物理选修3-1人教新课标第三章磁场（三）练习

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一．选择题10

1．（2013甘肃省甘谷质检）如右图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面。不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M，加磁场后电子束偏转到P点外侧。现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是 A．增大加速电压

B．增加偏转磁场的磁感应强度 C．将圆形磁场区域向屏幕靠近些 D．将圆形磁场的半径增大些

2．（2013芜湖市模拟）如图所示，A、B极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场，一带电微粒在A、B间的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A．该微粒带正电荷

B．仅改变R3阻值，微粒将继续做匀速圆周运动 C．仅改变A、B极板之间距离，微粒将继续做匀速圆周运动

D．仅改变A、B极板之间正对面积，微粒将不能继续做匀速圆周运动

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3、（2013河南省开封市二模）如图所示，在长方形abcd区域内有正交的匀强电场和匀强磁场，ab＝bc＝L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方

2向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去电场，则粒子从a点射出且射出时的动能为Ek；若撤去磁场，则粒子射出时的动能为（重力不计）

A．Ek B．2Ek C．4Ek D．5Ek

4．（2013安徽师大摸底）如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是( )

A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

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5．（2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示，

在正三角形区域内存在着垂直于纸面的匀强磁场和平行于AB的水平方向的匀强电场，一不计重力的带电粒子刚好以某一初速度从三角形O点沿角分线OC做匀速直线运动。若此区域只存在电场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分

A O B

C

线OC射入，则此粒子刚好从A点射出；若只存在磁场时，该粒子仍以此初速度从O点沿角分线OC射入，则下列说法正确的是

A．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，运动轨道半径等于三角形的边长 B．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从OB阶段射出磁场 C．粒子将在磁场中做匀速圆周运动，且从BC阶段射出磁场

D．根据已知条件可以求出该粒子分别在只有电场时和只有磁场时在该区域

中运动的时间之比

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间之比，选项D正确。

6．【2013?陕西省西安地区八校联考】如图所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上．则

( )

A．该装置可筛选出具有特定速度的粒子 B．该装置可筛选出具有特定质量的粒子

C．若射入的粒子电荷量相同，则该装置筛选出的粒子一定具有相同的质量 D．若射入的粒子质量相同，则该装置筛选出的粒子不一定具有相同的电荷量

7.（2013湖南省12校联考）美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，

应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得以较高能量带电粒子方面前进了一步，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场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P．处静止释放，

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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，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被加速一次 B．P1P2=P2 P3

C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 D．加速电场方向需要做周期性的变化

8. （2013浙江重点中学协作体高三摸底）如图所示，有一金属块放在垂直

于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压分别为UM、UN） A．edIBUM?UN B．

2BI1edUM?UN

C．

BI1edUM?UN

D．ed

UM?UN2IB二．填空实验题

9． 磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁场能量密度，一学生用一根端面面积为A的条形

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磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如题图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，由此可得条形磁铁端面附近磁场的能量密度值ω=＿＿＿＿＿＿＿＿。

10.（2009·江苏靖江联考）某同学在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流I和测试点与直导线的距离r，测得下表所列数据：

B/T r/m 0.020 0.040 0.060 0.080 I=5.0A 4.98×10-5 2.54×10-5 1.63×10-5 1.28×10-5 I=10.0A 10.32×10-5 5.12×10-5 3.28×10-5 2.57×10-5 I=20.0A 19.73×10-5 9.95×10-5 6.72×10-5 5.03×10-5 （1）由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B= .。（要求用估算出的比例系数表示）

（2）整个探究过程采用了如下哪些最贴切的科学方法： A．类比分析 B．理想实验 C．等效替代 D．控制变量.

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三．计算题

11、（2013年5月山东省日照市二模）如图所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正）。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为?0，方向沿y轴正方向的带负电粒子。 已知u0、t0、B0,粒子的比荷q?，不计粒子的?mB0t0重力。

（1）

t0时，求粒t?2子的位置坐标；

（2）若t=5t0时粒子

回到原点，求0～5t0时间内粒子距x轴的最大距离；

（3）若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E0值。

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mv0，mv r1?r2?qB0qB0联立以上解得

n?1（1分）

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又由于

E0qt0 （2分）

v?v0?m得

v0B0（n=1，2，3，…）（1分） E0?n?12．（20分）（2013年5月通州区高三年级模拟）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间OO＇射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加最大值为U0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁

场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为B，电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计。

（1）求电子离开偏转电场时的位置到OO＇的最小距离和最大距离； （2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，

①求匀强磁场的水平宽度L；

① 求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度?y。

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13．（18分）（2013湖北模拟）如甲图所示，在Ⅰ、Ⅱ两处区域有磁感强度均为B的匀强磁场，磁场方向相反且垂直纸面，两磁场边界平行，与水平方向夹角45°，两磁场间紧靠边界放置长为L，间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1O2为平行板的中线。在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）。某时刻从O点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同。粒子a在图乙中的t=T时刻，

4从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出。粒子b恰好从M板左

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端进入电场。不计粒子重力和粒子间相互作用，求

（1）粒子a、b从Ⅰ磁场边界射出时的速度va、vb； （2）粒子a从O点进入Ⅰ磁场到射出Ⅱ磁场运动的总时间； （3）如果交变电场的周期

4m，要使粒子b能够穿出板间电场，则电场T?qB强度大小E0满足的条件。

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14．【2013?浙江省教育考试院高三测试】如图所示，有3块水平放置的长薄金属板a、b和c，a、b之间相距为L。紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔M、N处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源，板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为V0、密度为?、电荷量为q的带负电油滴，等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入，调节板间电压Uba和Ubc，当Uba=U1、Ubc=U2时，油滴穿过b板M孔进入细管，恰能与细管无接触地从N孔射出。忽略小孔和细管对电场的影响，不计空气阻力。求：

（1）油滴进入M孔时的速度v1；

（2）b、c两板间的电场强度E和磁感应强度B的值； （3）当油滴从细管的N孔射出瞬间，将Uba和B立即调整到U?和B′，使油滴恰好不碰到a板，且沿原路与细

ba管无接触地返回并穿过M孔，请给出U?和B′的结果。

ba

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