高二第一學期期末復習--磁場
《磁場》期末復習卷
一、選擇題
1.下面關于磁場的說法正確的是()
A.某點一小段通電直導線受到的磁場力方向與該點磁場的方向一致B.某點小磁針北極的受力方向與該點磁場方向一致C.某點小磁針的南極指向,即為該點的磁場方向
D.在通電螺線管外部小磁針北極受力方向與磁場方向一致,在內(nèi)部小磁針北極受力方向與磁場方向相反
2.有一小段通電導線,長為1cm,電流強度為5A,把它置于磁場中某點,受到的磁場力為0.1N,則該點的磁感應強度B一定是()
A.B=2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情況都有可能
3.來自宇宙的質子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點,則這些質子在進入地球周圍的空間時,將()
A.豎直向下沿直線射向地面B.相對于預定地點,稍向東偏轉C.相對于預定地點,稍向西偏轉D.相對于預定地點,稍向北偏轉4.美國發(fā)射的航天飛機“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了一臺α磁譜儀,其中一個關鍵部件是由中國科學院電工研究所設計制造的直徑為1200mm、高為80mm、中心磁感應強度為0.314T的永久磁體.它的主要使命是要探測宇宙空間中可能存在的物質,特別是宇宙中反氦原子核.若如下左圖所示的磁譜儀中的4條徑跡分別為質子、反質子、α粒子、反氦核的徑跡,其中反氦核的徑跡為()
A.1B.2C.3D.4
5.如上中圖所示,平行板電容器的兩板與電源相連,板間同時有電場和垂直紙面向里的勻強磁場B,一個帶電荷量為+q的粒子以v0為初速度從兩板中間沿垂直電磁場方向進入,穿出時粒子的動能減小了,若想使這個帶電粒子以v0沿原方向勻速直線運動穿過電磁場,可采用的辦法是()
A.減小平行板的正對面積B.增大電源電壓C.減小磁感應強度BD.增大磁感應強度B6.在磁感應強度大小為B0,方向豎直向上的勻強磁場中,水平放置一根長通電直導線,電流的方向垂直于紙面向里,如上右圖所示,a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中()
學科網(wǎng)ZXXK]A.c、d兩點的磁感應強度大小相等B.a(chǎn)、b兩點的磁感應強度大小相等C.c點的磁感應強度的值最小D.b點的磁感應強度的值最大
7.如下左圖,水平導線中有電流I通過,導線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則電子將()
A.沿路徑a運動,軌跡是圓B.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越大C.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越小D.沿路徑b運動,軌跡半徑越來越小
8.如圖3-3-23所示,ab是水平面上一個圓的直徑,在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導線ef.已知ef平行于ab,當ef豎直向上平移時,電流磁場穿過圓面積的磁通量將()A.逐漸增大B.逐漸減小C.始終為零D.不為零,但保持不變9.直導線AB與圓線圈的平面垂直且隔有一小段距離,直導線固定,線圈可以自由運動.當通過如上右圖所示的電流時(同時通電),從左向右看,線圈將()
A.順時針轉動,同時靠近直導線ABB.順時針轉動,同時離開直導線ABC.逆時針轉動,同時靠近直導線ABD.不動
10.目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如下左圖表示它的發(fā)電原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒,而從整體來說呈中性)沿圖所示方向噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就聚集了電荷.在磁極配置如圖中所示的情況下,下列說法正確的是()A.A板帶正電B.有電流從b經(jīng)用電器流向aC.金屬板A、B間的電場方向向下
D.等離子體發(fā)生偏轉的原因是離子所受洛倫茲力大于所受靜電力
11.如上中圖所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中.質量為m、帶電量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑.在滑塊下滑的過程中,下列判斷正確的是()
A.滑塊受到的摩擦力不變B.滑塊到達地面時的動能與B的大小無關C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D.B很大時,滑塊可能靜止于斜面上12.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,如圖所示,要增大帶電粒子射出時的動能,則下列說法正確的是()
A.增大電場的加速電壓B.增大D形金屬盒的半徑C.減小狹縫間的距離D.減小磁場的磁感應強度
13.如圖所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是豎直平面內(nèi)三個相同的半圓形光滑軌道,k為軌道最低點,Ⅰ處于勻強磁場中,Ⅱ和Ⅲ處于勻強電場中,三個完全相同的帶正電小球a、b、c從軌道最高點自由下滑至第一次到達最低點k的過程中,下列說法中正確的有()A.在k處球b速度最大B.在k處球c對軌道壓力最大C.球b需時最長D.球c機械能損失最多
二、計算題
1.如圖所示,兩平行光滑導軌相距為L=20cm,金屬棒MN的質量為m=10g,電阻R=8Ω,勻強磁場的磁感應強度B=0.8T,方向豎直向下,電源電動勢E=10V,內(nèi)阻r=1Ω,當開關S閉合時,MN恰好平衡,求變阻器R1的取值為多少?設θ=45°,g取10m/s2.
