2017-2018学年人教版高中物理选修3-1(检测)：第三章过关检测
2017-2018学年高中物理选修3-1同步练习：第三章磁场综
综合检测(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分) 1．对于点电荷的理解，正确的是( ) A ．点电荷就是带电荷量很少的带电体 B ．点电荷就是体积很小的带电体 C ．体积大的带电体肯定不能看成点电荷D ．带电体如果本身大小和形状对它们间的相互作用影响可忽略，则可视为点电荷 2．下列说法中正确的是( )A ．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能就越大B ．无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大C ．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能就越大D ．无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大3．如图1所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜表面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，金属板和振动膜上的金属层构成电容器的两极，在两极间加一电压U ，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，声音信号被话筒转化为电信号，导致电容变化的原因可能是电容器( )A ．两板间的距离变化B ．两板的正对面积变化C ．两板间的介质变化D ．两板间的电压变化4．一小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图2所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的电阻R ＝U 1I 2图1图2 图3 图4 5．在如图3所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时( )A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小6．如图4所示的电路中，C2＝2C1，R2＝R1，①开关处于断开状态，电容器C2的电荷量大于C1的电荷量②开关处于断开状态，电容器C1的电荷量大于C2的电荷量③开关处于接通状态，电容器C2的电荷量大于C1的电荷量④开关处于接通状态，电容器C1的电荷量大于C2的电荷量，以上说法都正确的是( )A．① B．④ C．①③ D．②④7.如图5所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M；B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电时，在铁片吸引上升的过程中，轻绳向上的拉力F的大小为( )A．F＝Mg B．Mg<F<(M＋m)gC．F＝(M＋m)g D．F>(M＋m)g图5 图6 图7 图8 8．如图6所示，螺线管、蹄形铁芯，环形异线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N极(黑色的一端)的指向错误的是( )A．小磁针aN极的指向 B．小磁针bN极的指向C．小磁针cN极的指向 D．小磁针dN极的指向9．如图7所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：①偏向正极板的是质子；②偏向正极板的是氚核；③射出时动能最大的是质子；④射出时动能最大的是氚核．以上说法正确的是( )A．①② B．②③ C．③④ D．①④10．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图8)，电压表的示数为8 V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将( )A．小于4 V B．等于4 VC．大于4 V小于8 V D．等于或大于8 V11．(4分)匀强电场中a、b、c三点，在以它们为顶点的三角形中，∠a＝30°、∠c＝90°.电场方向与三角形所在平面平行．已知a、b和c点的电势分别为(2－3)V、(2＋3)V和2 V．该三角形的外接圆上最低电势为________；最高电势为______________．12．(10分)为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：A．6.3 V蓄电池；B．干电池一节；C．电压表V(0～3 V～15 V，内阻约为3 kΩ，15 kΩ)；D．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为10 Ω，2 Ω)；E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻R g＝10 Ω)；F．变压器G．滑动变阻器(0～20 Ω)；H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)；I．电阻箱(0～9 999 Ω)；J．开关、导线．(1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻时，应选用的变阻器是________(用代号回答)．(2)根据实验要求，用笔画线代替导线在图9上连线．图9(3)某次实验记录如下：r＝________Ω.图10(4)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比________(填偏大、偏小或相等)．(5)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图．姓名：________ 班级：________ 学号：________ 得分：________三、计算题(本题共4个小题，满分36分)13．(8分)如图11所示，A、B是系在绝缘细线两端、带有等量同种电荷的小球，其中m A ＝0.1 kg，细线总长为20 cm，现将绝缘细线绕过固定于O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，两球平衡时，OA的线长等于OB的线长，A球依在光滑绝缘竖直墙上，B球所在悬线OB偏离竖直方向60°，求B球的质量和墙所受A球的压力．(g取10 m/s2)图1114．(8分)如图12所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R＝19 Ω，电解槽电阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)．试求：图12(1)电源的电动势；(2)S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率．