磁场单元练习
磁场单元测试题
磁场单元测试题一、选择题1、两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动A、若速率相等，则半径必相等；B、若质量相等，则周期必相等；C、若动量相等，则半径必相等；D、若动能相等，则周期必相等。
2、α粒子和质子垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，若两粒子沿半径相同的轨道运动，则它们的动能之比Eα：E P为：A、4：1B、1：1C、1：2D、1：43、三个相同的带电小球1、2、3在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场，设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2、E3，忽略空气阻力。
则A、E1=E2=E3B、E1>E2=E3C、E1<E2=E3D、E1>E2>E34、在同一匀强磁场中，质子和电子各自在垂直于磁场方向的平面内作半径相同的匀速圆周运动，质子的质量为m p，电子的质量为m e，则A、质子与电子的速率之比等于m e/m p；B、质子与电子的动量之比等于m e/m p；C、质子与电子的动能之比等于m e/m p；D、质子与电子的圆周运动周期之比等于m e/m p。
5、如图所示中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是：A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同；B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反；C、E垂直向上，B垂直于纸面向外；D、E垂直向上，B垂直于纸面向里。
6、如图所示，在真空中一光滑水平面上，有一直径相同的两个金属球A、C，质量m A=0.01kg，m B=0.005kg，静止在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的C球带正电，电量q C=1.0×10-2C，在磁场外的不带电的A球以速度V0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰后，C球对水平面的压力恰为零，则碰后A球的速度为（g=10m/s2）A、10m/SB、5m/SC、15m/SD、-20m/S7、通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3所示，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确性的是：A、框有两条边所受的安培力方向相同；B、框有两条边所受的安培力的大小相同；C、框所受的安培力的合力向左；D、d所受的安培力对ab边的力矩不为零。
单元检测八 磁 场(含答案详解)
单元检测八磁场考生注意：1．本试卷共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．一、单项选择题(本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意)1.据报道，实验室已研制出一种电磁轨道炮，其实验装置俯视图如图1.炮弹(图中阴影部分)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁接触良好．开始时炮弹静止在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d ＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝10 g，导轨上电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝50.0 T．若炮弹在出口的速度为v＝2.0×103 m/s，下列选项正确的是()图1A．磁场的方向为垂直于纸面向里，通过导轨的电流大小为1 600 AB．磁场的方向为垂直于纸面向外，通过导轨的电流大小为1 600 AC．磁场的方向为垂直于纸面向里，通过导轨的电流大小为800 AD．磁场的方向为垂直于纸面向外，通过导轨的电流大小为800 A答案 C解析根据安培定则可知，磁场的方向垂直纸面向里，在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到的安培力大小为：F＝BId，设炮弹的加速度的大小为a，则：F＝ma，炮弹做匀加速直线运动，因而：v2＝2aL，联立解得：I＝800 A.2.如图2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′点(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()图2A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．在电场中运动时，电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小答案 C3.如图3所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段()图3A．a对b的压力不变B．a对b的压力变小C．a、b物块间的摩擦力变小D．a、b物块间的摩擦力不变答案 C解析a向左加速时受到的竖直向下的洛伦兹力变大，故a对b的压力变大，选项A、B错误；对a、b整体分析，由于a受到的洛伦兹力变大，会引起b对地面的压力变大，滑动摩擦力变大，整体的加速度变小，再隔离a，b对a的静摩擦力F f产生其加速度，由F f＝m a a知，a、b间的摩擦力变小，选项C正确，D错误．4.如图4所示正方形区域内，有垂直于纸面向里的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带正电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准正方形区域的中心射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()图4A ．这些粒子在磁场中运动的时间都相等B ．在磁场中运动时间越短的粒子，其速率越小C ．在磁场中运动时间越短的粒子，其轨道半径越大D ．在磁场中运动时间越短的粒子，其通过的路程越小答案 C解析 由q v B ＝m v 2r ，v ＝2πr T ，得：T ＝2πm qB，由于B 、q 、m 均相同，所以T 相同，根据运动时间t ＝θ2πT 可知，在磁场中运动时间越短的带电粒子，轨迹对应的圆心角越小，轨迹半径越大，由在磁场中运动的半径r ＝m v qB知速率一定越大，故A 、B 错误，C 正确；经过的路程即为弧长s ＝θr ，由于圆心角越小，半径越大，所以路程不一定越小，D 错误．5.(2018·高邮市段考)为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b 和c ，左、右两端开口与排污管相连，如图5所示．在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为a 的相互平行且正对的电极M 和N ，M 、N 与内阻为R 的电流表相连．污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况．下列说法中错误的是( )图5A ．M 板比N 板电势低B ．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小C ．污水流量越大，则电流表的示数越大D ．若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大答案 B解析 污水从左向右流动时，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向N 板和M 板偏转，故N板带正电，M 板带负电，A 正确．