磁場綜合練習(xí)題

1、磁場練習(xí)題一、安培力圖11、長L=60cm質(zhì)量為m=6.0×10-2kg，粗細(xì)均勻的金屬棒，兩端用完全相同的彈簧掛起，放在磁感強(qiáng)度為B=0.4T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖1所示，若不計彈簧重力，問(1)要使彈簧不伸長，金屬棒中電流的大小和方向如何?(2)如在金屬中通入自左向右、大小為I=0.2A的電流，金屬棒下降x1=1cm，若通入金屬棒中的電流仍為0.2A，但方向相反，這時金屬棒下降了多少?2、如圖2所示，在勻強(qiáng)磁場中有一矩形線圈，它的平面與磁場B平行，在磁場作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向是 答案：BA.ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙內(nèi)B.ab邊轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)向紙外C.ad邊

2、轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)向紙外圖2D.ad邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙內(nèi)3、如下圖3所示，勻強(qiáng)磁場中放著通入相同電流的幾段導(dǎo)線（均在紙面內(nèi)），端間距離都相等，受力的情況是：A圖(a)受力最小；B各圖受力方向相同；C各圖受力一樣；D不能確定。圖34、在傾角為的光滑斜面上，置一通有電流為I，長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖4所示，試求：(1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向；（2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場B的最小值和方向。圖45、（09年海南物理）2一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖6中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)：當(dāng)分別加上

3、方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是 答案：D圖56、（09年全國卷）17.如圖7，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 答案：AA. 方向沿紙面向上，大小為 B. 方向沿紙面向上，大小為圖6C. 方向沿紙面向下，大小為 D. 方向沿紙面向下，大小為 二、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動圖10甲乙FB1、如圖10所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜置于

4、粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)用水平恒力拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動，在加速運(yùn)動階段A乙物塊與地之間的摩擦力不斷增大B甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大C甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變。D甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小2、如圖11所示，質(zhì)量為m，電量為q的正電物體，在磁感強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，沿動摩擦因數(shù)為的水平面向左運(yùn)動，物體運(yùn)動初速度為v，則（ CD ）A、物體的運(yùn)動由v減小到零所用的時間等于mv/（mg+qvB）圖11B、物體的運(yùn)動由v減小到零所用的時間小于mv/（mg+qvB）C、若另加一個電場強(qiáng)度為（mg+qvB）/q、方向

5、水平向左的勻強(qiáng)電場，物體做勻速運(yùn)動D、若另加一個電場強(qiáng)度為（mg+qvB）/q、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，物體做勻速運(yùn)動圖12北京卷20.如圖12所示，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場邊界d點(diǎn)垂直于磁場方向射入，沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn)，通過pa段用時為I2若該微粒經(jīng)過P點(diǎn)時，與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個新微粒，最終打到屏MN上。兩個微粒所受重力均忽略。新微粒運(yùn)動的 答案：DA.軌跡為pb,至屏幕的時間將小于tB.軌跡為pc,至屏幕的時間將大于tC.軌跡為pb，至屏幕的時間將等于tD.軌跡為pa，至屏幕的時間將大于t3、如圖13所示，質(zhì)量為1g的小環(huán)帶4×1

6、0-4C正電，套在長直的絕緣桿上，兩者間的動摩擦因數(shù)=0.2，將桿放入都是水平的互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，桿所在的豎直平面與磁場垂直，桿與電場夾角為37°，若E=10N/C，B=0.5T，小環(huán)從靜止釋放，求：（1）當(dāng)小環(huán)加速度最大時，環(huán)的速度和加速度；（2）當(dāng)小環(huán)速度最大時，環(huán)的速度和加速度。圖134、在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，有一傾角為，足夠長的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，電場方向豎直向上有一質(zhì)量為m,帶電量為十q的小球靜止在斜面頂端，這時小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱?，如圖14所示,若迅速把電場方向反轉(zhuǎn)豎直向下，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時間是

7、多少？圖145、把擺球帶電的單擺置于勻強(qiáng)磁場中，如圖15所示，當(dāng)帶電擺球最初兩次經(jīng)過最低點(diǎn)時，相同的量是：CDA.小球受到的洛侖茲力B.擺線的拉力C.小球的動能D.小球的加速度圖156、如圖16所示，足夠長的光滑絕緣斜面與水平面間的夾角為a(sina=0.6)。放在水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度E= 50V/m、方向向左，磁場方向垂直于紙面向外。一個帶電量q=4×10-2C，質(zhì)量m=0.40kg的光滑小球在斜面頂點(diǎn)由靜止開始放下，經(jīng)過3s后飛離斜面，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B(取)圖16v0E7、如圖17所示，一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球以與水平方向成某一角度的初速度v0射入水平方