15．(10分)如图13所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为3 V；当使用O、B两接线柱时，量程为15 V．已知电流计的内电阻R g＝500 Ω，满偏电流I g＝100 μA.求分压电阻R1和R2的阻值．图1316．(10分)如图14所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正离子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为θ，(不计离子的重力)求：图14(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？(2)离子穿过电场和磁场的时间之比是多大？综合检测答案1．D [点电荷是实际带电体在一定条件下理想化而形成的，它的条件是带电体本身大小和形状对它们间的相互作用力的影响可以忽略时可视为点电荷，与带电体的体积、形状和所带电荷量多少无关．故只有D选项正确．]2．AC [无穷远处的电势能为零，电荷从电场中某处移到无穷远时，若电场力做正功，电势能减少，到无穷远处时电势能减为零，电荷在该点的电势能为正值，且等于移动过程中电荷电势能的变化，也就等于电场力做的功，因此电场力做的正功越多，电荷在该点电势能越大，A 正确，B 错误；电荷从无穷远处移到电场中某点时，若克服电场力做功，电势能由零增大到某值，此值就是电荷在该点的电势能值，因此，电荷在该点的电势能等于电荷从无穷远处移到该点时，克服电场力所做的功，故C 正确，D 错误．]3．A4．AD [小灯泡的电阻不是该点切线斜率的倒数，而是该点与原点连线斜率的倒数．所以随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，并且对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2.]5．B R 外↓→R 外↓→R 总↓→I 总＝ER 总↑→U 内＝I 总r↑→U 外＝(E －U 内)↓，即电压表示数变小．U R1＝I 总R 1↑→U R1＝I 总R 1↑→U R2＝(U 外－U R1)↓→I R2＝U R2R 2↓→I A ＝(I 总－I R2)↑.即电流表示数变大，故答案选B.]6．C [当开关处于断开状态时，电容器C 1与R 1，C 2与R 2分别串联，然后再并联，电源对电容器C 1、C 2充电完毕电路达稳态后，两条支路均无电流通过，因此电阻上不再分压，两电容器上的电压均为电源电动势，所以Q 1Q 2＝C 1E C 2E ＝C 1C 2＝12.故①正确．当开关处于接通状态时，电路结构为电容器C 1与R 2并联、C 2与R 1并联，支路再串联，当电容器被充电完毕电路达稳定状态后，直流电路通过R 1、R 2形成通路，电容器C 1两端的电压与电阻R 2两端的电压相等，电容器C 2两端的电压与电阻R 1两端的电压相等，Q 1Q 2＝C 1U 2C 2U 1＝C 1C 2＝12.因此③是正确的．]7．D [由于电磁铁通电后产生磁场，对铁片B 有吸引力而使B 上升，所以这时吸引力一定大于铁片B 所受的重力，故B 向上加速运动，即铁片B 处于超重状态，而A 和C 处于平衡状态，选A 、B 组成的系统为研究对象，则整个系统处于超重状态，所以F>(M ＋m)g.选项D 正确．]8．A [小磁针静止时N 极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的切线方向．根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N 极，左端为S 极，小磁针c 指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，外部磁场向右，所以小磁针b 指向正确，小磁针a 指向错误；环形电流形成的磁场左侧应为S 极，故d 的指向正确．在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”，在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁场绕向；在判定环形电流磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向．]9．D10．A [当电压表接在R1两端时，其示数为8 V，则此时电阻R2两端的电压为4 V，将R1与R V并联后的电阻用R1V表示，则R1V∶R2＝8∶4＝2∶1，即R1V＝2R2，由于R1>R1V，则R1>2R2.当电压表改接在R2两端时，将R2与R V并联后的电阻用R2V表示，则R2>R2V.此时电阻R1两端的电压U1与电压表示数U2V之比，U1∶U2V>2R2∶R2V>2R2∶R2＝2.故电压表的示数将小于4 V，故A 正确．]11．0 V 4 V解析如下图所示，根据匀强电场的电场线与等势面都是平行等间距排列，且电场线与等势面处处垂直，沿着电场线方向电势均匀降落，取ab的中点O，即为三角形的外接圆的圆心，且该点电势为2 V，故Oc为等势面，MN为电场线，方向为MN方向，U OP＝U Oa＝ 3 V，U ON∶U OP ＝2∶3，故U ON＝2 V，N点电势为零，为最低电势点，同理M点电势为4 V，为最高电势点．12．(1)G (2)见解析图(a)(3)见解析图(b) 1.50 0.80(4)偏小偏小(5)见解析图(c)解析(1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G.(2)如图(a)所示(3)描点作图如图(b)所示，图线与纵轴的交点即为电源的电动势E＝1.50 V电池内阻r ＝ΔU ΔI ＝1.50－0.301.50 Ω＝0.80 Ω.(4)偏小 偏小 (5)如图(c)所示．13．0.2 kg 1.732 N 方向水平向左解析 令两球之间的库仑斥力为F ，绳中的张力为T ，画出两球的受力分析如图所示，由平衡条件对A 球有T －m A g －Fsin 30°＝0， ① Fcos 30°－N ＝0， ② 对B 由平衡条件得T ＝F ， ③ F ＝m B g ， ④ 由①②③④式得m B ＝0.2 kg ，N ＝1.732 N ，由牛顿第三定律，墙所受A 球压力大小 N′＝N ＝1.732 N ，方向水平向左． 14．(1)120 V (2)20 A (3)1 700 W 解析 (1)S 1闭合，S 2断开时电炉功率为P 1， 电炉中电流I ＝P 1R＝68419A ＝6 A. 电源电动势E ＝I(R ＋r)＝120 V. (2)S 1、S 2都闭合时电炉功率为P 2， 电炉中电流为I R ＝P 2R＝47519A ＝5 A. 电源路端电压为U ＝I R R ＝5×19 V＝95 V ， 流过电源的电流为I′＝E －U r ＝120－951A ＝25 A.流过电槽的电流为I A ＝I －I R ＝20 A.(3)电解槽消耗的电功率P A ＝I A U ＝20×95 W＝1 900 W. 电解槽内热损耗功率P 热＝I 2A r′＝202×0.5 W ＝200 W.