磁场知识点题库

如图1所示，在直导线上方放一小磁针．当导线中通入电流时，发现小磁针的S极转向读者，请画出导线中电流的方向．如图2所示，通电导线由于受到磁场力而向左运动，画出条形磁铁的 N、S极．

如图所示，通电直导线置于磁感应强度为B的匀强磁场中，导线长为L，电流大小为I，导线与磁场方向垂直．若仅将导线在纸面内旋转30°后，则导线受到安培力的方向及大小为（）

A . 0 B . 垂直于纸面向里， $\text{[math]}$ C . 在纸面内垂直导体棒向左， $\text{[math]}$ D . 在纸面内垂直于导体棒向左，BIL

如图所示，圆形区域半径为R，内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B₁ ， P为磁场边界上的一点，相同的带正电的粒子，以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．这些粒子射出磁场边界的位置在边界的某一段弧上．这段圆弧的弧长是圆周的 $\text{[math]}$ ，若将磁感应强度的大小变为B₂ ，结果相应的弧长变为圆周长的 $\text{[math]}$ ，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则（）

A . 磁感应强度的大小为B₁时，粒子轨迹半径为 $\text{[math]}$ R B . 磁感应强度的大小变为B₂时粒子轨迹半径为R C . $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$

地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题并查阅相关资料，下列说法中正确的是（　　）

A . 地球上的潮汐现象与地磁场有关 B . 太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关 C . 通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质 D . 对火星观察显示，指南针不能在火星上工作

通电导线在磁场中受到的力称为（选填“安培力”或“洛伦兹力”），如下图电流垂直纸面向里，磁场（即磁感线方向）平行纸面向下，由左手定则可知，该力的方向（选填“水平向左”或“水平向右”）．

下列表示电流周围磁感线及方向的图中正确的是（）

A .

B .

C .

D .

关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是（）

A . 该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同 B . 该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等 C . 使线圈平面始终与磁感线平行 D . 线圈所处位置的磁感应强度大小都相等

如图所示，边长为L的正三角形abc区域内存在垂直纸面向里的的匀强磁场，质量为m，电荷量均为q的三个粒子A、B、C以大小不等的速度从a点沿与ab边成30°角的方向垂直射入磁场后从ac边界穿出，穿出ac边界时与a点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、L。不及粒子的重力及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（）

A . 粒子C在磁场中做圆周运动的半径为L B . A，B，C三个粒子的初速度大小之比为3:2:1 C . A，B，C三个粒子从磁场中射出的方向均与ab边垂直 D . 仅将磁场的磁感应强度减小

，则粒子B从c点射出

如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（）

A . 感应电流方向是M→N B . 感应电流方向是N→M C . 安培力水平向左 D . 安培力水平向右

如图所示，水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m，处在磁感应强度为2T、竖直向下的匀强磁场中，平台离地面的高度为h＝3.2m初始时刻，质量为2kg的杆ab与导轨垂直且处于静止，距离导轨边缘为d＝2m，质量同为2kg的杆cd与导轨垂直，以初速度v₀＝15m/s进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上。已知两杆的电阻均为r＝1Ω，导轨电阻不计，两杆落地点之间的距离s＝4m（整个过程中两杆始终不相碰）

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（1）求ab杆从磁场边缘射出时的速度大小；
（2）当ab杆射出时求cd杆运动的距离
（3）在两根杆相互作用的过程中，求回路中产生的电能

如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，间距为1m，其间有竖直向上的匀强磁场，两相同的导体棒垂直导轨放置，导体棒质量均为0.5kg，电阻均为4 $\text{[math]}$ ，导体棒与导轨接触良好．锁定CD棒，在AB棒上加一水平向右的拉力，使AB棒从静止开始做匀加速直线运动，拉力随时间的变化规律如图乙所示，运动9m后撤去拉力，导轨足够长且电阻不计，求：

（1） AB棒匀加速运动的加速度及磁场的磁感应强度大小；
（2）撤去拉力后AB棒运动的最大距离；
（3）若撤去拉力的同时解除对CD棒的锁定，之后CD棒产生的焦耳热．

如图所示正方形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，粒子a、b以相同的初速度从正方形某一边的中点垂直于边界进入磁场区域，粒子离开磁场的位置恰好在图中两个顶点，已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ．则下列说法正确的是（）

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A . a带正电，b带负电 B . a、b的比荷之比为1：5 C . ab在磁场中运动的周期之比为5：1 D . ab在磁场中运动的时间之比为180：53

在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核( $\text{[math]}$ )发生了一次α衰变。放射出的α粒子( $\text{[math]}$ )在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法不正确的是（）

A . 发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙 B . 新核Y在磁场中圆周运动的半径为R_Y＝ $\text{[math]}$ C . α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝ $\text{[math]}$ D . 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝ $\text{[math]}$

