1、45分钟章末验收卷,第九章 磁场,1.如图所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，棒中通以某一方向的电流，平衡时两细线与竖直方向夹角均为，重力加速度为g.则 A.金属棒中的电流方向由N指向M B.金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO平面向上 C.金属棒中的电流大小为 tan D.每条细线所受拉力大小为mgcos ,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,平衡时两细线与竖直方向夹角均为，故金属棒受到安培力，根据左手定则，可判断金属棒中的电流方向由M指向N，故A错误； 金属棒MN所受安培力的方向垂直于MN
2、和磁场方向向右，故B错误； 设每条细线所受拉力大小为T，由受力分析可知，2Tsin BIL,2Tcos mg，得 I tan ，故C正确； 由受力分析可知，2Tcos mg，得T ， 故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2.不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的径迹如图.分别用vM与vN、tM与tN、 与 表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比，则,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,3.如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v
3、射入一带负电的粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e点射出，则 A.如果粒子的速度增大为原来的2倍，将从d点射出 B.如果粒子的速度增大为原来的3倍，将从f点射出 C.如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，将从d点射出 D.只改变粒子的速度使其分别从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,如果粒子的速度增大为原来的2倍，磁场的磁感应强度不变，由半径公式R 可知，半径将增大为原来的2倍，根据几何关系可知，粒子正好从d点射出，故A项正确； 设正方形边长为2a，则粒子从e点射出，轨迹半径为 a.磁感应强度不变， 粒子的速度变为原来的3倍，
4、则轨迹半径变为原来的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； 如果粒子速度不变，磁感应强度变为原来的2倍，粒子轨迹半径减小为原来的一半，因此不可能从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点射出时轨迹的圆心角最小，运动时间最短，D项错.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,4.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的一群离子以一定发散角由原点O出射，y轴正好平分该发散角，离子束偏转后打在x轴上长度为L的区域MN内，则cos 为,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,根据题述，当离子速度方
5、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的运动轨迹如图所示，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,5.如图所示，磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极，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.在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有 电阻率为的高温电离气体等离子体，等 离子体以速度v向右流动，并通过专用通道导 出.不计等离子体流动时的阻力，调节可变电阻 的阻值，则,1,2,3,4,5,6,7,8,9,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,
6、9,根据左手定则，等离子体中的带正电粒子受到的洛伦兹力向上，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； 当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两极板间电压稳定，设产生的电动势为E，则有qvBq ，EBdv，A错误；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,6.如图所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，垂直磁场方向的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)以相同的速度v0分别从a点和ab边上的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，则下列说法中正确的是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,如图，连
7、接ac，ac2L，即为轨迹圆弧对应的弦，作 弦ac的垂直平分线交ab于点O1，即为粒子从a点到c点 运动轨迹的圆心，半径R L，A正确；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,7.如图所示，在光滑绝缘的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2m、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Fmg的水平恒力作用在B上，g为重力加速度.A、B处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B0.若A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是 A.水平力作用瞬间，A的加速度大小为 B.A做匀加速运动的时间
8、为 C.A的最大速度为 D.B的最大加速度为g,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,8.aa、bb、cc为足够长的匀强磁场分界线，相邻两分界线间距均为d，磁场方向如图所示，、区域磁感应强度分别为B和2B，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 的带正电粒子，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,(1)沿PQ方向发射的粒子飞出区时经过bb的位置；,答案,解析,见解析,1,2,3,4,5
9、,6,7,8,9,(2)粒子第一次通过边界bb的位置范围；,答案,解析,当带正电粒子速度竖直向上进入磁场，距离Q点上方最远，如图乙所示，由几何关系得cos 1 ，160,当带正电粒子进入磁场后与bb相切时， 距离Q点下方最远，如图丙所示，由几何关 系得cos 2 ，260 QH22dsin 2 d 粒子通过的范围长度为L2 d,见解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(3)进入区的粒子第一次在磁场区中运动的最长时间和最短时间.,答案,见解析,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,轨迹圆所对应的弦越长，在磁场中运动的时间越长.如图丁所示，当轨迹圆的弦长为直径时，所对应的时间最长为tmax
10、 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,9.如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(2h，h)点以速度v0水平向右射出，经坐 标原点O处射入第象限，最后以垂直于PN 的方向射出磁场.已知MN平行于x轴，N点 的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(1)电场强度的大小E；,答案,解析,粒子运动轨迹如图所示，粒子在电场中运动的过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得：2hv0t h at2 qEma 解得E,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(2)磁感应强度的大小B；,答案,解析,即45 粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场，垂直于NP射出磁场，粒子在磁场中的速度为：v v0 轨道半径R h,1,2,3,4,5,6,7,8,9,(3)粒子在磁场中运动的时间t.,答案,解析,由T ，且由几何关系可知小粒子在磁场中运动的圆心角为45， 故粒子在磁场中的运动时间t .,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
