高中物理 磁场(习题)答案
高中物理带电粒子在磁场中的运动试题(有答案和解析)及解析
高中物理带电粒子在磁场中的运动试题(有答案和解析)及解析一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域△ABC ，A 点坐标为（0，3a ），C 点坐标为（0，﹣3a ），B 点坐标为(23a -，-3a ）．在直角坐标系xOy 的第一象限内，加上方向沿y 轴正方向、场强大小为E=Bv 0的匀强电场，在x=3a 处垂直于x 轴放置一平面荧光屏，其与x 轴的交点为Q ．粒子束以相同的速度v 0由O 、C 间的各位置垂直y 轴射入，已知从y 轴上y =﹣2a 的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过O 点．忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力． （1）求粒子的比荷；（2）求粒子束射入电场的纵坐标范围；（3）从什么位置射入磁场的粒子打到荧光屏上距Q 点最远？求出最远距离．【答案】(1)0v Ba(2)0≤y≤2a (3)78y a =，94a【解析】 【详解】(1)由题意可知， 粒子在磁场中的轨迹半径为r ＝a 由牛顿第二定律得Bqv 0＝m 2v r故粒子的比荷v q m Ba= (2)能进入电场中且离O 点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与AB 边相切，设粒子运动轨迹的圆心为O ′点，如图所示．由几何关系知O ′A ＝r ·ABBC＝2a 则OO ′＝OA －O ′A ＝a即粒子离开磁场进入电场时，离O 点上方最远距离为OD ＝y m ＝2a所以粒子束从y 轴射入电场的范围为0≤y ≤2a (3)假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上，有3a ＝v 0·t 02019222qE y t a a m ==>， 所以，粒子应射出电场后打到荧光屏上粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中的运动时间为t ，竖直方向位移为y ，水平方向位移为x ，则 水平方向有x ＝v 0·t竖直方向有212qE y t m=代入数据得x设粒子最终打在荧光屏上的点距Q 点为H ，粒子射出电场时与x 轴的夹角为θ，则00tan y x qE x v m v v v θ⋅===有H ＝(3a －x )·tan θ＝当=y ＝98a 时，H 有最大值 由于98a <2a ，所以H 的最大值H max ＝94a ，粒子射入磁场的位置为y ＝98a －2a ＝－78a2．如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B ；方向向里，其边界是半径为R 的圆，AB 为圆的一直径.在A 点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m 、电量-q 的粒子，粒子重力不计．(1)有一带电粒子以的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出．求此粒子在磁场中运动的时间．(2)若磁场的边界是绝缘弹性边界(粒子与边界碰撞后将以原速率反弹)，某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，则该粒子的速度为多大?(3)若R=3cm、B=0.2T，在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为3×105m／s、比荷为108C／kg的粒子．试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积(结果保留2位有效数字)．【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】（1）根据洛伦兹力提供向心力，求出粒子的半径，通过几何关系得出圆弧所对应的圆心角，根据周期公式，结合t=T求出粒子在磁场中运动的时间．（2）粒子径向射入磁场，必定径向反弹，作出粒子的轨迹图，通过几何关系求出粒子的半径，从而通过半径公式求出粒子的速度．（3）根据粒子的半径公式求出粒子的轨道半径，作出粒子轨迹所能到达的部分，根据几何关系求出面积．【详解】（1）由得r1=2R粒子的运动轨迹如图所示，则α＝因为周期．运动时间．（2）粒子运动情况如图所示，β＝． r 2＝R tanβ＝R 由得（3）粒子的轨道半径r 3＝＝1.5cm粒子到达的区域为图中的阴影部分区域面积为S=πr 32+2×π(2r 3)2−r 32=9.0×10-4m 2【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动问题，需掌握粒子的半径公式和周期公式，并能画出粒子运动的轨迹图，结合几何关系求解．该题对数学几何能力要求较高，需加强这方面的训练．3．如图所示，在两块长为3L 、间距为L 、水平固定的平行金属板之间，存在方向垂直纸面向外的匀强磁场．现将下板接地，让质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子流从两板左端连线的中点O 以初速度v 0水平向右射入板间，粒子恰好打到下板的中点．若撤去平行板间的磁场，使上板的电势φ随时间t 的变化规律如图所示，则t=0时刻，从O 点射人的粒子P 经时间t 0(未知量)恰好从下板右边缘射出．设粒子打到板上均被板吸收，粒子的重力及粒子间的作用力均不计．(1)求两板间磁场的磁感应强度大小B ．(2)若两板右侧存在一定宽度的、方向垂直纸面向里的匀强磁场，为了使t=0时刻射入的粒子P 经过右侧磁场偏转后在电场变化的第一个周期内能够回到O 点，求右侧磁场的宽度d 应满足的条件和电场周期T 的最小值T min ． 