高中物理电磁场试题

如图所示，半径为、圆心为O₁的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板C和D，两板间距离为L，在MN板中央各有一个小孔O₂、O₃。O₁、O₂、O₃在同一水平直线上，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距也为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，闭合回路（导轨与导体棒的电阻不计）。整套装置处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，磁场方向垂直于斜面向上。整个装置处在真空室中，有一电荷量为+q、质量为m的粒子（重力不计），以速率v₀从圆形磁场边界上的最低点沿半径方向射入圆形磁场区域，最后从小孔O₃射出。现释放导体棒ab，其沿着斜面下滑后开始匀速运动，此时仍然从点沿半径方向射入圆形磁场区域的相同粒子恰好不能从O₃射出，而从圆形磁场的最高点F射出。求：
（1）圆形磁场的磁感应强度B^/。
（2）导体棒的质量M。
（3）棒下落h的整个过程中，导体棒ab克服安培力做的功为多少？

如图所示，两平行金属板A、B长度l=0.8m，间距d=0.6m．直流电源E能提供的电压足够大，位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射比荷为=l×107C/kg、重力不计的带电粒子，射入板间的粒子速度均为v0=4×106m/s．在极板右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=lT，分布在环带区域中，该环带的内外圆的圆心与两板间的中心重合于O点，环带的内圆半径Rl= m．将变阻器滑动头由a向b慢慢滑动，改变两板间的电压时，带电粒子均能从不同位置穿出极板射向右侧磁场．

（1）问从板间右侧射出的粒子速度的最大值vm是多少?
（2）若粒子射出电场时，速度的反向延长线与v0所在直线交于O/点，试证明O/点与极板右端边缘的水平距离x=，即O/与O重合，所有粒子都好像从两板的中心射出一样．
（3）为使粒子不从磁场右侧穿出，求环带磁场的最小宽度d．

如图所示，宽度为d的区域上下分别存在垂直纸面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。现有一质量为m、电量为+q的粒子，在纸面内以速度V从此区域下边缘上的A点射入，其方向与下边缘成30°角，试求
（1）粒子从进入上边磁场到第一次穿出上边磁场所需的时间。
（2）V满足什么条件粒子能回到A点。   

如图所示，质量为m，带电荷量为＋q的P环套在固定的水平长直绝缘杆上，整个装置处在垂直于杆的水平匀强磁场中，磁感应强度大小为B.现给环一向右的初速度v₀，则                                                        (　　)

A．环将向右减速，最后匀速
B．环将向右减速，最后停止运动
C．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv
D．从环开始运动到最后达到稳定状态，损失的机械能是mv－m²

关于电场和磁场，以下说法正确的是(   )

A．电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同

B．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零

C．磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同

D．试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零

如图，一个质量为m、带电量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度v₀，在以后的运动中下列说法正确的是
                           （   ）

A．圆环可能做匀减速运动

B．圆环不可能做匀速直线运动

C．圆环克服摩擦力所做的功一定为

D．圆环克服摩擦力所做的功可能为

如图所示，一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内，轨道的下半部处在一个水平向外的磁场中，磁场的上边界是的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上处以速度沿抛物线下滑。假设抛物线足够长，且不计空气阻力，则金属环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量为

A．若磁场为匀强磁场，

B．若磁场为匀强磁场，

C．若磁场为非匀强磁场，

D．若磁场为非匀强磁场，

利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I， C、D两侧面会形成电势差U_CD，下列说法中正确的是

A．电势差U_CD仅与材料有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U_CD＜0
C．仅增大C、D间的宽度时,电势差U_CD变大
D．在测定地球两极上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

如图所示，空间内存在水平向右的匀强电场，在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为＋q的小颗粒自A点由静止开始运动，刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点，与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零，而水平分速度不变，小颗粒运动至D处刚好离开水平面，然后沿图示曲线DP轨迹运动，AC与水平面夹角α＝30°，重力加速度为g，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)AD之间的水平距离d；
(3)已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为v_m，该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍，则该处的高度为多大？

如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大)，现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v₀射入场区，下列判断正确的是： 
 

A．如果粒子回到MN上时速度增大，则该空间存在的场一定是电场。

B．如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的场可能是电场。

C．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角不变，则该空间存在的场一定是磁场。

D．若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上所用的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场。

矩形线圈abcd放在如图所示匀强磁场中，线圈abcd可绕轴O O^，转动，磁场足够大. 下列做法中可以使线圈abcd中产生感应电流的是（     ）　　　

A．使线圈abcd沿着纸面向右运动

B．使线圈abcd沿着纸面向上运动

C．使线圈abcd垂直纸面向外运动

D．使线圈abcd以O O^，为轴转动

汤姆生在测定阴极射线比荷时采用的方法是利用电场、磁场偏转法，即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角。设竖直向下的匀强电场的电场强度为E，阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ（θ较小，θ≈tanθ）（如图A）；以匀强磁场B代替电场，测出经过一段弧长L的运动偏角为φ（如图B），已知阴极射线入射的初速度相同，试以E、B、L、θ、φ表示阴极射线粒子的比荷q/m的关系式。（重力不计）

在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。要求能测出尽可能多组数据，如图是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）
    
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；
（2）排除故障后比和开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，在要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向__________端滑动（选填“左”“右”）；
（3）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图所示的U—I图线。根据U—I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W。
（4）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是____________________。

如图，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束，下列说法中正确的是

A．组成A、B束的离子都带正电
B．组成A、B束的离子质量一定不同
C．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D．A束离子的比荷（）大于B束离子的比荷

如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环以轴心沿如图方向转动时，则a、b、c、d四个小磁针的运动情况是（   ）

A．a、b、d不动，c的N极朝纸外。

B．a、b、d的N极朝纸内，c的N极朝纸外。

C．d不动， c的N极朝纸外。a、b的N极朝纸内

D．a、b、d的N极朝纸外，c的N极朝纸内。