高二下册物理单元4磁场单元试题及答案参考。
1.当罗盘处于静止状态时,它的位置由图中的虚线表示。如果在它上面放一根水平导线,并通上恒定电流,指南针就会转到图中实线所示的位置。据此,可能是()。
A.导体放在南北,电流流向北方。
b、导线放在南北,电流流向南方。
c、导线放在东、西,电流流向西。
d、电线东西放置,电流向东流。
2.如图所示,磁场中某一区域的磁感应线是()
A、A、B处磁感应强度的大小是不一样的,巴布。
B.A和B处的磁感应强度大小不同,Ba。
C.同一根带电导线在A处的受力一定比在b处大。
d .同一根带电导线放在a处的应力一定小于放在b处的应力。
3.根据磁感应强度的定义,磁场中某处磁感应强度的大小为()
A.它随着通电导线中电流I的减小而增大。
B.它随着IL乘积的减少而增加。
c,它随着通电导线上磁场力f的增大而增大。
D.与f,I,l的变化无关。
4.在图中所示的四种情况下,通电导线置于均匀磁场中,通电导线受到安培力。
( )
A B C D
5.一个质量为m,电荷为q的球,在一个有倾角的光滑绝缘斜面上从静止状态滑下,整个斜面置于水平向外的均匀磁场中,其磁感应强度为B,如图所示。
如果带电小球滑下后的某一时刻,斜面上的力恰好为零,则如下所述。
正确的方法是()
①球带正电。
(2)球在斜面上运动时,会做匀加速直线运动。
(3)球在斜面上运动时,做加速度增大、速度增大的变加速度直线运动。
(4)当球在斜面上向下滑动时,当球在斜面上的压力为零时,速度为mgcos/Bq。
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
6.用两根相同的弹簧悬挂一根铜棒,在铜棒所在的虚线范围内有一个垂直于纸面的均匀磁场,有一个从左向右的电流通过铜棒,如图所示。当杆静止时,弹簧秤的读数为f 1;如果棒中的电流方向反过来,当棒静止时,弹簧秤的指示器是F2和F2F1。根据这两个数据,可以确定()。
A.磁场方向b .磁感应强度的大小
C.安培力d .铜棒的重力
7.如图,三根通电的直导线P、Q、R相互平行,经过正三角形的三个顶点,三根导线上通有大小相同、方向垂直于纸面的电流;带电直导线产生的磁场的磁感应强度B=KI/r,I为带电导线的电流强度,r为距带电导线的垂直距离,k为常数;那么作用在R上的磁力方向是()
A.垂直r,指向y轴负方向。
B.垂直r,指向y轴的正方向。
C.垂直r,指向x轴的正方向。
D.垂直r,指向x轴负方向。
8.下图是磁感应强度B、正电荷速度V和磁场作用于电荷F的方向之间的关系(其中B垂直于F和V确定的平面,B、F和V相互垂直)。正确的是()
9.在光滑绝缘的水平面上,一根轻绳拉着一个带电的小球绕垂直轴O在均匀磁场中作水平的逆时针匀速圆周运动,磁场方向垂直向下,如俯视图所示。如果球移动到A点,绳子突然断了。关于绳子断了后球可能的运动,下列说法正确的是()。
?球仍然以相同的半径逆时针匀速圆周运动。
?b .球仍作匀速圆周逆时针运动,但半径减小。
?球以相同的半径顺时针做匀速圆周运动。
?d、球做顺时针匀速圆周运动,半径减小。
10.如图,水平地面上方有正交的均匀电场和均匀磁场。均匀电场的方向是垂直向下,均匀磁场的方向是水平向内。现在从M点水平抛出一个带正电荷的金属球,初速度为v0。球落地时的速度为v1,在空中的飞行时间为t1。如果去掉磁场,其他条件不变,那么球落地时的速度为v2,在空中的飞行时间为t2。球的空气阻力可以忽略不计,所以关于v1与v2、t1与t2的大小比较,下列判断是正确的()。
A.v1v2,t1 B.v1
C.v1=v2,t1
2.填空(此题为***3小题,每题4分,满分12分;在相应的横线上填写正确完整的答案。)
11.地磁场磁感应强度的水平分量为3.0l0-5T,垂直分量为4.010-5T,因此地磁场磁感应强度的大小为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
12.将长度L=0.15m的导体棒置于磁感应强度B=1.010-2T的均匀磁场中,使导体棒垂直于磁场,如图所示。若导体棒中的电流I为2.0A,方向向左,则导体棒上安培力的大小为F= N,安培力的方向为垂直。(请填写或填写)
13.如图,有倾角的光滑绝缘斜面在垂直于斜面向上的均匀磁场和方向未知的均匀电场中,有一个质量为m,电荷为-q的球,正好可以在斜面上做匀速圆周运动,角速度为, 那么均匀磁场的磁感应强度的大小为,未知电场的最小场强的大小为,沿方向。
3.科学探究与实验(此题为***2小题,满分10分)
14.如图所示,铜条ab的长度为0.1m,质量为610-2kg。铜条AB的两端用长1m的轻铜线连接,搁置在垂直面上。整个装置处于垂直向下的均匀磁场中,磁感应强度b = 0.5t..现在接通电源,让铜条保持恒定电流通过,铜条偏转。已知最大偏转角为370°,铜杆的重力势能在此过程中增加_ _ _ _ _ _ _ _ _ j;恒流的大小是_ _ _ _ _ _ _ _ _ a .(不包括空气阻力,sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)
15.取同时存在均匀磁场的空间中的正交坐标系OXYZ(Z轴正方向垂直向上),如图。已知电场方向沿Z轴正方向,场强为E;磁场方向沿Y轴正方向,磁感应强度大小为B;重力加速度为g. Q:一个质量为m,电荷为+q,从原点出发的质点,能否在坐标轴(X,Y,Z)上匀速V运动?如果是,M,Q,E,B,V,G应该满足什么样的关系?如果没有,说明原因。
四、计算题:本题包括4个小题,***38分。要求写出必要的文字说明、方程式或重要的计算步骤。只写最后答案的不计分。有数值计算的问题,答案里一定要写清楚数值和单位。
16.(8分)如图所示,水平放置的光滑金属导轨M和N放在距离为D的均匀磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面夹在中间,金属棒ab的质量为M,放在导轨上,垂直于导轨。电源电动势为e,固定电阻为r,其余电阻忽略不计。电键关闭的瞬间ab杆的加速度是多少?