2.如圖所示,在一底邊長為2L,θ=45°的等腰三角形區(qū)域內(nèi)(O為底邊中點)有垂直紙面向外的勻強磁場.現(xiàn)有一質量為m,電量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從O點垂直于AB進入磁場,不計重力與空氣阻力的影響。(1)粒子經(jīng)電場加速射入磁場時的速度?
(2)磁感應強度B為多少時,粒子能以最大的圓周半徑偏轉后打到OA板?
(3)增加磁感應強度的大小,可以再延長粒子在磁場中的運動時間,求粒子在磁場中運動的極限時間.(不計粒子與AB板碰撞的作用時間,設粒子與AB板碰撞前后,電量保持不變并以相同的速率反彈)
3.質量為m、電荷量為q的帶負電粒子自靜止開始釋放,經(jīng)M、N板間的電場加速后,從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中,該粒子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L,如圖所示.已知M、N兩板間的電壓為U,粒子的重力不計.求:勻強磁場的磁感應強度B.
4.如圖所示,第四象限內(nèi)有互相正交的勻強電場E與勻強磁場B1,E的大小為0.5×103V/m,B1大小為0.5T;第一象限的某個矩形區(qū)域內(nèi),有方向垂直于紙面向里的勻強磁場B2,磁場的下邊界與x軸重合。一個質量m=1×10-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電的微粒以某一速度v沿與y軸正方向成60°角從M點沿直線運動,經(jīng)P點進入第一象限內(nèi)的磁場B區(qū)域。一段時間后,小球經(jīng)過y軸上的N點并沿與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點的坐標為(0,-10),N點的坐標為(0,30),不計粒子重力,取g=10m/s2。(1)請分析判斷勻強電場E的方向并求出微粒的運動速度v;(2)勻強磁場B2為多大?
(3)B2磁場區(qū)域的最小面積為多少?
5.如圖所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為。不計空氣阻力,重力加速度為g,求(1)電場強度E的大小和方向;
(2)小球從A點拋出時初速度v0的大;(3)A點到x軸的高度h。6.如下圖,在0x3a區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強磁場,磁感應強度的大小為B。
在t=0時刻,一位于坐標原點的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi)。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在tt0時刻剛好從磁場邊界上P(3a,a)點離開磁場。求:⑴粒子在磁場中做圓周運動的半徑R及粒子的比荷q/m;
⑵此時刻仍在磁場中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍;⑶從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間。
擴展閱讀:高二物理第一學期期末練習(電場和磁場)
輕松備課網(wǎng)助您輕松備課高二物理第一學期期末練習
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題號分數(shù)
一.選擇題:(本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確,選對的得3分,選錯或不答的得0分)
1.關于靜電場場強的概念,下列說法正確的是()A.由E=F/q可知,某電場的場強E與q成反比,與F成正比
B.正、負檢驗電荷在電場中同一點受到的電場力方向相反,所以某一點場強方向與放入檢驗電荷的正負有關
