人教版选修3-1第三章磁场单元测卷
人教版 选修 3-1 第三章 磁场 单元检测题(有答案word版)
第三章 《磁场》单元检测题第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.在每小题给出的四个选项中，至少有1个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分）1．关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是( )A ．由B ＝FIL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同2.在如图1所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力),电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )3.如图2所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个 水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能的是 ( )A.始终做匀速运动B.始终做减速运动，最后静止于杆上C.先做加速运动，最后做匀速运动D.先做加速运动，后做减速运动4．如图3所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )A ．一直增加B ．一直减少C ．先增加后减少D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少5．如图4所示，三个相同的粒子(粒子的重力忽略不计)a 、b 、c 分别以大小相等的速度经过平板MN 上的小孔O 射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，整个装置放在真空中，这三个粒子打到平板MN 上的位置到小孔O 的距离分别是x 1、x 2、x 3，则( )图2图1 图3A ．x 1＞x 2＞x 3B ．x 1＜x 2＜x 3C ．x 1＝x 2＜x 3D ．x 1＝x 3＜x 26．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a 和b 以及磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点的距离为3.0mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV ，磁感应强度的大小为0.040T.则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为 （ ）A. 1.3m/s ，a 正、b 负B. 2.7m/s ， a 正、b 负 C ．1.3m/s ，a 负、b 正 D. 2.7m/s ， a 负、b 正7．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹.图6是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( ) A ．粒子先经过a 点，再经过b 点 B ．粒子先经过b 点，再经过a 点 C ．粒子带负电 D ．粒子带正电8．带电小球以一定的初速度v 0h 1；当加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v 0时，小球上升的最大高度为h 2；当加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v 0时，小球上升的最大高度为h 3，如图7所示．不计空气阻力，则( )A ．h 1＝h 2＝h 3B ．h 1>h 2>h 3C ．h 1＝h 2>h 3D ．h 1＝h 3>h 2 9．图8甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的变化规律如图8乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是( )A ．在E k －t 图中应有t 4－t 3＝t 3－t 2＝t 2－t 1B ．高频电源的变化周期应该等于t n －t n －1图5图4图7C ．当电源电压减小为U2时，粒子加速次数增多，粒子最大动能增大D ．想粒子获得的最大动能越大，可增加D 形盒的面积10．如图9所示，匀强磁场中磁感应强度为B ，宽度为d ，一电子从左边界垂直匀强磁场射入，入射方向与边界的夹角为θ.已知电子的质量为m ，电荷量为e ，要使电子能从轨道的另一侧射出，则电子的速度大小v 的范围为（ ）.A. (1cos )Bed v m θ=+ B. (1cos )Bedv m θ>+ C. (1cos )Bedv m θ<+ D. v=0第Ⅱ卷（非选择题 共 60 分）二、填空题(本题共2小题，共16分)11．如图10所示，带电荷量为＋q 、质量为m 的小球从倾角为θ 的光滑斜面 上由静止下滑，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.则小球 在斜面上滑行的最大速度为________，小球在斜面上滑行的最大距离为 ________(斜面足够长).12．如图11所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg 、电荷量q ＝＋0.2 C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N 的恒力，g 取10 m/s 2，则木板的最大加速度为________；滑块的最大速度为________.三、计算题(本题共3小题，共44分。
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》检测题(包含答案)
A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内 C．能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于 E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小 15．如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 ，质量为 的直导体棒。 当导体棒中的电流 垂直纸面向里时， 欲使导体棒静止在斜面上， 可加平行纸面的匀强磁场中， 下列有关磁场的描述中正确的是 :( )
A．N减小， f 不变 B ．N减小， f 增大 C ．N、f 都增大 D ．N 增大， f 减小
6．如图所示， 半径为 R 的圆形区域里有磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，
M、N是磁场边界上两点且 M、N 连线过圆心，在 M点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向