稳定时离子在两板间受力平衡，q v B ＝q U b，此时U ＝Bb v ＝BbQ bc ＝BQ c，式中Q 是流量，可见当污水流量越大、磁感应强度越强时，M 、N 间的电压越大，电流表的示数越大，而与污水中离子浓度无关，B 错误，C 、D 正确．二、多项选择题(本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)6．(2019·新海中学期末)如图6甲所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线下方有一静止的灵敏小磁针．现在导线中通以图甲所示的恒定电流，测得小磁针偏离南北方向的角度θ的正切值tan θ与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示．若该处地磁场的水平分量为B 0，则下列判断中正确的是( )图6A ．通电后，小磁针的N 极向纸里偏转B ．通电后，小磁针静止时N 极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向C ．电流在x 0处产生的磁场的磁感应强度大小为33B 0D ．x 0处合磁场的磁感应强度大小为2B 0答案 AC解析 根据安培定则可知，通电后，小磁针的N 极向纸里偏转，故A 正确；磁场的磁感应强度是矢量，通电后，小磁针静止时N 极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场与地球的磁场的合磁场的方向，故B 错误；设电流在x 0处产生的磁场的磁感应强度大小为B 1，则：tan θ＝B 1B 0，所以B 1＝33B 0，故C 正确；由矢量的合成可知，x 0处合磁场的磁感应强度大小为233B 0，故D 错误． 7.如图7所示，虚线所围圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，比荷相同的a 、b 两带电粒子同时从P 点进入磁场，a 的速度v 1沿半径方向，b 的速度v 2与PO 之间夹角为60°，两粒子分别经过时间t 1、t 2都从Q 点射出磁场，∠POQ ＝120°.不计两粒子间相互作用力与重力，则( )图7A ．t 1∶t 2＝3∶1B ．t 1∶t 2＝1∶3C ．v 1∶v 2＝2∶1D ．v 1∶v 2＝2∶ 3答案 BC解析 a 、b 两粒子的运动轨迹如图所示：由于∠POQ ＝120°，由图可知，a 对应圆心O 1，圆心角为60°；b 对应圆心O 2，圆心角为180°，根据周期T ＝2πm qB ，a 、b 周期相等，由t ＝θ2πT 得t 1∶t 2＝1∶3 ，故A 错误，B 正确；由图可知，a 的轨迹半径r 1＝R tan 60°＝3R ；b 的轨迹半径r 2＝R sin 60°＝32R .根据轨迹半径r ＝m v qB得v 1∶v 2＝2∶1，故C 正确，D 错误．8.如图8所示，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，均通有电流I ，L 1中电流方向与L 2中的相同，与L 3中的相反．下列说法正确的是( )图8A ．L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直B ．L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直C ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3D ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1答案 BC解析 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L 1受力分析如图甲，可知，L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在的平面平行，故A 错误；对L 3受力分析如图乙，可知L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在的平面垂直，故B 正确；设三根导线两两之间的相互作用力为F ，则L 1、L 2受到的磁场作用力的合力大小都等于F ，L 3受到的磁场作用力的合力大小为3F ，即L 1、L 2、L 3单位长度受到的磁场作用力的大小之比为1∶1∶3，故C 正确，D 错误．9.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图9所示．置于真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f ，加速电压为U .若A 处粒子源产生质子的质量为m 、电荷量为＋q ，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是( )图9A ．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB ．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U 成正比C ．质子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D ．不改变磁感应强度B 和交流电频率f ，经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变 答案 AC解析 质子被加速后的最大速度受到D 形盒半径R 的制约，因v m ＝2πR T＝2πRf ，故A 正确；质子离开回旋加速器的最大动能E km ＝12m v m 2＝12m ×4π2R 2f 2＝2m π2R 2f 2，与加速电压U 无关，B 错误；根据q v B ＝m v 2r ，Uq ＝12m v 12，2Uq ＝12m v 22，得质子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1，C 正确；因经回旋加速器加速的粒子最大动能E km ＝2m π2R 2f 2，与m 、R 、f 均有关，故D 错误．10.如图10所示，在xOy 平面的第Ⅰ象限内存在垂直xOy 平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．两个相同的带电粒子，先后从y 轴上的a (0，3L )点和b 点(坐标未知)以相同的速度v 0垂直于y 轴射入磁场，在x 轴上的c (L,0)点相遇，不计粒子重力及其相互作用，根据题设条件可以确定( )图10A ．带电粒子在磁场中运动的半径B ．带电粒子的电荷量C ．带电粒子在磁场中运动的时间D ．带电粒子的质量答案 AC解析 两个粒子做匀速圆周运动，由几何关系可以确定其圆心坐标分别是⎝⎛⎭⎫0，33L 、⎝⎛⎭⎫0，－33L ，轨迹半径R ＝233L ，圆弧所对圆心角分别是120°和60°，根据洛伦兹力提供向心力q v 0B ＝m v 20R 得R ＝m v 0Bq，又v 0、B 已知，可以求出带电粒子的比荷，但无法确定带电粒子的带电荷量和质量，由T ＝2πm qB ，t ＝θ2πT ，可求出带电粒子在磁场中运动的时间，A 、C 正确． 11.如图11，为探讨霍尔效应，取一块长度为a 、宽度为b 、厚度为d 的金属导体，给金属导体加与前后侧面垂直的匀强磁场B ，且通以图示方向的电流I 时，用电压表测得导体上、下表面M 、N 间电压为U .已知自由电子的电荷量为e .下列说法中正确的是( )图11A ．M 板比N 板电势高B ．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大C ．导体中自由电子定向移动的速率为v ＝U BdD ．