电解槽转化成化学能的功率为P 化＝P A －P 热 ＝1 700W.15．2.95×104Ω 1.2×105 Ω解析 串联分压电路的特点就是电流相同．在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流．接O 、A 时：I g ＝U 1R g ＋R 1即R 1＝U 1I g －R g ＝(310－4－500)Ω＝2.95×104Ω.接O 、B 时：I g ＝U 2R g ＋R 1＋R 2即R 2＝U 2I g －R g －R 1＝(1510－4－500－2.95×104)Ω＝1.2×105Ω.R 1和(R 1＋R 2)分别是量程为3 V 和量程为15 V 时的分压电阻． 16．(1)Ecos θv 0(2)sin θ∶θ解析 (1)离子在电场中做类平抛运动有v y ＝v 0tan θ ① v y ＝qEm t ②且t ＝dv 0 ③其中d 为电场的宽度．当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动．轨道半径r ＝d sin θ＝mv 0qB ④联立①②③④得：B ＝Ecos θv 0(2)离子在电场中运动的时间t 1＝d/v 0 ⑤ 离子在磁场中运动的时间t 2＝r θv 0＝d θv 0sin θ ⑥由⑤⑥得：t 1∶t 2＝sin θ∶θ.。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，导线框中电流为I ，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B ，AB 与CD 相距为d ，则MN 所受安培力大小为( )A ．F ＝BIdB ．F ＝sin BIdC ．F ＝BId sin θD ．F ＝BId cos θ2．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子（正电子质量和电量与电子大小相等，电性相反）分别以相同速度沿与x 轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）A ．1∶2B ．2∶1C ．1D ．1∶13．如图，一质子以速度v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则A ．若电子以相同速度v 射入该区域，将会发生偏转B ．若质子的速度v ′＜v ，它将向下偏转而做类似的平抛运动C ．若质子的速度v ′＞v ，它将向上偏转，其运动轨迹是圆弧线D ．无论何种带电粒子（不计重力），只要都以速度v 射入都不会发生偏转4．如图，半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，半径OC 与OB 夹角为60°．一电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场，从C 点射出。
电子质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力，下列说法正确的是（ ）A ．磁场方向垂直纸面向里 B．磁感应强度大小为3eRC．电子在磁场中的运动时间为3RvD ．若电子速率变为3v，仍要从C 点射出，磁感应强度大小应变为原来的3倍5．如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同。
它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处，且A 、B 两点处于同一水平面上。
两通电电线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ，则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A ．B 竖直向上 B ．B 水平向右 C水平向右 D竖直向上 6．如图所示，总长为L 、通有电流I 的导线，垂直磁场方向置于宽度为x 、磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为( )A ．BILB ．BIxC ．BI(L －x)D ．BI(L ＋x)7．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看( )A ．液体将顺时针旋转B ．液体将逆时针旋转C ．若仅调换N 、S 极位置，液体旋转方向不变D ．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变8．M 点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源，可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q 、质量为m 、速度大小相同的粒子，如图所示。
人教版高中物理选修3-1第3章《磁场》单元过关测试题.docx
ON S 图1高中物理学习材料桑水制作一、本题共14小题，每小题4分，共56分．（其中7、9、11为多选，其他为单选） 1．下列说法中正确的是（ ） A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的 B ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线C ．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向D ．因为ILFB，所以某处磁感强度的大小与放在该处的小段通电导线IL 乘积成反比 2．如图所示，若一束电子沿y 轴正向移动，则在z 轴上某点A 的磁场方向应是（ ）A ．沿x 的正向B ．沿x 的负向C ．沿z 的正向D ．沿z 的负向3．下列说法正确的是（ ）A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D ．洛伦兹力对带电粒子不做功4．如图1所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁体的正下方有一水平 放置的长直导线，当导线通以由左向右的电流时，蹄形磁体的运动情况 将是（ ）A ．静止不动B ．向纸外运动C ．N 极向纸外转动，S 级向纸内转动D ．N 极向纸内转动，S 级向纸外转动a v bI图55．如图2所示，在纸面内有两根长直的平行绝缘线A 和B ，它们都带有均 匀分布的正电荷，当它们沿各自的直线向相反方向运动时，绝缘线B 所受磁力的方向是（ ）A ．垂直纸面向里B ．垂直纸面向外C ．在纸面内，方向向左D ．在纸面内，方向向右6．两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I 1和I 2，且I 1>I 2，电流的方向如图3所示，在与导线垂直的平面上有a 、b 、c 、d 四点，其中a 、b 在导线横截面连线的延长线上，c 、d 在导线横截面连线的垂直平分线上，则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（ ）A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点8．