2020-2021学年高二物理选修3-1《磁场》单元测试题(A)含答案解析

福建省建瓯市第二中学【最新】高二物理选修3-1《磁场》单元测试题（A）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．下列说法正确的是（）A．奥斯特首先发现了电流的磁效应B．安培发明了电流产生的磁场的方向的判定方法C．安培首先提出了分子电流假说D．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用2．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3．磁场中某点的磁感应强度的方向A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D．通过该点磁场线的切线方向4．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时，小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）A．向左飞行的正离子束B．向右飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束5．下列有关磁通量的论述中不正确的是（）A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大6．下列说法正确的是（）A．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B．所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用7．如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域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．动能B．质量C．电荷量D．比荷二、单选题8．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=F，它跟F，I，L都有关ILC．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9．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直10．如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以直流电时，形成的磁场如图所示．一束沿着管径轴线射向纸内的电子将（）A．向上偏转B．向下偏转C．向右偏转D．向左偏转11．两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（）A．r1＝r2，T1≠T2B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2D．r1≠r2，T1＝T2三、填空题12．一质量为m、电荷量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中做圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度I＝________.13．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到6.0×10-2N的磁场力，则磁场的磁感强度是______特；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感强度是_____特；当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度是______特．14．如图在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x＝______，最大y＝______ ．四、解答题15．如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m、长为l，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？参考答案1．ABC【解析】试题分析：奥斯特首先发现了电流的磁效应，A对；安培发现了电流产生的磁场的方向的判定方法，B对；安培首先提出了分子电流假说，C对；洛伦兹首先提出了磁场对运动电荷有力作用，D错；考点：考查物理史实问题点评：难度较小,对于物理科学家的一些贡献主要是以记忆为主,通过练习加强记忆2．CD【解析】【详解】安培的分子环形电流假说是说核外电子绕原子核作圆周运动故可以解释磁化、退磁现象，通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故不能解释电流为什么能产生磁场，CD正确，AB错误；故选CD。

【点睛】掌握了安培的分子电流假说的内容即可顺利解决此类题目，所以要加强对基本概念的学习。

3．CD【解析】试题分析：根据左手定则可得放在该点的通电直导线所受的磁场力和磁场方向垂直以及与垂直磁场方向运动的正检验电荷受到的磁场力方向垂直，AB错误，物理学中规定，磁场中某点的磁场方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向，C正确，磁感线的切线方向表示该点的磁感线强度方向考点：考查了磁感应强度的方向理解点评：磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．4．AC【解析】【分析】小磁针N极受力方向与磁场方向相同．电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反．根据安培定则，即可求解。

【详解】向左飞行的正离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，向右飞行的负离子形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故AC正确，BD错误；故选：AC。

【点睛】本题考查应用物理基本定则的能力，B、C两项是等效的，A、D两项也是等效的，考试时抓住等效性，可以节省时间。

5．ABC【解析】试题分析：磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定越大，当线圈与磁场是垂直放置，且磁感线是同一方向的，则磁通量才越大，若线圈与磁场平行，则磁通量为零，故A 错误；磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不定变大，要注意线圈与磁场放置角度，故B错误；穿过线圈的磁通量为零时，可能是线圈平面与磁场平行，磁感应强度不一定为0，故C错误；匀强磁场中，磁场的方向处处相同，所以穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大，故D正确．考点：磁通量【名师点睛】线圈所在的磁感线不全是一样的方向，所以存在抵消的现象．因此面积越大，抵消的条数越多，则磁通量越小．同时线圈匝数变化，并没有导致磁通量的变化，磁通量可形象描述垂直穿过线圈的条数．6．AD【解析】解：A、所有电荷，只要在电场中都要受到电场力的作用，这是电场的基本性质．故A正确．B、C电荷在磁场中不一定受到磁场力的作用，静止的电荷或速度方向与磁场平行的电荷在磁场中不受磁场力的作用．故BC错误．D、只有当运动电荷的速度方向与磁场方向不平行时，电荷才受到磁场力的作用，从运动分解的角度看，当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，电荷才受到磁场力的作用．故D 正确． 故选AD【点评】电场力与重力类似，电荷在电场中一定受到电场力的作用，而电荷在磁场中有两种情况磁场力为“0”：1、静止电荷，即速度v=0时；2、v ∥B 时． 7．AD 【解析】在正交的电磁场区域中,正离子不偏转,说明离子受力平衡,在此区域Ⅰ中,离子受电场力和洛伦兹力,由1qvB qE = ,得1Ev B =,可以知道这些正离子具有相同的速度;进入只有匀强磁场的区域Ⅱ时,偏转半径相同,由2mv R B q =和1Ev B =,可以知道这些正离子具有相同的比荷;比荷相等,质量和电荷量不一定相等;故AB 错误, CD 正确; 综上所述本题答案是：CD点睛：根据题意中的离子在区域Ⅰ中直线运动,可以知道离子受力平衡,由平衡条件可判断出粒子具有相同的速度;进入区域Ⅱ后,各离子的运动半径相同,由离子在匀强磁场中的运动半径结合速度相等可推导出离子具有相同的比荷. 8．D 【解析】电流在磁场中某点的受力情况，与电流方向和磁场的夹角有关，若电流方向和磁场方向平行，则电流不受磁场力的作用，A 错；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与F 、I 、l 都无关，B 错；磁场中某点的磁感应强度的方向和该点的磁场方向一致，C 错；根据可知，D 选项正确。