17.(9分钟)如图所示,一束电子以速度v通过矩形空间中的均匀磁场,速度方向垂直于磁感应线,平行于矩形空间的一边,矩形空间的边分别为和,电子刚好通过矩形的两个相对顶点之间,从而求出电子在磁场中的飞行时间。
18.(10分钟)如图,y0区域有一个均匀磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为b .一个带正电的粒子以v0的速度从O点注入磁场,入射方向在xy平面内,与X轴正方向的夹角为0。如果粒子发出磁场的位置到O点的距离为L,求电量与粒子质量的比值。
19.(11)下图为导轨式电磁炮实验装置示意图。水平方向固定两根平行的长直金属导轨,其间放置一个金属滑块(即实验弹)。滑块可沿导轨无摩擦滑动,并始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一个导轨流入,经过滑块。然后从另一个导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,磁场在滑块所在的位置总是可以简化为均匀磁场,方向垂直于纸面,其强度与电流的关系为B=kI,其中比例常数k = 2.510-6t/a .已知两导轨间的内距离为l=3.0cm,滑块的质量为m。
(1)求发射时金属滑块的加速度;
(2)求出发射过程中电源提供的电流强度;
(3)如果电源输出的能量有9%转化为滑块的动能,那么发射过程中电源的输出功率和输出电压是多少?
参考答案和评分标准:
一、选择题
1.B 2。B 3。D 4。ABD 5。B 6。ACD 7。一个8。D 9。自动呼叫分配器10。D
第二,填空
11 . 5 . 0 l0-5t(1点)是从垂直(1点)斜向下(或斜向上)37°,2.010-4点)。
12.答案:3.010-3(2分),下跌(2分)
13.(2分)(1分)下坡(1分)
三,实验探究题
14.0.12(2分),9 (3分)
15.沿X轴可以为正:Eq+Bqv = mg;(1点)可以沿X轴为负:Eq = mg+Bqv;(1)
沿y轴可以是正的也可以是负的:Eq = mg(1)
不是沿着Z轴,因为电场力和重力的合力是沿着Z轴的,洛伦兹力是沿着X轴的,合力不可能为零。(2分)
四、计算问题
16.解析:画出导体棒ab的受力截面,如图。
导体棒上的安培力ab: F = BIL (3点)
来自牛顿第二定律:Fsin=ma (2分)
导体棒ab中的电流:I=E/R (1分钟)
获得(2分)
17.解析:电子进入均匀磁场,做匀速圆周运动。轨迹如图,由几何关系得出。
(2分)
求解电子运动半径和圆心角(2分)
电子在磁场中的运动时间(3分)
将代入上述公式得到(2分)
18.解析:带正电的粒子注入磁场后,由于洛仑兹力的作用,粒子会沿着图中所示的轨迹运动,磁场从A点发射出去,O与A的距离为L,速度仍为v0,发射方向与X轴的夹角仍为0。
既然洛伦兹力提供向心力,那么:,r是圆轨道的半径,(4分)
解决方案:(2分)
圆轨道的中心位于OA的中间垂线上,可由几何关系式得到:
(2分)
同时解决两个问题(2分)
19分析:(1)匀加速运动公式a=v22s =9105m/s2(3分)
(2)根据安培公式和牛顿第二定律,F=IBl=kI2l(2分)
KI2l=ma(1点)
所以I=makl =6.0105A(1)。
(3)滑块获得的动能是由电源输出的能量转化而来,所以
Pt9%=12 mv2(1)
发射时供电时间为t = VA = 13 10-2s(1分钟)。
所需功率输出为p = 12 mv2t 9% = 4.5108 w(1min)。
(或者P=12 Fv/9%=12 mav/9%。
从功率P=IU,得到输出电压U= PI =750V(1分钟)。