磁场里发射质量为 m、电荷量为 q、速度大小均为 v qBR 的带正电粒子，不计粒子的重力， 2m
《磁场》检测题
一、单选题 1．如图所示，平行金属板 M、N 之间有竖直向下的匀强电场， 虚线下方有垂直纸面的匀强磁场， 质子和 α 粒子分别从上板中心 S 点由静止开始运动， 经电场加速后从 O点垂直磁场边界进入 匀强磁场，最后从 a、b 两点射出磁场（不计重力） ，下列说13．在光滑水平绝缘的足够大的桌面上建立 xoy 坐标系， 空间有竖直向下的匀强磁场， 磁感应
强度大小为 B0，有两个完全相同的质量为 m的带正电小球 A、B 分别位于 y 轴上纵坐标为 y2、
y1的位置，电荷量都为 q，两个小球都以垂直于 y 轴、大小为 v 的速度同时射入磁场。如图所
示 ( 两球若发生碰撞只能是弹性正碰 ) ，要让 B 球到 (0 ， y2) 处，那 y2 –y1 可能的值为
确的是（ ）
A．从 Od边射入的粒子，出射点全部分布在 Oa边 B．从 aO边射入的粒子，出射点全部分布在 ab 边
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(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。
高二物理(人教版)选修3-1第三章磁场 单元测试卷 含答案
高二物理人教版选修3-1第三章磁场单元测试卷一、单选题1.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极．图中正确表示小磁针静止时的位置是A. aB. bC. cD. d2.下列说法中正确的是（）A. 通电导线受磁场作用力为零的地方磁感应强度一定为零B. 通电导线在磁感应强度大的地方受磁场作用力一定大C. 磁感应强度等于通电直导线在磁场中所受的安培力与导线中的电流及其长度乘积IL的比值D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受磁场作用力的大小和方向无关3.在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有向纸面外的恒定电流，匀强磁场的磁感应强度为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上a处的磁感应强度恰好为零，则下述说法对的是A. b处磁感应强度为2T，方向水平向右B. c处磁感应强度也为零C. d处磁感应强度为，方向与匀强磁场方向成角D. c处磁感应强度为2T，方向水平向左4.如图所示,线框平面与匀强磁场方向垂直.现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是 ( )A. 变小B. 变大C. 不变D. 先变小后变大5.下列图是一根通电直导线在匀强磁场中的四种放置情况，其中通电直导线所受磁场力为零的是（）A. B. C. D.6.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图方向通与两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时靠近导线ABC. 逆时针方向转动，同时离开导线ABD. 顺时针方向转动，同时离开导线AB7.α粒子为氦原子核，质量约为质子的4倍，与质子电性相同，所带电荷量为质子电量的2倍。
若使质子、α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
关于它们的半径之比A. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为1：2B. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为2：1C. 当质子，α粒子的动能大小相等时，半径之比为1：2D. 当质子、α粒子的动能大小相等时．半径之比为2：18.我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图。
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。
单元测试 第三章 磁场 (人教版选修3-1)
第三章磁场单元测试（人教版选修3-1）(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)1．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是( )A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B．磁感线是磁场中客观存在的线C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线2．发现通电导线周围存在磁场的科学家是( )A．洛伦兹B．库仑C．法拉第D．奥斯特3．如图1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( )图1A．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4．如图2，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，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较( )图2A．F N减小，F f＝0 B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠05．在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图3所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )图3A．c、d两点的磁感应强度大小相等B．a、b两点的磁感应强度大小相等C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大6．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中可以确定( )图4A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电7．“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新成果．月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，图5是探测器通过月球表面a、b、c、d四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片．设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知四个位置的磁场从强到弱的排列正确的是( )图5A．B b→B a→B d→B c B．B d→B c→B b→B aC．B c→B d→B a→B b D．B a→B b→B c→B d8．