C.電場中某一點的場強與放入該點的檢驗電荷正負無關D.電場中某點不放檢驗電荷時,該點場強等于零
2.在勻強磁場中,有一個面積為0.50m2的導體圓環(huán),圓環(huán)的平面與磁場方向垂直,穿過圓環(huán)的磁通量為4.0×10-2Wb,則該磁場的磁感強度大小為()
A.4.0×10-2TB.8.0×10-2TC.2.0×10-2TD.8.0×10-3T3.連接電燈軟導線的絕緣皮損壞,可能產(chǎn)生“短路”,此時會發(fā)生的現(xiàn)象是()A.電燈燒壞B.線路電流減弱
C.由于損壞處接觸不良而使線路總電阻增大D.線路總電阻將減小
4.如圖1所示電路,閉合開關S,將滑動變阻器的滑
動片p向b端移動時,電壓表和電流表的示數(shù)變化情況是R1R2()
A.電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)變小B.電壓表和電流表示數(shù)都增大C.電壓表和電流表示數(shù)都減小圖1D.電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大
5如圖2所示,一根金屬棒MN,兩端用細軟導線連接后
ab懸掛于a、b兩點,棒中通有方向從M流向N的電流。為了減
小懸線的彈力,可以在金屬棒的中部加一勻強磁場,關于該磁場的方向,以下判斷正確的是()
NMA.垂直紙面向里磁場區(qū)域IB.垂直紙面向外
圖2C.平行紙面向上
D.平行紙面向下
6.在真空環(huán)境中,原來勻速直線運動的電子進入到與它運動方向垂直的勻強磁場中,在洛倫茲力的作用下,形成圓弧運動軌跡,下面的說法中正確的是()
一二三四四202122總分附加題分文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課A.電子所受的洛倫茲力是恒力B.進入磁場后電子動能不變C.進入磁場后電子的動量不變D.若加一個方向與磁場方向相反的勻強電場后,就有可能使電子沿直線運動7.如圖3所示。真空中一個點電荷Q在空間激發(fā)電場,在
B以Q為圓心的的同心圓上,分別有A、B、C三點。比較這三點的電勢,以下有幾個判斷()QC(1)若Q為正電荷,則有UAUC(3)若Q為負電荷,則有UA>UB>UC
圖3(4)若Q為負電荷,則有UA輕松備課網(wǎng)助您輕松備課D.在閉合電路中,路端電壓隨外電路的電阻增大而減小13.在攝譜儀等許多儀器中都設有一個速度選擇器,其作用就是使進入儀器的的帶電粒子具有相同的速度,這些粒子在速度選擇器中做的是勻速直線運動。下面就是一個速度選擇器原理的示意圖。有一束初速度大小不同的帶正電的粒子(不計重力)沿水平向右的方向通過O點進入真空室內(nèi),若要使具有某一速度值的粒子保持勻速運動,從O點(OO點在同一水平線上)射出,需要將真空室置于勻強電場和勻強磁場中,下面圖8所示的幾種情況中,勻強電場和勻強磁場的方向正確的是()
×代表磁場方向箭頭代表電場方向
×代表磁場方向箭頭代表電場方向
×代表電場方向箭頭代表磁場方向
×代表電場方向箭頭代表磁場方向
AB圖8
CD14.如圖9所示,在水平面上有一個閉合的線圈,將一根條形磁鐵從線圈的上方插入線圈中,在磁鐵進入線圈的過程中,線圈中會產(chǎn)生感應電流,磁鐵會受到線圈中電流的作用力,若從線圈上方俯視,關于感應電流和作用力的方向,以下判斷正確的是()
A.若磁鐵的N極向下插入,線圈中產(chǎn)生順時方向的感應電流B.若磁鐵的S極向下插入,線圈中產(chǎn)生順時方向的感應電流
C.無論N極向下插入還是S極向下插入,磁鐵都受到向下的引力D.無論N極向下插入還是S極向下插入,磁鐵都受到向上的斥力
三.填空題:(本題共3小題,共15分)
15.圖10是示波管中的電子槍部分示意圖。從燈絲K發(fā)射出的電子經(jīng)過加速電壓U的加速到達陽極B,電子的電荷為e,質量為m。電子從燈絲發(fā)射時的速度可看作為零,則加速電極的B極板應該接在電源的______極
圖9