导体单位体积内的自由电子数为BI eUb答案 CD解析 电流方向向右，则自由电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向上，则M 板积累了电子，M 板比N 板电势低，选项A 错误；电子定向移动相当于长度为d 的导线垂直切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数U 等于感应电动势E ，则有U ＝E ＝Bd v ，可见，电压表的示数与导体单位体积内自由电子数无关，选项B 错误；由U ＝E ＝Bd v 得，导体中自由电子定向移动的速率为v ＝U Bd，选项C 正确；电流的微观表达式是I ＝ne v S ，则导体单位体积内的自由电子数n ＝I e v S ，S ＝db ，v ＝U Bd ，代入得n ＝BI eUb，选项D 正确．三、非选择题(本题共4小题，共计61分)12.(15分)(2019·运河中学模拟)如图12所示，电源电动势为E ，内阻为r ，定值电阻的阻值R 0＝2r ，滑动变阻器的最大阻值为R ＝3r ，两平行极板a 、b 间有匀强磁场，两板间距为d .将滑动变阻器的滑动触头P 调到最下端，闭合开关K ，电路稳定后，一质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子从两平行极板a 、b 正中间以平行于极板的初速度v 0自左向右射入，正好沿直线穿过两极板，忽略带电粒子的重力．求：图12(1)电源两端的路端电压U ；(2)匀强磁场的磁感应强度大小B ；(3)若将开关K 断开，待电路稳定后，在保持其它条件不变的前提下，只改变带电粒子速度的大小，使其能从两平行板的左侧飞出，求该带电粒子射入平行极板a 、b 时的速度v 大小范围．答案 (1)56E (2)E 2v 0d (3)0<v ≤qE 8m v 0解析 (1)电源两端的路端电压U ＝E R 0＋R ＋r(R 0＋R )＝56E (2)两极板间电势差大小为U ab ＝E R 0＋R ＋rR ＝12E 由题意知q v 0B ＝q U ab d解得B ＝E 2v 0d(3)断开开关K ，电路稳定后，带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有：q v B ＝m v 2r ，粒子能从两平行极板的左侧飞出的条件：r ＝m v qB ≤14d 联立可得，该带电粒子射入平行极板a 、b 时的速度v 大小范围为：0<v ≤qE 8m v 0. 13.(15分)(2018·全国卷Ⅲ·24)如图13，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U 加速后在纸面内水平向右运动，自M 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v 1，并在磁场边界的N 点射出；乙种离子在MN 的中点射出；MN 长为l .不计重力影响和离子间的相互作用．求：图13(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比．答案 (1)4U l v 1(2)1∶4解析 (1)设甲种离子所带电荷量为q 1、质量为m 1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R 1，磁场的磁感应强度大小为B ，在加速电场中由动能定理有q 1U ＝12m 1v 12① 在磁场中由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q 1v 1B ＝m 1v 12R 1② 由几何关系知2R 1＝l ③由①②③式得B ＝4U l v 1④ (2)设乙种离子所带电荷量为q 2、质量为m 2，射入磁场的速度为v 2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R 2.同理有q 2U ＝12m 2v 22⑤ q 2v 2B ＝m 2v 22R 2⑥ 由题给条件有2R 2＝l 2⑦ 由①②③④⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为q 1m 1∶q 2m 2＝1∶4⑧ 14．(15分)如图14所示，金属板M 、N 竖直平行放置，中心开有小孔，板间电压为U 0，E 、F 金属板水平平行放置，间距为d ，长度为L ，其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场AC 边界与AB 竖直边界的夹角为60°，现有一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，从极板M 的中央小孔s 1处由静止出发，穿过小孔s 2后沿E 、F 板间中轴线进入偏转电场，从P 处离开偏转电场，平行AC 方向进入磁场，若P 距磁场AC 与AB 两边界的交点A 的距离为a ，忽略粒子重力及平行板间电场的边缘效应，试求：图14(1)粒子到达小孔s 2时的速度v 0的大小；(2)E 、F 两极板间电压U ；(3)要使粒子进入磁场区域后能从AB 边射出，磁场磁感应强度的最小值．答案 (1) 2qU 0m (2)23dU 03L (3)82qmU 03qa解析 (1)粒子在加速电场中由动能定理得qU 0＝12m v 02 故粒子到达小孔s 2时的速度v 0＝2qU 0m(2)粒子在板间运动轨迹如图甲所示，粒子离开偏转电场时，速度偏转角θ＝30°， 竖直方向速度v y ＝v 0tan 30°＝33v 0在偏转电场中的加速度大小a ＝F m ＝qU md ，运动时间t ＝L v 0由于v y ＝at ＝qUL md v 0故E 、F 两极板间电压U ＝23dU 03L(3)如图乙所示，要使得粒子从AB 边射出，R 越大，B 越小，R 最大的临界条件就是圆周与AC 边相切，由几何关系得R ＝34a粒子进入磁场时速度v ＝v 0cos 30°在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得q v B ＝m v 2R故所加磁场的磁感应强度最小值为B ＝82qmU 03qa.15．(16分)(2016·江苏单科·15)回旋加速器的工作原理如图15甲所示，置于真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间狭缝的间距为d ，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m ，电荷量为＋q ，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U 0.周期T ＝2πm qB .一束该种粒子在t ＝0～T 2时间内从A 处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：图15(1)出射粒子的动能E m ；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E m 所需的总时间t 0；(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d 应满足的条件．答案 (1)q 2B 2R 22m (2)πBR 2＋2BRd 2U 0－πm qB(3)d <πmU 0100qB 2R解析 (1)粒子运动半径为R 时q v B ＝m v 2R ，且E m ＝12m v 2，解得E m ＝q 2B 2R 22m(2)粒子被加速n 次达到动能E m ，则E m ＝nqU 0粒子在狭缝间做匀加速运动，设n 次经过狭缝的总时间为Δt ，加速度a ＝qU 0md匀加速直线运动nd ＝12a ·(Δt )2 由t 0＝(n －1)·T 2＋Δt ，解得t 0＝πBR 2＋2BRd 2U 0－πm qB(3)只有在0～(T 2－Δt )时间内飘入的粒子才能每次均被加速，则所占的比例为η＝T 2－Δt T 2由η>99%，解得d <πmU 0100qB 2R.。
物理磁力单元测试题及答案
