高二年級(jí)物理《磁場(chǎng)》暑假作業(yè)試題二

1、高二年級(jí)物理?磁場(chǎng)?暑假作業(yè)試題二在競(jìng)爭(zhēng)中就要不斷學(xué)習(xí) ,接下來(lái)查字典物理網(wǎng)為大家推薦高二年級(jí)物理磁場(chǎng)暑假作業(yè) ,請(qǐng)大家一定仔細(xì)閱讀 ,希望會(huì)對(duì)大家的學(xué)習(xí)帶來(lái)幫助!一、選擇題(此題共6道小題) 1.直導(dǎo)線ab放在如下圖的水平導(dǎo)體框架上 ,構(gòu)成了一個(gè)閉合回路;長(zhǎng)直導(dǎo)線cd和框架處在同一個(gè)平面內(nèi) ,且cd和ab平行 ,當(dāng)cd中通有電流時(shí) ,觀察到ab向左滑動(dòng).關(guān)于cd中的電流 ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A. 電流一定增大 ,方向沿c向dB. 電流一定增大 ,方向沿d向cC. 電流一定減小 ,方向可能由d向cD. 電流大小恒定 ,方向由d到c2.質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N ,以不同的速率經(jīng)小

2、孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示.以下表述正確的選項(xiàng)是( )A. M帶負(fù)電 ,N帶正電 B. M的速率小于N的速率 C. 洛倫茲力對(duì)MN做正功 D. M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間 3.如下圖 ,為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,在O點(diǎn)處有一放射源 ,沿半徑方向射出速度為v的不同帶電粒子 ,其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場(chǎng) ,帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng) ,不考慮帶電粒子的重力 ,那么( )A. 帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為1：3 B. 帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為：1 C. 帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為2：1 D. 帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)間比值為2：3 4. 如下圖 ,兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中 ,O為M、N連線中點(diǎn) ,連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱.導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流.長(zhǎng)直導(dǎo)線在周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ,式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離.一帶正電的小球以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn).關(guān)于上述過(guò)程 ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A. 小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)B. 小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)C. 小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D. 小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?.如下圖是一個(gè)水平放置的玻璃圓環(huán)型小槽 ,槽內(nèi)光滑 ,槽的寬度和深度處處相同 ,現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶

4、正電小球放在槽中 ,讓它受絕緣棒打擊后獲得一初速度v0 ,與此同時(shí) ,有一變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)玻璃圓環(huán)型小槽外徑所對(duì)應(yīng)的圓面積 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟時(shí)間成正比 ,其方向豎直向下 ,設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量不變 ,那么( )A. 小球受到的向心力大小不變B. 小球受到的向心力大小不斷增加C. 洛倫茲力對(duì)小球做了正功D. 小球受到的磁場(chǎng)力逐漸變大6.如圖 ,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(chǎng)中 ,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng) ,且abc=bcd=135°.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(chǎng)的作用力的合力

5、( )A. 方向沿紙面向上 ,大小為(+1)ILB B. 方向沿紙面向上 ,大小為(1)ILB C. 方向沿紙面向下 ,大小為(+1)ILB D. 方向沿紙面向下 ,大小為(1)ILB 三、計(jì)算題(此題共道小題)7.如下圖 ,在真空中 ,半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N ,兩板間距離也為b ,板長(zhǎng)為2b ,兩板的中心線O1O2與磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O在同一直線上 ,兩板左端與O1也在同一直線上.有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子 ,以速率v0從圓周上的P點(diǎn)沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進(jìn)人磁場(chǎng) ,當(dāng)從圓周上的O1點(diǎn)飛出磁場(chǎng)

6、時(shí) ,給M、N板加上如右邊圖所示電壓u.最后粒子剛好以平行于N板的速度 ,從N板的邊緣飛出.不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及粒子所受的重力.(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值;(3)假設(shè)t=時(shí) ,將該粒子從MN板右側(cè)沿板的中心線O2O1 ,仍以速率v0射人M、N之間 ,求粒子從磁場(chǎng)中射出的點(diǎn)到P點(diǎn)的距離.8.如下圖裝置中 ,AB是兩個(gè)豎直放置的平行金屬板 ,在兩板中心處各開(kāi)有一個(gè)小孔 ,板間距離為d ,板長(zhǎng)也為d ,在兩板間加上電壓U后 ,形成水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在B板下端(緊挨B板下端 ,但未接觸)固定有一個(gè)點(diǎn)電荷Q ,可以在極板外的空間形成電場(chǎng)。緊挨其下

