高中物理 第三章磁场达标练习题 新人教版选修3-1
人教版高中物理选修3-1《磁场》测试题
Oxy V 0 a b高中物理学习材料金戈铁骑整理制作《磁场》测试题一、选择题（共48分，每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。
）1、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M 和N ，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M 、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab ，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面顺时针转动C.a 端转向纸外，b 端转向纸里D.a 端转向纸里，b 端转向纸外2、一电子在匀强磁场中，以一固定的正电荷为圆心，在圆形轨道上运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e ，质量为m ，磁感强度为B ，那么电子运动的可能角速度应当是3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 为运动的最低点.不计重力，则 A.该离子带负电B.A 、B 两点位于同一高度C.C 点时离子速度最大D.离子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是： A 、速度 B 、加速度 C 、洛伦兹力 D 、动能5、MN 板两侧都是磁感强度为B 的匀强磁场，方向如图，带电粒子（不计重力）从a 位置以垂直B 方向的速度V开始运动，依次通过小孔b 、c 、d ，已知ab = bc = cd ，粒子从a 运动到d 的时间为t ，则粒子的荷质比为： A 、tB π B 、tB 34π C 、π2tB D 、tBπ3 6、带电粒子（不计重力）以初速度V 0从a 点进入匀强磁场，如图。
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，仍以V 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为： A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、2V 7、如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知： A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcbaD 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A 时： A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的速度相同D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力9、如图，磁感强度为B 的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限。
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试题(含答案)
第三章《磁场》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．电场强度是表征电场的力的性质的物理量，在磁场中也存在类似的物理量，它是（）A．磁通量B．磁感应强度C．洛仑兹力D．磁通量变化率2．下列用来定量描述磁场强弱和方向的是（）A．磁感应强度B．磁通量C．安培力D．磁感线3．如图所示，一个可以自由运动的通电线圈套在一条形磁铁正中并与其同轴放置，则线圈将（）．A．不动，扩张趋势B．向左移动，扩张趋势C．向右移动，收缩趋势D．不动，收缩趋势4．如图，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120 ，此时悬线的张力为F．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（）ABCD5．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图，推进器内部充满海水，前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。
空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T ，方向竖直向下。
若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A ，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103NB ．推进器对潜艇规供向右的驱动为，大小为5.0×103NC ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103ND ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103N6．下列有关磁感线的说法中，正确的是（ ）A ．在磁场中存在着一条一条的磁感线B ．磁感线是起于N 极，止于S 极C ．磁感线越密集处磁场越强D ．磁感线的切线方向就是磁场对电流的作用力的方向7．三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计），沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为090、060、030，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）A ．1:1:1B ．1:2:3C ．3:2:1D ．238．磁性水雷是用一个可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，其依据是( )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 ．磁场对电流的作用原理9．下列说法正确的是（ ）A．加速度vat∆=∆、电流UIR=、电场强度FEq=都用到了比值定义法B．基本物理量和基本单位共同组成了单位制C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值10．如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右11．如图所示是表示电荷运动方向v、磁感应强度B和电荷所受的洛伦兹力F的相互关系图，四个图均为立体图且B、v、F两两相互垂直，其中正确的是A．B．C．D．12．如图所示，一条形磁铁放在粗糙水平面上，在其N极左上方放有一根长直导线，当导线中通以垂直纸面向里的电流I时，磁铁所受支持力和摩擦力的变化情况，正确的是（）A．支持力变大，摩擦力向左B．支持力变大，摩擦力向右C．支持力变小，摩擦力向左D．支持力变小，摩擦力向右13．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是（）A．线框所受的安培力的合力方向为零B．线框所受的安培力的合力方向向左C．线框有两条边所受的安培力方向相同D．线框有两条边所受的安培力大小相等14．关于磁场，以下说法正确的是（）A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=FIL，它跟F，I，L都有关C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量15．关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是A．电场和磁场都对带电粒子起加速作用B．电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C．只有电场力对带电粒子起加速作用D．同一带电粒子最终获得的最大动能只与交流电压的大小有关二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力（）A．方向垂直纸面向外B．方向垂直纸面向里C．大小为BIL D．大小为B IL17．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电极连接，两个D形金属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，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）A．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大B．粒子射出时的最大动能与加速电压无关，与D形金属盒的半径和磁感应强度有关C．若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将减小D．粒子第518．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E、g和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．小球带负电B．小球做匀速圆周运动过程中机械能保持不变C．小球做匀速圆周运动过程中周期2E TBgπ=D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大19．如图，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射．它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示．若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，可以采取下列的正确措施为（）A．使入射速度增大B．使粒子电量增大C．使电场强度增大D．使磁感应强度增大20．一金属条放置在相距为d的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v0的初速度从AA′进入水平轨道，再由CC′进入半径为r的竖直圆轨道，金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好．已知由外电路控制、流过金属条的电流大小始终为I，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B，A、C间的距离为L，金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动．重力加速度为g，则由题中信息可以求出( )A．金属条的质量B．金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向C．金属条运动到DD′时的瞬时速度D．金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数三、实验题21．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元练习(含答案)