8、向的勻強(qiáng)電場中，小球恰能在電場中做直線運(yùn)動若電場的場強(qiáng)大小不變，方向改為相反同時加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，小球仍以原來的初速度重新射人，小球恰好又能做直線運(yùn)動求電場強(qiáng)度的大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和初速度與水平方向的夾角。三、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間圖201、在半徑為r的圓形空間內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子以速度v從A沿半徑方向入射，并從C點(diǎn)射出，如圖20所示(O為圓心)， 已知AOC=120°，若在磁場中粒子只受洛侖茲力作用，則粒子在磁場中運(yùn)行的時間（ ）A B C D。圖212、如圖21，勻強(qiáng)磁場寬度為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，有一質(zhì)量為m，電量為q的正粒子，以初速度垂

9、直磁場方向從小孔C射入勻強(qiáng)磁場后從磁場右邊界A點(diǎn)射出，已知AB間距離為H. （1）求粒子的初速度v0. （2）粒子在磁場中的運(yùn)動時間.3、（09年全國卷）25. （18分）如圖22，在寬度分別為和的兩個毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場，最后從電場邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場方向，粒子軌跡與電、磁場分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d。不計重力,求電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比及粒子在磁場與電場中運(yùn)動時間之比。答案：圖22四、求帶電粒子

10、在有界磁場中運(yùn)動的速度1、如圖23所示，寬為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界為PQ、MN，一個質(zhì)量為m，帶電量為-q的微粒子沿圖示方向以速度v0垂直射入磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，要使粒子不能從邊界MN射出，粒子的入射速度v0的最大值是多大？圖232、M、N兩極板相距為d，板長均為5d，兩板未帶電，板間有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，如圖24所示，一大群電子沿平行于板的方向從各處位置以速度v射入板間，為了使電子都不從板間穿出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍。圖24× × × ×× × × ×× × × ×abc

11、dO30°·3、如圖25所示一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)從矩形區(qū)域ad邊的中點(diǎn)O處，垂直磁場射入一速度方向與ad邊夾角30°，大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電量為q，ad邊長為l，重力影響不計。（1）試求粒子能從ab邊上射出磁場的v0的大小范圍。（2）粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間是多少？圖254、一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為v0 ，方向與ad邊夾角為30°，如圖26所示。已知

12、粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m（重力不計）。 （1）若粒子帶負(fù)電，且恰能從d點(diǎn)射出磁場，求v0的大??； （2）若粒子帶正電，使粒子能從ab邊射出磁場，求v0的取值范圍以及粒子在磁場中運(yùn)動時間t 的范圍。圖26五、求帶電粒子通過磁場的最大偏轉(zhuǎn)角1、如圖27所示，r=10cm的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，其邊界跟y軸在坐標(biāo)O處相切，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.332T，方向垂直紙面向外，在O處有一放射源S，可沿紙面向各個方向射出速率均為v=3.2×106m/s的粒子，已知ma=6.64×10-27kg，q=3.2×10-19C，則粒子通過磁場最大偏轉(zhuǎn)角等于多少？圖272、在真空中，半徑r

13、=3×10-2m的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，方向如圖28所示，磁感強(qiáng)度B=0.2T，一個帶正電的粒子，以初速度v0=106m/s從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷108C/kg，不計粒子重力，求：（1）粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動的半徑是多少？（2）若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時v0方向與ab的夾角及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角。圖283、如圖29所示，在第I象限范圍內(nèi)有垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子（不計重力），在xOy平面內(nèi)經(jīng)原點(diǎn)O射入磁場中，初速度為v0，且與x軸成600，試分析并計算：（1）帶電粒子從何處離開磁場？穿越磁

14、場時運(yùn)動方向發(fā)生的偏 轉(zhuǎn)角多大？（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動時間多長？圖29六、求磁場的最小面積圖301、如圖30所示，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域。不計重力，不計粒子間的相互影響。帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域的面積是 （ ）A. B. C. D. 2、如圖31所示一帶電質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m，電量為q，以平行于Ox軸的速v從y軸上的a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域，為了使該質(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于Ox軸的速度v射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€垂直于xy平面、磁感強(qiáng)度

15、為B的勻強(qiáng)磁場，若此磁場僅分布在一圓形區(qū)域內(nèi)，試求該圓形區(qū)域的最小半徑（粒子重力不計）。圖313、如圖31所示，一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軌正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從x軸上的b點(diǎn)穿過，其速度方向與x軸正方向的夾角為30°，粒子的重力可忽略不計，試求： （1）圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積； （2）粒子在磁場中運(yùn)動的時間； （3）b到O的距離。圖314、在xoy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m,電量為 e ）從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷地以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限，如圖32所示，現(xiàn)加上一個垂直于xoy平

