高中物理：磁场 单元测试卷（含答案）1.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。
这台加速器由两个铜质D 形盒12D D 、构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )A.离子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B.离子从磁场中获得能量C.增大加速电场的电压,其余条件不变,离子离开磁场的动能将增大D.增大加速电场的电压,其余条件不变,离子在D 型盒中运动的时间变短2.质子和α粒子在同一点由静止出发,经过相同的加速电场后,进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
已知质子和α粒子的质量之比:4:1H m m α=,电荷量之比:2:1H q q α=。
则它们在磁场中做圆周运动的周期之比:H T T α为( ) A ．4:1B ．1:4C ．2:1D ．1:23.如图所示,回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置。
其核心部分是两个“D ”型金属盒,置于匀强磁场中,两盒分别与高频交流电源相连。
则带电粒子获得的最大动能与下列哪些因素有关( )A.加速的次数B.加速电压的大小C.交流电的频率D.匀强磁场的磁感应强度4.如图所示,由Oa Ob Oc 、、三个 铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用123B B B 、、表示.现有带电粒子自a 点垂直Oa 板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,在三个磁场区域中的运动时间之比为1:2:3,轨迹恰好是一个以O 为圆心的圆,则其在b c 、处穿越铝板所损失的动能之比为（ ）A.1：1B.5：3C.3：2D.27：55.如图所示,在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成 角的方向以相同的速度v 射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是( )A.在磁场中的运动时间相同B.在磁场中运动的轨道半径相同C.出边界时两者的速度相同D.出边界点到O 点处的距离相等6.如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P 为磁场边界上的一点。
大量相同的带电粒子以相同的速率经过P 点,在纸面内沿不同的方向射入磁场。
若粒子射入速率为1v ,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为2v ,相应的出射点分布在三分之一圆周上。
不计重力及带电粒子之间的相互作用。
则21:v v 为( )A ．2BCD ．7.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等,质量分别为a b c m m m 、、,已知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是( )A.a b c m m m >>B.b a c m m m >>C.c a b m m m >>D.c b a m m m >>8.关于磁感线,下列说法中正确的是( ) A ．磁感线是真实存在的B ．磁感线切线方向可以表示磁感应强度的方向C ．磁感线一定是直线D ．沿着磁感线方向,磁感应强度越来越小9.运动的电荷垂直进入匀强磁场中,只受洛伦兹力的作用,则电荷的运动（ ） A. 匀速圆周运动B. 匀速直线运动C. 匀加速直线运动D. 平抛运动10.如图所示,M N 、和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点,O 为半圆弧的圆心,90MOP ∠=︒,在M P 、处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有垂直纸面向里、大小相等的恒定电流,这时O 点的磁感应强度大小为0B 。
若将P 处长直导线移开,则O 点的磁感应强度的大小为( )A ．012BB 0C 0D ．0B11.如图所示,两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r 。
圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a 线圈重合,则穿过a 、b 两线圈的磁通量之比为( )A.1:1B.1:2C.1:4D.4:112.如图所示,当闭合开关S 后,螺线管上方A 点的磁感应强度方向为( )A ．向右B ．向左C ．垂直纸面向里D ．垂直纸面向外13.如图所示,一段导线abcd 弯成半径为R 、圆心角为90 的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线段ab 和cd 的长度均为2R,流经导线的电流为I ,方向如图中箭头所示.则abcd 导线受到的安培力的方向和大小为( )A.方向沿纸面向上,大小为B.方向沿纸面向上,C.方向沿纸面向下,D.方向沿纸面向下,14.如图,边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面（abcd 所在平面）向外。
ab 边中点有一电子发射源O ,可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。
已知电子的比荷为k 。
则从a d 、两点射出的电子的速度大小分别为( )A ．14kBl B ．14kBl ,54kBlC ．12kBlD ．12kBl ,54kBl15.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的运动轨迹如图所示.粒子 a 的运动轨迹半径为1r ,粒子b 的运动轨迹半径为2r ,且212r r ＝,12q q 、分别是粒子a b 、所带的电荷量,则( )A. a 带负电、b 带正电,比荷之比为1212:2:1q q m m = B. a 带负电、b 带正电,比荷之比为1212:1:2q q m m C. a 带正电、b 带负电,比荷之比为1212:=2:1q q m m D. a 带正电、b 带负电,比荷之比为1212:=1:1q q m m 16.如图所示,一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B 大小相等、方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。