如图6所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A 沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)( )图6A．v2＞v1，v2的方向必过圆心B．v2＝v1，v2的方向必过圆心C．v2＞v1，v2的方向可能不过圆心D．v2＝v1，v2的方向可能不过圆心9．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来如图7所示，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )图7A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转10．如图8所示，质量为m，带电荷量q的小球从P点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是( )图8A．一定做曲线运动B．轨迹一定是抛物线C．可能做匀速直线运动D．可能做匀加速直线运动二、填空题(本题共3小题，共14分)11．(4分)将长为1 m的导线ac从中点b折成如图9所示的形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为________ N.图912．(5分)如图10所示，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，并且处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度为____________，方向为____________．图1013．(5分)如图11所示，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，电荷量为q 的正离子，速率都为v.对那些在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大值为x＝________，y＝________.图11三、计算题(本题共4小题，共46分)14．(10分)如图12所示，在倾角为37°的光滑斜面上水平放置一条长为0.2 m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5 A的电流．当加一个竖直向上的B＝0.6 T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin 37°＝0.6)图1215．(12分)如图13所示，质量为m、带电荷量为＋q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两极间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．已知粒子重力不计，则粒子落到极板上时的动能为多少？图1316．(10分)如图14所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场．一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中，求：图14(1)电子从磁场中射出时距O点多远；(2)电子在磁场中运动的时间为多少．17．(14分)质量为m，电荷量为q的带负电粒子自静止开始，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L，如图15所示．已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．图15(1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图(用直尺和圆规规范作图)；(2)求匀强磁场的磁感应强度B.参考答案1．A [磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想线，它可以描述磁场的强弱和方向，A 对，B错．磁铁的外部，磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，内外部磁感线为闭合曲线，C错．实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线是看不到的，D错．]2．D [洛伦兹研究了磁场对运动电荷的作用力，库仑发现库仑定律，法拉第发现法拉第电磁感应规律，奥斯特通过实验发现电流的周围存在磁场，提出电流可以产生磁场的理论，故D正确．]3．C [带电金属环形成逆时针电流(从右向左看)，据安培定则可以确定，通过金属环轴OO′处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，C项正确．]4．C [由于磁铁在导线所在处的磁感应强度方向水平向左，由左手定则知，磁铁对通电导线的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力竖直向下，使磁铁与桌面间的压力变大；由于通电导线对磁铁的作用力竖直向下，因此磁铁没有水平运动趋势，故C正确．]5．C [通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的电流磁场与B 0垂直，a 点电流磁场与B 0同向，由磁场的叠加知c 点的合磁感应强度最小．] 6．B7．D [电子在磁场中做匀速圆周运动，由题图可知在a 、b 、c 、d 四图中电子运动轨迹的半径大小关系为R d ＞R c ＞R b ＞R a ，由半径公式R ＝mvqB可知，半径越大，磁感应强度越小，所以B a ＞B b ＞B c ＞B d ，D 正确．]8．B [由于洛伦兹力对带电粒子不做功，故v 2＝v 1，由几何关系可知v 2的方向必过圆心，故B 正确，A 、C 、D 错误．]9．A [赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，A 正确．]10．A [小球从P 点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场中后一定会受到电场力和洛伦兹力．电场力和重力会对小球做正功，洛伦兹力不做功．小球的动能会增加，即速度变大，且速度的方向也会发生变化．洛伦兹力也会变大，方向也会改变．小球运动的速度和加速度的大小、方向都会改变．所以运动情况是一定做曲线运动．] 11. 3解析 折线abc 受力等效于a 和c 连线受力，由几何知识可知ac ＝ 32m ，F ＝ILB sin θ＝25×0.08×32×sin 90° N ＝ 3 N .12.mgqB水平向左 解析 由左手定则可以判断出，当小球相对于磁场向右运动时，带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面．设此时速度为v ，则由力的平衡可知mg ＝qvB ，所以最小速度v ＝mgqB.小球相对于磁场向右运动，而小球静止，则磁场向左运动． 13.2mv qB 2mv qB解析 正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其偏转方向为顺时针方向，射到y 轴上最远的离子是沿x 轴负方向射出的离子．