人教版选修3-1 第三章磁场一、单选题1.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′（图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小2.如图所示，一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止在导轨上，已知垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角.下列说法中正确的是（）A．导体棒受到磁场力大小为BLI s inθB．导体棒对轨道压力大小为mg+BLI s inθC．导体棒受到导轨摩擦力为D．导体棒受到导轨摩擦力BLI cosθ3.下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失4.如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A． N极竖直向上B． N极竖直向下C． N极沿轴线向右D． N极沿轴线向左5.如图所示，一根通电直导线置于水平向右的匀强磁场中，电流方向垂直于纸面向里，该导线所受安培力大小为F.将导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为()A．B．C．FD． 2F6.质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图．设想有一个静止的带电粒子P(不计重力)，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D 点，设OD＝x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是()A．B．C．D．7.如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N极指向正确的是()A．小磁针aB．小磁针bC．小磁针cD．小磁针d8.如图，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v变小B．v变大C．v不变D．不能确定v的变化9.关于磁场对通电直导线作用力的大小，下列说法中正确的是()A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小，但不为零B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关D．通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力10.如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是()A．a中向纸里，b中向纸外B．a中向纸外，b中向纸里C．a、b中均向纸外D．a、b中均向纸里二、多选题11.(多选)如图所示的xOy平面内，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里，匀强电场大小为E，方向沿y轴正方向．将一质量为m、带电量为q的粒子从O点由静止释放，粒子的运动曲线如图所示，运动周期为T，P点距x轴的距离为粒子运动过程中距x轴最大距离的一半，粒子的重力忽略不计．以下说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子运动到最低点时，粒子所受电场力与洛伦兹力大小相等C．粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为D．粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为12.(多选)如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()A．电荷B．质量C．速度D．比荷13.（多选）安培的分子环流假设，可用来解释（）A．两通电导体间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁铁产生磁场的原因D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因三、填空题14.在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________．15.一矩形线圈面积S＝10－2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10－3Wb，则磁场的磁感应强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量为____________；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф0＝________________.16.边长为a的正方形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．求出下列四种情况下，穿过线圈的磁通量．17.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：A．不偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________．(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________．(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将________．(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将________．18.如图所示，一个质量为m带正电的带电体电荷量为q，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面向里的匀强磁场B垂直，则能沿绝缘面水平滑动的速度方向________，大小应不小于________，若从速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为________．四、实验题19.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N 间出现电压U H，这种现象称为霍尔效应，U H称为霍尔电压，且满足U H＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量U H时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”）端通过导线相连．(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的U H值，记录数据如下表所示.根据表中数据在图乙中画出U H－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”），S2掷向________(填“c”或“d”）．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．20.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1)如图甲所示，某长方体导体abcd－a′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e，导体处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为U H，此导体中单位体积内自由电子的个数为________．(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H＝定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1 cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差U H，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：______________.②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、U H外，还需要知道物理量__________________．推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_____________.五、计算题21.如图所示，空间内有方向垂直纸面（竖直面）向里的界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度大小未知，区域Ⅰ内有竖直向上的匀强电场，区域Ⅱ内有水平向右的匀强电场，两区城内的电场强度大小相等，现有一质量、电荷量的带正电滑块从区域Ⅰ左侧与边界相距的点以的初速度沿粗糙、绝缘的水平面向右运动，进入区域Ⅰ后，滑块立即在竖直平面内做匀速圆周运动，在区域Ⅰ内运动一段时间后离开磁场落回点.已知滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度.（1）求匀强电场的电场强度大小和区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小;（2）求滑块从点出发到再次落回点所经历的时间（可用分数表示，圆周率用字母π表示）；（3）若滑块在点以的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入区域Ⅱ后恰好能做匀速直线运动，求有界磁场区域Ⅰ的宽度及区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小.（可用分数表示）.22.如图所示，ab、cd为两根相距 2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg金属棒，当通以 5 A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8 A时，金属棒能获得 2 m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小．23.如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场(各点的磁感应强度大小和方向均相同)中，导线长8m，磁感应强度B的值为 2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．