若导电圆环上载有如图所示的恒定电流I ,则下列说法中正确的是( )A ．导电圆环所受安培力方向竖直向下B ．导电圆环所受安培力方向竖直向上C ．导电圆环所受安培力的大小为2BIR πD ．导电圆环所受安培力的大小为2sin BIR θπ17.如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小,可能引起的原因是（ ）A.电子枪发射能力减弱,电子数减少B.加速电场的电压过高,电子速率偏大C.偏转线圈局部短路,线圈匝数减少D.偏转线圈电流过大,偏转磁场增强18.如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线12L L 、,1L 中的电流方向向左,2L 中的电流方向向上；1L 的正上方有a 、b 两点,它们相对于2L 对称。
整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为0B ,方向垂直于纸面向外。
已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为013B 和012B ,方向也垂直于纸面向外。
则( )A ．流经1L 的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0712B B ．流经1L 的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0112B C ．流经2L 的电流在b 点产生的磁感应强度大小为0112B D ．流经2L 的电流在a 点产生的磁感应强度大小为0712B 19.由金属导体薄片制成的霍尔元件,其几何尺寸如图所示,在薄片的垂直面上施加一磁感应强度为B 的匀强磁场,在薄片的左、右两侧接有c 、d 两电极,在薄片的上、下两面接有a 、b 两电极.当c 、d 两电极通过控制电流I 时,薄片的上、下两面将出现霍尔电压U H ,霍尔元件的灵敏度K H 定义为霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下霍尔电压的大小.在实际操作中,由于a 、b 两电极不完全对称,而是沿cd 方向有一个很小的距离偏差(a 在左,b 在右),从而使得霍尔电压U H 与a 、b 两电极间的电压有一个微小的差值ΔU .某次测量中,当由c 到d 的电流大小为I ,磁感应强度为B 且方向垂直纸面向里时,a 、b 两电极间的电压为U 1;当保持I 和B 的大小不变,仅使磁场方向反向时,a 、b 两电极间的电压为U 2.下列判断正确的是( )A.1L 越小,H K 越大B.2L 越小,H K 越大C.212U U U -∆=D.122U U U -∆=20.如图甲,一个金属圆环与一个理想二极管串联后放在匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,规定磁场方向垂直于圆环平面向外为正方向,磁感应强度B 在一个周期内随时间变化的规律如图乙所示。
若规定圆环内顺时针方向为感应电流的正方向,则穿过圆环的磁通量Φ、圆环中的感应电流i 、圆环的热功率P 随时间变化的图像可能正确的是( )A. B.C. D.21.如图所示,匀强磁场的方向竖直向下,磁场中有光滑的水平桌面.在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管.在垂直于试管的水平拉力F 作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出.关于带电小球及其在离开试管前的运动, 下列说法中正确的是 （）A.小球带负电B.小球运动的轨迹是一条抛物线C.洛伦兹力对小球做正功D.要保持试管匀速运动,拉力F 应逐渐增大22.1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点,解决了粒子的加速问题。
现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。
回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D 形金属盒半径为R ,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。
磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直,加速器接一定频率的高频交流电源,保证粒子每次经过电场都被加速,加速电压为U .D 形金属盒中心粒子源产生的粒子,初速度不计,在加速器中被加速,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.（1）求把质量为m 、电荷量为q 的静止粒子加速到最大动能所需时间；（2）若此回旋加速器原来加速质量为2m,带电荷量为q 的a 粒子42He （）,获得的最大动能为km E ,现改为加速氘核21H （）,它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一种简单可行的办法;（3）已知两D 形盒间的交变电压如图乙所示,设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T ,若存在种带电荷量为'q 、质量为'm 的粒子201100X ,在4Tt =时进入加速电场该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中,粒子未飞出D 形盒）.23.如图,空间存在方向垂直于纸面（xOy 平面）向里的磁场。
在x ≥0区域,磁感应强度的大小为B 0；x ＜0区域,磁感应强度的大小为λ0B （常数λ＞1）。
一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的带电粒子以速度0v 从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时,求（不计重力）（1）粒子运动的时间； （2）粒子与O 点间的距离。