第三章磁场单元测试

第三章 磁场单元测试题

1．下列说法中正确的是

（ ）

A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 B．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线

C．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 D．因为BF，所以某处磁感强度的大小与放在该处的小段通电导线IL乘积成反比 IL

（ ）

2．下列关于磁电式电流表的说法中正确的是

A．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的 B．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成反比 C．磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱 D．磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用

N

S O 3．如图1所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁体的正下方有一

水平放置的长直导线，当导线通以由左向右的电流时，蹄形磁 体的运动情况将是 A．静止不动

B．向纸外运动

（ ）

图1

C．N极向纸外转动，S级向纸内转动 D．N极向纸内转动，S级向纸外转动

4．如图2所示，在纸面内有两根长直的平行绝缘线A和B，它们都带有均

匀分布的正电荷，当它们沿各自的直线向相反方向运动时，绝缘线B所 受磁力的方向是

B．垂直纸面向外 D．在纸面内，方向向右

I1 a （ ）

B A + + + + + 右 左+ + + + + 图2 c I2 × b A．垂直纸面向里

C．在纸面内，方向向左

5．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，且I1>I2，电流的方向

如图3所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上，则

d 导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是

图3

（ ）

A．a点

B．b点

C．c点

D．d点

6．如图4所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以

A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极

1

（ ）

图4

B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极 C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极 D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交

I b

v 图5 a/

a b a

流电源的另一端

7．在图5中，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速 度的方向与电流I的方向相同，则电子将 （ ） A．沿路径a运动，轨迹是圆

B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大

C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小 D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小

8．如图6所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁 场方向垂直于纸面；实线框a′b′c′d′是一正方形导线框，a′b′ 边与ab边平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平

b/

d

/ d 图6

c c/

行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则

（ ）

D．W2=4W1

A．W1=W2 B．W2=2W1 C．W1=2W2

9．目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图7所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板

A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下述说

法正确的是 （ ）

A．A板带正电 B．有电流从B经用电器流向A C．金属板A、B间的电场方向向下

D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力

图8

10．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两

极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示，关于回旋加速器下列正确的是（ ）

A．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电

粒子从D形盒射出时 的动能越大

2

B．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从

D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关

C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍

D．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般

× × ×

× × 0 ×

30

× × ×

图10

要调节交变电场的频率

11．如图9和图10所示，长都为20cm的直导线中的电流

强度都为2A，匀强磁场的磁感应强度都为0.5T，图9的磁场方向水平向右，图10中磁场方向垂直纸面向里，

图9

300 则图9中导线所受的安培力大小为 ，方向 ，图10中导线所受的安培力大小为 ，方向 。

12．如图11所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电 源

的c端为_________极(填“正”或“负”)，螺线管的a端为_________极(填“南”或“北”).

13．如图12所示，将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方

向垂直纸面向里.若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c和d射出的电子的速率之比_______；通过磁场的时间之比为 。

14．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图13所示。1982年澳大利 亚制

成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常

规炮弹的速度约为2km/s）。若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为 ；磁场力的最大功率为 （轨道摩擦不计）。

15．（8分）质谱仪的构造如图13所示，离子从离子源出来经过板间电压为U的加速电场后进人磁感应强

度为B的匀强磁场中，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片上，测得图中PQ的距离为L，则该粒子 的荷质比q /m为多大?

3

图11

图12

图13

16．（12分）在倾角=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动 势E=12V、内阻不计的电池．垂

直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为3，整个装置放在磁感应6强度B＝0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图15）．当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g＝10m/s）

17．（12分）竖直的平行金属平板A、B相距d，板长为L，板间电压为Ｕ。垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场只分布在两板之间，如图16所示。带电量为＋q的油滴从正上方下落并在两板中央进入板内空间。已知刚进入时电场力大小等于磁场力大小，最后油滴从一板下端点离开，求油滴离开场区时速度的大小。

18．（12分）如图17所示，在半径为r0的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于纸面

向外，已知∠MAC=∠NAC=30°，有一束不计重力的质量为m、带电量为

图16

图15

2

q的正电荷以大小不同的速度从A点沿直径AC方向射入磁场，要使该

粒子束只能从MCN弧上射出，求粒子束的速度大小的范围?

4

第三章 磁场单元测试参考答案

1．A 2．ACD 3．C 4．D 5．B 6．AB 7．B 8．B 9．BD 10．D 11．0.1N，垂直纸面向外 0.2N 垂直导线相下 12．正，南 13．2:1 1:2 14．BILS12mv，B=5.5×1O4T ，P=BILV=1.1×1010W 21mv2 （3分） 215．解析：解：粒子在电压为U的电场中加速时，据动能定理得：qU=

v2粒子进入磁场后做圆周运动，据牛顿第二定律有：qvB=m· （3分）

R解以上两式解得：

q8U= （2分） mB2L216．解析： 金属棒静止在框架上时，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分两种情况考虑． 当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsin作用下使棒有沿框架下

滑趋势，框架对棒的摩擦力沿框面向上（如图）．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件

BElmgcosmgsin0 （3分） RBEl

mg(sincos)

得R 0.8120.250.210(0.533)26

4.8（） （2分）

当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产 生沿框面上滑趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面向下（如 图）．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件

BElmgcosmgsin0 （3分） RBEl1.5 （2分）

mg(sincos)

得R所以滑动变阻器R的取值范围应为 1.6Ω≤R≤4.8Ω． （2分）

17．洛伦兹力会随速度的改变而改变，对全过程而言，带电体是在变力作用下进行的一个较复杂的运动。

对这样的运动，不能通过牛顿定律和运动学公式求解，需另找方法，一般用动能定理或能量守恒定律

5

求解。

由动能定理得： mgLqEd1212mumv （4分） 222由题设条件，油滴刚进入场区时有：

qvBqE （4分）

EU （2分） dU2qU由此可解得油滴离开场区的速度为：u2gL22 （2分）

Bdm18．粒子的速度越小，射出时就越靠近A点，速度越大就越靠近N点，设从N点射出的粒子的速度为vm，

其在圆形区域内的运动轨迹如图所示，其圆心为Ol，设半径为rm，则

AO1O300 （1）

rmO1AOAcotAO1O （2） rm3r0 （3）

rmmvm （4） qB3qBr0 （5） m

vm

粒子的速度大于或等于vm，粒子束才能从MCN弧上射出，既粒子的速度大小的范围是：

v3qBr0 （6） m（以上各式均2分）

6