16、面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，要求這些電子穿過該磁場后都能平行于x軸正方向運(yùn)動，試求出符合條件的磁場的最小面積。圖32圖336、臨界問題1、如圖32所示，矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的長為L，寬為L/2。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m，電荷量為e 的電子沿著矩形磁場的上方邊界射入磁場，欲使該電子由下方邊界穿出磁場，求：電子速率v 的取值范圍？7、洛侖茲力的多解問題（1）帶電粒子電性不確定形成多解 （2）磁場方向不確定形成多解（3）臨界狀態(tài)不唯一形成多解 （4）運(yùn)動的重復(fù)性形成多解1、如圖34所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場，下列判斷正確的是（ ） A、電子在磁場中運(yùn)動時間越

17、長，其軌跡線越長 B電子在磁場中運(yùn)動時間越長。其軌跡線所對應(yīng)的圓心角越大 C在磁場中運(yùn)動時間相同的電子，其軌跡線一定重合 D電子的速率不同，它們在磁場中運(yùn)動時間一定不相同圖348、能量問題1、（09年北京卷）19如圖35所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場。一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）穿出。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b 答案：CA穿出位置一定在O點(diǎn)下方B穿出位置一定在O點(diǎn)上方C運(yùn)動時，在電場

18、中的電勢能一定減小D在電場中運(yùn)動時，動能一定減小圖352、如圖36所示，小車A質(zhì)量為mA = 4kg，置于光滑水平面上。初速度為v = 14m/s，帶電量q = 0.2C的可視為質(zhì)點(diǎn)的物體B，質(zhì)量mB = 0.1kg，無初速放在小車的右端。在它們的周圍存在勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5T，物體B與小車之間有摩擦力，小車足夠長，求：圖36（1）物體B的最大速度（2）小車A的最小速度（3）在此過程中轉(zhuǎn)化成多少內(nèi)能圖373、如圖37所示，某空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，已知一離子在電場力和磁場力作用下，從靜止開始沿曲線acb運(yùn)動，到達(dá)b點(diǎn)時速度為零，c為運(yùn)

19、動的最低點(diǎn).則 A離子必帶負(fù)電Ba、b兩點(diǎn)位于同一高度C離子在c點(diǎn)速度最大D離子到達(dá)b點(diǎn)后將沿原曲線返回圖384、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場正交。如圖38所示，質(zhì)量為m的帶電粒子在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)，做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，設(shè)重力加速度為g，則下列結(jié)論正確的是 （ ）A粒子帶負(fù)電，且qmgEB粒子順時針方向轉(zhuǎn)動C粒子速度大小vBgRED粒子的機(jī)械能守恒9、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動1、（09年廣東物理）12圖40是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和

20、記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。下列表述正確的是A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小答案：ABC圖402、如圖41所示，在>0的空間中，存在沿軸方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度10N/C；在x<0的空間中，存在垂直xy平面方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T。一帶負(fù)電的粒子（比荷）在x0.06m處的d點(diǎn)以8m/s的初速度沿y軸正方向開始運(yùn)動，不計帶電粒子的重力。求：（1）帶電粒子開始運(yùn)動后第一次通過y軸時距O點(diǎn)的距離。（2）帶電粒子進(jìn)入磁

21、場后經(jīng)多長時間返回電場。（3）帶電粒子運(yùn)動的周期。圖413、（09年天津卷）11.(18分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運(yùn)動，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L,小球過M點(diǎn)時的速度方向與x軸的方向夾角為.不計空氣阻力，重力加速度為g,求(1) 電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2) 小球從A點(diǎn)拋出時初速度v0的大小;(3) A點(diǎn)到x軸的高度h.圖42答案：（1）

22、，方向豎直向上 （2） （3）2、如圖43所示，以正方形abco為邊界的區(qū)域內(nèi)有平行于x軸指向負(fù)方向的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，正方形邊長為L，帶電粒子(不計重力)從Oc邊的中點(diǎn)D以某一初速度平行于y軸正方向射入場區(qū)，恰好沿直線從ab邊射出場區(qū)，如果撤去磁場，保留電場，粒子仍以上述初速度從D點(diǎn)射入場區(qū)，則從bc邊上的P點(diǎn)射出場區(qū)，假設(shè)P點(diǎn)的縱坐標(biāo)y=h，如果撤去電場，保留磁場，粒子仍以上述的初速度從D點(diǎn)射入場區(qū)，在L有不同取值的情況下，求粒子射出場區(qū)時，出射點(diǎn)在場區(qū)邊界上的分布范圍.圖433、如圖44所示，在地面附近，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在x0的空間內(nèi)還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，一個帶正電的油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn)，始終沿著與水平方向成30°