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1、磁場【模擬試題】（答題時間：60分鐘）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。）1. 科學研究表明，地球自西向東的自轉(zhuǎn)速度正在變慢，我國已在2006年1月1日零時進行了時間調(diào)整。假如地球的磁場是由地球表面帶負電引起的，則可能判定（ ）A. 地球表面帶正電，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，地磁場將變?nèi)魾. 地球表面帶正電，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，地磁場將變強C. 地球表面帶負電，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，地磁場將變?nèi)鮀. 地球表面帶負電，由于地球自轉(zhuǎn)變慢，地磁場將變強2. 兩根通電的長直導線平行放置，電流分別為I1和I2，電流的方向如圖所示

2、，在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導線橫截面連接的延長線上，c、d在導線橫截面連接的垂直平分線上。則導體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度可能為零的是（ ）A. a點 B. b點 C. c點 D. d點3. 如圖所示，條形磁鐵放在桌面上，一條通電的直導線由S極的上端平移到N極的上端的過程中，導線保持與磁鐵垂直，導線的通電方向如圖示，則這個過程中磁鐵受到的摩擦力（磁鐵保持靜止）A. 為零B. 方向由向左變?yōu)橄蛴褻. 方向保持不變D. 方向由向右變?yōu)橄蜃?. 如圖所示。一金屬直桿MN兩端接有導線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向外運動，

3、則：（ ）A. 將b、c端接在電源正極，a、d端接在電源負極 B. 將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負極 C. 將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負極 D. 將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負極5. 如圖所示，在沿水平方向向里的勻強磁場中，帶電小球A與B在同一直線上，其中小球B帶正電荷并被固定，小球A與一水平放置的光滑絕緣板C接觸而處于靜止狀態(tài)。若將絕緣板C沿水平方向抽去后，以下說法正確的是（ ）A. 小球A仍可能處于靜止狀態(tài)B. 小球A將可能沿軌跡1運動C. 小球A將可能沿軌跡2運動D. 小球A將可能沿軌跡3運動6. 如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，一對

4、正、負電子分別以相同速度沿與x軸成30角從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動時間之比為 （ ）A. 12 B. 21 C. 1 D. 117. 質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向外的勻強磁場中，其磁感應強度為B，如圖所示。若帶電小球下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是小球帶正電；小球在斜面上運動時做勻加速直線運動；小球在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動；小球在斜面上下滑過程中，當小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速率為mgcosBq。A. B. C. D. 8. 如圖所示，一個質(zhì)量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強

5、磁場和勻強電場中的豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，電場和磁場的方向如圖。那么這個液滴的電性與轉(zhuǎn)動方向應是 （ ） A. 一定帶正電，沿逆時針方向轉(zhuǎn)動B. 一定帶負電，沿順時針方向轉(zhuǎn)動C. 一定帶負電，但旋轉(zhuǎn)方向不能確定D. 電性和旋轉(zhuǎn)方向不能確定9. 如圖，空間有垂直于xOy平面的勻強磁場。t0的時刻，一電子以速度v0經(jīng)過x軸上的A點，方向沿x軸正方向。A點坐標為（，0），其中R為電子在磁場中做圓周運動的軌道半徑。不計重力影響，則以上說法正確的是 （ ）A. 電子經(jīng)過y軸時，速度大小仍為v0 B. 電子在時，第一次經(jīng)過y軸C. 電子第一次經(jīng)過y軸的坐標為（0，）D. 電子第一次經(jīng)過y軸的坐標

6、為（0，）10. 如圖所示，兩個半徑相同的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)，左右兩端點等高，分別處于沿水平方向的勻強電場和勻強磁場中。兩個相同的帶正電小球同時從兩軌道左端最高點由靜止釋放。M、N為軌道的最低點，則下列說法中正確的是 （ ）A. 兩個小球到達軌道最低點的速度vMFN C. 小球第一次到達M點的時間大于小球第一次到達N點的時間D. 在磁場中小球能到達軌道的另一端最高處，在電場中小球不能到達軌道另一端最高處二、本題共2小題，共15分。把答案填在題中相應的橫線上或按題目要求作答。11. （5分）某同學在研究長直導線周圍的磁場時，為增大電流，用多根導線捆在一起代替長直導線，不斷改變多根導線中