答案解析1.【答案】C【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv＝Eq即只要满足E＝Bv，无论粒子带正电还是负电，都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断是从O′点的上方还是下方穿出，故A、B错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确，D项错误．2.【答案】D【解析】根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示.因为B与I垂直，故导体棒受到磁场力大小为，故A错误；根据共点力平衡规律得：，得导体棒对轨道的压力大小为，故B错误；由题意知导体棒受到的是静摩擦力，由平衡条件可得：，故C错误，D正确.3.【答案】B【解析】4.【答案】C【解析】等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N 极受力向右，故C正确．5.【答案】B【解析】电流与磁场垂直，安培力：F＝BIL当导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为：F′＝BI·联立解得：F′＝.6.【答案】A【解析】根据动能定理qU＝mv2得，v＝粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力qvB＝m，则R＝.x＝2R＝.知x2∝U.故A正确，B、C、D错误．7.【答案】C【解析】根据安培定则，判断出通电螺线管左边为N，右边为S，则静止时小磁针N极指向磁场方向，所以图中正确的只有小磁针c.8.【答案】A【解析】根据左手定则，带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，从而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A正确．9.【答案】B【解析】由于安培力F＝BIL sinθ，θ为导线和磁场的夹角，当导线的方向与磁场的方向平行时，所受安培力为0；当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大．10.【答案】A【解析】若a中向纸里，b中向纸外，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线向下，如图所示．b在P处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线向上，如图所示，根据平行四边形定则进行合成，则得P点的磁感应强度方向水平向左．符合题意．故A正确．若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故B错误．若a、b中均向纸外，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向上．故C错误．若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故D错误．11.【答案】AC【解析】粒子由静止开始运动，故开始时电场力向下，故粒子带正电，故A正确；粒子运动到最低点时，合力向上，电场力向下，合力提供向心力，故洛伦兹力大于电场力，故B错误；粒子的初速度为零，将初速度沿着水平方向分解为水平向左和水平向右的两个相等分速度v1和v2，大小均为v，向右的分速度v2，对应的洛伦兹力与电场力平衡，故：qv2B＝qE①向左的分速度v1，做逆时针的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：qv1B＝m②其中：v1＝v2＝v③联立①②③解得：R＝T＝＝粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为：t＝·T＝粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为：ym＝2R＝故C正确，D错误．12.【答案】CD【解析】离子在区域Ⅰ内不偏转，则有qvB＝qE，v＝，说明离子有相同速度，C对；在区域Ⅱ内半径相同，由r＝知，离子有相同的比荷，D对；至于离子的电荷与质量是否相等，由题意无法确定，故A、B错．13.【答案】CD【解析】两通电导体有相互作用，是通过磁体之间的磁场的作用产生的，故A错误；通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场，与分子电流无关，故B错误；安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故C正确；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性，故D正确．14.【答案】6.4×10－2N00.8 T【解析】当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式B＝可知F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8 T.15.【答案】0.2 T2×10－3Wb0【解析】线圈的磁通量Ф＝B·S⊥＝BS sin 30°，所以B＝＝＝0.2 T若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量ΔФ＝Ф－Ф′＝1×10－3Wb－(－1×10－3)Wb＝2×10－3Wb线圈平面和磁场方向之间的夹角变为0°，则Ф0＝0.16.【答案】0Ba20.5Ba2【解析】由图1可知，线圈与磁场的方向平行，根据可知，穿过线圈的磁通量等于0；由图2可知，线圈与磁场垂直，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图3可知，线圈与磁场之间的夹角是30°，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图4可知，线圈与磁场之间的夹角额60°，根据可知，穿过线圈的磁通量为．17.【答案】(1)A(2)A(3)B(4)C【解析】设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B.带电粒子以速度v0垂直射入互相正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速通过时，显然有Bqv0＝qE，v0＝，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量无关．如果粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍然成立．所以，(1)(2)两小题应选 A.若质子以大于v0的速度射入两板之间，由于磁场力F＝Bqv，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，第(3)小题应选 B.磁场的磁感应强度B增大时，电子射入的其他条件不变，所受磁场力F ＝Bqv0也增大，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4)小题应选择 C.18.【答案】水平向右，，m[v－()2]【解析】19.【答案】(1)M(2)如图所示 1.5(1.4或 1.6)(3)b c S1E(或S2E)【解析】(1)根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与M端通过导线相连．(2)U H—I图线如图所示．根据U H＝k知，图线的斜率为k＝k＝0.375，解得霍尔系数k＝1.5×10－3V·m·A－1·T－1.(3)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1和E(或S2和E)之间．20.【答案】(1)(2)①应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)②探头沿磁场方向的宽度lB＝【解析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有I＝nehlv当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛伦兹力相等，因此有evB0＝e解得n＝.(2)①应调整探杆的放置方位(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)．②设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压U H 时，有qvB＝q又因I＝nqhlv和H＝联立可解得B＝所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.21.【答案】（1）（2）（3）【解析】(1)滑块在区域Ⅰ内做匀速圆周运动时，重力与电场力平衡，则有：.解得：滑块在A、N间运动时，由牛顿第二定律可得：由运动公式可得：代入数据得：平抛运动过程满足：做圆周运动满足联立方程求解得：.（2）滑块在A、N间的时间：在磁场中做匀速圆周运动的时间：平抛运动的时间：总时间为：。
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第三章磁场综合测试题答案及详解
