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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,45,分钟章末验收卷,第八章 磁场,1/35,1.,如图所表示,质量为,m,、长度为,L,金属棒,MN,两端由等长轻质细线水平悬挂在,O,、,O,点,处于竖直向上匀强磁场中,磁感应强度大小为,B,,棒中通以某一方向电流,平衡时两细线与竖直方向夹角均为,,重力加速度为,g,.,则,A.,金属棒中电流方向由,N,指向,M,B.,金属棒,MN,所受安培力方向垂直于,OMNO,平面向上,C.,金属棒中电流大小为,tan,D.,每条细线所受拉力大小为,mg,cos,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,2/35,平衡时两细线与竖直方向夹角均为,,故金属棒受到安培力,依据左手定则,可判断金属棒中电流方向由,M,指向,N,,故,A,错误;,金属棒,MN,所受安培力方向垂直于,MN,和磁场方向向右,故,B,错误;,设每条细线所受拉力大小为,F,T,,由受力分析可知,,2,F,T,sin,BIL,2,F,T,cos,mg,,得,I,tan,,故,C,正确;,由受力分析可知,,2,F,T,cos,mg,,得,F,T,故,D,错误,.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3/35,2.,不计重力两个带电粒子,M,和,N,沿同一方向经小孔,S,垂直进入匀强磁场,在磁场中径迹如图,.,分别用,v,M,与,v,N,、,t,M,与,t,N,、,表示它们速率、在磁场中运动时间、荷质比,则,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,4/35,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,5/35,3.,如图所表示,有一个正方形匀强磁场区域,abcd,,,e,是,ad,中点,,f,是,cd,中点,假如在,a,点沿对角线方向以速度,v,射入一带负电粒子,(,带电粒子重力不计,),,恰好从,e,点射出,则,A.,假如粒子速度增大为原来,2,倍,将从,d,点射出,B.,假如粒子速度增大为原来,3,倍,将从,f,点射出,C.,假如粒子速度不变,磁场磁感应强度变为原,来,2,倍,将从,d,点射出,D.,只改变粒子速度使其分别从,e,、,d,、,f,点射出时,,从,e,点射出所用时间最短,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,6/35,假如粒子速度增大为原来,2,倍,磁场磁感应强度不变,由半径公式,R,可知,半径将增大为原来,2,倍,依据几何关系可知,粒子恰好从,d,点射出,故,A,项正确;,设正方形边长为,2,a,,则粒子从,e,点射出,轨迹半径为,a,.,磁感应强度不变,粒子速度变为原来,3,倍,则轨迹半径变为原来,3,倍,即轨迹半径为,a,,则由几何关系可知,粒子从,fd,之间射出磁场,,B,项错;,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7/35,假如粒子速度不变,磁感应强度变为原来,2,倍,粒子轨迹半径减小为原来二分之一,所以不可能从,d,点射出,,C,项错;,只改变粒子速度使其分别从,e,、,d,、,f,三点射出时,从,f,点射出时轨迹圆心角最小,运动时间最短,,D,项错,.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,8/35,4.,如图,匀强磁场垂直于纸面,磁感应强度大小为,B,,某种比荷为,、速度大小为,v,一群离子以一定发散角,由原点,O,出射,,y,轴恰好平分该发散角,离子束偏转后打在,x,轴上长度为,L,区域,MN,内,则,cos,为,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,9/35,依据题述,当离子速度方向沿,y,轴正方向时打在,N,点,当离子速度方向与,y,轴正方向夹角为,时打在,M,点,画出三种情况下离子运动轨迹如图所表示,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,10/35,5.,如图所表示,磁流体发电机长方体发电导管前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略导电电极,两极间距为,d,,极板长和宽分别为,a,和,b,,这两个电极与可变电阻,R,相连,.,在垂直前后侧面,方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为,B,.,发电导管内有电阻率为,高温电离气体,等离子体,等离子体以速度,v,向右流动,并经过专用通道导出,.,不计等离子体流动时阻力,调整可变电阻阻值,则,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11/35,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12/35,依据左手定则,等离子体中带正电粒子受到洛伦兹力向上,带正电粒子累积在上极板,可变电阻,R,中电流方向从,P,到,Q,,,B,错误;当带电粒子受到电场力与洛伦兹力平衡时,两极板间电压稳定,设产生电动势为,E,,则有,q,v,B,q,,,E,Bd,v,,,A,错误;,发电导管内等离子体电阻,r,,若可变电阻阻值为,R,,由闭合电路欧姆定律有,I,可变电阻消耗电功率,P,I,2,R,,,C,、,D,正确,.