高中物理 31磁场单元测验一、选择题(12 小题,共 48 分)1.下列关于电场和磁场的说法,正确的是( )A.在静电场中电场强度为零的位置,电势也一定为零B.放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量 q 发生变化时,该检验电荷所受电场力 F 与其电荷量 q 的比值保持不变C.在空间某位置放入一小段检验电流元,若这一小段检验电流元不受磁场力作用,则该位置的磁感应强度大小一定为零D.磁场中某点磁感应强度的方向,由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定2.质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是()A.M 带负电,N 带正电 B.M 的速率小于 N 的速率C.洛伦兹力对 M、N 做正功 D.M 的运行时间大于 N 的运行时间3.如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流 I1和 I2且 I1I 2；a、b、c、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且 a、b、c 与两导线共面；b 点在两导线之间,b、d 的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是()A.a 点 B.b 点 C.c 点 D.d 点4.如图所示,在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B.在 xOy 平面内,从原点 O 处沿与 x 轴正方向成 角(0),以速率 v 发射一个带正电的粒子(重力不计).则下列说法正确的是()A.若 v 一定, 越大,则粒子在磁场中运动的时间越短B.若 v 一定, 越大,则粒子在离开磁场的位置距 O 点越远C.若 一定,v 越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大D.若 一定,v 越大,则粒子在磁场中运动的时间越短5.如图所示,有一正方形区域,CB 为对角线,A、D 分别为对应边的中点,一不计重力的带电粒子以速度 v 沿 CB 方向射入.当在正方形平面内有垂直于 CB 方向的匀强电场 E 时,粒子从 A 点飞出,速率为 v1,所用时间为 t1；当区域有垂直于纸面、磁感应强度为 B 的匀强磁场时,粒子从 D 点飞出,速率为 v2,所用时间为 t2.则下列说法正确的是()A.t1=t2 B.t1t 2C.v1=v2 D.v1v 26.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场,经过 t 时间从 C 点射出磁场,OC 与OB 成 60角.现将带电粒子的速度变为 v/3,仍从 A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为()A.t/2 B.2t C.t/3 D.3t7.如图所示,成 300角的 OA、OB 间有一垂直纸面向里的匀强磁场,OA 边界上的 S 点有一电子源,在纸面内向各个方向均匀发射速率相同的电子,电子在磁场中运动的半径为 r,周期为 T.已知从OB 边界射出的电子 在磁场中运动的最短时间为 T/6,则下列说法正确的是( )A.沿某一方向发射的电子,可能从 O 点射出B.沿某一方向发射的电子,可能沿垂直于 OB 的方向射出C.从 OA 边 界射出的电子在磁场中运动的最长时间为 T/3D.从 OB 边界射出的电子在磁场中运动的最长时间为 T/48.如图,在倾角为 的光滑斜面上,垂直斜面放置根长为 L、质量为 m 的导体棒,当通以图示方向电流 I 时,欲使棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度 B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是()A.此过程中磁感应强度 B 逐渐增大B.此过程中磁感应强度 B 先减小后增大C.此过程中磁感应强度 B 的最小值为 mgsin/ILD.此过程中磁感应强度 B 的最大值为 mgtan/IL9.如图所示,有一个正方形的匀强磁场区域 abcd,e 是 ad 的中点,f 是 cd 的中点,如果在 a 点沿对角线方向以速度 v 射入一带负电的带电粒子,恰好从 e 点射出,则( )A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从 d 点射出B.如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从 f 点射出C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,也将从 d 点射出D.只改变粒子的速度使其分别从 e、d、f 点射出时,从 f 点射出所用时间最短10.如图,在 x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场,x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为 B/2 的匀强磁场.一带负电的粒子从原点 O 以与 x 轴成 300角斜向上射入磁场,且在上方运动半径为 R.不计重力,则()A.粒子经偏转一定能回到原点 OB.粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2:1C.粒子完成一次周期性运动的时间为 m/3qBD.粒子第二次射入 x 轴上方磁场时,沿 x 轴前进 3R11.