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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．答案：ABD解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，而A、D中导线均与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60°，因此受安培力的作用，故正确选项为A、B、D.2．答案：D解析：因为带电小球静止，所以不受磁场力的作用．3．答案：A解析：用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内部磁感应强度为零．4．答案：C解析：通电后，弹簧的每一个圈都相当一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，形成弹簧上下跳动．正确答案为C.5．答案：A解析：离导线越远磁感应强度越小，电子的轨道半径越大．6．答案：A解析：由于m甲∶m乙＝4∶1，q甲∶q乙＝2∶1，v甲∶v乙＝1∶1，故R甲∶R乙＝2∶1.由于带电粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，由左手定则判断，甲、乙所受洛伦兹力方向相反，则可判断，A选项正确．7．答案：ABD解析：当磁场方向垂直斜面向下时，据平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL所以B＝mg2IL，因此选项A正确；当磁场方向竖直向下时，由左手定则知安培力应水平向左，直导体受力如图所示．由平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL cos30°所以B ＝mg3IL，故选项B 正确；若磁感应强度垂直斜面向上，由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不可能静止在斜面上，所以选项C 不正确；若B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，此时若满足BIL ＝mg ，即B ＝mgIL，则直导体仍可静止在斜面上，所以D 选项正确．8．答案：ACD解析：各粒子做圆周运动的周期T ＝2πmqB，根据粒子的比荷大小可知：T 1＝T 2<T 3，故A正确；由于r 1>r 2>r 3结合r ＝m vqB及粒子比荷关系可知v 1>v 2>v 3，故B 错误；粒子运动的向心加速度a ＝q v Bm，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3可得：a 1>a 2>a 3，故C 正确；由图可知，粒子运动到MN 时所对应的圆心角的大小关系为θ1<θ2<θ3，而T 1＝T 2，因此t 1<t 2，由T 2<T 3，且θ2<θ3，可知t 2<t 3，故D 正确．9．答案：ABD解析：带负电小球由槽口下滑到P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在P 点受磁场力方向竖直向上．根据机械能守恒mgR ＝12m v 2v ＝2gR在P 点N ＋Bq v －mg ＝m v 2RN ＝3mg －qB 2gRM 对地面压力N ′＝Mg ＋N ＝(M ＋3m )g －qB 2gR 当qB 2gR ＝2mg 时N ′＝(M ＋m )g 当qB 2gR ＝3mg 时N ′＝Mg 选项A 、B 、D 正确． 10．答案：CD解析：在A 图中刚进入复合场时，带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，所以水平方向受力不可能总是平衡，A 选项错误；B 图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力，小球要向外偏转，不可能沿直线通过复合场，B 选项错误；C 图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力，若三力的合力恰好为零，则小球将沿直线匀速通过复合场，C 正确；D 图中小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力可以沿直线通过复合场，D 正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．答案：由安培定则判定答案如下图所示．12．答案：竖直向下 垂直纸面向里 E 2ghgB2πEgB ＋32h g 22gh π13．答案：0.5T解析：金属杆偏离竖直方向后受力如图所示，杆受重力mg ，绳子拉力F 和安培力F 安的作用，由平衡条件可得：F sin30°＝BIL ① F cos30°＝mg ②①②联立，得mg tan30°＝BIL∴B ＝mg tan30°IL＝0.5T14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得：qE ＝qB v 进而可知：v ＝EB，可得速度相同，再由在后面只有磁场空间内半径相同，可得mq相同．三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．答案：11V解析：ab 棒受到的安培力：F ＝BIL ＝0.04N 所以I ＝2A I 总＝3AE ＝I 总(r ＋R ·R abR ＋R ab)＝11V .16．答案：P ＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，如图所示，根据左手定则判断出电流受力方向向右．F ＝BIh ，P ＝F S ＝F ah ＝BIh ah ＝BIa点评：本题的物理情景是：当电流I 通过金属液体沿图中方向向上时，电流受到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案：(1)轨迹图见解析(2)2L (L 2＋d 2)2mU q解析：(1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图(2)设粒子在M 、N 两板间经电场加速后获得的速度为v ，由动能定理得：qU ＝12m v 2①粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：q v B ＝m v 2r②由几何关系得：r 2＝(r －L )2＋d 2③ 联立求解①②③式得：磁感应强度B ＝2L (L 2＋d 2)2mUq .18．答案：(1)6×10－3J (2)0.6m解析：(1)从M →N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚离开N 点时有 Eq ＝Bq v即v ＝E /B ＝42m/s ＝2m/s.根据动能定理mgh －W f ＝12m v 2所以W f ＝mgh ＋12m v 2＝1×10－3×10×0.8－12×1×10－3×22＝6×10－3(J)．(2)从已知P 点速度方向及受力情况分析如附图由θ＝45°可知 mg ＝Eq f 洛＝2mg ＝Bq v p所以v P ＝2mg Bq ＝2EB＝22m/s.根据动能定理，取M →P 全过程有mgH －W f －Eqs ＝12m v 2P求得最后结果s ＝mgH －W f －12m v 2PEq＝0.6m.19．答案：(1)3.46m (2)1.53s解析：(1)设垒球在电场中运动的加速度为a ，时间为t 1，有：qE ＝ma h ＝12at 21 d ＝v 0t 1代入数据得：a ＝50m/s 2，t 1＝35s ，d ＝23m ＝3.46m(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θtan θ＝at 1v 0＝3，θ＝60°进入磁场时的速度为v ＝v 0cos θ＝20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R由几何关系得：R ＝dsin θ＝4m又由R ＝m v qB ，得B ＝m vqR＝10T球在磁场中运动时间为：t 2＝360°－2×60°360°TT ＝2πm qB ，故t 2＝4π15s运动总时间为：t ＝2t 1＋t 2＝1.53s。
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试题(含答案)
第三章《磁场》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．电场强度是表征电场的力的性质的物理量，在磁场中也存在类似的物理量，它是（）A．磁通量B．磁感应强度C．洛仑兹力D．磁通量变化率2．下列用来定量描述磁场强弱和方向的是（）A．磁感应强度B．磁通量C．安培力D．磁感线3．如图所示，一个可以自由运动的通电线圈套在一条形磁铁正中并与其同轴放置，则线圈将（）．A．不动，扩张趋势B．向左移动，扩张趋势C．向右移动，收缩趋势D．不动，收缩趋势4．如图，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120 ，此时悬线的张力为F．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（）ABCD5．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图，推进器内部充满海水，前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。
空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T ，方向竖直向下。
若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A ，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103NB ．推进器对潜艇规供向右的驱动为，大小为5.0×103NC ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103ND ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103N6．下列有关磁感线的说法中，正确的是（ ）A ．在磁场中存在着一条一条的磁感线B ．磁感线是起于N 极，止于S 极C ．磁感线越密集处磁场越强D ．磁感线的切线方向就是磁场对电流的作用力的方向7．三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计），沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为090、060、030，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）A ．1:1:1B ．1:2:3C ．3:2:1D ．238．磁性水雷是用一个可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，其依据是( )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 ．磁场对电流的作用原理9．下列说法正确的是（ ）A．加速度vat∆=∆、电流UIR=、电场强度FEq=都用到了比值定义法B．基本物理量和基本单位共同组成了单位制C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值10．如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右11．如图所示是表示电荷运动方向v、磁感应强度B和电荷所受的洛伦兹力F的相互关系图，四个图均为立体图且B、v、F两两相互垂直，其中正确的是A．B．C．D．12．如图所示，一条形磁铁放在粗糙水平面上，在其N极左上方放有一根长直导线，当导线中通以垂直纸面向里的电流I时，磁铁所受支持力和摩擦力的变化情况，正确的是（）A．支持力变大，摩擦力向左B．支持力变大，摩擦力向右C．支持力变小，摩擦力向左D．支持力变小，摩擦力向右13．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是（）A．线框所受的安培力的合力方向为零B．线框所受的安培力的合力方向向左C．线框有两条边所受的安培力方向相同D．线框有两条边所受的安培力大小相等14．