在图5中，水平导线中有电流I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I 的方向相同，则电子将（ ）A ．沿路径a 运动，轨迹是圆B ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越大C ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越小D ．沿路径b 运动，轨迹半径越来越小9．如右图所示，速度为v 0、电荷量为q 的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B ，电场强度为E ，则（ ） A ．若改为电荷量－q 的离子，将往上偏（其它条件不变） B ．若速度变为2v 0将往上偏（其它条件不变）C ．若改为电荷量＋2q 的离子，将往下偏（其它条件不变）D ．若速度变为21v 0将往下偏（其它条件不变）10．如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )．a bcd I 1I 2 ×图3图2+ + + + + + ++ + + A B 左 右A ．①③B ．②③C ．①④D ．②④11．目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图7所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是（ ） A ．A 板带正电 B ．有电流从B 经用电器流向AC ．金属板A 、B 间的电场方向向下D ．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力12．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、 负电子分别以相同速度沿与x 轴成30o 角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )A 、1：2B 、2：1C 、3:1 D、1：113．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D 形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示，关于回旋加速器下列正确的是（ ）A ．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D 形盒射出时 的动能越大B ．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D 形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C ．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D ．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率14．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、图8带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑。
2017-2018学年高中物理 第3章 磁场学业质量标准检测 新人教版选修3-1
第三章磁场学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，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．(2016·辽宁鞍山一中高二上学期期中)下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是导学号 74700707( B )A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离解析：甲、丙、丁中小磁针或导线所受的磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力，但乙中的磁场是磁铁产生的。
2．(2017·浙江省绍兴一中高二上学期期末)法拉第电动机原理如图所示。
条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上。
一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连。
电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中。
从上往下看，金属杆导学号 74700708( D )A．向左摆动B．向右摆动C．顺时针转动D．逆时针转动解析：接通电路，有向上的电流通过金属杆，金属杆处在磁铁的磁场中，受到安培力作用，根据左手定则得知，安培力方向与金属杆垂直向里，使金属杆以磁铁棒为轴逆时针转动。
选项ABC错误，D正确。
3．下图为显像管原理示意图，电子束经电子枪加速后，进入偏转磁场偏转，不加磁场时，电子束打在荧光屏正中的O点。
若要使电子束打在荧光屏上位置由O逐渐向A移动，则导学号 74700709( C )A．在偏转过程中，洛伦兹力对电子束做正功B．在偏转过程中，电子束做匀加速曲线运动C．偏转磁场的磁感应强度应逐渐变大D．偏转磁场的方向应垂直于纸面向里解析：在偏转过程中，洛伦兹力不做功，A错误；在偏转过程中，加速度的方向要指向圆心，即加速度方向时刻改变，故电子束做变加速曲线运动，B错误；电子束打在荧光屏上的OA之间，即电子受向上偏左的洛伦兹力，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，电子偏转角度越来越大，由f＝qvB知，B 逐渐变大；故C正确，D错误。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题（包含答案）1 / 9《磁场》检测题一、单选题1．如图所示为一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外，MN 、PQ 为其两个边界，两边界间的距离为L .现有两个带负电的粒子同时从A 点以相同速度沿与PQ 成30°的方向垂直射入磁场，结果两粒子又同时离开磁场．已知两带负电的粒子质量分别为2m 和5m ，电荷量大小均为q ，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则粒子射入磁场时的速度为( )AC ．2BLq mD ．5BLq m 2．