高中物理 第五章 磁场与回旋加速器章末检测 沪科版选修31.doc

2013-2014学年高中物理（沪科版 选修3-1）同步课时检测 第五章 磁场与回旋加速器 章末检测 (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分)1关于磁感应强度b，下列说法中正确的是()a磁场中某点b的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关b磁场中某点b的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致c在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点b值大小为零d在磁场中磁感线越密集的地方，b值越大2为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流i引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()3一个质子穿过某一空间而未发生偏转，则()a此空间可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同b此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向平行c此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直d此空间可能有正交的电场和磁场，它们的方向均与质子速度的方向垂直4如图1所示，有一磁感应强度为b、方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是()图1ab/v，竖直向上 bb/v，水平向左cbv，垂直于纸面向里 dbv，垂直于纸面向外5如图2所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流i时，导线的运动情况是(从上往下看)()图2a顺时针转动，同时下降b顺时针转动，同时上升c逆时针转动，同时下降d逆时针转动，同时上升6如图3，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流i1和i2，且i1i2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()图3aa点 bb点cc点 dd点7电磁轨道炮工作原理如图4所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流i从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与i成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是()图4a只将轨道长度l变为原来的2倍b只将电流i增加至原来的2倍c只将弹体质量减至原来的一半d将弹体质量减至原来的一半，轨道长度l变为原来的2倍，其它量不变8如图5所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场e.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成三束则下列判断正确的是()图5a这三束正离子的速度一定不相同b这三束正离子的质量一定不相同c这三束正离子的电荷量一定不相同d这三束正离子的比荷一定不相同9如图6所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子(不计重力)以速度v0沿图示方向恰能直线穿过以下叙述正确的是()图6a如果让平行板电容器左极板为正极，则带电粒子必须从下向上以v0进入该区域才能沿直线穿过b如果带正电粒子速度小于v0，沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越小c如果带负电粒子速度小于v0，沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越大d无论带正、负电的粒子，若从下向上以速度v0进入该区域时，其动能都一定增加10利用如图7所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板mn上方是磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为l.一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板mn进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()图7a粒子带正电b射出粒子的最大速度为c保持d和l不变，增大b，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大d保持d和b不变，增大l，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大二、计算题(本题共4小题，共50分)11(10分)如图8所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6102 kg的通电直导线，电流i1 a，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 t、方向竖直向上的磁场中，设t0时，b0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)图812(12分)如图9所示，一个质量为m，电荷量为q，不计重力的带电粒子从x轴上的p(a,0)点以速度v沿与x轴正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限求匀强磁场的磁感应强度b和穿过第一象限的时间图913(13分)如图10所示，有界匀强磁场的磁感应强度b2103 t；磁场右边是宽度l0.2 m、场强e40 v/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.21019 c，质量m6.41027 kg，以v4104 m/s的速度沿oo垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出(不计重力)求：图10(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能ek.14(15分)有一种质谱仪的工作原理图如图11所示，加速电场的电压为u，静电分析器中有汇聚电场，即与圆心o1等距的各点电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心o1.磁分析器中以o2为圆心、圆心角为90的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后，从m点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为r的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从n点射出静电分析器而后离子由p点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从q点射出，并进入收集器已知磁分析器中磁场的磁感应强度大小为b，图11(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度e的大小；(2)求出q点与圆心o2的距离d；(3)若仅将离子的质量变为m1(m1m)，而离子的电荷量q及其他条件不变，试判断该离子还能否从q点射出磁分析器，并简要说明理由答案1d2b 3abd4c5a6c7bd 8d9abd10bc115 s12.a13(1)轨迹见解析图(2)0.4 m(3)7.681018 j解析(1)轨迹如图所示14(1)(2) (3)见解析解析(3)设质量为m1的离子经加速电场加速后，速度