关于磁场，以下说法正确的是（）A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=FIL，它跟F，I，L都有关C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量15．关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是A．电场和磁场都对带电粒子起加速作用B．电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C．只有电场力对带电粒子起加速作用D．同一带电粒子最终获得的最大动能只与交流电压的大小有关二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力（）A．方向垂直纸面向外B．方向垂直纸面向里C．大小为BIL D．大小为B IL17．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电极连接，两个D形金属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，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）A．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大B．粒子射出时的最大动能与加速电压无关，与D形金属盒的半径和磁感应强度有关C．若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将减小D．粒子第518．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E、g和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．小球带负电B．小球做匀速圆周运动过程中机械能保持不变C．小球做匀速圆周运动过程中周期2E TBgπ=D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大19．如图，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射．它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示．若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，可以采取下列的正确措施为（）A．使入射速度增大B．使粒子电量增大C．使电场强度增大D．使磁感应强度增大20．一金属条放置在相距为d的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v0的初速度从AA′进入水平轨道，再由CC′进入半径为r的竖直圆轨道，金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好．已知由外电路控制、流过金属条的电流大小始终为I，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B，A、C间的距离为L，金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动．重力加速度为g，则由题中信息可以求出( )A．金属条的质量B．金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向C．金属条运动到DD′时的瞬时速度D．金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数三、实验题21．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元练习(包含答案)
人教版选修 3-1 第三章 磁场一、单项选择题1.以下图的虚线地区内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a (不计重力 )以必定的初速度由左界限的O点射入磁场、电场地区，恰巧沿直线由地区右界限的O ′(图中未标出 )穿出．若撤去该地区内的磁场而保存电场不变，另一个相同的粒子b (不计重力)仍以相同初速度由O 点射入，从地区右界限穿出，则粒子b ()A ． 穿出地点必定在 O 点下方 ′B ． 穿出地点必定在 O 点上方 ′C ． 运动时，在电场中的电势能必定减小D ． 在电场中运动时，动能必定减小以下图，一根长度 L 的直导体棒中通以大小为I 的电流，静止在导轨上，已知垂直于导体棒的2.匀强磁场的磁感觉强度为B ， B 的方向与竖直方向成 θ角 .以下说法中正确的选项是（）A ． 导体棒遇到磁场力大小为 BLI sin θB ． 导体棒对轨道压力大小为mg +BLI sin θC ． 导体棒遇到导轨摩擦力为D ． 导体棒遇到导轨摩擦力BLI cos θ3.以下对于磁场的说法中正确的选项是()A ． 磁体四周的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B ． 将小磁针放在磁体邻近，小磁针会发生偏转是因为遇到磁场力的作用C ． 把磁体放在真空中，磁场就消逝了D ． 当磁体四周撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消逝4.以下图，带负电的金属圆环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在盘左边轴线上的小磁针最后平衡的地点是 ()A ． N 极竖直向上B． N 极竖直向下C． N 极沿轴线向右D． N 极沿轴线向左5.以下图，一根通电直导线置于水平向右的匀强磁场中，电流方向垂直于纸面向里，该导线所受安培力大小为F.将导线长度减少为本来的一半时，导线遇到的安培力为()A．B．C．FD． 2F6.质谱仪主要由加快电场和偏转磁场构成，其原理图如图．假想有一个静止的带电粒子P(不计重力) ，经电压为U的电场加快后，垂直进入磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，最后打究竟片上的D点，设 OD＝x，则图中能正确反应2() x 与 U 之间函数关系的是A ．B．C． D ．7.以下图，通电螺线管四周能自由转动的小磁针a、 b、 c、d 已静止，N极指向正确的选项是()A ． 小磁针 aB ． 小磁针 bC ． 小磁针 cD ． 小磁针 d8.如图，一个带负电的物体从绝缘粗拙斜面顶端滑究竟端时的速度为v ，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑究竟端时( )A ． v 变小B ． v 变大C ． v 不变D ． 不可以确立 v 的变化9.对于磁场对通电直导线作使劲的大小，以下说法中正确的选项是( )A ． 通电直导线跟磁场方向平行时作使劲最小，但不为零B ． 通电直导线跟磁场方向垂直时作使劲最大C ． 作使劲的大小跟导线与磁场方向的夹角大小没关D ． 通电直导线跟磁场方向不垂直时必定无作使劲10.以下图，两根垂直纸面平行搁置的直导线 a 和 b ，通有等值电流．在纸面上距 a 、 b 等远处有一点 ，若 P 点合磁感觉强度B 的方向水平向左，则导线a 、b 中的电流方向是( )PA ． a 中向纸里， b 中向纸外B ． a 中向纸外， b 中向纸里C ． a 、 b 中均向纸外D ． a 、b 中均向纸里二、多项选择题11.(多项选择 )以下图的 xOy 平面内，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感觉强度大小为 ，方向垂直xOy 平面向里，匀强电场大小为 ，方向沿 y 轴正方向．将一质量为 m 、带电量为BEq 的粒子从O 点由静止开释，粒子的运动曲线以下图，运动周期为， 点距 x 轴的距离为粒子T P运动过程中距x 轴最大距离的一半，粒子的重力忽视不计．以下说法正确的选项是()A ．粒子带正电B．粒子运动到最低点时，粒子所受电场力与洛伦兹力大小相等C．粒子由P点运动到与之等高的Q 点所用时间为D．粒子在运动过程中，距x 轴的最大距离为12.(多项选择 )以下图，一束正离子先后经过正交电场磁场地区Ⅰ和匀强磁场地区Ⅱ ，假如这束正离子流在地区Ⅰ中不偏转，进入地区Ⅱ 后偏转半径又相同，则说明这些正离子拥有相同的()A ．电荷B．质量C．速度D．比荷13.（多项选择）安培的分子环流假定，可用来解说（）A ．两通电导体间有相互作用的原由B．通电线圈产生磁场的原由C．永远磁铁产生磁场的原由D．铁质类物体被磁化而拥有磁性的原由三、填空题14.在磁感觉强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直搁置、长度L＝0.2 m 的通电导线中通有 I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感觉强度为________．15.一矩形线圈面积S － 2 2 1＝ 10 m ，它和匀强磁场方向之间的夹角θ＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝－ 3 Wb ，则磁场的磁感觉强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转，则穿过线圈1×10 180 °的磁通量的变化量为____________ ；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变成θ＝，则Ф＝2 0 ________________.16.边长为a的正方形线圈，放在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，以下图．求出以下四种状况下，穿过线圈的磁通量．17.在两平行金属板间，有以下图的相互正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰巧能沿直线匀速经过．供以下各小题选择的答案有：A ．不偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．向纸内或纸外偏转(1) 若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________．(2) 若电子以速度v 从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________．(3) 若质子以大于v 的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将________．(4) 若增大匀强磁场的磁感觉强度，其余条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将________．18.以下图，一个质量为m 带正电的带电体电荷量为q，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面向里的匀强磁场 B 垂直，则能沿绝缘面水光滑动的速度方向________，大小应不小于 ________ ，若从速度v0 开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为________．