思路分析：电流所受的磁场力，还与磁场和电流方向的夹角有关； 试题点评：本题考查对安培定则掌握情况。

9．D 【解析】 【分析】利用左手定则判断通电导线在磁场中所受安培力的方向，根据左手定则可知，安培力与电流和磁场所在平面垂直，因此安培力既垂直于磁场方向又垂直与电流方向；【详解】左手定则是判断磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间关系的法则，根据作用定则可知，安培力垂直于电流和磁场所在的平面，因此安培力既垂直于磁场方向又垂直与电流方向，故D正确，ABC错误．【点睛】安培力方向是初学者很容易出错的地方，在学习中要加强这方面的练习，正确应用左手定则判断安培力的方向．10．C【详解】电子垂直进入磁场受洛伦兹力而发生偏转，由左手定则可找出洛伦兹力的方向，磁感线穿过左手手心，因电子带负电，则四指指向电子运动的反方向即指向垂直纸面向外，大拇指的指向向右，即电子将向右偏转，故选C．【点睛】本题考查了判断电子的偏转方向问题，应用安培定则与左手定则即可正确解题，应用左手定则解题时要注意电子带负电．11．D【详解】设电子的初速度为v，磁场的磁感应强度为B，电子的质量和电量分别为m、q．根据牛顿第二定律得qvB=m2 v r得到，运动轨迹半径为r=mvqB，m、q、B相同，则r与v成正比，电子的初速度不同，则半径不同，即r1≠r2．电子圆周运动的周期T=2mqB，m、q、B均相同，则电子运动的周期相同，即T1=T2．A．r1＝r2，T1≠T2，与结论不相符，选项A错误；B．r1≠r2，T1≠T2，与结论不相符，选项B错误；C．r1＝r2，T1＝T2，与结论不相符，选项C错误；D．r1≠r2，T1＝T2，与结论相符，选项D正确；故选D.12．【解析】试题分析：由于环形电流的周期T=2mBqπ，所以环形电流的电流强度I＝22q BqT mπ=．考点：电流的定义，粒子的圆周运动．13．0.1 0.1 0.1【详解】由题，通电导线与磁场垂直，则磁场的磁感强度为2610T0.1T30.2FBIL-⨯===⨯；磁场的磁感强度由磁场本身决定，与通电导线的长度无关，故当导线长度缩短一半时磁场的磁感强度仍为0.1T．磁场的磁感强度由磁场本身决定，当通入的电流加倍时磁场的磁感强度仍为0.1T．【点睛】熟练应用磁感应强度定义式即可求出磁感应强度，要注意定义式的适用条件．知道磁感应强度的决定因素．会计算当导线与磁场有一定夹角时的安培力的大小．14．2mvBq2mvBq【详解】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律2v qvB mR=可得：mv RqB =沿-x轴方向射出的粒子圆心在y轴上，如图：利用几何关系可知，所有粒子运动的圆心在以O 为圆心，R 为半径的圆中的第一象限部分， 则可知，粒子在x 轴和y 轴上达到的最远距离均为22mvR qB=. 【点睛】本题解决的关键在于能通过分析找出所有粒子的运动轨迹间的关系，这种有无数粒子的问题要注意重点观测边界点的运动情况． 15．mg ﹣BIl cosθ；BIl sinθ 【详解】以导体棒AC 为研究对象，分析受力：受重力，摩擦力支持力和安培力四个力作用，因为处于静止状态，所以四个力的合力为零，将F 分解到水平和竖直两个方向上，则 水平方向上sin sin f F BIl θθ==竖直方向上cos N F F mg θ+=所以cos N F mg F θ=-因为棒对导轨的压力与导轨对棒的支持力为一对相互作用力，所以'cos N N F F mg BIl θ==-。