如图所示,两平行、正对金属板水平放置,使上面金属板带上一定量正电荷,下面金属板带上等量的负电荷,再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以初速度 v0沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转.若带电粒子受重力可忽略不计,仍按上述方式将带电粒子射入两板间,为使其向下偏转,下列措施中一定不可行的是()A.仅增大带电粒子射入时的速度 B.仅增大两金属板所带的电荷量C.仅减小粒子所带电荷量 D.仅改变粒子的电性12.在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子 P 和 P3 ,经电压为 U 的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图示.已知离子 P 在磁场中转过 =30 0后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子 P 和 P3 ()A.在电场中的加速度之比为 1:1 B.在磁场中运动的半径之比为 :13C.在磁场中转过的角度之比为 1:2 D.离开电场区域时的动能之比为1:3 二 、 计 算 题 (共 62 分 )13.如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为 E、方向与水平线成 600；磁场的方向垂直纸面向内,有一个带正电小球从电磁复合场上方高度为 h 处自由落下,并沿直线通过复合电磁场,重力加速度取 g.(1)带电小球通过复合场时做什么运动；(2)求磁场的磁感应强度及带电小球的比荷14.如图所示,在平面直角坐标系 xOy 的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.010-8kg、电量为 q=1.010-6C 的带电粒子,从静止开始经 U0=10V 的电压加速后,从 P 点沿图示方向进入磁场.已知 OP=30cm,(粒子重力不计,sin37 0=0.6,cos370=0.8),求:(1)带电粒子到达 P 点时速度 v 的大小；(2)若 B=2.0T,粒子从 x 轴上的 Q 点离开磁场,求 OQ 的距离；(3)若粒子不能进入 x 轴上方,求磁感应强度 B满足的条件.15.如图所示,一个板长为 L,板间距离也是 L 的平行板电容器上极板带正电,下极板带负电,在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场.有一质量为 m,重力不计,带电量为-q 的粒子从极板正中间以初速度为 v0水平射入,恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入,求:(1)两极板间匀强电场的电场强度 E 的大小和方向；(2)q 粒子飞出极板时的速度 v 的大小与方向；(3)磁感应强度 B 的大小.16.如图,平行金属板倾斜放置,AB 长度为 L,金属板与水平方向的夹角为 ,一电荷量为-q、质量为 m 的带电小球以水平速度v0进入电场,且做直线运动,到达 B 点.离开电场后,进入如下图所示的电磁场(图中电场没有画出)区域做匀速圆周运动,并竖直向下穿出电磁场,磁感应强度为 B.试求:(1)带电小球进入电磁场区域时的速度 v；(2)带电小球在电磁场区域做匀速圆周运动的时间；(3)重力在电磁场区域对小球所做的功.17.如图所示,竖直平面上有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度 E1=2500N/C,方向竖直向上；磁感应强度 B=103T,方向垂直纸面向外；有一质量 m=10-2kg、电荷量 q=410-5C 的带正电小球自 O 点沿与水平线成 450、以 v0=4m/s 的速度射入复合场中,之后小球恰好从 P 点进入电场强度 E2=2500N/C,方向水平向左的第二个匀强电场中.不计空气阻力,g 取 10 m/s2.求:(1)O 点到 P 点的距离 s1；(2)小球经过 P 点的正下方 Q 点时与 P 点的距离 s2.18.如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场 E 与匀强磁场 B1,E=1.5103v/m,B1=0.5T；第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场,磁场的下边界与 x 轴重合.一质量m=10-14kg,电荷量 q=210-10C 的带正电微粒以某一速度 v 沿与 y 轴正方向或 600角的 M 点射入,沿直线运动,经 P 点后即进入处于第一象限内的磁场 B2区域.一段时间后,微粒经过 y 轴上的 N 点并沿与 y 轴正方向成 600角的方向飞出.M 点的坐标为(0,-10),N 点的坐标为(0,30),不计微粒重力,g=10m/s 2.则求:(1)微粒运动速度 v 的大小；(2)匀强磁场 B2的大小；(3)B2磁场区域的最小面积.19.如图所示,在平面直角坐标系 xOy 内,第 I 象限边长为 I 的正方形区域 OABC,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B.第 II 象限有边长也为 l的正方形匀强电场区域,电场平行与平面 xOY,方 向 -x 与 方 向 成 =450.若有大量带电粒子(不计重力)均带负电,电量均为-q,质量均为 m,从 OE 边中点 M 由静止释放,忽略带电粒子间的相互作用.(1)粒子能否打到 C 点?如果能,相应的电场强度 E 的大小为多少?(2)粒子能否打到 B 点?如果能,相应的电场强度 E 的大小为多少?(3)电场强度在什么范围内的时粒子可从 BC 边射出?