方向如图所示的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感应强度为B ）共存的场区，电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度0v 射入场区，则（ ）A ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > B ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v > C ．若0E v B<，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > D ．若0E v B <，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v < 3．如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I ，则下列说法不正确的是（ ）A．导电圆环有收缩的趋势 B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ4．1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，核心部分为两个铜质D 形盒构成，其间留有空隙，将其置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，下列说法正确的是（）A．粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大B．粒子由加速器的边缘进入加速器C．电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定D．为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只将D形盒的半径增大为原来的4倍5．如图所示，竖直平面内粗糙绝缘细杆（下）与直导线（上）水平平行固定，导线足够长。
2017-2018学年高二物理选修3-1习题：第3章 磁场 1 达
第三章 11．(2017·浙江省绍兴一中高二上学期期中)磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，如图所示，其依据是导学号74700549(B)A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场具有方向性解析：磁性水雷中的小磁针静止时，一端指南，一端指北，水雷不会爆炸，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，由磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，就会使水雷中的小磁针发生转动，而触发水雷发生爆炸。
故B正确，ACD错误。
2．(多选)(2017·山东临朐一中高二上学期月考)教师在课堂上演示奥斯特实验——电流对小磁针的作用时，同学们发现，南北放置的导线下方的小磁针在导线不通电时，小磁针的N极总指向北方，通电后小磁针偏转；改变电流的方向，小磁针的偏转方向恰好相反，导线中电流增大，小磁针偏转更迅速。
关于实验的分析，下列说法正确的是导学号74700550(BCD) A．只要是导线，周围都有磁场B．导线只有通电后，周围才能产生磁场C．电流的磁场具有方向性D．通电导线周围形成的磁场强弱与电流大小有关解析：不通电时导线下方小磁针N极指北，是因为地磁场的S极在地理北极附近，与导线是否通电无关；导线通电后小磁针偏转，改变导线中电流方向，小磁针偏转方向改变，说明电流产生的磁场也具有方向性；电流大，小磁针偏转快，说明电流大，磁场强。
3．(多选)(2016·河北省石家庄一中高二检测)磁力玻璃擦是目前很时尚的玻璃清洁器，其原理是利用异性磁极的吸引作用可使外面的一片跟着里面的一片运动，旧式磁力玻璃擦在使用时由于相对移动会导致前后的同性磁极间距较小，由于同性磁极间的斥力作用很容易脱落，其内部N、S磁极分布如图甲所示。
经过改进后，新式磁力玻璃擦内部的N、S磁极分布如图乙所示，使用时两片不易脱落，关于两种磁力玻璃擦，下列说法正确的是导学号 74700551(AC)A．图甲中前后面的同性磁极间距较小，同性磁极相互斥力大，容易脱落B．图甲中前后面的异性磁极间距较小，异性磁极相互引力大，不容易脱落C．图乙中前后面的同性磁极间距较大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落D．图乙中前后面的异性磁极间距较大，异性磁极相互引力小，容易脱落解析：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，题图甲中前后面的同性磁极间距较小，同性磁极相互斥力大，容易脱落，题图乙中前后的同性磁极间距较大，同性磁极相互斥力小，不容易脱落，故AC正确。
人教版高中物理选修3-1第三章测试.docx
高中物理学习材料第三章测试(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( )A．向北B．向南C．向上D．向下解析赤道上空的地磁场的方向是平行地面由南向北的，由安培定则，可知C选项正确．答案 C2.在倾角为α的光滑绝缘斜面上，放一根通电的直导线，如图所示，当加上如下所述的磁场后，有可能使导线静止在斜面上的是( ) A．加竖直向下的匀强磁场B．加垂直斜面向下的匀强磁场C．加水平向左的匀强磁场D．加沿斜面向下的匀强磁场解析对通电导线进行受力分析，有可能合力为零的情况下，磁场的方向可能的情况，A、B、C选项正确．答案ABC3．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场如图所示，运动中经过b点，Oa＝Ob.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )A．v0 B.1 v0C．2v0 D.v0 2解析设Oa＝Ob＝d，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d＝mv0qB，得B＝mv0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d＝12qEm(dv0)2得E＝2mv20qd，所以EB＝2v0.选项C正确．答案 C 4.如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )A．v>Bedm(1＋cosθ)B．v<Bedm(1＋cosθ)C．v>Bedm(1＋sinθ)D．v<Bedm(1＋sinθ)解析由题意可知电子从EF射出的临界条件为到达边界EF时，速度与EF平行，轨迹与EF相切，如右图．由几何知识得R＋R cosθ＝d，R＝mv0eB，解得v0＝Bedm(1＋cosθ)，v>v0，即能从EF射出．答案 A5．如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( )A. N极竖直向上B. N极竖直向下C. N极水平向左D．