第八章磁场单元测试卷.doc

第 八 章 测 试 卷
磁 场
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．回旋加速器可以将带电粒子的速度加速到无穷大；
B．回旋加速器的两个D形盒之间应加上高压直流电源；
C．回旋加速器的两个D形盒之间应加上高频交流电源；
D．带电粒子在D形盒中的轨迹半径是不变的。
2．安培的分子环形电流假说不可以用来解释（ ）
A．磁体在高温时失去磁性； B．磁铁经过敲击后磁性会减弱；
C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性； D．通电导线周围存在磁场。
3．如图所示，两块平行金属板中间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入两板间，不计重力，射出时它的动能减小了，为了使粒子动能增加，应采取的办法是（ ） （ ）
A．使粒子带电性质相反
B．使粒子带电量增加
C．使电场的场强增大
D．使磁场的磁感应强度增大
4．如图为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现电视画面幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因造成的
①电子枪发射能力减弱，电子数减小
②加速电场电压过高，电子速率偏大
③偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小
④偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
其中正确的有（ ）
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
（D） a b 两点之间电势相等
5．如图所示，水平直导线中通有恒定电流I 。在与导线在同一平面内在导线正下方的电子，初速度方向跟导线中的电流方向一致，则该电子的运动轨迹是（ ）
（A） 抛物线 （B） 半径一定的圆
（C） 半径越来越大的圆 （D） 半径越来越小的圆
6．三个质子 1 、 2 和3 ，分别以大小相等、方向如图所示的初速度 v1 、v2 、和v3 ，经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，整个装置放在真空中，不计重力。这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别为 s1 、s2 和s3 ，则（ ）
（A） s1 ＞s2 ＞s3 （B） s1 ＜s2 ＜s3
（C） s1 = s3 ＞s2 （D） s1 = s3 ＜s2
7．平行板电容器的两极板M、N之间的距离等于板长的。今有一束正离子以速度 v0 贴着M板射入两极之间，离子所受重力可以忽略。第一次在两板间加恒定电压，板间电场强度为E，正离子束正好从N板的边缘飞出；第二次撤去电场，在两板间加上垂直于纸面向外、磁感强度为B的匀强磁场，正离子束又刚好从N板边缘飞出，则E与B的比值（E / B ）可能为（ ）
（A） v0 / 49 （B） v0 / 7 （C） 25v0 / 49 （D） 50v0 / 49
8．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是( )

二、多选题
9．一电子以固定的正电荷为中心在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向与电子运动平面垂直。电子所受正电荷的电场力是磁场力的 3 倍。若电子电量为 e ，质量为 m ，磁感强度为B，则电子运动的角速度可能是（ ）
（A） 4 B e / m （B） 3 B e / m （C） 2 Be / m （D） 4 Be / m
10．宽为 d 的金属条放入匀强磁场中，磁场方向与金属条垂直，磁感强度为B，当金属条中通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为 v ，则下面说法中正确的是（ ）
（A） 导体左侧聚集较多电子，使得 b 点电势高于 a 点电势
（B） 导体右侧聚集较多电子，使得 b 点电势低于 a 点电势
（C） a b 两点之间电势差为 v ·B ·d
11．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上电流方向由M指向N，在两导轨间存在着垂直纸面向里的磁场，当t＝0时，导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法中正确的是（ ）
A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做简谐振动
B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动
C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

N
B
F
b
f
a
G
12．如图，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（ ）
A．a、b一起运动的加速度减小
B． a、b一起运动的加速度增大
C． a、b物块间的摩擦力减小
D． a、b物块间的摩擦力增大
四、 论述与计算题
13．(12分)在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（AP＝d）射入磁场（不计重力影响）。
⑴如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。
⑵如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ（如图）。求入射粒子的速度。

14．(12分)如图所示，在POQ区域内分布有磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界OQ方向从A点射入磁场。已知OA=s，∠POQ=45°，负离子的质量为m，带电量为q。要使负离子不从OP边射出，负离子进入磁场时速度最大不能超过多少？

15．(12分)在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面，其倾角为θ。设斜面足够长，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，如图所示。一质量为m、带电量为q的小球静止放在斜面的最高点A，小球对斜面的压力恰好为零。在释放小球的同时，将电场方向迅速改为竖直向下，场强大小不变，设B、q、θ和m为已知。求：①小球沿斜面下滑的速度v为多大时，小球对斜面的正压力再次为零？②小球在斜面上滑行的最大距离为多大？③小球从释放到离开斜面一共历时多少？

16．(13分)如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后由A孔射出，求：
（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小。
（2）设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数。
（3）加速到上述能量所需的时间。

B
A
P
v
Q
17．(14分)如图所示，A、B为水平放置的足够长的平行板，板间距离d=1.0×10-2m，A板中央有一电子源P，在纸面内沿PQ方向发射速度在0~3.2×107m/s范围内的电子，Q为P点正上方B板上的一点，若板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=9.1×10-3T，已知电子的质量m=9.1×10-31kg，电子电量e=1.6×10-19C，不计电子的重力和电子间的相互作用，且电子打到板上均被吸收，并转移到大地。求电子击中A、B板上的范围，并画出电子经过相应范围边界的运动轨迹图。

18．(15分)如图是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的右侧区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外，A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。A1A2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L=0.2m。在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10-3s开启一此并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。
（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？
（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动）

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