第八章磁场作业本.doc

第八章 磁 场
§8.1磁场 磁感应强度

1．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特首先发现了电流的磁效应；
B．安培发现了电流产生的磁场的方向的判定方法；
C．安培首先提出了分子电子假说；
D．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用。
2．奥斯特实验说明了（ ）
A．磁体间有相互作用
B．磁场具有方向性
C．电流也能产生磁场
D．以上说法都不正确
3．下列说法正确的是（ ）
A．磁感线上某点切线方向就是该点磁感强度方向
B．沿着磁感线方向磁感强度越来越小
C．磁感线越密的地方磁感强度越大
D．磁感线是客观存在的真实曲线
4．在通电螺线管内部有一点A，通过A点的磁感线方向一定是（ ）
A．从螺线管的N极指向S极
B．放在该点的小磁针北极受力的方向
C．该点的磁感应强度方向
D．放在该点的小磁针的南极受力的方向
5．关于磁场和磁感线的描述，不正确的是（ ）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，利用一根磁感线可以确定磁感应强度的大小和方向
B．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的
C．磁感线是从磁体的N极指向S极
D．磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线
6．下列说法正确的是（ ）
A．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处磁感强度为零
B．由可知，磁感强度大小与放入该处的通电导线I、L的乘积成反比
C．因为，故导线中电流越大，其周围磁感强度越小
D．磁感强度大小和方向跟放在磁场中通电导线所受力的大小和方向无关
7．关于磁现象的电本质下列说法中正确的是( )
A．有磁必有电荷，有电荷必有磁
B．一切磁现象都起源于电流或运动的电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
C．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动的电荷或电流产生的
D．根据分子电流假设，在外界磁场作用下，物体内部的分子电流取向大至相同时，物体就被磁化，两端形成磁极
8．对于磁性材料的认识，下列说法中正确的是( )
A．具有磁性的材料才能称磁性材料
B．能够被强烈磁化的材料称为磁性材料
C．磁化后剩磁强的材料称为磁性材料
D．以上说法都不对
9．关于磁现象的本质，安培提出了分子电流的概念，他是在怎样的情况下提出来的( )
A．安培通过精密仪器观察到分子电流
B．安培根据环形电流的磁性与磁铁相似，提出了一种猜测
C．安培根据原子结构理论严格推导出来的
D．安培凭空想象出来的
10．如图所示，矩形线圈abcd通以恒定电流，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动,在转动过程中,下述正确的是（ ）
A．线圈ab及cd边受的磁场力大小和方向不断变化；
B．线圈ab及cd边受的磁场力大小和方向都不变；
C．当线圈和磁场平行时穿过线圈的磁通量最大；
D．当线圈和磁场垂直时穿过线圈的磁通量最大；
11．如图16-4所示，一束带电粒子沿水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸外偏转，这一带电粒子束可能是（ ）
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
12．有一束电子流沿x轴负方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向是（ ）
A．y轴正方向
B．y轴负方向
C．z轴正方向
D．z轴负方向
13．如图中，当S闭合后，画出的通电电流磁场中的小磁针偏转的位置正确的是（ ）

14．如图所示，两相同绝缘导线环、环面垂直放置，若通以如图所示电流，则（ ）
（A）球心处的磁感强度B的方向沿纸面向上
（B）球心处的磁感强度B的方向沿纸面向下
（C）球心处的磁感强度B的方向穿入纸内斜向下
（D）球心处的磁感强度B的方向垂直纸面向内

§8.2磁场对电流的作用

1．如图所示，一根长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中的电流方向如图所示，那么金属环受到的磁场力为（ ）
A．沿圆环的半径向外
B．沿圆环的半径向内
C．水平向左
D．等于零
2．一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是（ ）
A．如果B=2T，F 一定是1N
B．如果F=0，B也一定为零
C．如果B=4T，F有可能是1N
D．如果F的最大值是1.5N，B一定是3T
a
b
c
d
I
3．通电直导线与通电闭合线框abcd在同一平面内，如图放置，不计重力，若直导线固定，那么闭合线框abcd的运动情况是( )
A．在纸面内向上运动
B.在纸面内向下运动
C.在纸面内远离直导线
D.在纸面内向直导线靠近
i
N S

