2022届高三物理知识点优化训练：磁场物理试卷一、选择题1.关于运动电荷在磁场中所受洛仑兹力的说法正确的选项是A．洛仑兹力不一定与速度垂直 B．洛仑兹力不一定与磁场垂直 C．洛仑兹力可以改变速度大小 D．洛仑兹力可以改变速度方向2.带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场，假设只考虑洛伦兹力，那么粒子一定A．动能不变B．做匀速直线运动C．速度不变 D．加速度不变3.一带电质点在匀强磁场中做圆周运动，现给定了磁场的磁感应强度、带电质点的质量和电量，假设用v表示带电质点运动的速度，R表示其轨道半径，那么带电质点运动的周期 A．与v有关，与R无关 B．与v无关，与R无关 C．与v有关，与R无关 D．与v无关，与R有关4.在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的选项是5.如以下图，轻质线圈用细线挂在磁体N极附近，磁体的轴线穿过线圈中心且在线圈平面内，当线圈通有如图方向的电流时，线圈将A．发生转动，同时靠近磁铁12/12\nB．发生转动，同时远离磁铁C．不发生转动，只靠近磁铁D．不发生转动，只远离磁铁6.质子P和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为RP和Rα，周期分别为TP和Tα，那么以下选项正确的选项是A．B．C．D．7.如以下图，一正离子在垂直匀强磁场的固定光滑轨道内做逆时针匀速圆周运动，当磁场均匀增强时，离子的动能将A．增大B．减小C．不变D．可能增大，也可能不变8.带电量为q1的粒子在匀强磁场中运动，到达ｂ点时与静止在那里的另一带电量为q2的粒子相碰并粘合在一起运动，碰撞前后的轨迹如以下图，不计阻力、重力作用，那么以下说法中正确的选项是A．假设运动轨迹为从ａ到c，那么q1为正电，q2可能是正电、可能是负电，也可能不带电B．假设运动轨迹为从ａ到c，那么q1为正电，q2为负电，且电量关系有｜q2｜－｜q1｜＞｜q1｜12/12\nC．假设运动轨迹为从ｄ到ａ，那么q1为正电，q2为负电，且电量关系有｜q2｜－｜q1｜＜｜q1｜D．假设不明确运动轨迹的走向，那么不能判断q1、q2的电性9.如以下图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知：A．粒子带负电B．粒子运动方向是abcdeC．粒子运动方向是edcbaD．粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长10.质量和带电量都相同的两个粒子，以不同的速率垂直于磁感线方向射入匀强磁场中，两粒子的运动轨迹如图中①、②所示，粒子的重力不计，以下对两个粒子的运动速率υ和在磁场中运动时间t及运动周期T、角速度的说法中不正确的选项是：A．υ1＜υ2B．t1＞t2C．T1＜T2D．ω1＝ω212/12\n11.盘旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心局部是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如以下图，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d。匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷电为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，那么以下方法中正确的选项是A．增大匀强电场间的加速电压B．减小狭缝间的距离C．增大磁场的磁感应强度D．增大D形金属盒的半径12.如图，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射出此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知 A．不能确定粒子通过y轴时的位置B．不能确定粒子速度的大小C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对二、填空题12/12\n13.电子以4×106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的磁场力为 N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是180°，那么电子所受的磁场力为 N。14.如以下图，金属细棒长为，质量为，以两根相同的轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中。弹簧的劲度系数为，磁场的磁感应强度为。棒中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零。那么电流强度是 ，电流方向是 （填“向左”或“向右”）。 15.如以下图，一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，那么磁场方向向 ，进入磁场后，β粒子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）。16.在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。假设任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q。那么每个电荷所受的洛伦兹力f＝ ，该段导线所受的安培力为F＝ 。17.