而射到x 轴上最远的离子是沿y 轴正方向射出的离子．这两束离子可能到达的最大x 、y 值恰好是圆周的直径，如图所示． 14．0.8 N解析 对通电导线受力分析如图所示．由平衡条件得： F 安＝mg tan 37°， 又F 安＝BIL ， 代入数据得：G ＝mg ＝BILtan 37°＝0.6×5×0.234N ＝0.8 N .15.12mv 2－12qvBd 解析 带电粒子做匀速直线运动时，有q Ud＝qvB ，qU ＝qvBd.磁感应强度增大，则磁场力增大，粒子向磁场力方向偏转．当粒子到达极板时，电场力做负功，则－q U 2＝E k －12mv 2.得E k ＝12mv 2－12qU ＝12mv 2－12qvBd16．(1)mv Be (2)πm3Be解析 (1)由左手定则可判断出电子应落在ON 之间，根据几何关系可解得圆心角为60°，则电子出射点距O 点的距离等于电子的运动半径 mveB.(2)电子在磁场中的运动时间应为t ＝16T ＝πm3Be17．(1)轨迹图见解析 (2)2L L 2＋d2 2mUq解析 (1)作粒子经电场和磁场的轨迹图，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 ＝12mv 2①粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：qvB ＝m v 2r②由几何关系得：r 2＝(r －L)2＋d 2③ 联立①②③式得：磁感应强度B ＝2L L 2＋d 22mUq.。
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综合评估检测卷（二）磁场、选择题（本大题共12小题，每小题 4分，共48分•每小题至少一个答案正确）( )1 •下列关于电场和磁场的说法中正确的是A.电场线和磁感线都是封闭曲线B •电场线和磁感线都是不封闭曲线C.通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用D.电荷在电场中一定受到电场力的作用答案： D2•下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场, 正确的是（）X M X •• •X X «•XXX • • •XXX •* *X X ■M X XX x • • •XKX•■■XXXA B C D答案： B3•在磁场中某一点，已经测岀一段0.5 cm长的导线中通入 0.01 A的电流时，受到的安培力为5.0 X 10「6N，则下列说法正确的是（）A •该点磁感应强度大小- 」定是0.1 TB •该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC.该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD.该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向解析：当通电导线与磁场方向垂直时， B = ~ = 0.1 T，当通电导线与磁场方向不垂直时 BF F故应选 B.> —IL sin a IL答案： B4 •在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动•现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（）1A .变为原来的4B •增大为原来的 4倍1C.减小为原来的2 D •增大为原来的 2倍答案： D5./ r左 6右初速度为V0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射岀，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则（）8.A .电子将向右偏转，速率不变B .电子将向左偏转，速率改变 C.电子将向左偏转，速率不变D •电子将向右偏转，速率改变解析：由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里， 再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变.答案： A 6.如图所示，A 为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置 一通电直导线，电流方向如图•当圆盘高速绕中心轴 00'转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（）A .竖直向上B .竖直向下 C.水平向里D .水平向外解析：由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上•由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.答案： C 7.如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为 B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒 子流以速度v 水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于此电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）A •大小为 B/v ，粒子带正电时，方向向上B .大小为B/v ，粒子带负电时，方向向上 C. 大小为Bv ，方向向下，与粒子带何种电荷无关 D. 大小为Bv ，方向向上，与粒子带何种电荷无关 解析： 当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域， 有qvB = qE,所以E= Bv.假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上•粒子带负电时，电场 方向仍应向上•故正确答案为D.答案：DO丄―X X : X Xi BX X ；X XbIX __X ：rjF X X如图所示，框架面积为 S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是（）A •如图所示位置时等于BSJ3B •若使框架绕 00 '转过60。
角，磁通量为三 BSC.若从初始位置转过 90。
角，磁通量为零D.若从初始位置转过 180。
角，磁通量变化为 2BS解析：1 1y0為7r J ...—.在如题图所示的位置时，磁感线与线框平面垂直，①二BS.当框架绕 00'轴转过60°时可一 1以将图改画成侧视图如图所示，①二BS±= BS cos 60° = -BS.转过90。
时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，①二0.线框转过180。
