磁场

磁场

选择题部分共13小题。在每小题给出的四个选项中,1~8小题只有一个选项正确,9~13小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。

1.关于安培力,下列说法正确的是

A.通电直导线在某处所受安培力的方向跟该处的磁场方向相同

B.通电直导线在某处不受安培力的作用,则该处没有磁场

C.通电直导线所受安培力的方向可以跟导线垂直,也可以不垂直

D.通电直导线跟磁场垂直时受到的安培力一定最大

解析:安培力的方向一定与磁场垂直,也一定与导线垂直,选项A、C错误;当通电直导线与磁场平行放置时,不受安培力作用,选项B错误。

答案:D

2.在重复奥斯特电流磁效应的实验时,需要考虑减少地磁场对实验的影响,则以下关于奥斯特实验的说法中正确的是

A.通电直导线竖直放置时,实验效果最好

B.通电直导线沿东西方向水平放置时,实验效果最好

C.通电直导线沿南北方向水平放置时,实验效果最好

D.只要电流足够大,不管通电直导线怎样放置实验效果都很好

解析:由于在地球表面小磁针静止时北极指北、南极指南,所以通电直导线沿南北方向水平放置时,电流在小磁针所在位置的磁场方向为东西方向,此时的效果最好。

答案:C

3.科学研究发现,在地球的南极或北极所看到的美丽极光,是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁场的作用后,与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果,如图所示。则下列关于地磁场的说法中,正确的是

A.若不考虑磁偏角的因素,则地理南极处的磁场方向竖直向下

B.若不考虑磁偏角的因素,则地理北极处的磁场方向竖直向上

C.在地球赤道表面,小磁针静止时南极指向北的方向

D.在地球赤道表面,小磁针静止时南极指向南的方向

解析:在不考虑磁偏角的情况下,地球的南极相当于磁体的北极,故该处的磁场方向竖直向上,选项A、B错误;赤道处的地磁场方向向北,所以小磁针的南极指向南的方向,D正确。

答案:D

4.在某磁场区域中画出了如图所示的三条磁感线,则下列关于磁场中a、b两点的说法中正确的是

A.a处没有磁感线,所以a点的磁感应强度Ba=0

B.a处的磁感应强度小于b处的磁感应强度

C.同一通电导线放在a处所受到的安培力比放在b处所受到的安培力大

D.同一通电导线放在a处所受到的安培力比放在b处所受到的安培力小

解析:画出的磁感线仅为示意图,a处的磁感应强度不为零,选项A错;磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,选项B正确;安培力的大小除跟该处的磁感应强度的大小以及I、L有关外,还跟导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关,C、D错误。

答案:B

5.如图甲所示为在科学研究中用来束缚某种粒子的磁场的磁感线分布情况,以图中白点O为坐标原点,沿Z轴正方向的磁感应强度大小的变化最有可能为图乙中的

解析:磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,以图中白点O为坐标原点,沿Z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为C。

答案:C

6.关于带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力,下列说法正确的是

A.带电粒子的速度越大,洛伦兹力一定越大

B.当带电粒子的速度与磁场方向平行时,洛伦兹力最大

C.洛伦兹力的方向可以跟速度方向垂直,也可以不垂直

D.洛伦兹力不做功,所以洛伦兹力一定不会改变带电粒子的速度大小

解析:当带电粒子的速度与磁场方向平行时,不受洛伦兹力作用,选项A、B错;洛伦兹力的方向既跟速度垂直,也跟磁场垂直,选项C错。

答案:D

7.不计重力的带电粒子穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示出粒子的径迹,这是云室的原理,图示是在云室中拍摄的正、负电子运动径迹的照片。若已知在云室处有方向垂直于照片向内的匀强磁场,图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四个粒子的径迹,则下列说法中正确的是

A.打到a、b点的粒子是正电子

B.打到c、d点的粒子是正电子

C.打到c点的粒子受到的洛伦兹力最小

D.打到d点的粒子受到的洛伦兹力最大

解析:根据左手定则可知,打到a、b点的粒子是正电子,选项A正确;根据轨迹图可知,打到c点的粒子的半径最大,速度最大,所以其受到的洛伦兹力最大,选项C、D错误。

答案:A

8.如图所示,a、b粒子所带电荷量相同,且均以相等的动能从A点沿相同方向垂直射入磁场。已知它们在匀强磁场中做圆周运动的半径ra=2rb,重力不计,则

A.两粒子都带正电,质量比ma∶mb=4∶1

B.两粒子都带负电,质量比ma∶mb=4∶1

C.两粒子都带正电,质量比ma∶mb=1∶4

D.两粒子都带负电,质量比ma∶mb=1∶4

解析:由于qa=qb、Eka=Ekb,由动能Ek=mv2和粒子旋转半径r=,可得m=,可见m与半径r的平方成正比,故ma∶mb=4∶1,再根据左手定则可知粒子应带负电,选项B正确。

答案:B

9.物理学家劳伦斯于1932年发明回旋加速器。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场的电场强度恒定,且被限制在A、C板间,带电粒子从P0处由静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,图中P1、P2、P3分别为带电粒子在磁场做圆周运动三个相邻轨迹的最右边缘的点,对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是

A.带电粒子每运动一周就被加速一次

B.带电粒子每运动一周就被加速二次

C.P1P2=P2P3

D.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关

解析:带电粒子每运动一周就被加速一次,加速电场方向不需要做周期性的变化,选项A正确、B错误;由nqU=m,rn

=,解得rn=,由此可知,P1P2≠P2P3,选项C错误;当加速粒子的速度最大时,有答案:AD

=m,选项D正确。

10.如图所示,在虚线所包围的圆形区域内有方向垂直于圆面向里的匀强磁场,从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子,这些质子在磁场里运动的过程中,以下说法正确的是

A.周期相同,但运动时间不同,速率大的运动时间长

B.运动半径越大的质子运动时间越短,偏转角越小

C.质子在磁场中的运动时间均相等

D.运动半径不同,运动半径越大的质子向心加速度越大

解析:由Bqv=m,可得r=,v越大,则r越大。周期T==,则周期与运动速度大小无关,运动时间

t=T,其中tan=,所以v越大,则r越大、θ越小、t越小,选项A、C错,B正确。向心加速度a=,r越大,则v越大,a也越大,选项D正确。

答案:BD

11.霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料做成,有的