小磁针在水平面内转动解析带电金属环匀速转动，形成逆时针的等效电流(从右向左看)，根据安培定则可以确定通过金属环轴OO′的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，故C选项正确．答案 C6．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是( )A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间解析由左手定则，可判断带电粒子M带负电，N粒子带正电，选项A正确；根据qvB＝mv2r，得r＝mvqB，由于r N<r M，可知v N<v M，故选项B错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C错误；由T＝2πm qB可知，M、N两粒子运行周期相同．所以M、N两粒子在磁场中运行时间相同，选项D错误．答案 A7.有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，应该( )A．使磁感应强度B的数值增大B．使磁场以v＝mgqB向上运动C．使磁场以v＝mgqB向右运动D．使磁场以v＝mgqB向左运动解析当带电粒子在磁场中垂直磁场运动时，受到洛伦兹力作用，当带电粒子静止，而磁场运动时，带电粒子同样会受到洛伦兹力作用，欲使带电小球飘起来，受洛伦兹力向上且等于小球重力，即qvB＝mg，得v＝mgqB，小球带正电，由左手定则可知小球应向右运动，故小球静止，磁场应水平向左运动，故D选项正确．答案 D8.如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，若使匀强磁场发生变化，则下列判断正确的是( )A．磁场B减小，油滴动能增加B．磁场B增大，油滴机械能不变C．使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场反向后再减小，油滴重力势能减小解析油滴带负电，在磁场中受洛伦兹力和重力，二力平衡做匀速直线运动，若磁场B减小，则洛伦兹力减小，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，故A选项正确；油滴在磁场中运动，只有重力做功，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，B选项正确；当磁场反向后，洛伦兹力和重力都向下，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故D选项正确．答案ABD9.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关解析由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q＝Vt＝vbctt＝vbc，其中v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvB＝Ubq，得v＝UbB，则流量Q＝UBb·bc＝UBc，故Q与U成正比，与a、b无关．答案BD10.如图所示，一束电子从孔a射入正方形容器的匀强磁场中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，则( )A．从两孔射出的电子在容器中运动的时间比为1：2B．从两孔射出的电子速率的比为1：2C．从两孔射出的电子动能的比为2：1D．从两孔射出的电子在容器中加速度的比为1：2解析由T＝2πmqB，可知从d射出的电子和从c点射出的电子在磁场中运动的周期相同，从d点射出的电子运动轨迹为半个圆周，从c点射出的电子运动轨迹为14圆周，故在磁场中的运动时间之比2：1，故A选项正确．答案 A第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(5分)如右图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为6×10－2kg，两端与长为1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，平衡时的偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J；通电电流的大小为________A．(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)解析ΔE p＝mgL1(1－cos37°)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J以导体棒为研究对象，受力如图．受重力mg，悬线拉力T及安培力F，处于平衡状态，则mg tanθ＝F，F＝BIL2，得I＝mg tanθBL2＝9 A.答案0.12 912.(7分)如右图所示，有一半径为R、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B.今有一电子沿x轴正方向射入磁场，恰好沿y轴负方向射出．如果电子的比荷为em，则电子射入时的速度为____________，电子通过磁场的时间为____________，此过程中电子的动能增量为______________．解析如图所示电子运动的圆心为O′，由几何知识可知电子做圆周运动的轨迹半径为R.由evB＝mv2R，得v＝eBRm.由T＝2πmeB，得电子运动时间t＝T4＝πm2eB.由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔE k＝0.答案eBRmπm2eB13．(8分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得动能为E k，则(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交变电压频率与加速质子的交变电压频率之比为________．解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mvqB ，质子11H 的质量和电荷量的比值即m e ＝11，而α粒子质量和电量的比值为42，R H ＝mv eB ，R α＝m αv αqB .R H ＝R α，得v α＝v2，12mv 2＝R 2q 2B 22m. 所以α粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB.所以α粒子的周期是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为21的关系，则频率之比为1：2.答案 (1)v2(2)E k (3)1：2三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)14.