物理磁力单元测试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 磁力线是表示磁场分布的假想线，其方向是怎样的？A. 从南极指向北极B. 从北极指向南极C. 与磁场垂直D. 与磁场平行2. 磁铁的两个磁极分别是：A. 南极和北极B. 东极和西极C. 地极和天极D. 正极和负极3. 以下哪种物质是铁磁性材料？A. 铜B. 铝C. 铁D. 塑料4. 地球是一个巨大的磁体，其磁场的南北极与地理南北极的关系是：A. 完全重合B. 完全相反C. 存在磁偏角D. 无关系5. 磁感应强度的单位是：A. 牛顿B. 特斯拉C. 安培D. 伏特二、填空题（每题2分，共10分）6. 磁铁的两个磁极分别是________和________。
7. 磁力线的密度可以表示磁场的________。
8. 磁铁吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。
9. 磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其单位是________。
10. 地球的磁场是由地球内部的________产生的。
三、简答题（每题5分，共20分）11. 简述磁铁的磁化过程。
12. 解释什么是磁偏角，以及它在历史上的重要性。
13. 描述磁感应强度和磁场强度的区别。
14. 简述磁力线的特点。
四、计算题（每题10分，共20分）15. 已知一个磁铁的磁感应强度为0.5特斯拉，求在该磁场中，一个面积为0.02平方米，与磁场垂直的线圈所受到的磁力。
16. 若一个磁铁的磁场强度为1000安培/米，求在距离磁铁中心1米处的磁感应强度。
五、实验题（每题15分，共15分）17. 设计一个实验来验证磁铁的两个磁极之间的作用力。
答案：一、选择题1. B2. A3. C4. C5. B二、填空题6. 南极、北极7. 强弱8. 磁化9. 特斯拉10. 液态铁核三、简答题11. 磁铁的磁化过程是指磁性材料在外部磁场的作用下，内部磁矩排列一致，从而显示出磁性的过程。
12. 磁偏角是指地球磁场的磁北极与地理北极之间的夹角，历史上，磁偏角的发现对于航海定位和地球物理学的发展有着重要意义。
第3章 磁场 单元测试22(人教版选修3-1)
第3章 磁场 单元测试221.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中不正确的是( )A ．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质C ．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止的D ．磁感线不是细铁屑连成的曲线，实际上并不存在磁感线【解析】 磁感线是为了描述磁场而假想的线，是闭合曲线，故C 错误，D 正确．磁感线的疏密反映场的强弱，曲线上某点的切线反映场的方向，故A 正确，磁场是在磁体和电流周围客观存在的物质，故B 项正确．【答案】 C2．一回旋加速器，当电场的频率一定时，加速α粒子的磁感应强度和加速质子的磁感应强度之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4【解析】 回旋加速器对粒子的加速过程必须保证电场频率等于圆周运动的频率，对质子f 电＝qHBH 2πmH ；对α粒子f 电＝q αB α2πm α，可得B α＝m αmH ·q H q αBH ＝2BH. 【答案】 C3．图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子( )A ．带正电，由下往上运动B ．带正电，由上往下运动C ．带负电，由上往下运动D ．带负电，由下往上运动【解析】 从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R ＝mv qB可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A.【答案】 A4.从地面上方A 点处自由落下一带电荷量为＋q 、质量为m 的粒子，地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为v 1，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v 2，则( )A ．v 1＞v 2B ．v 1＜v 2C ．v 1＝v 2D ．无法判定【解析】 带电粒子下落过程中，受重力、电场力、洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向跟运动方向垂直，不做功．重力做功都一样，但电场力做功有区别．若磁场方向向里，粒子下落过程中沿电场力方向移动的距离大，电场力做功多，故v 1＞v 2.【答案】 A5.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平固定放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，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( )A ．a 、b 两点磁感应强度相同B ．c 、d 两点磁感应强度相同C ．a 点磁感应强度最大D ．b 点磁感应强度最大【解析】 磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a 、b 、c 、d 四点磁感应强度的方向．根据矢量合成法则，可得A 、B 、C 错误，D 正确．【答案】 D6．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q 的液滴做半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感应强度为B ，则油滴的质量和环绕速度分别为( )A ．Eq/g BgR/EB ．B 2qR/E E/BC ．B Rq/g qRgD ．Eq/g E/B【解析】 带电液滴做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以一定有：qE ＝mg ，m ＝qE/g ；再根据qvB ＝mv 2/R ，可得v ＝BgR/E ，故选A.【答案】 A7．如图为一电流表的原理示意图，质量为m 的均质细金属棒MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数．MN 的长度大于ab.当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合；当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流．下列说法正确的是( )A ．若要电流表正常工作，M 端与电源正极相接B ．若要电流表正常工作，M 端与电源负极相接C ．若电流表示数为零，则弹簧的形变量为零D ．若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为原来的2倍解析】 指针在0刻线时不受安培力，即mg ＝kx 0，受安培力后指针向下移动，则所受安培力方向向下，由左手定则知MN 中电流方向由M →N ，即M 端接电源正极，A 对，B 、C 错；若刻线不变，量程扩大2倍，即I 扩大2倍，由BLI ＝k Δx 可知，B 为原来的12倍，D 错． 【答案】 A8．如图所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，不计重力．在a 点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd 运动，ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化的关系可能是图中的( )【解析】带电离子在电场中运动qvB＝mv2R，得半径R＝mvqB，半径相等，磁感应强度B相等；根据左手定则，可判断出磁感应强度方向分别为垂直于纸面向外、向里、向外，故选项C正确．【答案】 C9．