4．把一通电导线放在一个蹄形磁铁的正上方，导线可自由转动，当导线中通过电流i时，导线运动的情况是（从上向下看）：
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
5．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是
A、若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小
B、若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大
C、若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大
D、若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小
6．下图表示磁感强度B，电流强度I和磁场对电流的作用力F三者方向的相互关系中，正确的是（ ）

7．两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，如图所示。先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是（ ）
A．相互吸引，电流大的加速度大
B．相互吸引，加速度大小相等
C．相互排斥，电流大的加速度大
D．相互排斥，加速度大小相等
8．下列关于磁电式电流表的说法中错误的是： （ ）
A．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的；
B．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成正比；
C．磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱；
D．磁电式电流表只能测定电流的强弱，不能测定电流的方向。
9．据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离m，导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。
10．将一载流导体放在匀强磁场中，如果磁场方向垂直于导体侧面，则在导体的另两侧面间会出现电势差，这个现象称为霍尔效应.利用霍尔效应可制造磁强计，测量磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示.电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向的电流I.已知金属导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出上、下两侧面的电势差为U.求：

（1）导体的哪个侧面电势较高？
（2）磁场的磁感应强度B为多大？

11．如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2T，一根质量为0.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8A时，求金属棒能获得的加速度的大小。

12．均匀金属棒OP竖直悬于O点，其P端与弧形导电导轨bd良好接触，在垂直于Obd平面的方向加一匀强磁场B，以O、a两端引出接线，接入稳压电源，如图所示.当合上开关K时，OP将偏转，若不计摩擦，在OP达到新的平衡位置后，测得电流为I，且已知金属棒的质量为m，长为L，求：
(1)金属棒在新的平衡位置时与竖直方向的夹角θ=?
(2)此时轴销O点受到的作用力T=?(导电导轨ad对金属棒OP无作用力)

13．在倾角为α的光滑斜轨上，置有一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图所示：
（1）欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感强度B的最小值为多少？方向如何？
a
（2）欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少？方向如何？

§8.3磁场对运动电荷的作用

1．关于洛伦兹力，以下说法正确的是（ ）
A．带电粒子运动时不受洛伦兹力作用，则该处的磁感强度为零
B．磁感强度、洛伦兹力、粒子的速度三者之间一定两两垂直
C．洛伦兹力不会改变运动电荷的速度
D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功
2．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时t。若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的

A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t
B.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t
C.轨迹为pb，至屏幕的时间将等于t
D.轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t
3．假如我们在北极地区忽然发现高空出现了沿顺时针方向生成的紫色弧状极光（它是由太阳发射的高速带电粒子受到地球磁场的影响，进入两极附近，撞击并激发高空中的空气分子和原子而引起的.），则关于引起这一现象的高速粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法正确的是
A.高速粒子带正电 B.高速粒子带负电
C.弯曲程度逐渐减小D.弯曲程度逐渐增大
4．三个相同的带电小球1、2、3在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场，设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2、E3，忽略空气阻力。则（ ）
A．E1=E2=E3 B．E1>E2=E3
C．E1<E2=E3 D．E1>E2>E3
5．如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则
v
+
v
+
A、若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0
B、若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0
C、若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0
D、若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0
6．质量为m、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ）
①小球带正电 ②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
③小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 ④则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcosθ／Bq
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④
7．有三束粒子，分别是质子（p），氚核（）和α粒子，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，（磁场方向垂直于纸面向里）则在下面四图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？（ ）
8．如图所示，长方形abcd 长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10－7kg、电荷量q=+2×10－3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域
A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边
B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边
C．从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边
D．从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边
9．如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是
A.，正电荷 B.，正电荷
C. ，负电荷 D. ，负电荷
10．如图所示，单摆的摆线是绝缘的，长度为L，摆球带电量为m ，整个装置处在一个匀强磁场中，磁场的方向垂直于单摆的振动平面，当摆角小于5时，单摆的振动周期T与不存在磁场时的振动周期T相比较为( )
A．T < T B．T > T
C．T = T D．因未知摆球带电的正负，所以无法判断。
11．在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．有一质量为m,带电量为十q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示,若迅速把电场方向反转竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？