(11分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.解析先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．解：金属棒平衡时的平面受力图，如图所示．当MN平衡时，有mg sinθ－BIL cosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝ER ＋R 1＋r②由①②式联立并代入数据，得R 1＝7 Ω. 答案 7 Ω15．(14分)一个负离子，质量为m ，电荷量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．(1)求离子进入磁场后到达屏S 上时的位置与O 点的距离； (2)如果离子进入磁场后经时间t 到达P 点，证明直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是θ＝qB 2mt .解析 (1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r ，则根据牛顿第二定律，可得qvB ＝mv 2r .得r ＝mv qB.如图，离子回到屏S 上的位置A 与O 的距离，AO ＝2r ，所以AO ＝2mvqB.(2)离子到达P 时，圆心角α＝vtr.因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB2mt . 答案 (1)2mvqB(2)证明略16．(15分)如下图所示，一个质量为m ，电量为＋q 的带电粒子从A 孔以初速度v 0垂直于AD 进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，并恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场中，电场方向跟OC 平行，OC ⊥AD ，最后打在D 点，且O D ＝2O C .若已知m ，q ，v 0，B ，不计重力，试求：(1)粒子运动到D 点所需时间； (2)粒子抵达D 点时的动能．解析 带电粒子垂直进入磁场，在磁场中将做匀速圆周运动，运动时间t 1＝T4.带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t 2＝O D v 0.带电粒子在磁场中运动，由于洛伦兹力不做功，只有粒子在电场中运动时电场力对粒子做正功．由动能定理可求粒子抵达D 点时的动能．(1)带电粒子在磁场中运动时间t 1为t 1＝T 4＝πm 2Bq.带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t 2为t 2＝O D v 0＝2rv 0＝2mv 0Bqv 0＝2m Bq.所以粒子运动到D 点的时间为 t ＝t 1＋t 2＝πm 2Bq ＋2m Bq ＝m Bq (π2＋2)．(2)电场力对带电粒子做正功．由动能定理求粒子到达D点时动能E k，W＝E k－12mv20，W＝F电r＝mar.①而r＝12at22，所以W＝2mr2t22.②由①②式得E k＝12mv20＋2mr2(2rv0)2＝mv20.答案(1)mBq (π2＋2)(2)mv20。
2017-2018学年高中物理(人教版选修3-1)学业分层测评：第3章+2+磁感应强度+学业分层测评+Word版含答案.pptx
D．只要满足长度
L
很短、电流很小、将其垂直放入磁场的条件，公式
B＝
F IL对任何磁
场都适用 【解析】 检验电流的方向要垂直于磁场的方向放置，故 A 错误；用检验电流来了解磁
场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度 L 应很短，电流应很小，
垂直磁场方向放置，所以 B 选项正确；磁感应强度的定义式：B＝IFL适用于所有磁场，选项
B2 能量：E＝2μ·A·Δl，据功能关系知 W＝E 由以上三式得 B＝
2μA F.
【答案】 B＝
2μF A
【解析】 (1)因磁感应强度的大小为 B，与水平方向的夹角为 θ，所以磁感应强度的
水平分量和竖直分量分别为：
B 水平＝Bcos θ；B 竖直＝Bsin θ. (2)在赤道上空，θ＝0，故有 B 竖直＝0；
学无 止 境
在极地上空 θ＝90°，故有 B 水平＝0. 【答案】 (1)Bcos θ Bsin θ (2)0 0
当金属棒中的电流为 I2＝8 A 时，棒做加速运动，加速度为 a，根据牛顿第二定律得： BI2L－μmg＝ma②
将①代入②得 B＝
ma I2－I1
L＝3.36××22T＝1.2 T.
【答案】 1.2 T
B2 12．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，其值为2μ，式中 B 是磁感应强度，μ 是磁导率，在空气中 μ 为已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附
【答案】 B
5．(多选)在空间某点 A 存在两个磁场 B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A 点的磁感应强度大
小可能为( )
A．7 T
B．1 T
C．5 T
D．0
【解析】 磁感应强度是矢量，合成时遵2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项 A、B、C 正确．
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第三章过关检测
(时间:45分钟满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.关于磁感应强度,下列说法中正确的是()
A.磁感应强度的方向就是通电直导线在磁场中的受力方向
B.磁感应强度大的地方,通电导线所受的力也一定大
C.磁感应强度的单位可以用Wb/m2表示
D.通电导线在某处所受磁场力为零,则该处的磁感应强度一定为零
解析:磁感应强度的方向为小磁针静止时N极所指方向或N极受力方向,故选项A错误;由于安培力F=BIL sinθ,即安培力与B、I、L及电流和磁场方向的夹角θ四者都有关,故选项B、D错误;由磁通量的定义式Φ=BS sinθ可知B=(θ为平面和磁场方向的夹角),故选项C正确。
答案:C
2.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是()
解析:由安培定则可知,只有选项A是正确的。
答案:A
3.
两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两铝环的运动情况是()
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动,电流大的加速度大
D.彼此背向运动,电流大的加速度大
解析:由左手定则可判知,在两铝环中通入同向电流时两铝环相互吸引,相互作用力大小相等,因此,两铝环相向运动,加速度大小相等,选项B正确。
答案:B
4.