7、的總電流I和測試點與直導線的距離，測得下表所示數(shù)據(jù)：由上述數(shù)據(jù)可得出磁感應強度B與電流I及距離r的關系式為B_T。在由數(shù)據(jù)得出關系式時可以采用保持某一物理量不變，采用作圖或從數(shù)據(jù)上得出另外兩個物理量之間的關系，這在物理量上被稱作_法，是物理學中經(jīng)常應用的方法之一。（要求估算出比例系數(shù)，用等式表示）12. （10分）磁體和電流之間、磁體和運動電荷之間、電流和電流之間都可通過磁場而相互作用，此現(xiàn)象可通過以下實驗證明：（1）如圖（a）所示，在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便效果明顯，通電導線應_ 。A. 平行于南北方向，位于小磁針上方B. 平行于東西方向，位于小磁針上方C. 平行于東南方向

8、，位于小磁針下方D. 平行于西南方向，位于小磁針下方此時從上向下看，小磁針的旋轉(zhuǎn)方向是_。（2）如圖（b）所示，是一個抽成真空的電子射線管，從陰極發(fā)射出來的電子束，在陰極和陽極間的高壓作用下，轟擊到長方形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示出電子束運動的徑跡。實驗表明，在沒有外磁場時，電子束是沿直線前進的。如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，熒光屏上顯示的電子束運動徑跡發(fā)生了彎曲，這表明：_，圖中a為_極。（3）如圖（c）所示，兩條平行直導線，當通以相同方向的電流時，它們相互_，當通以相反方向的電流時，它們相互_，這時每個電流都處在另一個電流的磁場里，因而受到磁場力的作用。也就是說，電流和電流之間，就

9、像磁極和磁極之間一樣，也會通過磁場發(fā)生相互作用.三、本題共4小題，共45分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13. （10分）如圖，水平放置的光滑的金屬導軌M、N，平行地置于勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感應強度大小為B,方向與導軌平面夾角為，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導軌上且與導軌垂直。電源電動勢為，定值電阻為R,其余部分電阻不計。則當電鍵閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？14. （10分）一個初速度為V0的勻加速直線運動，可以看成是在同一直線上的兩個直線運動的合運動：一個是速度為V0的勻速直線運動，另一個是初速度為零的勻加速直線

10、運動。合運動的速度。試用將初速度V0分解成同一直線上的兩個分運動V01、V02的方法研究下面的問題。如圖所示，在空間有一個與水平面平行且垂直紙面向里的足夠大的勻強磁場。在磁場區(qū)域有、兩點，相距為,連線在水平面上且與磁場方向垂直。一質(zhì)量為、電量為（）的粒子從點以初速度對著點射出，為使粒子能經(jīng)過點，試問可取什么值？15. （12分）如圖所示，在y軸右上方有一勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外。在x軸的下方有一勻強電場，場強為E，方向平行x軸向左。有一鉛板放置在y軸處且與紙面垂直?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，然后以垂直與鉛板的方向從A處穿過鉛板，而后從x

11、軸的D處以與x軸正方向夾角為60的方向進入電場和磁場重疊的區(qū)域，最后到達y軸上的C點。已知OD長為L，不計重力。求：粒子經(jīng)過鉛板時損失的動能；粒子到達C點時速度的大小。16. （13分）如圖甲所示，在兩平行金屬板的中線OO某處放置一個粒子源，粒子源沿OO方向連續(xù)不斷地放出速度v01.0105m/s的帶正電的粒子。在直線MN的右側(cè)分布范圍足夠大的勻強磁場，磁感應強度B0.01T，方向垂直紙面向里，MN與中線OO垂直。兩平行金屬板的電壓U隨時間變化的Ut圖線如圖乙所示。已知帶電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計，若t0.1s時刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板邊緣離開電場（設在