7、方有兩個(gè)水平放置的金屬極板CD ,板間距離和板長(zhǎng)也均為d ,在兩板間加上電壓U后可以形成豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)。某時(shí)刻在O點(diǎn)沿中線由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m ,帶電量為q的正粒子 ,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 ,粒子從CD兩極板的正中央進(jìn)入電場(chǎng) ,最后由CD兩極板之間穿出電場(chǎng)。不計(jì)極板厚度及粒子的重力 ,假設(shè)裝置產(chǎn)生的三個(gè)電場(chǎng)互不影響 ,靜電力常量為k。求：(1)粒子經(jīng)過(guò)AB兩極板從B板飛出時(shí)的速度大小;(2)在B板下端固定的點(diǎn)電荷Q的電性和電量;(3)粒子從CD兩極板之間飛出時(shí)的位置與釋放點(diǎn)O之間的距離。9.把一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm的直導(dǎo)線垂直磁感線方向放入如下圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.試問(wèn)：(1)當(dāng)導(dǎo)線中通以I1=2A的

8、電流時(shí) ,導(dǎo)線受到的安培力大小為1.0×107N ,該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少?(2)假設(shè)該導(dǎo)線中通以I2=3A的電流 ,試求此時(shí)導(dǎo)線所受安培力F的大小 ,并在圖中畫(huà)出安培力的方向.10.如圖(a)所示 ,在空間有一坐標(biāo)系xoy ,直線OP與x軸正方向的夾角為30° ,第一象限內(nèi)有兩個(gè)方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和 ,直線OP是它們的邊界 ,OP上方區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m ,電荷量為+q的質(zhì)子(不計(jì)重力及質(zhì)子對(duì)磁場(chǎng)的影響)以速度v從O點(diǎn)沿與OP成30°角的方向垂直磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域 ,質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域和后 ,恰好垂直于x軸進(jìn)入第四象限 ,第

9、四象限存在沿-x軸方向的特殊電場(chǎng) ,電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如圖(b)所示 ,試求(1)區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 ;(2)質(zhì)子再次到達(dá)y軸時(shí)的速度大小和方向。11.如下圖 ,在xOy平面內(nèi)存在I、II、III、IV四個(gè)場(chǎng)區(qū) ,y軸右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)I ,y軸左側(cè)與虛線MN之間存在方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng) ,II區(qū)電場(chǎng)方向豎直向下 ,III區(qū)電場(chǎng)方向豎直向上 ,P點(diǎn)是MN與x軸的交點(diǎn)。有一質(zhì)量為m ,帶電荷量+q的帶電粒子由原點(diǎn)O ,以速度v0沿x軸正方向水平射入磁場(chǎng)I ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)I的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里 ,大小為B0 ,勻強(qiáng)電場(chǎng)II和勻強(qiáng)電場(chǎng)III的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為 ,如下圖 ,IV區(qū)

10、的磁場(chǎng)垂直紙面向外 ,大小為 ,OP之間的距離為 ,粒子最后能回到O點(diǎn)。(1)帶電粒子從O點(diǎn)飛出后 ,第一次回到x軸時(shí)的位置和時(shí)間;(2)根據(jù)題給條件畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡;(3)帶電粒子從O點(diǎn)飛出后到再次回到O點(diǎn)的時(shí)間。試卷答案1.解：導(dǎo)線左移時(shí) ,線框的面積增大 ,由楞次定律可知原磁場(chǎng)一定是減小的;并且不管電流朝向哪個(gè)方向 ,只要電流減小 ,都會(huì)發(fā)生ab左移的情況;應(yīng)選：C.2.解：A：由左手定那么判斷出N帶正電荷 ,M帶負(fù)電荷 ,故A正確;B：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) ,洛倫茲力提供向心力qvB=m ,半徑為：r= ,在質(zhì)量與電量相同的情況下 ,半徑大說(shuō)明速率大 ,即M的速度率大于N的速率 ,B錯(cuò)誤

11、;C：洛倫茲力不做功 ,C錯(cuò)誤;D：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周 ,即時(shí)間為周期的一半 ,而周期為T(mén)= ,M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間 ,故D錯(cuò)誤.應(yīng)選：A.3.解：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng) ,由物理知識(shí)可知 ,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角分別是：A=60° ,B=120° ,設(shè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑為rA ,rB ,rA=Rtan30°=R ,rB=Rtan60°=R ,A、洛倫茲力提供向心力 ,由牛頓第二定律得：qvB=m , ,那么粒子1與粒子2的比荷值為： ,故A錯(cuò)誤;B正確;C、粒子運(yùn)動(dòng)的周期 , ,粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：=帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值