【答案】（1）0mv B qL = （2）223cos d R a R L ≥+= ；min 0(632)3L T v π= 【解析】 【分析】【详解】（1）如图，设粒子在两板间做匀速圆周运动的半径为R 1，则012qv B m v R =由几何关系：222113()()2L L R R =+- 解得0mv B qL=（2）粒子P 从O 003L v t =01122y L v t = 解得03y v =设合速度为v ，与竖直方向的夹角为α，则：0tan 3yv v α== 则=3πα0023sin v v α== 粒子P 在两板的右侧匀强磁场中做匀速圆周运动，设做圆周运动的半径为R 2，则212sin L R α=， 解得23L R =右侧磁场沿初速度方向的宽度应该满足的条件为223cos d R R L α≥+=； 由于粒子P 从O 点运动到下极板右侧边缘的过程与从上板右边缘运动到O 点的过程，运动轨迹是关于两板间的中心线是上下对称的，这两个过程经历的时间相等，则：2min 0(22)2R T t vπα--=解得() min6323L Tvπ+=【点睛】带电粒子在电场或磁场中的运动问题，关键是分析粒子的受力情况和运动特征，画出粒子的运动轨迹图，结合几何关系求解相关量，并搞清临界状态.4．如图，圆心为O、半径为r 的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。
(文末附答案)2022届高中物理磁场真题
(每日一练)(文末附答案)2022届高中物理磁场真题单选题1、如图，半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某质量为m、带电量为q的粒子从圆上P 点沿半径方向以速度v0射入匀强磁场，粒子从Q点飞出，速度偏转角为60°现将该粒子从P点以另一速度沿半径方向射入匀强磁场，粒子离开磁场时，速度偏转角为120°，不计粒子重力，则（）A．该粒子带正电B．匀强磁场的磁感应强度为√3mv02qRC．该粒子第二次射入磁场的速度为v02D．该粒子第二次在磁场中运动的时间为2√3πR3v02、如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60∘的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为A ．0B ．0.5BIlC ．BIlD ．2BIl3、一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。
一质子（H 11）以速度v 0自O 点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。
下列粒子分别自O 点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（ ）（所有粒子均不考虑重力的影响）A ．以速度v02的射入的正电子(e 10)B ．以速度v 0射入的电子(e −10)C ．以速度2v 0射入的核(H 12)D ．以速度4v 0射入的a 粒子(H 14e )4、如右图，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。
当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出（ ）A ．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B ．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C ．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D ．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大5、如图所示，四根相互平行的通有电流均为的长直导线a 、b 、c 、d ，放在正方形的四个顶点上。
高考物理带电粒子在磁场中的运动的技巧及练习题及练习题(含答案)
高考物理带电粒子在磁场中的运动的技巧及练习题及练习题(含答案)一、带电粒子在磁场中的运动专项训练1．如图所示，一质量为m 、电荷量为+q 的粒子从竖直虚线上的P 点以初速度v 0水平向左射出，在下列不同情形下，粒子经过一段时间后均恰好经过虚线右侧的A 点．巳知P 、A 两点连线长度为l ，连线与虚线的夹角为α=37°，不计粒子的重力，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8).(1)若在虚线左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，求磁感应强度的大小B 1；(2)若在虚线上某点固定一个负点电荷，粒子恰能绕该负点电荷做圆周运动，求该负点电荷的电荷量Q (已知静电力常量为是）；(3)若虚线的左侧空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，右侧空间存在竖直向上的匀强电场，粒子从P 点到A 点的过程中在磁场、电场中的运动时间恰好相等，求磁场的磁感应强度的大小B 2和匀强电场的电场强度大小E .