四、实验题19.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上获得了打破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的、 间通入电流 ，同时外加与薄片垂直的磁场，在 M 、NP QIB 间出现电压 U H ，这类现象称为霍尔效应， U H 称为霍尔电压，且知足 U H ＝ k ，式中 d 为薄片的厚度， k 为霍尔系数．某同学经过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1) 若该半导体资料是空穴 (可视为带正电粒子 )导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表丈量U H 时，应将电压表的“＋ ”接线柱与________(填 “M ”或 “N ”)端经过导线相连． (2) 已知薄片厚度d ＝ 0.40mm ，该同学保持磁感觉强度B ＝0.10 T 不变，改变电流 I的大小，丈量相应的U H 值，记录数据以下表所示.依据表中数据在图乙中画出U － I 图线，利用图线求出该资料的霍尔系数为－ 3－________×10V ·m ·AH1 ·T－1(保存 2 位有效数字 )．(3) 该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次丈量，取两个方向丈量的均匀值，能够减小霍尔系数的丈量偏差，为此该同学设计了如图丙所示的丈量电路，S 1、 S 2 均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P 端流出，应将S 1 掷向 ________(填 “a ”或“b ”)，S 2 掷向 ________(填 “c ”或 “d ”)．为了保证丈量安全，该同学改良了丈量电路，将一适合的定值电阻串连在电路中．在保持其余连接不变的状况下，该定值电阻应串连在相邻器件 ____和 ____( 填器件代号 ) 之间．20.1879 年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力状况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这类现象以后被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1) 如图甲所示，某长方体导体 abcd － a ′b ′c ′d ′的高度为 h 、宽度为 l ，此中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为 e ，导体处在与 abb ′a ′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感觉强度为 B 0.在导体中通有垂直于面的恒定电流，若测得经过导体的恒定电流为，横向霍尔电势差为 U ，此导体中单H位体积内自由电子的个数为 ________．(2) 对于某种确立的导体资料，其单位体积内的载流子数量 n 和载流子所带电荷量 q 均为定值，人们将 H ＝定义为该导体资料的霍尔系数．利用霍尔系数H 已知的资料能够制成丈量磁感觉强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面( 相当于图甲中的 面 的面积能够在0.1 cm 2 以 abb ′a ′ )下，所以能够用来较精准地丈量空间某一地点的磁感觉强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感觉强度的仪器，此中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这类仪器既能够控制经过探头的恒定电流的大小I ，又能够监测探头所产生的霍尔电势差 U H ，并自动计算出探头所测地点磁场的磁感觉强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器丈量磁感觉强度的过程中，对控杆的搁置方向要求为：______________.② 要 计 算 出 所 测 位 置 磁场 的 磁 感 应 强 度 ， 除 了 要 知 道 H 、 I 、 U H 外 ， 还 需 要 知 道 物 理 量__________________ ． 推 导 出 用 上 述 物 理 量 表 示 所 测 位 置 磁 感 应 强 度 大 小 的 表 达 式 ：_____________.五、计算题21.以下图，空间内有方向垂直纸面（竖直面）向里的界匀强磁场地区 Ⅰ 、 Ⅱ ，磁感觉强度大小未知，地区 Ⅰ 内有竖直向上的匀强电场，地区 Ⅱ 内有水平向右的匀强电场，两区城内的电场强度大小相等，现有一质量、电荷量的带正电滑块从地区Ⅰ 左边与界限相距的 点以的初速度沿粗拙、绝缘的水平面向右运动，进入地区Ⅰ后，滑块立刻在竖 直平面内做匀速圆周运动，在地区Ⅰ 内运动一段时间后走开磁场落回 点 已知滑块与水平面间的.动摩擦因数 ，重力加快度.（1 ）求匀强电场的电场强度大小 和地区 Ⅰ中磁场的磁感觉强度大小 ;（ ）求滑块从 点出发到再次落回 点所经历的时间（可用分数表示，圆周率用字母 表示）；2π （ ）若滑块在 点以 的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入地区 Ⅱ 后恰巧能做匀速直3线运动，求有界磁场地区 Ⅰ 的宽度 及地区 Ⅱ 内磁场的磁感觉强度大小 （可用分数表示）. .22.以下图， ab 、 cd 为两根相距 2 m 的平行金属导轨，水平搁置在竖直向下的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg 金属棒，当通以5 A 的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增添到8A 时，金属棒能获取 22 m/s 的加快度，求匀强磁场的磁感觉强度的大小．23.以下图，通电导线 L 垂直放于匀强磁场 (各点的磁感觉强度大小和方向均相同 ) 中，导线长 8m，磁感觉强度 B 的值为 2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．答案分析1.【答案】 C【分析】 a 粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子必定做匀速直线运动，故对粒子 a 有： Bqv＝ Eq 即只需知足E＝ Bv，不论粒子带正电仍是负电，都能够沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保存电场时，粒子b 因为电性不确立，故没法判断是从点的上方仍是下方穿出，故O′A 、B 错误；粒子b在穿过电场区的过程中必定遇到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故 C 项正确， D 项错误．2.【答案】 D【分析】依据左手定章可得导体棒受力剖析以下图.因为 B 与 I 垂直，故导体棒遇到磁场力大小为，故 A 错误；依据共点力均衡规律得：，得导体棒对轨道的压力大小为，故 B 错误；由题意知导体棒受到的是静摩擦力，由均衡条件可得：，故 C 错误， D 正确 .【答案】B3.【分析】【答案】C4.【分析】等效电流的方向与转动方向相反，由安培定章知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N 极受力向右，故 C 正确．5.【答案】 B【分析】电流与磁场垂直，安培力：F＝ BIL当导线长度减少为本来的一半时，导线遇到的安培力为：F′＝ BI·联立解得： F′＝.6.【答案】 A【分析】依据动能定理qU＝mv 2得， v ＝粒子在磁场中偏转洛伦兹力供给向心力qvB ＝m ，则 R ＝ .x ＝ ＝ .2R知 x 2 ∝U .故 A 正确， B 、 C 、 D 错误． 7.【答案】 C【分析】依据安培定章，判断出通电螺线管左边为 N ，右侧为 S ，则静止时小磁针 N 极指向磁场方向，所以图中正确的只有小磁针c .8.【答案】 A【分析】依据左手定章，带负电的物体沿斜面下滑时遇到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，进而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A 正确．9.【答案】 B【分析】因为安培力F ＝ BIL sin θ， θ 为导线和磁场的夹角，当导线的方向与磁场的方向平行时，所受安培力为 0；当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大．10.【答案】A【分析】若a中向纸里，b中向纸外，依据安培定章判断可知：a在P 处产生的磁场Ba方向垂直于aP 连线向下，以下图．b 在P 处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线向上，以下图，依据平行四边形定章进行合成，则得P 点的磁感觉强度方向水平向左．切合题意．故A 正确．若 a 中向纸外， b中向纸里，同理可知，P 点的磁感觉强度方向水平向右．故B 错误．若 a 、 b中均向纸外，同理可知，P 点的磁感觉强度方向竖直向上．故C 错误．若 a 、 b 中均向纸里，同理可知，P 点的磁感觉强度方向竖直向下．故D 错误．11.【答案】 AC【分析】粒子由静止开始运动，故开始时电场力向下，故粒子带正电，故A 正确；粒子运动到最低点时，协力向上，电场力向下，协力供给向心力，故洛伦兹力大于电场力，故B错误；粒子的初速度为零，将初速度沿着水平方向分解为水平向左和水平向右的两个相平分速度v1和v2，大小均为v，向右的分速度v2，对应的洛伦兹力与电场力均衡，故：qv2B＝ qE①向左的分速度v1，做逆时针的匀速圆周运动，依据牛顿第二定律，有：＝m ②1此中：v ＝ v ＝ v ③1 2联立①②③ 解得：R＝T＝＝粒子由 P 点运动到与之等高的Q 点所用时间为：t＝·T＝粒子在运动过程中，距x 轴的最大距离为：ym ＝＝2R故 C 正确， D 错误．12.【答案】 CD【分析】离子在地区Ⅰ 内不偏转，则有qvB＝ qE，v＝，说明离子有相同速度， C 对；在地区Ⅱ内半径相同，由r＝知，离子有相同的比荷， D 对；至于离子的电荷与质量能否相等，由题意没法确立，故 A 、B 错．13.【答案】 CD【分析】两通电导体有相互作用，是经过磁体之间的磁场的作用产生的，故 A 错误；通电线圈产生磁场的原由是电流的四周存在磁场，与分子电流没关，故 B 错误；安培提出的分子环形电流假说，解说了为何磁体拥有磁性，说了然磁现象产生的实质，故 C 正确；安培以为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个细小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向特别杂乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大概相同，于是对外界显出显示出磁性，故 D 正确．