如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标系xOy，在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B，在y>0的空间内，将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a＝2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，被安置在原点的一个装置瞬间改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y<0的空间运动．液滴在y<0的空间内的运动过程中( )A．重力势能一定不断减小 B．电势能一定先减小后增大C．动能不断增大 D．动能保持不变【解析】带电液滴在y>0的空间内以加速度a＝2g做匀加速直线运动，可知液滴带正电，且电场力等于重力，当液滴运动到坐标原点时变为负电荷，液滴进入y<0的空间内运动，电场力等于重力，液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，由此可知，A、B错误；由于重力、电场力做功总为零，C错误，D正确．【答案】 D10.如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)，并经开关S与电源连接．容器中注满能导电的液体，液体的密度为ρ.将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同；开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差．若闭合开关S后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小．【解析】 开关S 闭合后，导电液体中有电流由C 流向D ，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F 的作用，在液体中产生附加压强p ，这样a 、b 管中液面将出现高度差．设液体中产生附加压强为p ，则：p ＝F S① p ＝ρhg ②F ＝BIL ③S ＝Ld ④所以磁感应强度的大小为B ＝ρhgd I⑤ 【答案】 ρghd I11．在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出．(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q m. (2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ′，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？【解析】 (1)由粒子的运行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷．粒子由A 点射入，由C 点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径R ＝r又qvB ＝m v 2R则粒子的比荷q m ＝v Br .(2)粒子从D 点飞出磁场速度方向改变了60°角，故AD 弧所对圆心角为60°，粒子做圆周运动的半径R ′＝rcot 30°＝ 3r ，又R ′＝mv qB ′所以B ′＝33B粒子在磁场中运行时间t ＝16T ＝16×2πm qB ′＝ 3πr 3v. 【答案】 (1)负电荷v Br (2)33B 3πr 3v12．如图所示，平行于直角坐标系y 轴的PQ 是用特殊材料制成的，只能让垂直打到PQ 界面上的电子通过．其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为E 的匀强电场．现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O 沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，在△OAC 中，OA ＝a ，θ＝60°.求：(1)能通过PQ 界面的电子所具有的最大速度是多少？(2)在PQ 右侧x 轴上什么范围内能接收到电子．【解析】 (1)要使电子能通过PQ 界面．电子飞出磁场的速度方向必须水平向右，由Bev ＝m v 2r可知，r 越大v 越大，从C 点水平飞出的电子，运动半径最大，对应的速度最大，即r ＝2a 时，电子的速度最大由Bev ＝m v 2m 2a 得：v max ＝2Bea m. ①(2)粒子在电场中做类平抛运动，据a ＝12eE mt 2 ② x ＝vt得：x max ＝2Ba 2ae mE ③由此可知：PQ 界面的右侧x 轴上能接收电子的范围是(3a ，3a ＋2Ba2ae mE) 本题属于复合场问题，考查带电粒子在有界磁场中的运动和带电粒子在匀强电场中的运动，需要同学们解题时能够正确地画出带电粒子在磁场和电场中的运动轨迹．【答案】 (1)2Bea m (2)(3a, 3a ＋2Ba 2ae mE)。
磁场单元测试
ONS图1磁场单元过关测试题 第Ⅰ卷（选择题 共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分． 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．下列关于磁电式电流表的说法中正确的是 （ ）A ．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的B ．磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成反比C ．磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱D ．磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用3．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4．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5．两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6．如图4所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，图3MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直于纸面向外运动，可以 （ ）A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极B ．将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极C ．将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极D ．将a 、c 端接在交流电源的一端，b 、d 端接在交流电源的另一端7．如图6所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab =2bc ，磁 场方向垂直于纸面；实线框a ′b ′c ′d ′是一正方形导线框，a ′b ′ 边与ab 边平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W 1表示沿平 行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功，W 2表示以同样速率沿平行于bc 的方向拉出过程中外力所做的功，则 （ ）A ．W 1=W 2B ．W 2=2W 1C ．W 1=2W 2D ．W 2=4W 1第Ⅱ卷（非选择题 共60分）二、本题共4小题，共16分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答. 8．如图9和图10所示，长都为20cm 的直导线中的电流强度都为2A ，匀强磁场的磁感应强度都为0.5T ，图9的磁场方向水平向右，图10中磁场方向垂直纸面向里，则图9中导线所受的安培力大小为 ，方向 ，图10中导线所受的安培力大小为 ，方向 。
