )A .穿出位置一定在O′点下方B .穿出位置一定在O′点上方C .运动时,在电场中的电势能一定减小D .在电场中运动时,动能一定减小18. 如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d 点垂直于磁场方向射入,沿曲线dPa 打到屏MN 上的a 点,通过Pa 段用时为t 。
若该微粒经过P 点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN 上。
两个微粒所受重力均忽略。
新微粒运动的( )A.轨迹为Pb ,至屏幕的时间将小于tB.轨迹为Pc ,至屏幕的时间将大于t图3 v 1 ab PN M θθR 1R 2C.轨迹为Pb,至屏幕的时间将等于tD.轨迹为Pa,至屏幕的时间将大于t19.如图所示,在两个水平放置的平行金属板之间,电场和磁场方向相互垂直。
一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转。
则这些粒子一定具有相同的qA.质量m B.电量q C.运动速度v D.比荷m20.为了科学研究的需要,常常将带电粒子储存在圆环形状空腔中,圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中,如图所示。
如果磁场的磁感应强度为B,质子(11H)和α粒子(42He)在空腔中做圆周运动的轨迹相同,质子和α粒子在圆环空腔中运动的速率分别为v H和vα,运动周期分别为T H和Tα,则以下判断正确的是( )A.v H≠vα;T H≠TαB.v H=vα;T H=TαC.v H=vα;T H≠TαD.v H≠vα;T H=Tα21.法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究。