12、為 ,故CD錯(cuò)誤;應(yīng)選：B.4.解：根據(jù)右手螺旋定那么可知直線M處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向里 ,直線N處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向外 ,磁場(chǎng)大小先減小過(guò)O點(diǎn)后反向增大 ,根據(jù)左手定那么可知 ,帶正電的小球受到的洛倫茲力方向開(kāi)始上的方向向上 ,過(guò)O得后洛倫茲力的方向向下.由此可知 ,小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng) ,小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?,故AC錯(cuò)誤 ,BD正確.應(yīng)選BD.5.解：A、由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大時(shí) ,將產(chǎn)生一個(gè)恒定的感應(yīng)電場(chǎng) ,由楞次定律可知 ,此電場(chǎng)方向與小球初速度方向相同 ,由于小球帶正電 ,電場(chǎng)力對(duì)小球做正功 ,小球的速度逐漸增大 ,向心力也隨著增大 ,故A

13、錯(cuò)誤 ,B正確.C、洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 ,故C錯(cuò)誤.D、帶電小球所受洛倫茲力F=qBv ,隨著速度的增大而增大 ,故D正確.應(yīng)選：BD6.解：該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)來(lái)等效代替 ,根據(jù)F=BIL ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定那么判斷 ,向上;應(yīng)選A.7.?解析：(1)粒子自P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng) ,從O1點(diǎn)水平飛出磁場(chǎng) ,運(yùn)動(dòng)的半徑必為b ,那么?得(2)粒子自O(shè)1點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng) ,最后恰好從N板的邊緣平行飛出 ,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t ,那么2bv0t?t=nT (n=1,2,.)解得? ?(n=1 ,2 ,)?(n=1 ,2 ,)(3)當(dāng)t=粒子以速度v0沿O2O1射入電場(chǎng)時(shí) ,那么該粒子恰

14、好從M板邊緣以平行于極板的速度射入磁場(chǎng) ,且進(jìn)入磁場(chǎng)的速度仍為v0 ,運(yùn)動(dòng)的軌道半徑仍為b.設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)的點(diǎn)為Q ,離開(kāi)磁場(chǎng)的點(diǎn)為R ,圓心為O3 ,如下圖 ,四邊形OQ O3R是菱形 ,故O R QO3.?所以P、O、R三點(diǎn)共線 ,即POR為圓的直徑.即PR間的距離為2b.8.(1)粒子經(jīng)過(guò)AB兩板 ,由動(dòng)能定理可知得(2)粒子飛出B板后 ,在Q的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,由受力分析可知Q帶負(fù)電且得(3)粒子沿CD中線進(jìn)入CD間的電場(chǎng) ,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)由 ?且? ? 由可得?那么飛出CD板時(shí)的位置與O點(diǎn)之間的距離為9.解：(1)根據(jù)F=BIL得 ,B=.(2)當(dāng)導(dǎo)線中的電流變化時(shí) ,導(dǎo)線所在處的磁

15、場(chǎng)不變 ,那么F=BIL=5×107×3×0.1N=1.5×107N.根據(jù)左手定那么知 ,導(dǎo)線所受的安培力方向垂直導(dǎo)線向上.答：(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5×107T.(2)此時(shí)導(dǎo)線所受安培力F的大小為1.5×107N ,方向垂直導(dǎo)線向上.10.【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)? 動(dòng)能定理【答案解析】(1)(2)方向向左下方與y軸負(fù)向成()的夾角 解析： (1)由幾何關(guān)系知：質(zhì)子再次回到OP時(shí)應(yīng)平行于x軸正向進(jìn)入?yún)^(qū) ,設(shè)質(zhì)子從OP上的C點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)后再?gòu)腄點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入第四象限 ,軌跡如圖。?由幾何關(guān)系可知：O1COX ,O1C與OX

16、的交點(diǎn)O2即為內(nèi)圓弧的圓心 ,等邊三角形。設(shè)質(zhì)子在區(qū)圓運(yùn)動(dòng)半徑為 ,在區(qū)圓運(yùn)動(dòng)半徑為 ,那么：?由 得： ,?同理得：即區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度：?(2)D點(diǎn)坐標(biāo)：?質(zhì)子從D點(diǎn)再次到達(dá)y軸的過(guò)程 ,設(shè)質(zhì)子再次到達(dá)y軸時(shí)的速度大小為 ,由動(dòng)能定理：?得：?因粒子在y軸方向上不受力 ,故在y軸方向上的分速度不變?nèi)鐖D有：即方向向左下方與y軸負(fù)向成()的夾角?【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律畫(huà)出運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡 ,然后根據(jù)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力求得磁感應(yīng)強(qiáng)度。(2)根據(jù)動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功求得到達(dá)D點(diǎn)的速度 ,在y軸方向上不受力 ,故在y軸方向上的分速度不變從而求得速度的方向。11.(1)(- ,0) ,;(2)如圖;(3)該題考查帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)帶電粒子在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)的半徑為帶電粒子在I磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓 ,回到y(tǒng)軸的坐標(biāo)帶電粒子在II場(chǎng)區(qū)作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng) ,根據(jù)牛頓第二定律得帶電粒子運(yùn)動(dòng)的加速度 ,豎直方向 ,水平位移