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[教学]高中物理电磁学习题[教学]高中物理电磁学习题电磁学一、选择题 1.(09年全国卷?)17.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 0。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到，,，,abcbcd135 的磁场的作用力的合力 () A. 方向沿纸面向上，大小为(21)，ILB B. 方向沿纸面向上，大小为 (21),ILB C. 方向沿纸面向下，大小为 (21)，ILB D. 方向沿纸面向下，大小为 (21),I...

[教学]高中物理电磁学习题电磁学一、选择题 1.(09年全国卷?)17.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 0。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到，,，,abcbcd135 的磁场的作用力的合力 () A. 方向沿纸面向上，大小为(21)，ILB B. 方向沿纸面向上，大小为 (21),ILB C. 方向沿纸面向下，大小为 (21)，ILB D. 方向沿纸面向下，大小为 (21),ILB 2.(09年北京卷)19(如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b () A(穿出位置一定在O′点下方 B(穿出位置一定在O′点上方 C(运动时，在电场中的电势能一定减小 D(在电场中运动时，动能一定减小 3.(09年广东物理)12(图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片AA。平板S下方有强度为B的匀强磁场。下列表述正120 确的是 () A(质谱仪是分析同位素的重要工具 B(速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C(能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D(粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 4.(09年广东理科基础)1(发现通电导线周围存在磁场的科学家是 ( ) A(洛伦兹 B(库仑 C(法拉第 D(奥斯特 5.(09年广东理科基础)13(带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的() A(洛伦兹力对带电粒子做功B(洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C(洛伦兹力的大小与速度无关 D(洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 6.(09年广东文科基础)61(带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是 () A(与磁场方向相同B(与运动方向相同C(与运动方向相反D(与磁场方向垂直 7.(09年山卷)21(如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 () A(感应电流方向不变 B(CD段直线始终不受安培力 C(感应电动势最大值E,Bav 1EBav,,D(感应电动势平均值 4 8.(09年重庆卷)19.在题19图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时， NN'MM'导线与之间的安培力的大小为、，判断这两段导线 f f ab () A.相互吸引，>B.相互排斥，> f f f f abab C.相互吸引，0)的粒子从P点瞄准N点入射，0 最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。 15.(09年全国卷?)25.(18分)如图，在宽度分别为和的两个毗邻的条形区域分别ll12 有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。 16.(09年天津卷)11.(18分)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场， ,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g,求 (1) 电场强度E的大小和方向; (2) 小球从A点抛出时初速度v的大小;0 (3) A点到x轴的高度h. ? 17.(09年山东卷)25((18分)如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时，刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、0 l、B为已知量。(不 0 考虑粒子间相互影响及返回板间的情况) v0 图乙图甲 (1)求电压U的大小。 1(2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。2 (3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短,求此最短时间。 2005-2008年高考试题一、选择题 1.(08宁夏卷)14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向( A.与ab边平行，竖直向上B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边D.与ab边垂直，指向右边 2.(08广东文科)61.如图所示，电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标志I和F方向的是() 3.(08广东理科)17(有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是 A(通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 B(安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现 C(带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功 D(通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 4.(08广东理科)18(电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( A(速率越大，周期越大 B(速率越小，周期越大 (速度方向与磁场方向平行 D(度方向与磁场方向垂直 C 5.(08广东卷)4(1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D、D构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 (A(离12 子由加速器的中心附近进入加速器 B(离子由加速器的边缘进入加速器 C(离子从磁场中获得能量 D(离子从电场中获得能量 6.(08广东卷)9(带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹(图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场垂直纸B面向里(该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 A(粒子先经过a点，再经过b点B(粒子先经过b点，再经过a点 C(粒子带负电D(粒子带正电 9.(07海南卷)4. 粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是 × × × × × × × × (10.(07全国理综?)19.