如图所示的磁场中与磁场垂直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是()
A.穿过线圈S1的磁通量比较大
B.穿过线圈S2的磁通量比较大
C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大
D.不能比较
解析:线圈S1处的磁感线较密,穿过线圈S1的磁感线条数较多,故穿过线圈S1的磁通量比较大。
答案:A
5.
如图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是()
A.沿竖直方向向下
B.沿竖直方向向上
C.沿水平方向向左
D.沿水平方向向右
解析:正电荷受到的静电力竖直向下,重力也竖直向下,做直线运动时必须是洛伦兹力与这两个力方向相反,且大小与这两个力的合力大小相等,液滴必做匀速直线运动,否则洛伦兹力会发生变化,液滴失
去平衡而做曲线运动。
故选项D正确。
答案:D
6.
如图所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从孔A垂直于磁场射入容器中,其中一部分从C孔射出,一部分从D孔射出。
下列叙述正确的是()
A.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的速度大小之比为2∶1
B.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时间之比为1∶2
C.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为∶1
D.从C、D两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为2∶1
解析:根据周期公式T=,无论电子的速度如何,在磁场中的运动周期都相等,从C、D两孔射出的电子运动时间分别是T、T,所以,运动时间之比为1∶2,B正确;从C、D两孔射出的电子轨道半径之比为2∶1,根据半径公式r=,速率之比为2∶1,A正确;加速度a=,所以从C、D两孔射出的电子加速度大小之比为2∶1,D正确。
答案:ABD
7.
如图所示,质量为m的通电导体棒AB置于倾角为θ的导轨上。
若已知导体棒与导轨间的动摩擦因
数为μ,在图中所加的各种磁场中,导体棒均处于静止状态,则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是()
解析:由左手定则和力的平衡条件可判断选项A、B正确。
答案:AB
8.
如图所示,直角三角形ABC中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场,分别从AC
边上的P、Q两点射出,则()
A.从P射出的粒子速度大
B.从Q射出的粒子速度大
C.从P射出的粒子,在磁场中运动的时间长
D.两粒子在磁场中运动的时间一样长
解析:作出两个粒子各自的轨迹如图所示,根据圆周运动特点知,两粒子分别从P、Q点射出时,速度方向与AC边夹角相同,故可判定两个粒子从P、Q点射出时,对应圆周的半径R1<R2,所以,从Q点射出
的粒子速度大,选项B正确;根据图示,可知两个圆心角相等,所以,从P、Q点射出时,两粒子在磁场中
的运动时间相等。
故正确选项是B、D。
答案:BD
二、填空题(每小题10分,共 20分)
9.
右图是等离子体发电机示意图,平行金属板间匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,两板间距离d=20 cm。
要使输出电压为U=220 V,则等离子体垂直射入磁场的速度v=,A是电源的极。
解析:电场强度E=①,
又qvB=qE②
由①②两式解得
v=m/s=2200m/s
由左手定则判断正电荷向上偏转到上极板,负电荷向下偏转到下极板,故A为电源的正极。
答案:2 200 m/s正
10.一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。
若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为。
(不计粒子重
力)
解析:要使粒子不从右边界飞出,则当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切,由几何知识可知
半径r满足r+r cosθ=L
解得r=
由于粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,故有
Bqv=m
解得v=。
答案:
三、计算题(每小题16分,共32分)
11.如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨之间
接入电动势为E、内阻为r的直流电源,以及一个定值电阻R,电路中其余电阻不计。
将质量为m、
长度为L的导体棒AB垂直跨放在导轨上并由静止释放,求导体棒在释放的瞬间加速度的大小。
解析:导体棒受重力mg、支持力F N和安培力F,如图所示为其受力分析的截面图,
将重力、安培力进行正交分解,可得
mg sinθ-F cosθ=ma
其中F=BIL
由闭合电路的欧姆定律得电流I=
由以上各式得a=g sinθ-。
答案:g sin θ-
12.如图所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R。
今有一质量为m、电荷量为+q的绝缘小球,以速度v0从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动。
到C点后由于v0
较小,故难运动到最高点。
如果当其运动至C点时,忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,使其能运动到最高点,此时轨道弹力为0,且贴着轨道做匀速圆周运动,求:
(1)匀强电场的方向和大小;
(2)磁场的方向和磁感应强度。
解析:(1)小球贴着轨道做匀速圆周运动,可知qE=mg
所以E=,方向竖直向上。
(2)最高点时轨道弹力为0,所以洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力
qvB=m
所以,B=,根据左手定则,磁场方向垂直纸面向外。
答案:(1)方向竖直向上(2)垂直纸面向外。