KBU圖10(填“+”或“-”)。電子到達B羈絆時的速度大小為___________。
R16.在如圖11所示電路中。電源電動勢為6.0V,電源內(nèi)電阻為2.0Ω,燈泡的燈絲電阻R=10Ω,閉合開關后燈泡兩端的電壓為
ErS___________V;經(jīng)過10分鐘,整個電路上產(chǎn)生的熱能為___________J。
17.如圖12所示,一個質子以速度v進入勻強磁場中,速度方圖11向與磁場方向垂直。勻強磁場的磁感強度為B,質子的電荷為q,質
B量為m。質子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動,用所給的這些物
R理量,推導出質子在磁場中做圓周運動的半徑R的表達式為
___________________。已知磁場的磁感強度B=6.3×10-2T,質子電荷m-19-27vqq=1.6×10C,質子質量m=1.7×10kg,則計算出質子做圓周運動
圖12的周期為______________s(保留二位有效數(shù)字)。
四.實驗題:(本題共2小題,共10分)
文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課18.(5分)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,(1)除了電源和開關外,還要用到的測量儀器及工具的組合為()A.天平、刻度尺、滑動變阻器、電壓表、電流表B.刻度尺、滑動變阻器、螺旋測微器、電壓表、電流表C.刻度尺、滑動變阻器、游標卡尺、電壓表、電阻箱D.刻度尺、滑動變阻器、電壓表、毫安表(2)已知被測的金屬絲的電阻Rx比電壓表的內(nèi)阻小的多,測量時要采用如圖13所示的電路,試根據(jù)電路圖將圖14所給的電路元器件連接成電路。
圖13
圖14
19.(5分)在“用伏-安法測量電池電動勢和內(nèi)電阻”的實驗中,除了使用電流表和電壓表外,還要用到滑動變阻器、開關。
(1)試根據(jù)以上的實驗器件在圖15的方框中畫出實驗電路圖。
(2)根據(jù)實驗所得測量數(shù)據(jù),在U-I坐標系中畫出一段U-I圖線如圖16所示。根據(jù)圖線得出被測電池的電動勢為_______V;內(nèi)電阻為__________Ω。
第19題的實驗電路圖
圖16圖15
1.5U/V
1.00.5
00.20.40.60.81.0I/A
五.計算題:(本題共3小題,共29分)
文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課20.(10分)如圖17所示,寬度為L=0.20m的平行金屬導M軌放在水平面上,導軌的一端連接阻值為R=1.0的電阻?臻gvR存在著方向豎直向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B=0.50T。B一根金屬棒放在導軌上與導軌接觸良好,金屬棒的電阻忽略不N計,F(xiàn)用一水平拉力拉動金屬棒向右勻速運動,運動速度v=10圖17m/s,在運動過程中保持金屬棒與導軌垂直。求
(1)在金屬棒和電阻組成的閉合回路中產(chǎn)生的感應電流;(2)作用在導體棒上的拉力;
(3)在導體棒移動30cm的過程中,回路中產(chǎn)生的熱量。21.(10分)質譜儀是一種能夠把具有不同荷質比
B2(帶電粒子的電荷和質量之比)的帶電粒子分離開來的儀器,它的工作原理如圖18所示。其中A部分為粒子速度選擇器,C部分是偏轉分離器。如果速度選擇器的兩
B1極板間勻強電場的電場強度為E,勻強磁場的磁感強度
A為B1。偏轉分離器區(qū)域勻強磁場的磁感強度為B2,某種
帶電粒子由O點沿直線穿過速度選擇器區(qū)域后進入偏轉
圖18
分離器。求:
(1)粒子由孔O進入偏轉分離器時的速度為多大?
(2)粒子進入偏轉分離器后在洛倫茲力作用下做圓周運動,在照相底片MN上的D點形成感光條紋,測得D點到O點的距離為d,則該種帶電粒子的荷質比q/m為多大?