如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面竖直固定在水平地面上，场强为E的匀强电场与环面平行。一电荷量为＋q、质量为m的小球穿在环上，可沿环做无摩擦的圆周运动，若小球经过A点时，速度v_A的方向恰与电场方向垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，求：

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（1）速率v_A的大小；
（2）小球运动到圆环最低点时电场力的功率；
（3）小球运动到与A点对称的B点时对环在水平方向的作用力的大小。

如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ．一束电子沿圆形区域的直径方向以速度 $\text{[math]}$ 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成 $\text{[math]}$ 角，设电子质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ ，不计电子之间相互作用力及所受的重力，求：

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（1）电子在磁场中运动轨迹的半径 $\text{[math]}$ 与原形磁场的区域的半径 $\text{[math]}$
（2）电子在磁场中运动的时间 $\text{[math]}$ 。

宋代沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合上述材料，下列说法正确的是（）

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A . 在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫N极，指北的磁极地轴叫S极 B . 对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子，在南北极附近所受阻挡作用最弱，赤道附近最强 C . 形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的 D . 由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置

如图所示，一对足够长的平行薄金属极板水平放置，上、下极板始终分别接电源的负极和正极，极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，电源提供的电压可调，正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v₀、带正电的粒子束，单个粒子的质量为m、电荷量为q，一足够长的挡板OM与正极板成 $\text{[math]}$ 倾斜放置，用于吸收打在其上的粒子。单个粒子运动过程中只考虑来自电场和磁场的作用力，忽略其他作用力。求：

（1）电源电压U₀保持不变，粒子第一次进入下极板下方磁场后的运动半径r；
（2）调整电源电压的大小，使粒子不能打在挡板OM上，求电压的最小值U_min；
（3）若C、P是负极板上的两点，C点位于O点的正上方，P点放置一粒子靶（忽略靶的大小），用于接收从上方打入的粒子。若P点在某一位置时，当电压从零开始连续缓慢增加（每个粒子整个运动过程中都可以认为电压是不变的），P点的粒子靶能且只能收到三种能量的粒子，并且此时P点到C的距离最小，求此位置粒子靶上接收到的三种能量的粒子在上极板上方磁场的运动半径分别是多少？

如图所示，在光滑的水平面上有一直角坐标系，其中在第一象限 $\text{[math]}$ 的范围内存在一沿 $\text{[math]}$ 方向的有界匀强电场，其场强大小 $\text{[math]}$ ，电场的上边界满足方程 $\text{[math]}$ ，在第三、四象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ 大小未知，现在在电场线上边界各处依次静止释放比荷 $\text{[math]}$ 的带负电微粒（不计重力），发现经过一段时间后，所有带电微粒均能通过从 $\text{[math]}$ 轴离开磁场区域。

（1）试写出带电微粒进入磁场时的速度大小 $\text{[math]}$ 与横坐标 $\text{[math]}$ 的关系式；
（2）如果这些带电微粒离开磁场时的位置均在 $\text{[math]}$ 轴负半轴，求磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小范围；
（3）控制 $\text{[math]}$ 的大小在 $\text{[math]}$ 范围内，取不同的 $\text{[math]}$ 值，带电微粒都会在一定区域内离开磁场，求所有带电粒子离开磁场时的最大区域值和最小区域值。

质谱仪是一种检测和分离同位素的仪器。如图所示，某种带电粒子从容器A下方的小孔S₁进入电压恒定的加速电场（粒子初速度可忽略不计）。这些加速后的粒子经过小孔S₂沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，粒子运动半个周期后打在照相底片D上。对于同一种元素，若有几种同位素时，就会在底片上不同位置出现按质量大小分布的谱线，通过谱线就可以分析同位素的组成。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

（1）若测得某种元素的两种同位素a、b打在底片上的位置P₁、P₂距离小孔S₂的距离分别为L₁和L₂。求两种同位素a、b的粒子质量之比m₁：m₂；
（2）若某种粒子经过小孔S₂沿着与磁场垂直的方向进入磁场后，形成等效电流为I的粒子束，其在照相底片D上的点P₃到S₂的距离为L₃（图中未画出），求该粒子束单位时间内对P₃点的冲击力大小F。

将电源、开关、导体棒与足够长的光滑平行金属导轨连接成闭合回路，整个回路水平放置，俯视图如图所示，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。已知磁感应强度为B，电源电动势为E、内阻为r。导体棒的质量为m，电阻为r，长度恰好等于导轨间的宽度L，不计金属轨道的电阻。

（1）求闭合开关瞬间导体棒的加速度的大小a；
（2）求导体棒最终的速度大小v；
（3）当导体棒的速度从0增加到 $\text{[math]}$ 的过程中，通过导体棒的电量为q，求此过程中导体棒产生的焦耳热Q。

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