通用版高中物理电磁学磁场典型例题.pdf

1 (每日一练每日一练)通用版高中物理电磁学磁场典型例题通用版高中物理电磁学磁场典型例题 单选题 1、质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D间有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点。离子重力不计。则（）Aa离子质量比b的大 Ba离子质量比b的小 Ca离子在磁场中的运动时间比b的长 Da、b离子在磁场中的运动时间相等 答案：B 解析：AB设离子进入磁场的速度为v，在电场中 =122 在磁场中 2 =2 联立解得 =12 由题图知，b离子在磁场中运动的轨道半径较大，a、b为同位素，电荷量相同，所以b离子的质量大于a离子的质量，A 错误，B 正确；CD在磁场中运动的时间均为半个周期，即 =2=由于b离子的质量大于a离子的质量，故b离子在磁场中运动的时间较长，CD 错误。故选 B。2、如图所示，在0 3的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B在=0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在090范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在=0时刻刚好从磁场右边界上(3,3)点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A粒子在磁场中做圆周运动的半径为3B粒子的发射速度大小为40 C磁场右边界上有粒子射出的长度为(3+1)D带电粒子在磁场中运动的最长时间为20 答案：D 解析：3 A沿y轴正方向发射的粒子在=0时刻刚好从磁场右边界上(3,3)点离开磁场，如图所示，由几何关可得 (3 )2+(3)2=2 解得 =2 所以 A 错误；B由几何关系可得，沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的圆心角为23，其运动时间为 0=0=23 20 解得 0=430 所以 B 错误；D在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图所示 4 由几何关系可得该粒子做圆周运动的圆心角为43，在磁场中的运动时间为 2t0。所以 D 正确；C粒子能从磁场右边界打出的临界条件如上两图所示，由几何关系可得，打在右边界上的粒子的长度为23，所以 C 错误；故选 D。3、磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，高温气体中含有大量高速运动的正离子、负离子和电子，高温气体平行于两平行金属板、进入，速度为，板间距离为，金属板的正对面积为，匀强磁场的磁感应强度为、方向垂直于高温气体初速度方向，负载电阻为，高温气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（）A金属板带正电，板间气体的电阻率为(+)B金属板带正电，板间气体的电阻率为()C金属板带负电，板间气体的电阻率为(+)D金属板带负电，板间气体的电阻率为()答案：D 解析：高温气体进入两极板之间的匀强磁场中，根据左手定则可知正电荷所受洛伦兹力向下，负电荷所受洛伦兹力向上，故金属板Q带正电，金属板P带负电，当发电机稳定时 =即 5 =由 =+和 =联立可得 =()故 D 正确，ABC 错误。故选 D。4、真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和 3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为（）A32BC34D35 答案：C 解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 6 =2 则磁感应强度与圆周运动轨迹关系为 =即运动轨迹半径越大磁场的磁感应强度越小。令电子运动轨迹最大的半径为max，为了使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，其最大半径的运动轨迹与实线圆相切，如图所示 A点为电子做圆周运动的圆心，电子从圆心沿半径方向进入磁场，由左手定则可得，为直角三角形，则由几何关系可得(3 max)2=max2+2 解得 max=43 解得磁场的磁感应强度最小值 min=max=34 故选 C。5、在光滑桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为2，导线通有电流I，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（）AB2CD2 7 答案：A 解析：从上向下看导线的图形如图所示 导线的有效长度为 2L，则所受的安培力大小 =2 设绳子的张力为，由几何关系可知 =2 解得 =故 A 正确，BCD 错误。故选 A.