O
x
y
P
/cm
/cm
12．如图所示，在真空中坐标xoy平面内的x>o区域内，有磁感应强度为B=1.0×10-2T的匀强磁场，方向与xoy平面垂直，在x轴上的P点(10,0)，有一个放射源，在xoy平面内向各个方向放出速率v=1.0×104m/s的带正电的粒子，粒子的质量为m=1.6×10-25kg，电量为q=1.6×10-18C,求带电粒子能打到y轴上的范围（不计粒子重力）

13．核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半径R2=1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被约束带电粒子的比荷为q/m=4.8×107C/㎏，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。试计算：
⑴带电粒子若沿环状的半径方向射入磁场，不会穿越磁场的速度至多多大。
⑵要保证中空区域的所有粒子不会穿越磁场，粒子的速度应为多大。

§8.4带电粒子在复合场中的运动

1．在回旋加速器中（ ）
A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转
B．电场和磁场同时用来加速带粒子
C．在确定的交流电源下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大
D．同一带电粒子得到的最大动能只与交流电源的电压大小有关，而与电源的频率无关
2．在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内，质子不可能沿x轴正方向做直线运动的是( )
3．在右图虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这一区域未发生偏转，设重力可忽略不计，则这个区域内E和B的方向可能是（ ）
A．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同
B．E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反
C．E竖直向上，B垂直纸面向外
D．E竖直向上，B垂直纸面向里
4.当带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时粒子将发生偏转，称这种电场为偏转电场，这种磁场为偏转磁场.下列说法错误的是(重力不计)
A.欲把速度不同的同种带电粒子分开,既可采用偏转电场，也可采用偏转磁场
B.欲把动能相同的质子和α粒子分开，只能采用偏转电场
C.欲把由静止经同一电场加速的质子和α粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用
D.欲把初速度相同而比荷不同的带电粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用
5．竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小，方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于90o），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB间的运动过程中( )
A．所有微粒的动能都将增加
B．所有微粒的机械能都将不变
C．有的微粒可能做匀速直线运动
D．有的微粒可能做匀速圆周运动
6．如图一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（ ）
A．速度　　　　 B．质量
C．电荷
D．荷质比
7．如图所示，Q1、Q2带等量正电荷，固定在绝缘水平面上，在其连线上有一光滑绝缘杆、杆上套一带正电的小球，杆所在的区域存在一个匀强磁场，方向已在图中标出，小球重力不计，将小球从静止开始释放，在小球运动过程中，下列说法哪些是不正确的( )
①小球所受的洛仑兹力大小变化、，但方向不变 ②小球的加速度将不断变化
③小球受洛仑兹力将一直增大 ④小球速度一直增大
A．①② B．①④ C．②③ D．①③④
8．在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面水平向里，三个油滴a、b、c带等量同种电荷。已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的质量应有：（ ）
A．ma>mb； B．mb>mc；
C．mc>ma； D．ma>mc；
9．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为一q的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω，那么，匀强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 ，方向沿 。

10．如图所示为一电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为B．现测得液体a、b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q为多少？

11．如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电．在两板间有一垂直纸面向里的匀强磁场．一电子从两板左侧以速度v0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感应强度为B1时，电子从a点射出两板，射出时的速度为2v．当两板间磁场的磁感应强度变为B2时，电子从b点射出时的侧移量仅为从a点射出时的1/4，求电子从b点射出时的速率。

12．用一根长L=0.8m的轻绳，吊一质量为m=1.0g的带电小球，放在磁感应强度B=0.1T，方向如图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零（重力加速度g取10m/s2）。试问：
（1）小球带何种电荷？电量为多少？

（2）当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？

x
y
13．如图所示，在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。在其他象限中存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为h；C是x轴上的一点，到O的距离为l。一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域，继而同过C点进入磁场区域，并在此通过A点，此时速度与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求：
（1）粒子经过C点是速度的大小和方向；
（2）磁感应强度的大小B。