1、计算题 如图所示,空间某平面内有一条折线是磁场的分界线,在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小都为B.折线的顶角∠A=90°,P、Q是折线上的两点,AP=AQ=L.现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿PQ方向射出,不计微粒的重力.
(1)若P、Q间外加一与磁场方向垂直的匀强电场,能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q点,则场强为多大?方向如何?
(2)撤去电场,为使微粒从P点射出后,途经折线的顶点A而到达Q点,求初速度v应满足什么条件?
(3)求第(2)中微粒从P点到达Q点所用时间的最小值.
参考答案:(1)电场力与洛伦兹力平衡得:qE=qv0B得:E=v0B?(2分)
场强方向在纸平面内垂直PQ向上。?(1分)
(2)根据运动的对称性,微粒能从P点到达Q点,应满足
?(2分)
其中x为每次偏转圆弧对应的弦长,偏转圆弧对应的圆心角为
或
.(2分)
设圆弧的半径为R,则有2R2=x2,可得:
?(2分)
又
?由①②③式得:
,n=1、2、3、……?(2分)
(3)当n取奇数时,微粒从P到Q过程中圆心角的总和为
,(2分)
,其中n=1、3、5、……(2分)
当n取偶数时,微粒从P到Q过程中圆心角的总和为:
,(2分)
,其中n=2、4、6、……(2分)
欲使时间最小,取n=1或者2,此时
?(2分)
如图所示

本题解析:略
本题难度:一般
2、简答题 一质点在一平面内运动,其轨迹如图所示。它从A点出发,以恒定速率
经时间t到B点,图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆,下方的都是半径为r的半圆。
(1)求此质点由A到B沿x轴运动的平均速度。
(2)如果此质点带正电,且以上运动是在一恒定(不随时间而变)的磁场中发生的,试尽可能详细地论述此磁场的分布情况。不考虑重力的影响。
?
参考答案:(1)
(2)见解析
本题解析:(1)由A到B,若上、下各走了N个半圆,则其位移
?①
其所经历的时间
?②
所以沿x方向的平均速度为

(2)I. 根据运动轨迹和速度方向,可确定加速度(向心加速度),从而确定受力的方向,再根据质点带正电和运动方向,按洛伦兹力的知识可断定磁场的方向必是垂直于纸面向外。
II. x轴以上和以下轨迹都是半圆,可知两边的磁场皆为匀强磁场。
III. x轴以上和以下轨迹半圆的半径不同,用B上和B下分别表示上、下的磁感应强度,用m、q和v分别表示带电质点的质量、电量和速度的大小;则由洛伦兹力和牛顿定律可知,
,由此可得
,即下面磁感应强度是上面的
倍。
本题难度:简单
3、选择题 下列关于磁场和磁感线的描述,正确的是
A.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场;
B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极;
C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱;
D.磁感线只能表示磁场的方向,不能表示磁场的强弱。
参考答案:A
本题解析:磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场,故选项A正确;对于磁体外部,磁感线从N极出发终止于S极,内部从S极出发终止于N极,故选项B错误;磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,顺着磁感线的方向磁场不一定减弱,故选项CD错误.
本题难度:简单
4、选择题 下列关于磁感线的说法不正确的是:
A.磁感线是闭合曲线且互不相交;
B.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱;
C.磁感线不是磁场中实际存在的线;
D.磁感线是小磁针受磁场力后运动的轨迹。
参考答案:D
本题解析:磁感线是闭合曲线且互不相交,A对;磁感线的疏密程度反映磁场的强弱,B对;磁感线不是磁场中实际存在的线,是人们假想出来的一系列曲线,C对;磁感线不是小磁针受磁场力后运动的轨迹,D错;故选D
点评:难度较小,磁感线为闭合曲线,两条磁感线不能相交,磁感线是假想出来的曲线
本题难度:简单
5、选择题 下列关于磁场的说法中,正确的是
[? ]
A.只有磁铁周围才存在磁场
B.磁场是假想的,不是客观存在的
C.磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生
D.磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单