O22.(9分)在空間的部分區(qū)域中有一水平方向的勻強磁場,磁場的邊界如圖19中的虛線所示。有一矩形線框abcd可以繞豎直
ab的轉動軸OO勻角速轉動,OO恰好與磁場邊界重合。在初始時刻,線框平面與磁場方向平行。已知磁場的磁感強度為B,線框ab邊的長度為l,bc邊的長度為2l,整個線框的電阻為R,線框轉動
B的角速度為ω,試求:
(1)線框位于圖示位置時,線框中的感應電動勢為多大?dc(2)線框由圖示位置轉過30°時,線框受到的安培力矩為多
O大?
六.附加題(不計入總分)
23.(10分)在空間x軸以下的區(qū)域內(nèi)存在方向平行于y軸的勻強電場,場強為E,在x軸的上方區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于xOy平面的勻強磁場,磁場的磁感強度為B。一個質量為m,電荷為q的帶正電荷的粒子,從y軸上的A點由靜止開始,在電場的作用下運動,A點到坐標原點的距離為d,如圖20所示。在x軸上方有一點P,OP連線與y軸正方向間的夾角為θ。不計帶電粒子的重力,求:從粒子開始運動到粒子到達P點所經(jīng)歷的時間。
圖19
yBPθEOA圖20
x文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課高二第一學期期末練習物理參考答案201*.1一、單項選擇題(每小題3分,共30分。選對的得3分,選錯或不答的得0分)12345678910題號CBDCABBDCA答案
二、多項選擇題(每小題4分,共16分。全部選對的得4分,選不全得2分,有選錯或不答的得0分)
題號11121314答案BCABC
BCBD
三、填空題(答案后的圓圈內(nèi)數(shù)字為得分)
15.+②;2eU③16.5.0③;1800②
m17.Rmv③;1.1×10-6②(得1.0×10-6也算
qB對)
四、實驗題(答案后的圓圈內(nèi)數(shù)字為得分)18.(1)B②(2)見答圖1②(說明:電壓表和電流表的量程選擇不做要求)19.(1)見答圖2②(說明:電流表如果采用外接,也算正確)。
(2)1.5V;②1.25Ω②
五、計算題(每個步驟后的圓圈內(nèi)數(shù)字為該步驟的得分)20.(10分)解:(1)根據(jù)電磁感應定律,感應電動勢為
EBLv=1.0V②
感應電流為
答圖1
RVAIE=1.0A;②R答圖2
S(2)導體棒勻速運動,安培力與拉力平衡,即有
FBIL=0.1N;③
(3)導體棒移動30cm的時間為
tl=0.03sv根據(jù)焦耳定律,回路中產(chǎn)生的熱為
QI2Rt=0.03J③
21.(10分)解:(1)粒子在OO間做勻速直線運動,所以粒子受電場力和磁場力大小相等,方向相反,即qvB1qE②由此解出粒子進入偏轉分離器時的速度為
文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課vE③B1(2)粒子進入偏轉分離器的磁場后做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,即
v2qvBm
Rmv②
由此解出粒子運動的圓周半徑為RqB2將(1)中求出的v代入上式,并由題意d2R解出
q2E③mdB1B222.(9分)解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應定律,在圖示位置,線框中的感應電動勢為
EBLv②
由題,L2l,vl,
因此,得E2Bl2③
E(2)當線框轉過30°,線框中的瞬時感應電流為Icos30R3Bl2R23B2l3ad邊受到的安培力為F2BIl②
R3B2l4安培力矩為MFlcos30②
R六、附加題
23.(10分)解:粒子在電場中做勻加速直線運動,加速度為a由運動學公式可解得粒子在電場中運動的時間為t1qE,m2md③qE進入磁場后粒子做勻速圓周運動,粒子受洛倫茲力提供向心力,可得粒子運動的周期T為T2mqB根據(jù)幾何關系,到達P點粒子轉過的弧線所對的圓心角α=2θ,因此有
t22④T2m②qB聯(lián)立以上各式得出粒子在磁場中運動的時間為t2所以,粒子從A點到P點的運動時間為tt1t2
2md2m①qEqB文檔整理:輕松備課網(wǎng)()輕松備課網(wǎng)助您輕松備課文檔整理:輕松備課網(wǎng)()
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