在水平面上，水平放置一根20cm长的铜棒，将其两端用软导线与电源连结，当铜棒中通有2A的电流时，且空间存在竖直方向上的磁感应强度大小为的匀强磁场，铜棒处于静止状态，如以下图，那么铜棒受到的摩擦力大小为___________，方向是______________。 12/12\n三、作图题18.试判断图所示带电粒子刚进入磁场时所受的洛仑兹力的方向。19.画出以以下图中通电导线在磁场中所受的安培力的方向。四、计算题20.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如以下图。磁场方向垂直于圆面。磁场区的圆心为O,半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心M点，为了让电子束射到屏幕边缘的P点，需要加磁场，是电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B为多少？12/12\n21.一个负离子的质量为m，电量大小为q，以速度v0垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如以下图。磁感应强度B方向与离子的初速度方向垂直，并垂直于纸面向里。如果离子进入磁场后经过时间t到这位置P，证明：直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是。22.如图甲所示，质量为m，长为l的铜棒，用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，轻线在竖直方向，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度，求此棒中恒定电流的大小。Bθ图甲图丙θmgFTS1S2T图乙θmgF同学甲的解法如下：对铜棒进展受力分析，通电时导线向外偏转，说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外，受力如图乙所示（侧视图）。当最大偏转角θ时，棒受力平衡，有：，得同学乙的解法如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图丙所示。F做功为：重力做功为：由动能定理得：，得请你对同学甲和乙的解答作出简要的评价；假设你两者都不支持，那么给出你认为正确的解答。12/12\n23.初速度为零的离子经过电势差为U的电场加速后，从离子枪T中水平射出，与离子枪相距d处有两平行金属板MN和PQ，整个空间存在一磁感强度为B的匀强磁场如以下图。不考虑重力的作用，荷质比（q，m分别为离子的带电量与质量），应在什么范围内，离子才能打到金属板上？24.如以下图，一个质量为m，电量为q的带电粒子，以初速v0沿y轴的正方向，从O点进入一个有界的匀强磁场中，匀强磁场的方向垂直于纸面向外，磁感强度为B，它的边界是半径为r圆。调整这个圆形磁场区域的圆心位置，使得粒子在运动过程中偏转的角度最大，并且离开磁场后沿直线前进，可以到达x轴上的某点。求：（1）满足上述条件的半径r的取值范围；（2）对应于某个r值，它的偏转角的最大值。参考答案一、选择题1.D2.A3.B4.C5.A6.A7.A8.B12/12\n9.AC10.C11.CD12.D二、填空题13. 3.2×10-13 014.；向右15.里不变解析：由图可知，β粒子（带负电）进入磁场时所受洛伦兹力方向水平向右，根据左手定那么可以判断磁场方向向里。由于β粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，所以β粒子的动能不变。16.qvB，NqvB解析：带电粒子垂直磁场中运动时，受到磁场的洛伦兹力作用，有每个粒子受力。该段导线中有N个以速度做定向动的电荷，那么导线所受的力等于每个电荷所受力的合力。所以有。17.0.16N，水平向左三、作图题18.19.四、计算题12/12\n20.解析：电子在磁场中沿圆孤ab运动，圆心为c，半径为R，v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，如以下图。那么：eU＝mv2①Bev＝②tan＝③解以上各式可得：B＝·tan21.解析：如以下图，当离子到达位置P时圆心角为22.解析：甲同学的错误原因：认为物体速度为零时，一定处于平衡状态，或者认为偏角最大的是平衡位置。（2分）乙同学的错误原因：将安培力表示导致F做功出错。（2分）正解如下：铜棒向外偏转过程中，导线拉力不做功，如图丙所示。12/12\nF做功为：重力做功为：由动能定理：，（6分）得（2分）23.解析：设离子带负电，假设离子正好打到金属板的近侧边缘M，那么其偏转半径满足关系，即得①假设离子正好打到金属板的远侧边缘N，那么其偏转半径满足关系即得②由洛伦茨力及牛顿第二定律可得③即④因离子从离子枪射出的速度v由离子枪内的加速电场决定⑤即⑥代入式④即得⑦讨论：由以上方程组可知12/12\n荷质比＜的离子将落在N之右，而荷质比＞的离子将落在M之左，都不能落在MN板上。所以只有荷质比≤≤范围内才能打在金属板上。假设离子带正电，那么离子偏向PQ板，荷质比≤≤范围内。24.解析：（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的半径R=，粒子能够离开圆形磁场区域，并打到X轴上，粒子在磁场中的偏转角在900—1800的范围内，设磁场圆半径r，那么有2R＞2r＞。故半径r的取值范围为：（2）对于给定r的“磁场圆”，偏转角最大时，它在磁场中的运动时间最长，此时粒子应从通过O点的直径的另一端飞出，偏转角为2arcsin（）。12/12
