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高中高二暑假物理《磁场》作业

编辑:sx_yanxf

2016-07-22

同学们,骏马是跑出来的,强兵是打出来的。希望大家在玩耍的同时不要忘了学习。精品学习网高中频道为大家提供了物理磁场作业,希望对大家有所帮助。

一、选择题(本题共6道小题) 1.直导线ab放在如图所示的水平导体框架上,构成了一个闭合回路;长直导线cd和框架处在同一个平面内,且cd和ab平行,当cd中通有电流时,观察到ab向左滑动.关于cd中的电流,下列说法正确的是(  )

A. 电流一定增大,方向沿c向d

B. 电流一定增大,方向沿d向c

C. 电流一定减小,方向可能由d向c

D. 电流大小恒定,方向由d到c

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MN做正功   D. M的运行时间大于N的运行时间 3.如图所示,为一圆形区域的匀强磁场,在O点处有一放射源,沿半径方向射出速度为v的不同带电粒子,其中带电粒子1从A点飞出磁场,带电粒子2从B点飞出磁场,不考虑带电粒子的重力,则(  )

A. 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为1:3   B. 带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为:1   C. 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2:1   D. 带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2:3 4. 如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称.导线均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离.一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点.关于上述过程,下列说法正确的是(  )

A. 小球先做加速运动后做减速运动

B. 小球一直做匀速直线运动

C. 小球对桌面的压力先减小后增大

D. 小球对桌面的压力一直在增大

5.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽,槽内光滑,槽的宽度和深度处处相同,现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中,让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0,与此同时,有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环型小槽外径所对应的圆面积,磁感应强度的大小跟时间成正比,其方向竖直向下,设小球在运动过程中电荷量不变,那么(  )

A. 小球受到的向心力大小不变

B. 小球受到的向心力大小不断增加

C. 洛伦兹力对小球做了正功

D. 小球受到的磁场力逐渐变大

6.如图,一段导线abcd位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、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(  )

A. 方向沿纸面向上,大小为(+1)ILB   B. 方向沿纸面向上,大小为(﹣1)ILB   C. 方向沿纸面向下,大小为(+1)ILB   D. 方向沿纸面向下,大小为(﹣1)ILB 三、计算题(本题共道小题)

7.如图所示,在真空中,半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为b,板长为2b,两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上.有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进人磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如右边图所示电压u.最后粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出.不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力.

(1)求磁场的磁感应强度B的大小;

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;

(3)若t=时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射人M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.

8.如图所示装置中,AB是两个竖直放置的平行金属板,在两板中心处各开有一个小孔,板间距离为d,板长也为d,在两板间加上电压U后,形成水平向右的匀强电场。在B板下端(紧挨B板下端,但未接触)固定有一个点电荷Q,可以在极板外的空间形成电场。紧挨其下方有两个水平放置的金属极板CD,板间距离和板长也均为d,在两板间加上电压U后可以形成竖直向上的匀强电场。某时刻在O点沿中线由静止释放一个质量为m,带电量为q的正粒子,经过一段时间后,粒子从CD两极板的正中央进入电场,最后由CD两极板之间穿出电场。不计极板厚度及粒子的重力,假设装置产生的三个电场互不影响,静电力常量为k。求:

(1)粒子经过AB两极板从B板飞出时的速度大小;

(2)在B板下端固定的点电荷Q的电性和电量;

(3)粒子从CD两极板之间飞出时的位置与释放点O之间的距离。

9.把一根长为L=10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中.试问:

(1)当导线中通以I1=2A的电流时,导线受到的安培力大小为1.0×10﹣7N,该磁场的磁感应强度B的大小为多少?

(2)若该导线中通以I2=3A的电流,试求此时导线所受安培力F的大小,并在图中画出安培力的方向.

10.如图(a)所示,在空间有一坐标系xoy,直线OP与x轴正方向的夹角为30°,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线OP是它们的边界,OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B,一质量为m,电荷量为+q的质子(不计重力及质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ,质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后,恰好垂直于x轴进入第四象限,第四象限存在沿-x轴方向的特殊电场,电场强度E的大小与横坐标x的关系如图(b)所示,试求 (1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小 ; (2)质子再次到达y轴时的速度大小和方向。

11.如图所示,在xOy平面内存在I、II、III、IV四个场区,y轴右侧存在匀强磁场I,y轴左侧与虚线MN之间存在方向相反的两个匀强电场,II区电场方向竖直向下,III区电场方向竖直向上,P点是MN与x轴的交点。有一质量为m,带电荷量+q的带电粒子由原点O,以速度v0沿x轴正方向水平射入磁场I,已知匀强磁场I的磁感应强度垂直纸面向里,大小为B0,匀强电场II和匀强电场III的电场强度大小均为,如图所示,IV区的磁场垂直纸面向外,大小为,OP之间的距离为,已知粒子最后能回到O点。

(1)带电粒子从O点飞出后,第一次回到x轴时的位置和时间;

(2)根据题给条件画出粒子运动的轨迹;

(3)带电粒子从O点飞出后到再次回到O点的时间。

试卷答案

1.解:导线左移时,线框的面积增大,由楞次定律可知原磁场一定是减小的;并且不论电流朝向哪个方向,只要电流减小,都会发生ab左移的情况;

故选:C.

2.解:A:由左手定则判断出N带正电荷,M带负电荷,故A正确;

B:粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力qvB=m,半径为:r=,在质量与电量相同的情况下,半径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,B错误;

C:洛伦兹力不做功,C错误;

D:粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一半,而周期为T=,M的运行时间等于N的运行时间,故D错误.

故选:A.

3.解:粒子在磁场中做圆周运动,由数学知识可知,粒子做圆周运动转过的圆心角分别是:φA=60°,φB=120°,

设粒子的运动轨道半径为rA,rB,rA=Rtan30°=R,rB=Rtan60°=R,

A、洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m,,

则粒子1与粒子2的比荷值为:,故A错误;B正确;

C、粒子运动的周期,,粒子运动的时间:=

带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为,故CD错误;

故选:B.

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