时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了•因而①1= BS，①2=— BS，△①=|①2 —①i = 2BS.综上所述，A、C、D正确.答案： ACD9.如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子（）A •只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B •只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C.只有质量 m与速度v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D・只有动能E k大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管解析：因为粒子能通过弯管要有一定的半径，其半径r = R.所以r = R=匹，由粒子的q、B都相同，则只有当mv 一定时，粒子才能通过弯管.qB答案： C用如图所示的回旋加速器来加速质子, 用下列哪几种方法？（）A •将其磁感应强度增大为原来的 2倍B •将其磁感应强度增大为原来的 4倍C.将D 形金属盒的半径增大为原来的2倍D.将两D 形金属盒间的加速电压增大为原来的 4倍解析： 在磁场中由牛顿第二定律得2evB= m^①质子的最大动能 E km = ^mv 2②要使质子的动能增加为原来的 4倍，可以将磁感应强度增大为原来的 2倍或将两D 形金属 盒的半径增大为原来的 2倍，故B 项错，A 、C 正确•质子获得的最大动能与加速电压无关，故 D 项错.答案： AC 11.误.答案： AD10.解①②式得Ekme 2B 2R 22m为了使质子获得的最大动能增加为原来的 4倍，可采如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、 磁场区域I 和匀强磁场区域H ， 如果这 束正离子束在区域I 中不偏转，进入区域H 后偏转半径 r 相同，则它们一定具有相同的（）A •速度 C.电荷量解析： 离子束在区域I 中不偏转，一 -定是B .质量 D .比荷qE = qvB ，v= E，A 正确.进入区域H 后，做B 匀速圆周运动的半径相同，由r=囂知，因v、B 相同，只能是比荷相同，故D 正确，B 、C 错E12.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示•一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）B .向下D •向右解析：a、b、c、d四根导线上电流大小相同，它们在 O点形成的磁场的磁感应强度B大小相同，方向如图甲所示.O点合磁场方向如图乙所示，则由O点垂直纸面向外运动的带正电的粒子所受洛伦兹力方向据左手定则可以判定向下. B选项正确.答案： B二、计算题（本大题共4小题，共52分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13. （10 分）如图所示，在磁感应强度B= 1 T的匀磁场中，用两根细线悬挂长L = 10 cm、质量m= 5 g 的金属杆•在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零.（1）求金属杆中电流的大小和方向;2⑵若每根悬线所受的拉力为0.1 N，求金属杆中的电流的大小和方向（g取10 m/s ）.解析：（1）因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上且F 安= BIL = mg解得| = 0.5 A，方向水平向右.⑵金属导线在重力 mg、悬线拉力解得1= 1.5 A，方向水平向左.14. （12 分）A •向上C.向左2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有mg + BIL = 2F 答案：（1）0.5 A 方向水平向右（2）1.5 A 方向水平向左乙I X X MI.如图所示，一束电子（电荷量为e ）以速度v 垂直射入磁感应强度为 B,宽度为d 的匀强电场电子在磁场中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分， 又因为洛伦兹力与速 度v 垂直，故圆心应在电子穿入和穿岀时所受洛伦兹力延长线的交点上, 的轨迹如图所示，从图中可以看岀，AB 弧所对的圆心角 0= 30° = nOB 即为半径，由几何关系知 d R = sin 0= 2d由半径公式R=乎得m=鯉=沁Bq v v带电粒子通过 AB 弧所用的时间，即穿过磁场的时间 0 1 12m nmn t= T 一 T 一 — X t = 2n 1 一 12 1一 12 Be 答案： 2Bed nd 答案： v 3v角，A 点到MN 的距离为d ，带电粒子重力不计.（2）求粒子在磁场中运动的时间 t. 解析：（1）粒子运动轨迹如图所示.中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是 30°则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间是多少?解析:作出粒子在磁场中运动6Be 3v15. （14分）如图所示，直线 现有一质量为 m 、带电荷量为+ MN 上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 q 的粒子在纸面内以某一速度从B 的匀强磁场，A 点射入，其方向与 MN 成30°（1）当v 满足什么条件时，粒子能回到 A 点？XXNx解析： (1)粒子射入磁场后，由于不计重力，洛伦兹力提供圆周运动需要的向心力，根据牛顿第二定律有2mv 0 qv o B =RR=(2)粒子在圆形磁场区域运动轨迹为一段半径 R= 5 cm 的圆弧，要使偏转角最大，就要求这段圆弧对应的弦最长，由图示的几何关系可知 tan 30 粒子在磁场中的轨道半径为2VBqv = m~联立两式，得v = °，3dBqmr ，则有A 点.⑵由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300 °300 °所以，有t= 36^T=5 x 2 nm5 nm 3Bq 答案： (1)v =也迴(2當m3Bq应强度B= 0.2 T, 一个带正电的粒子以初速度V o = 106 m/s 从磁场边界上直径ab 的一端a 射入磁场，已知该粒子的比荷 m = 108C/kg ，不计粒子重力.(1) 求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径. (2) 若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时V 0与ab 的夹角0及粒子的最大偏转角.16. (16分)在真空中，半径 r = 3 x 10「° m 的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感0= 37最大偏转角 3= 2 0= 74° 答案： (1)5 X 10「2m (2)74可知 即为图形区域的直径，粒子运动轨迹的圆心 rsin 0= R0.60'在ab 弦中垂线上，如图所示. 由几何关系。