题目列表(包括答案和解析)
7.(2011年泉州模拟)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是( )
A.B=mgtanα/(IL),方向垂直斜面向上
B.B=mgsinα/(IL),方向垂直斜面向下
C.B=mgtanα/(IL),方向竖直向上
D.B=mg/(IL),方向水平向右
解析:选B.B方向垂直斜面向上,由左手定则可知,安培力方向沿斜面向下,导线不可能静止,A错;同理可知C、D错;B方向垂直斜面向下,安培力沿斜面向上,由平衡条件得:BIL=mgsinα,解得B=,故B项对.
6.(2011年济南模拟)如图所示,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为 θ,则下列说法正确的是( )
A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθ
B.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθ
C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了
解析:选C.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定,拉力大小也不能确定,故A、B错误;对回形针加热,回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了,所以选项C正确,D错误.
5.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是( )
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
解析:选C.若F=0则F安-mg=0,故安培力方向必竖直向上,由左手定则知磁场方向为垂直纸面向里,故C正确.
4.(2011年吉林模拟)如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1 T.位于纸面内的细直导线,长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为( )
A. T B. T
C.1 T D. T
解析:选BCD.导线受到的安培力为零,可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向,可求出磁感应强度B2的最小值,B2小=B1sin60°= T,故B、C、D均正确.
3.(2011年广东六校联考)一段长0.2 m,通过2.5 A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=2 T,F一定是1 N
B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N
D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行
解析:选C.当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0<F<BIL,A、D不正确,C正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力F无关,B不正确.
2.(2011年北京海淀区期末测试)有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零
解析:选BD.根据安培定则和磁场的叠加原理,M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反,选项A错B对;在线段MN上只有在O点处,a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向,即只有O点处的磁感应强度为零,选项C错D正确.
1. (2011年西安地区名校联考)磁场中某处的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.磁感应强度Ba>Bb
B.同一通电导线在b处所受的磁场力一定比在a处大
C.通电导线在b处所受磁场力的方向可能与b处磁感线的方向相同
D.若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大
解析:选D.由于a处磁感线比b处磁感线疏,所以磁感应强度Ba<Bb,A错误;若在b处的通电导线平行磁感线放置,则所受磁场力为零,B错误;根据左手定则,通电导线在b处所受磁场力的方向一定垂直b处的磁感线,C错误;若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大,D正确.
12.(2010年高考广东理综卷)如图甲所示,左为某同学设想的粒子速度选择装置,由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角θ可调(如图乙);右为水平放置的长为d的感光板,板的正上方有一匀强磁场,方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1,能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场,O到感光板的距离为,粒子电荷量为q,质量为m,不计重力.
(1)若两狭缝平行且盘静止(如图丙),某一粒子进入磁场后,竖直向下打在感光板中心点M上,求该粒子在磁场中运动的时间t;
(2)若两狭缝夹角为θ0,盘匀速转动,转动方向如图乙,要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上,试分析盘转动角速度ω的取值范围.(设通过N1的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N2)
解析:(1)粒子运动的半径为
R=· ①
由牛顿第二定律
qvB=m ②
匀速圆周运动的周期
T= ③
粒子在磁场中运动的时间
t==. ④
(2)如图所示,设粒子运动临界半径分别为R1和R2
R1= ⑤
d2+(R2-)2=R22
R2=d ⑥
设粒子临界速度分别为v1和v2,
由②⑤⑥式,得
v1= ⑦
v2= ⑧
若粒子通过两转盘,由题设可知
= ⑨
联立⑦⑧⑨,得对应转盘的转速分别为
ω1=
ω2=
粒子要打在感光板上,需满足条件
≤ω≤.
答案:(1) (2)≤ω≤
11.(2011年江西重点中学协作体联考)如图所示,真空中有以O′为圆心,r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相切于坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场.现从坐标原点O向纸面内不同方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力.求:
(1)质子进入磁场时的速度大小;
(2)沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间.
解析:(1)由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,得:Bev=解得:v=.
(2)若质子沿y轴正方向射入磁场,则以N为圆心转过圆弧后从A点垂直电场方向进入电场,质子在磁场中有:
T=,得:tB=T=
进入电场后质子做类平抛运动,y方向上的位移
y=r=at2=t
解得:tE=
则:t=tB+tE=+ .
答案:见解析
10.(新题快递)如图所示,宽h=2 cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大,磁感应强度的方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向射入磁场.若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r均为5 cm,不计粒子的重力,则( )
A.右边界:-4 cm<y<4 cm内有粒子射出
B.右边界:y>4 cm和y<-4 cm内有粒子射出
C.左边界:y>8 cm内有粒子射出
D.左边界:0<y<8 cm内有粒子射出
解析:选AD.粒子恰射出磁场的临界条件如图所示:
根据几何关系可得:临界点距x轴的间距y= cm=4 cm,可知A对,B错;左边界带电粒子可达到8 cm处,C错,D对.
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