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.。
磁场单元练习题-选择题专练
高三物理复习资料－磁场选择题专练班级学号姓名.一、单项选择1．下列单位中与磁感应强度的单位一致的有（）A．N/（A·m）B．N/（C·s）C．N/（C·m）D．V·s /m22．一长螺线管里通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计带电粒子的重力，粒子将在管中（）A．做圆周运动 B．沿轴线来回运动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动3．在磁场中某点放一小段通电导线，下列说法中正确的是（）A．根据B=F/IL可知，该点磁感应强度B的大小跟安培力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比B．若该导线所受安培力为零，则该点的磁感应强度一定为零C．若该导线所受的安培力不为零，则该点的磁感强度的大小一定为F/ILD．该点的磁感应强度的方向一定与导线所受安培力方向不相同4．在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以同向电流时，则 [ ] A．两环都有向内收缩的趋势 B．两环都有向外扩张的趋势C．内环有收缩趋势，外环有扩张趋势D．内环有扩张趋势，外环有收缩趋势5.关于磁感强度B，下列说法中正确的是( )A.磁场中某点B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B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致；C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零；D.在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。
6.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为( )A. Φa＞ΦbB. Φa＜ΦbC.Φa＝ΦbD.无法比较7.三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速度v1、v2和v3，经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空中，且不计重力，这三个质子打到平板MN上的位置到小孔O的距离分别是s1、s2和s3则( )A. s1> s2> s3B. s1< s2< s3C. s1= s2> s3D. s1= s2< s38.如图所示，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N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )减小，f＝0 减小，f≠0增大，f ＝0 增大，f ≠09.有质量相同的小球A 、B 、C ，A 不带电，B 、C 带等量电荷。
第三章+磁场单元测试卷
第三章 磁 场 单元测试卷班级_______姓名_______学号________ 一、选择题1．关于磁感应强度，正确的说法是A ．根据定义式ILFB，磁场中某点的磁感应强度B 与F 成正比，与IL 成反比 B ．磁感应强度B 是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同C ．磁感应强度B 是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同D ．在确定的磁场中，同一点的B 是确定的，不同点的B 可能不同2．如下左图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，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( )A ．ａ、ｂ两点磁感应强度相同B ．ａ点磁感应强度最大C ．ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等D ．b 点磁感应强度最大3．如上右图所示，直角三角形通电闭合线圈ABC 处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为A ．大小为零B ．方向竖直向上C ．方向竖直向下D ．方向垂直纸面向里 4．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象A ．永久磁铁的磁场B ．直线电流的磁场C ．环形电流的磁场D ．软铁棒被磁化的现象 5．两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I 1和I 2，如图所示。
先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是A ．相互吸引，电流大的加速度大B ．相互吸引，加速度大小相等C ．相互排斥，电流大的加速度大D ．相互排斥，加速度大小相等6．如图所示，一金属直杆MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN 垂直纸面向外运动，可以 A ．将a 、c 端接在电源正极，b 、d 端接在电源负极 B ．将b 、d 端接在电源正极，a 、c 端接在电源负极C ．将a 、d 端接在电源正极，b 、c 端接在电源负极D ．将a 、c 端接在交流电源的一端，b 、d 接在交流电源的另一端 7．一质子以速度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 ．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C ．若质子的速度V'<V ，它将向下偏转而做类似的平抛运动D ．若质子的速度V'>V ，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线。
新人教高一物理选修3-1第三章 磁场单元测试
选修3-1第三章磁场单元测试一、选择题1．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2．如图12-62所示，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外的电流，则[ ]A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是[ ]A．氘核 B．氚核C．电子D．质子4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．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≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2 C．r1=r2，T1=T2 D．r1≠r2，T1=T25．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图12-63中a、b所示．由图可以判定[ ]A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定是垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外不能判定6．如图12-64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．