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v 甲甲 × × × × × × × × 正电荷做匀速圆周运动，周期为T，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头0乙乙 + × × × × × × × × 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( ) × × × × × × × × A B A(若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T × × × × × × × 0× 乙乙 × × B(若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于× T× × × × × 0甲甲 C(若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于× × × T× × × × × 0 × × × × × × × × C D D(若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0 a b × 11.(07四川理综)11.如图所示，长方形abcd长ad,0.6 m，宽ab,0.3 m，O、e分别是× × v O e × × B 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× c d ,3 ,7感应强度B,0.25 T。一群不计重力、质量m,kg、电荷量q,，2×10C的带3，10 2 电粒子以速度v,5×l0m/s沿垂直于ad方向且垂直于磁场射人磁场区域 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 y × × × × × × × × × × v × × × × × 12.(07天津理综)19.如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应O x 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 3vvA( 正电荷 B( 正电荷 2aB2aB 3vvC( 负电荷 D( 负电荷 2aB2aB 13.(06江苏卷)13(关于磁感线，下列说法中正确的是 A(磁感线是实际存在于磁场中的线 B(磁感线上任意一点的切线方向，都跟该点的磁场方向一致 C(磁感线是一条条不闭合的曲线 D(磁感线有可能出现相交的情况 1 A 2C 3 ABC 4 B解析:发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象 5 B 6D 7 ACD 8 D 9 A 10 A 11 A 12 D 13 C ,N14解析:设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为,与板碰撞后再次进入磁场的O mv位置为.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有…?R,N1qB x1粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离保持不变有 ,NN,2Rsin,…? x,OO1 ,NN粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离始终不变,与xO12 相等.由图可以看出……? x,a2 设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P点,由对称性, 出射点的x坐标应为-a,即……? ，，n，1x,nx,2a12 n，2x1,a由??两式得……? n，1 ax,x,若粒子与挡板发生碰撞,有……? 124 联立???得n<3………? 联立???得 qBn，2v,,a………? ,2msinn，1 hsin,,把代入?中得 22a，h 22qBaa，hv,,n,0…………? omh 223qBaa，hv,,n,1…………? 14mh 222qBaa，h…………? v,,n,223mh 22lddl，21115答案: arcsin()222dlld，21 解析:本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得 22………? R,l，(R,d)21 设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 2v,qvBmR……………? ,R,,，POP,,P,为虚线与分界线的交点,,则粒子在磁场中的运动时间为t……?设1v l1sin,,式中有………?粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.R 设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得…………? qE,ma 12d,at由运动学公式有……? ………?l,vt222 22 ldE1，v,由?????式得…………? 2 Bl2 22tl，d2dl111arcsin(),由????式得 222tdll，d221 222qBLqBLmgcot,16答案:(1)，方向竖直向上 (2) (3)22mq8mg 解析:本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。 (1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力)，有 ? qE,mg mg ? E,q 重力的方向竖直向下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。 ,，MOP,,(2)小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN为弦长，，如图所示。设半径为r，由几何关系知 L ,sin, ?2r 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力白日提供，设小球做圆周运动的速率为v，有 2mvqvB, ? r 由速度的合成与分解知 v0,cos, ?v 由???式得 qBLv,cot, ?0m2 (3)设小球到M点时的竖直分速度为v，它与水平分速度的关系为y v,vtan, ?y0 由匀变速直线运动规律 2 ? v,2gh 由???式得 222qBL h,28mg t,017解析:(1)时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，时刻刚好从极板边缘射出，在y轴负方向偏移的t0 U10距离为，则有? lE,2l ? Eqma, 112lat,? 022 2ml联立以上三式，解得两极板间偏转电压为?。U,02qt0 111ttt(2)时刻进入两极板的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两极板没有000222 l电场，带电粒子做匀速直线运动。带电粒子沿x轴方向的分速度大小为?v,0t0 1vat, 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为? y02 22带电粒子离开电场时的速度大小为? vvv,，xy 2vBvqm,设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，则有?R 5ml联立?????式解得?。 R,2qBt0 2t(3)时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短。带电粒子离开磁场时沿y轴0 'vat,,正方向的分速度为?，设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为，y0 v,0tan,,,则,，联立???式解得，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧'4vy ,1所对的圆心角为，所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为2,tT,,min24 m2,m,，联立以上两式解得。 t,,Tmin2BqBq 考点:带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动。 q77,6218答案(1)=4.9×C/kg(或5.0×C/kg);(2) ; (3)1010t,7.9，10sS,0.25mm 后面的选择题答案:C A B D AD AC A AD D C B

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