－20 0.8 T 14.【答案】 6.4 ×10 N【分析】当磁感觉强度 B 与电流 I 垂直搁置时，由公式B＝－可知 F＝ BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×102N当导线搁置方向与磁感觉强度的方向平行时，遇到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感觉强度的大小和能否搁置通电导线以及搁置的方向没关，B＝0.8 T.－ 315.【答案】 0.2 T 2×10 Wb 0【分析】线圈的磁通量Ф＝ B·S ＝ BS sin 30，°所以 B＝＝＝ 0.2 T⊥若线圈以一条边为轴转，则穿过线圈的磁通量的变化量180°＝－＝－ 3 － 3 － 3Wb－ (－1×10 )Wb ＝ 2×10 WbΔФ Ф Ф′1×10线圈平面和磁场方向之间的夹角变成，则0＝0.0°Ф2 216.【答案】 0Ba 0.5Ba【分析】由图1 可知，线圈与磁场的方向平行，依据可知，穿过线圈的磁通量等于；由图 2 可知，线圈与磁场垂直，依据可知，穿过线圈的磁通量为；由图3 可知，线圈与磁场之间的夹角是，依据可知，穿过线圈的磁通量为30°；由图4 可知，线圈与磁场之间的夹角额，依据可知，穿过线圈的磁通量为60°．17.【答案】 (1)A (2)A (3)B(4)C【分析】设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感觉强度为带电粒子以速度v 垂直射入相互正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速经过时，明显有Bqv0＝ qE， v0＝，即沿直线匀速经过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量没关．假如粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍旧建立．所以，(1)(2) 两小题应选 A. 若质子以大于v 的速度射入两板之间，因为磁场力＝，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向0上偏转，第 (3)小题应选 B.磁场的磁感觉强度 B 增大时，电子射入的其余条件不变，所受磁场力 F ＝Bqv0也增大，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4) 小题应选择 C.18.【答案】水平向右，2 ， m [v －( ) ]【分析】19. 【答案】 (1)M (2) 如图所示 1.5(1.4 或 1.6)(3) b c S1 E(或S2E)【分析】(1)依据左手定章得，正电荷向M 端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与 M 端经过导线相连． (2)U H—I图线以下图．依据U H＝ k 知，图线的斜率为k ＝ k ＝ 0.375，解得霍尔系数＝－3 · ·－ 1 － 1 为使电流从Q 端流入， P 端流出，应将掷向 b，掷向 c，为了×·.(3) S S12保护电路，定值电阻应串连在S1和E(或S2和E)之间．20.【答案】 (1) (2)①应调整探杆的搁置地点(或调整探头的方向)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)②探头沿磁场方向的宽度 lB＝【分析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向挪动的速率为v，则有 I＝ nehlv 当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛伦兹力相等，所以有evB0 ＝ e 解得 n＝.(2)①应调整探杆的搁置方向( 或调整探头的方向)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直) ．②设探头中的载流子所带电荷量为q，依据上述剖析可知，探头处于磁感觉强度为 B 的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳固霍尔电压U H时，有 qvB＝ q又因I＝nqhlv和H＝联立可解得B＝所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.21.【答案】（ 1）（2）（3）【分析】 (1)滑块在地区Ⅰ内做匀速圆周运动时，重力与电场力均衡，则有：.解得：滑块在 A、 N 间运动时，由牛顿第二定律可得：由运动公式可得：代入数据得：平抛运动过程知足：做圆周运动知足联立方程求解得：.（2）滑块在A、 N 间的时间：在磁场中做匀速圆周运动的时间：平抛运动的时间：总时间为：。
最新人教版高中物理选修3-1磁场单元测试卷(含答案解析)经典
最新人教版高中物理选修3-1磁场单元测试卷（含答案解析）经典一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.如图，小磁针处于静止状态，由此可以判定()A. a是N极，b是S极B. a是S极，b是N极C. a是S极，b是S极D. a是N极，b是N极2.关于磁感应强度，下列说法正确的是()A. 磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B. 磁场中某点磁感应强度的方向，跟该点处试探电流元所受的磁场力方向一致C. 在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点磁感应强度值大小为零D. 在磁场中磁感线越密的地方，磁感应强度越大3.下列关于磁感线与电场线的描述，正确的是()A. 电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B. 电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C. 磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D. 沿磁感线方向磁场逐渐减弱4.两根相互靠近的长直导线1、2中通有相同的电流，如图，两电流间的磁相互作用力为F，若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线1所受安培力的合力恰好为零。
则所加磁场的方向是()A. 垂直纸面向里B. 垂直纸面向外C. 垂直导线向右D. 垂直导线向左5.在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如下图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会()A. 向上偏转B. 向下偏转C. 向纸内偏转D. 向纸外偏转6.如图所示，在xOy平面内第Ⅰ象限y轴和虚线y=√33x之间存在范围足够大的匀强磁场(y轴、虚线边界有磁场)，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，在A(0,L)处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为m，电量为q的带负电的粒子，粒子速率均为√3qBL2m，不计粒子间的相互作用力与重力，则粒子在磁场中运动的最短时间与最长时间之比为()A. 13B. 23C. 15D. 297.如图所示，空间存在着匀强电场E和匀强磁场B组成的复合场。
有一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，以一定的初速度v0水平向右运动，则带电小球在复合场中可能沿直线运动的是()A. B.C. D.8.如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图中所示，则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)()A. 为零B. 方向由向左变为向右C. 方向保持不变D. 方向由向右变为向左9.如图所示，一质量为m、长度为L的导体棒AC静止于两平行的水平导轨上且与两导轨垂直，通过AC的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下且垂直于AC，下列说法正确的是()A. AC受到的安培力大小为BILsinθB. AC可能不受摩擦力作用C. AC受到的安培力与摩擦力平衡D. AC所受的支持力大小为BILcosθ+mg，摩擦力大小为BILsinθ10.长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的长直导线b与a平行放置，导体棒a与力传感器相连，如图所示(俯视图).a、b中通有大小分别为I a、I b的恒定电流，其中已知I a方向向上，I b方向未知．导体棒a静止时，传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力．下列说法正确的是()A. I b与I a的方向相同，I b在a处的磁感应强度B大小为FI b LB. I b与I a的方向相同，I b在a处的磁感应强度B大小为FI a LC. I b与I a的方向相反，I b在a处的磁感应强度B大小为FI b LD. I b与I a的方向相反，I b在a处的磁感应强度B大小为FI a L二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）11.如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力为___________。
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第三章磁场【知识要点提示】1.磁极、电流周围存在磁场，1820年，丹麦物理学家首先通过实验发现通电导体周围存在；磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间，通电导体与通电导体之间的相互作用，都是通过发生的。
2.磁感应强度是描述磁场强弱及方向的物理量①磁场方向规定为：小磁针时所指的方向（或小磁针N极受到的磁场力的方向）为该点磁感应强度的方向，简称为磁场的方向②把一小段通电导线放在磁场中某处时，该导线所受磁场力F与其长度与电流强度IL的乘积（电流元）的比值定义为磁感应强度的大小，即B= ，B的单位特斯拉，简称，符号。
③磁感应强度的大小及方向是由磁场本身决定的。
所以B与安培力F ，与IL的成积，注意：磁场方向与通电导体受到的安培力方向垂直。
3．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向：磁感线上任一点的就是该点的磁场方向，磁感线越密处磁场越。
匀强磁场的磁感应线是等的直线。