12、每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場看作是恒定的）。求：（1）在t0.1s時刻粒子源放出的粒子離開電場時的速度大小和方向。（2）從粒子源放出的粒子在磁場中運動的最短時間和最長時間?！驹囶}答案】1. 答案：C 將地球自轉(zhuǎn)等效成環(huán)形電流，南極為磁場N極，由右手定則可知地球帶負電，地球轉(zhuǎn)速變慢使環(huán)形電流減小，故磁場減弱，所以選C。2. 答案：AB 根據(jù)安培定則和磁感應強度的疊加原理即可知。3. 分析電流導線受的磁場力，由牛頓第三定律反推磁鐵受的作用力。答案：C4. BD5. 答案：AB 若小球A帶正電，小球A受重力和A、B之間的庫侖力的作用（且?guī)靵隽槌饬Γ糁亓Φ拇笮『蛶靵隽Φ拇笮∠喾?/p>

13、，則撤去絕緣板后，重力和庫侖力仍大小相等而方向相反，故小球A仍處于靜止狀態(tài)，A正確；若庫侖力大于重力，則可由左手定則判斷B正確。6. 解析：正電子在磁場中時間，負電子在磁場中時間 。t1：t22：1 答案：B7. 解析：由題意小球受qvB應垂直斜面向上 故對，且qvB垂直斜面故對，當N0時有qvBmgcos，對答案：B8. B9. ABD10. BD11. 解析：從表中數(shù)據(jù)分析不難發(fā)現(xiàn)B/Ik1和Brk2，所以有BkI/r，再將某一組B、I、r值代入上式得k2107Tm/A。所以得出磁感應強度B與電流I及距離r的關系式為B。答案：B，控制變量。12. 答案：（1）A ； 逆時針。（2）運動電荷

14、受到了磁場力；陰。（3）吸引；排斥。13. 解析：畫出截面圖，建立FBIL Fsinma I/R 得14. 解析：若不考慮重力，粒子不可能經(jīng)過點，可見本題要考慮重力的作用。帶電粒子以初速度從點射出，若滿足重力與洛侖茲力平衡，則做勻速直線運動至點，此速度設為，即，若粒子速度不滿足上述條件，則可將分解為 這時粒子受到向下的重力mg和向上的洛侖茲力f1、 f2的作用，其中f1是與速度V01相對應的洛侖茲力，f2是與速度V相對應的洛侖茲力，由于f1mg 所以，粒子的運動可看成是以指向的勻速直線運動和以的勻速圓周運動的合運動。為確保粒子能擊中點，必須是圓周運動這一分運動恰好是完整的圈，這時勻速直線運動的

15、位移也正好是。磁場中勻速圓周運動周期與無關，大小為因而有，1、2、3將、代入得 ，1、2、3概括結(jié)論是：（1）若，則粒子必能擊中點。（2）若，則必須滿足，1、2、3時粒子才能擊中點。15. 解析：16. 解析：（1）設板間距為d，t0.1s時刻釋放的粒子在板間做類平拋運動在沿電場方向上 粒子離開電場時，沿電場方向的分速度 粒子離開電場時的速度 粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)角為 由得 45 說明：用和聯(lián)立求出正確結(jié)果，參照上述評分標準給分。（2）帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期 不同時刻釋放的粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)角不同，進入磁場后在磁場中運動的時間不同，大的在磁場中的偏轉(zhuǎn)角大，運動時間長。t0時刻釋放的粒子，在電場中的偏轉(zhuǎn)角為0，在磁場中運動的時間最短： t0.1s時刻釋放的粒子，在電場中的偏轉(zhuǎn)角最大為45，在磁場中運動的時間最長：