速度B．质量C．电荷D．荷质比7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图12-65所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是[ ]A．这离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点8．如图12-66所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力) [ ]A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电，E方向都向下9．三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图12-67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90°、60°、30°．则它们在磁场中运动时间之比为 [ ]A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶2∶110．如图12-68所示，电场E的方向竖直向下，磁场B和B′的方向分别垂直纸面向内和向外，在两板左端有甲、乙、丙、丁四个正离子垂直于B、E所决定的平面入射，已知离子所带的在量相等，且有m甲=m乙＜m丙=m丁，运动速度关系是v甲＜v乙=v丙＜v丁．由图可知[ ]A．P1处是甲离子B．P2处是乙离子C．P3处是乙离子D．P4处是丙离子二、填空题11．一质子及一α粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．(1)若两者由静止经同一电势差加速的，则旋转半径之比为______；(2)若两者以相同的动量进入磁场中，则旋转半径之比为______；(3)若两者以相同的动能进入磁场中，则旋转半径之比为______；(4)若两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为_______．12．两块长5d，相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场．一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度v从左端各处飞入(图12-69)．为了不使任何电子飞出，板间磁感强度的最小值为______．13．如图12-70所示，M、N为水平位置的两块平行金属板．板间距离为d，两板间电势差为U．当带电量为q、质量为m的正离子流以速度v0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动．偏向M板(重力忽略不计)．今在两板间加一匀强磁场，使从中央O处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是______，磁感强度B=______．14．如图12-71所示，质量为m，带电量为+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．已知两板间距为d，磁感强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为______．15．如图12-72所示，绝缘光滑的斜面倾角为θ，匀强磁场B方向与斜面垂直，如果一个质量为m，带电量为-q 的小球A在斜面上作匀速圆周运动，则必须加一最小的场强为______的匀强电场．16．三个带等量正电荷的粒子a、b、c(所受重力不计)以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中，轨迹如图12-73，则可知它们的质量ma、mb、mc大小次序为______，入射时的初动量大小次序为______．三、问答题17．一个负离于，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图12-74所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．(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过时间t到达位置P，试证明直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是18．如图12-75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、带电为+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，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：(1)匀强电场的方向和强度；(2)磁场的方向和磁感强度．19．如图12-76所示，质量m、电量q的小金属块，以某一初速沿水平放置的绝缘板进入正交的电场、磁场中，已知B垂直纸面向外，E水平．金属块与板之间的摩擦因数为μ，当金属块由A端匀速滑到B端时，与挡板相碰，并打开开关，使电场消失。
人教版高中物理选修3-1磁场单元练习
（精心整理，诚意制作）桃州中学磁场单元练习一、单项选择题（共24分，每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项）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3、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 34πC 、π2tBD 、tB π34、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 0B 、1C 、2V 0D 、20V5、有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电场.离子飞出电场后的动能为E k ，当在平行金属板间再加入一个垂直纸面向内的如图所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为E k /,磁场力做功为W ，则下面各判断正确的是A ．E K <E K ＇,W =0B ．E K >E K ＇,W =0C ．E K =E K ＇,W =0D ．E K >E K ＇,W >06、如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A 点进入这个区域沿直线运动，从C 点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B 点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)A.t1=t2=t3B.t2<t1<t3C.t1=t2<t3D.t1=t3>t2一、多项选择题（共36分，每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项）7、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8、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9、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abcdeC、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10、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11、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。
