一、選擇題
1.物理實驗都需要有一定的控制條件.奧斯特做電流磁效應實驗時,應排除地磁場對實驗的影響,關于奧斯特的實驗,下列說法中正確的是( )
A.該實驗必須在地球赤道上進行
B.通電直導線應該豎直放置
C.通電直導線應該水平東西方向放置
D.通電直導線應該水平南北方向放置
2.有關磁場的物理概念,下列說法中錯誤的是( )
A.磁感應強度是描述磁場強弱的物理量,是矢量
B.磁感應強度的方向跟產生磁場的電流方向有關
C.磁感應強度的方向跟放入磁場中的受磁場力作用的電流方向有關
D.磁感線的切線方向表示磁場的方向,其疏密表示磁感應強度的大小
3.在地球赤道上空,沿東西方向水平放置一根通以由西向東的直線電流,則此導線受到的安培力方向( )
A.豎直向上B.豎直向下
C.由南向北D.由西向東
4.如圖1所示,兩平行金屬導軌CD、EF間距為L,與電動勢為E的電源相連,質量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構成閉合回路,回路平面與水平面成θ角,回路其余電阻不計。為使ab棒靜止,需在空間施加的勻強磁場磁感強度的最小值及其方向分別為( )
A.mgREL,水平向右
B.mgRcosθEL,垂直于回路平面向上
C.mgRtanθEL,豎直向下
D.mgRsinθEL,垂直于回路平面向下
5.一束帶電粒子從靜止開始經同一電場加速后垂直進入同一勻強磁場中。若它們在磁場中做圓周運動的半徑相同,則它們在磁場中具有相同的( )
A.速率 B.動能
C.周期 D.動量大小
6.質子(P)和α粒子以相同的速率在同一勻強磁場中作勻速圓周運動,軌道半徑分別為RP和Rα,周期分別為TP和Tα。則下列選項中正確的是( )
A.RP:Rα=1:2,TP:Tα=1:2
B.RP:Rα=1:1,TP:Tα=1:1
C.RP:Rα=1:1,TP:Tα=1:2
D.RP:Rα=1:2,TP:Tα=1:1
7. 關于磁場和磁感線的描述,正確的說法是:( )
A.磁感線從磁體的N極出發,終止于S極
B.磁場的方向就是通電導體在磁場中某點受磁場作用力的方向
C.沿磁感線方向,磁場逐漸減弱
D.在磁場強的地方同一通電導體受的安培力可能比在磁場弱的地方受的安培力小
8.如圖2所示,套在條形磁鐵外的三個線圈,其面積S1>S2= S3,且“3”線圈在磁鐵的正中間。設各線圈中的磁通量依次為φ1、φ2、φ3則它們的大小關系是( )
A.φ1>φ2>φ3
B.φ1>φ2=φ3
C.φ1<φ2<φ3
D.φ1<φ2=φ3
9.帶電粒子(不計重力)可能所處的狀態是
①在磁場中處于平衡狀態
②在電場中做勻速圓周運動
③在勻強磁場中做拋體運動
④則在勻強電場中做勻速直線運動:
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
10.如圖3所示,勻強磁場的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場邊界d點垂直于磁場方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點,通過pa段用時為t。若該微粒經過P點時,與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結合為一個新微粒,最終打到屏MN上。兩個微粒所受重力均忽略。新微粒運動的( )
A.軌跡為pb,至屏幕的時間將小于t
B.軌跡為pc,至屏幕的時間將大于t
C.軌跡為pb,至屏幕的時間將等于t
D.軌跡為pa,至屏幕的時間將大于t
11.如圖4所示,一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中,以導線為中心,半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個點,已知c點的實際磁感應強度為0,則下列說法中正確的是( )
A.直導線中電流方向垂直紙面向里
B.d點的磁感應強度為0
C.a點的磁感應強度為2T,方向向右
D.b點的磁感應強度為2T,方向斜向下,與B成45°角
12.質量為m,電量為q的帶正電小物塊在磁感強度為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,沿動摩擦因數為μ的絕緣水平面以初速度v0開始向左運動,如圖5所示,物塊經時間t移動距離S后停了下來,設此過程中,q不變,則( )
A.S>v202μgB.S C.t>mv0μ(mg+qv0B)D.t<mv0μ(mg+qv0B) 二、計算題 13.在以坐標原點O為圓心、半徑為r的圓形區域內,存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,如圖6所示。一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度v沿-x方向射入磁場,恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿+y方向飛出。(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷q/m;(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應強度的大小變為B′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應強度B′多大?此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少? 14.如圖7所示,在x<0與x >0的區域中,存在磁感應強度大小分別為B1與B2的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面向里,且B1>B2。一個帶負電荷的粒子從坐標原點O以速度V沿x軸負方向射出,要使該粒子經過一段時間后又經過O點,B1與B2的比值應滿足什么條件? 15.如圖8所示,在足夠大的空間范圍內,同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場,磁感應強度B=1.57T。小球1帶正電,其電量與質量之比q1m1=4C/kg,所受重力與電場力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰,碰后經過0.75s再次相碰。設碰撞前后兩小球帶電情況不發生改變,且始終保持在同一豎直平面內。(取g=10m/s2) 問(1)電場強度E的大小是多少? (2)兩小球的質量之比m1m2是多少? 16.如圖9所示,在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場,磁感應強度為B;在x軸下方有沿y軸負方向的勻強電場,場強為E。一質量為m,電量為-q的粒子從坐標原點O沿著y軸正方向射出。射出之后,第三次到達x軸時,它與點O的距離為L。求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s(重力不計)。