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,13/35,6.,如图所表示,空间中有垂直纸面向里匀强磁场,垂直磁场方向平面内有一长方形区域,abcd,,其,bc,边长为,L,,,ab,边长为,L,.,两同种带电粒子,(,重力不计,),以相同速度,v,0,分别从,a,点和,ab,边上,P,点垂直射入磁场,速度方向垂直于,ab,边,两粒子都恰好经过,c,点,则以下说法中正确是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,14/35,如图,连接,ac,,,ac,2,L,,即为轨迹圆弧对应弦,作弦,ac,垂直平分线交,ab,于点,O,1,,即为粒子从,a,点到,c,点运动轨迹圆心,半径,R,A,正确;,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15/35,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,16/35,7.,如图所表示,在光滑绝缘水平面上叠放着两个物块,A,和,B,,,A,带负电、质量为,m,、电荷量为,q,,,B,质量为,2,m,、不带电,,A,和,B,间动摩擦因数为,0.5.,初始时,A,、,B,处于静止状态,现将大小为,F,mg,水平恒力作用在,B,上,,g,为重力加速度,.,A,、,B,处于水平向里磁场之中,磁感应强度大小为,B,0,.,若,A,、,B,间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则以下说法正确是,A.,水平力作用瞬间,,A,加速度大小为,B.,A,做匀加速运动时间为,C.,A,最大速度为,D.,B,最大加速度为,g,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,17/35,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,18/35,19/35,8.,aa,、,bb,、,cc,为足够长匀强磁场分界限,相邻两分界限间距均为,d,,磁场方向如图所表示,,、,区域磁感应强度分别为,B,和,2,B,,边界,aa,上有一粒子源,P,,平行于纸面向各个方向发射速率为,带正电粒子,,Q,为边界,bb,上一点,,PQ,连线与磁场边界垂直,已知粒子质量为,m,,电荷量为,q,,不计粒子重力和粒子间相互作用力,求:,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20/35,(1),沿,PQ,方向发射粒子飞出,区时经过,bb,位置;,答案,解析,看法析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,21/35,(2),粒子第一次经过边界,bb,位置范围;,答案,解析,当带正电粒子进入磁场,后与,bb,相切时,距离,Q,点下方最远,如图丙所表示,由几何关系得,cos,2,,,2,60,QH,2,2,d,sin,2,d,粒子经过范围长度为,L,2,d,看法析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,22/35,(3),进入,区粒子第一次在磁场,区中运动最长时间和最短时间,.,答案,看法析,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,23/35,轨迹圆所对应弦越长,在磁场,中运动时间越长,.,如图丁所表示,当轨迹圆弦长为直径时,所对应时间最长为,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,24/35,25/35,9.,如图所表示,在平面直角坐标系,xOy,内,第,象限等腰直角三角形,MNP,区域内存在垂直于坐标平面向外匀强磁场,,y,0,区域内存在着沿,y,轴正方向匀强电场,.,一质量为,m,、电荷量为,q,带电粒子从电场中,Q,(,2,h,,,h,),点以速度,v,0,水平向右射出,经坐标原点,O,处射入第,象限,最终以垂直于,PN,方向射出磁场,.,已知,MN,平行于,x,轴,,N,点坐标为,(2,h,2,h,),,不计粒子重力,求:,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,26/35,(1),电场强度大小,E,;,答案,解析,粒子运动轨迹如图所表示,,粒子在电场中运动过程中,由平抛运动规律及牛顿运动定律得:,2,h,v,0,t,qE,ma,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,27/35,(2),磁感应强度大小,B,;,答案,解析,即,45,粒子从,MP,中点垂直于,MP,进入磁场,垂直于,NP,射出磁场,粒子在磁场中速度为:,v,v,0,轨道半径,R,h,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,28/35,(3),粒子在磁场中运动时间,t,.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,29/35,10.,如图所表示,在,xOy,平面内第一象限内,,x,4,d,处竖直放置一个长,l,4,d,粒子吸收板,AB,,在,AB,左侧存在垂直纸面向外磁感应强度为,B,匀强磁场,.,在原点,O,处有一粒子源,可沿,y,轴正方向射出质量为,m,、电荷量为,q,不一样速率带正电粒子,不计粒子重力,.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,30/35,(1),若射出粒子能打在,AB,板上,求粒子速率,v,范围;,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,31/35,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,.,粒子打在吸收板,AB,下边界,A,点,设粒子速率为,v,1,,由图中几何关系可知圆心在,O,1,点,粒子轨道半径,r,1,2,d,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,32/35,粒子打在吸收板,AB,上边界,B,点,设粒子速率为,v,2,,由图中几何关系可知圆心在,C,点,粒子轨道半径,r,2,8,d,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,33/35,(2),若在点,C,(8,d,0),处放置一粒子回收器,在,B,、,C,间放一挡板,(,粒子与挡板碰撞无能量损失,),,为回收恰从,B,点进入,BC,右侧区间粒子,需在,BC,右侧加一垂直纸面向外匀强磁场,(,图中未画出,),,求此磁场磁感应强度大小和这类粒子从,O,点发射到进入回收器所用时间,.,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,答案,看法析,34/35,经过,B,点粒子能够抵达,C,点,设磁场磁感应强度为,B,,由图中几何关系,粒子轨道半径,r,(,n,1,2,3,,,),联立可得:,B,2,nB,(,n,1,2,3,,,),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,35/35,
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