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磁场单元练习
一、单选题
1.关于磁感强度，下列说法中正确的是（）
A.磁感强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向
B.磁感强度大的地方，通电导线所受的力也一定大
C.磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向
D.通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感强度一定为零
2.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场中，粒子的一
段运动径迹如图所示．若径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于
带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），则
从图中情况可以确定（）
A.粒子是从a运动到b，带正电
B.粒子是从b运动到a，带正
电
C.粒子是从a运动到b，带负电
D.粒子是从b运动到a，带负电
3.如图所式，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，
有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，
在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的
质量，电荷量以及速度大小如表所示．由以上信息可知，从图中
A.3，5，4
B.4，2，5
C.5，3，2
D.2，4，5
4.如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，侧旁小磁针N极的最终指向为（）
A.平行纸面向右
B.平行纸面向左
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
5.一个带正电的粒子以速度v进入匀强磁场中，速度方向与磁感应强度方向相同．不计重力，能正确反映粒子运动轨迹的图是（）
A. B. C. D.
6.如图所示，有一正三角形线圈ABC，通过逆时针方向的电流，现
有一水平匀强磁场沿BC方向向右，则线圈运动情况是（）
A.以底边BC为轴转动，A向纸面外
B.以中心G为轴，在纸面
逆时针转动
C.以中线AM为轴，逆时针转动（俯视）
D.受合力为零，故不转
7.如下图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通
以流向相反、大小不等的恒定电流，且I a＞I b．当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场时；导线a恰好不再受安培力的作用．则跟加磁场B以前相比较( )
A.b也恰好不再受安培力的作用
B.b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向下
C.b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下
D.b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下
8.关于磁电式电流表，下列说法错误的是( )
A.磁电式电流表是根据通电线圈在磁场中受安培力的作用而制成的
B.磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流
C.根据磁电式电流表的指针偏转方向，可以知道被测电流的方向
D.磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是匀强磁场，安培力的方向与线圈平面垂直，故其表盘的刻度是均匀的
9.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是( )
A.F、B、I的三者必定均相互垂直
B.F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I
C.B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I
D.I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
10.长为L的导线ab斜放在水平导轨上(导线与导轨的夹角为θ)，两
导轨相互平行且间距为d，匀强磁场的磁感应强度为B，如图所示，当通过ab的电流为I时，导线ab所受安培力的大小为( )
A.ILB
B.ILB sinθ
C.I d B
D.I d B/cosθ
11.如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，
且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是( )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
12.中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发
现是诺贝尔奖级的成果．如图所示，厚度为h，宽度为d的
金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在金属导体上下
表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确
的是（）
A.上表面的电势高于下表面电势
B.仅增大d时，上下表面的电势差减小
C.仅增大h时，上下表面的电势差增大
D.仅增大电流I时，上下表面的电势差减小
13.如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强
度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措
C.保持电流I不变，适当增大B
D.使电流I反向，适当减小
14.如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限
于半径为R的圆内．若电子速度为υ，质量为m，带电量为q，磁
感应强度为B．电子在磁场中偏转后从C点射出，∠AOC=120°，下
面结论正确的是（）
A.电子经过磁场的时间为
B.电子经过磁场的时间为
C.
磁场半径R为 D.AC间的距离为
二、计算题
15.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的中心为O，半径为r．当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点．为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？（电子的质量m、电量e均为已知）
16.如图所示，通电直导线ab质量为m、长为l水平地放置
在倾角为θ的光滑斜面下，通过图示方向的电流，电流强度
为I，要求导线ab静止在斜面上．若磁场的方向竖直向上，
则磁感应强度为多大？
17.如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面
向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B=0.5T，导体棒长
L=1m，质量m=0.5kg，重力加速度g=10m/s2．当导体棒中通以从A
到B的电流时，
①判断导体棒所受安培力的方向；当电流I=2A时，求导体棒所受
安培力的大小F．
②导体棒中通过的电流I′为多大时，细线中拉力刚好为0？
18.如图所示，在y小于0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂
直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B，一带质量为m，
电荷量为q正电的粒子以某一速度从O点射入磁场，入射速度
方向为xy平面内，与x轴正向的夹角为θ，若粒子射出磁场
的位置与O点的距离为L，求该粒子的初速度v0大小．
19.如图所示，PN和MQ两板平行且板间存在垂直纸面向里的
匀强磁场，两板间距离及PN和MQ长均为d，一带正电的质子
从PN板的正中间O点以速度v0垂直射入磁场，为使质子能射
出两板间，试求磁感应强度B的大小．已知质子带电荷量为e，
质量为m．
20.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金
属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在
平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨
所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势
E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量
m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力．
21.如图所示，一个电荷量为e、质量为m的带电粒子，以初速
度v0从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转
电场，偏转后通过位于下极板的小孔S离开电场，进入范围足
够大、上端和左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直纸面
向外的匀强磁场，磁场区域的上端以偏转电场的下极板为边界，
磁场的左边界MN与偏转电场的下极板垂直，且MN与小孔S左
边缘相交于M点．已知带电粒子通过小孔S时的速度方向与下
极板的夹角成θ=45°，整个装置处于真空中，粒子所受重力、
小孔S的大小及偏转电场的边缘效应均可忽略不计．
（1）求偏转电场两极板间的电压U；
（2）带电粒子从磁场的左边界MN的S1点飞出，求M点与S1点间的距离L．。