4．电流方向与其产生的磁场方向间的关系可由安培定则（又叫右手螺旋定则）判断①直线电流的磁场方向判断方法为：让伸直的拇指所指的方向与方向一致，弯曲的四指所指的方向就是环绕的方向。
②环形电流（或通电螺线管）的磁场方向判断方法为：让右手弯曲的四指所指的方向与环形电流（或通电螺线管中电流）的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形电流轴线上（或通电螺线管内部）的方向。
通电螺线管的磁场等效于一条形磁铁的磁场，拇指所指的是等效条形磁铁的极③方法提示:不管是直线电流的磁场还是通电螺旋管的磁场，判断都用右手螺旋定则，电流的方向与该电流产生的磁场方向跟右螺旋中拇指与四指的关系相对应，简记为“直对直，弯对弯”5．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一面积为S的平面与磁场，我们把B与S的乘积叫穿过这个面的磁通量（又叫磁通），用￠表示，￠= ，￠的单位韦伯，简称，符号。
6．我们把通电导线在磁场中受到的磁场力称为①实验证明：电流方向与磁场方向时受安培力最大，电流方向与磁场方向时不受安培力作用。
②安培力的方向可由左手定则判断：伸开左手，使拇指与其余四指，并都与手掌，让从掌心进入，并使四指指向的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向③垂直于磁场放置，长为L的一段导线，通过电流为I时，它所受的安培力大小F= 。
无论通电导线是否垂直于磁场放置，安培力的方向一定同时垂直于电流方向和磁场方向（即垂直B、I决定的平面）.7．我们把运动电荷在磁场中受到的磁场力称为①实验证明：运动电荷的速度方向与磁场方向时受洛仑兹力最大，运动电荷的速度方向与磁场方向时不受洛仑兹力作用②洛仑兹力的方向亦由左手定则判断：伸开左手，使拇指与其余四指相互垂直，并都与手掌共面，让从掌心进入，并使四指指向的方向（即正电荷的运动方向，负电荷运动的反方向），这时拇指所指的方向就是运动电荷所受洛仑兹力的方向③电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁场方向垂直，则粒子所受洛仑兹力F= 。
无论速度是否与磁场方向垂直，洛仑兹力方向一定同时于速度方向和磁场方向（即垂直V、B决定的平面）,所以洛仑兹力对带电粒子一定不做功. 8．电流与电流之间也有磁场力的作用：同向电流之间相，逆向电流之间相，当两个电流不平行时，它们间的磁场力将使它们的电流方向趋向相同9垂直入射到匀强磁场中的带电粒子（不计粒子重力），只在洛仑兹力作用下将在垂直于磁场的平面内做运动，半径R= ，周期T= ，周期与入射速度无关；回旋加速器中高频交变电压的周期粒子在磁场B中的回旋周期，若D型盒半径为R，则粒子（q,m）的出射动能E k = ，粒子在磁场中偏转总时间t= (电压U)【达标练习题例】1．条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流.导线中通电后与通电前相比较，磁铁对桌面的压力（填增大、减小或不变），桌面对磁铁的摩擦（填增大、减小或不变）2．两条直导线互相垂直，但相隔一个小距离，其中一条A B是固定的，另一条C D能自由转动．当电流按图所示的方向通入两条导线时，CD导线将（填顺时针或逆时针）转动，同时（填靠近或离开）导线AB.3.一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10－2N，则该处的磁感应强度B的大小为 T，如果长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小为 T。
拿走导线，该处的磁感应强度的大小为 T4．如图所示，一束带电粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方时，磁针的S极向纸外偏转，这一带电粒子束可能是：向飞行的粒子或向飞行的粒子5．如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数（增大或减小）6．面积S=0.5m2的闭合金属圆环处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是；当磁场与环面平行时，穿过环面的磁通量是；当金属圆环转过180°与环面又垂直时，穿过环面的磁通量大小是，相对于初位置，磁通量变化量的大小为。
7. 如图所示，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹簧收缩时，穿过电路的磁通量Φ（增大或减小）8．一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____.若已知圆半径为r，电场强度为E，磁感应强度为B，则线速度为___ __(重力加速度为g).9．如图表示放在匀强磁场里通电直导线的几种情况．标出图中各种情况下导线所受安培力的方向．10．如图所示，在倾角为α的光滑金属斜轨上，有一通有电流I 、长为L 、质量为m 的导体棒，导体棒与斜轨垂直.求：①欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值为多少？方向如何？ ②欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B 的大小为多少？方向如何？11.如图所示，为实验用磁流体发电机示意图 ，其中两极板间距离cm d 20=，匀强磁场磁感应强度T B 5.0=。
若接入额定功率W P 100=的灯泡，恰好正常发光，灯泡正常发光时的电阻Ω=100R ，不计发电机内阻。
求：① 等离子体的流速V② 若等离子体均为一价离子，则每秒有多少个离子打在极板上12．如图所示，一束电子（电量为e ）以速度v 垂直射入磁感应强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是300求：①电子的质量②穿透磁场的时间300vO× × × × × × × × × ×B va13．一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度v0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区，场区的宽度均为L，偏转角度均为α.求：电场强度E与磁感应强度B的比值14.如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。
正、负电子同时从同一点O以与MN成θ角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e）.=30求：它们从磁场中射出时出射点相距多远？射出的时间差是多少？15.如图所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。
现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从C点射出磁场的方向与入射方向间的夹角为60º.求：①该离子带何种电荷；②该离子的电荷量与质量之比q/m16．如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，质量为m，带电量为q的粒子以速度v与磁场垂直，与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动（重力加速度为g）．求：磁感应强度B的大小．17．如图所示，质量为0.1g的小物块，带有5×10－4C的电荷量，放在倾角为θ=30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。
物块由静止开动下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面（设斜面足够长，g取10m/s2），求：①物块带何种电荷②物块离开斜面时的速度为③物块在斜面上滑行的最大距离的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。
18．质量为m带电量为q匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。
小球由静止释放后沿杆下滑。
设杆足够长，电场和磁场范围也足够大. 求：小球在运动过程中的最大加速度和最大速度19．用一根长L=0.8m的轻绳，吊一质量为m=1.0g的带电小球，放在磁感应强度B=0.1T，方向如图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零(g=10m/s2).试问：(1)小球带何种电荷？电量为多少？(2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？20．如图所示，在X轴上方有指向-Y方向的匀强电场，场强为E；在X轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在X轴上有一点M，离O点距离为L．现有一带电量为十q的粒子，使其从静止开始释放后能经过M点．如果把此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？（重力忽略不计）21．如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T ，磁场内有一块平面感光板ab ，板面与磁场方向平行，在距ab 的距离cm l 16=处，有一个点状的α放射源S ，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是s m v /1036⨯=，已知α粒子的电荷与质量之比kg C mq/100.57⨯=，现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求：ab 上被α粒子打中的区域的长度。
22.M 、N 、P 为很长的平行边界面，M 、N 与M 、P 间距分别为L 1、L 2，其间分别有磁感应强度为B 1和B 2的匀强磁场区，Ⅰ和Ⅱ磁场方向垂直纸面向里，B 1≠B 2，有一带正电粒子的电量为q ，质量为m ，以大小为v 的速度垂直边界N 及磁场方向射入MN 间的磁场区域，讨论粒子初速度v 应满足什么条件才可穿过两个磁场区域（不计粒子的重力）。
23．（08天津）在平面直角坐标系xOy 中，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图所示。
不计粒子重力，求 （1）M 、N 两点间的电势差U MN ； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r ； （3）粒子从M 点运动到P 点的总时间t 。
abS·24．（08宁夏理综）如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y 轴向下.在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外.有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。