【答案】（1）0152mv B ql = （2）2058mv l Q kq = （3）0253mv B ql π= 220(23)9mv E qlππ-=【解析】 【分析】 【详解】（1)粒子从P 到A 的轨迹如图所示：粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r 1 由几何关系得112cos 25r l l α== 由洛伦兹力提供向心力可得2011v qv B m r =解得:0 152mv Bql=(2)粒子从P到A的轨迹如图所示：粒子绕负点电荷Q做匀速圆周运动，设半径为r2由几何关系得252cos8lr lα==由库仑力提供向心力得2222vQqk mr r=解得:258mv lQkq=(3)粒子从P到A的轨迹如图所示：粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类平抛运动粒子在电场中的运动时间00sin35l ltv vα==根据题意得，粒子在磁场中运动时间也为t，则2Tt=又22mTqBπ=解得0253mvBqlπ=设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，则0v t rπ=解得:35l r π=粒子在电场中沿虚线方向做匀变速直线运动，21cos 22qE l r t mα-=⋅ 解得:220(23)9mv E qlππ-=2．如图纸面内的矩形 ABCD 区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，对边 AB ∥CD 、AD ∥BC ，电场方向平行纸面，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为 B .一带电粒子从AB 上的 P 点平行于纸面射入该区域，入射方向与 AB 的夹角为 θ（θ<90°），粒子恰好做匀速直线运动并从 CD 射出．若撤去电场，粒子以同样的速度从P 点射入该区域，恰垂直 CD 射出.已知边长 AD=BC=d ，带电粒子的质量为 m ，带电量为 q ，不计粒子的重力.求：(1)带电粒子入射速度的大小；(2)带电粒子在矩形区域内作直线运动的时间； (3)匀强电场的电场强度大小．【答案】（1）cos qBd m θ（2）cos sin m qB θθ （3）2cos qB dm θ【解析】 【分析】画出粒子的轨迹图，由几何关系求解运动的半径，根据牛顿第二定律列方程求解带电粒子入射速度的大小；带电粒子在矩形区域内作直线运动的位移可求解时间；根据电场力与洛伦兹力平衡求解场强. 【详解】（1） 设撤去电场时，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R ，画出运动轨迹如图所示，轨迹圆心为O ．由几何关系可知：cos d Rθ=洛伦兹力做向心力：200v qv B m R= 解得0cos qBdv m θ=（2）设带电粒子在矩形区域内作直线运动的位移为x ，有sin d xθ= 粒子作匀速运动：x=v 0t 联立解得cos sin m t qB θθ=（3）带电粒子在矩形区域内作直线运动时，电场力与洛伦兹力平衡：Eq=qv 0B解得2qB dE mcos θ=【点睛】此题关键是能根据粒子的运动情况画出粒子运动的轨迹图，结合几何关系求解半径等物理量；知道粒子作直线运动的条件是洛伦兹力等于电场力.3．如图所示为电子发射器原理图，M 处是电子出射口，它是宽度为d 的狭缝．D 为绝缘外壳，整个装置处于真空中，半径为a 的金属圆柱A 可沿半径向外均匀发射速率为v 的电子；与A 同轴放置的金属网C 的半径为2a.不考虑A 、C 的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用，忽略电子所受重力和相对论效应，已知电子质量为m ，电荷量为e.(1)若A 、C 间加速电压为U ，求电子通过金属网C 发射出来的速度大小v C ；(2)若在A 、C 间不加磁场和电场时，检测到电子从M 射出形成的电流为I ，求圆柱体A 在t 时间内发射电子的数量N.(忽略C 、D 间的距离以及电子碰撞到C 、D 上的反射效应和金属网对电子的吸收)(3)若A 、C 间不加电压，要使由A 发射的电子不从金属网C 射出，可在金属网内环形区域加垂直于圆平面向里的匀强磁场，求所加磁场磁感应强度B 的最小值． 【答案】(1)22e eUv v m=+4alt N ed π=(3) 43mv B ae = 【解析】 【分析】（1）根据动能定理求解求电子通过金属网C 发射出来的速度大小；（2）根据=neI t求解圆柱体A 在时间t 内发射电子的数量N ；（3）使由A 发射的电子不从金属网C 射出，则电子在 CA 间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切，由几何关系求解半径，从而求解B. 【详解】（1）对电子经 CA 间的电场加速时，由动能定理得221122e e U mv mv =- 解得：22e eUv v m=+（2）设时间t 从A 中发射的电子数为N ，由M 口射出的电子数为n ， 则 =ne I t224d dNn N a aππ==⨯解得4altN edπ=（3）电子在 CA 间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切时，对应的磁感应强度为B ．设此轨迹圆的半径为 r ，则222(2)a r r a -=+2v Bev m r=解得：43mvB ae=4．在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R ＝0.2m 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B ＝1.0T ，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与y 坐标轴相切于原点O 点。
人教版高中物理选修3-1专题 带电粒子在磁场中的运动练习(含答案)
(2)如果某次实验时将磁场 O 的圆心往上移了 R ，其余条件均不变，质子束能在 OO′ 连线 2
的某位置相碰，求质子束原来的长度 l0 应该满足的条件。
【答案】(1)
v
=
2v0 ； B
=
2mv0 eR
(2)
l0
+3 3+6 12
【解析】
【详解】
解：(1)对于单个质子进入加速电场后，则有： eU0
=
【答案】（1） vA
=
2k k +1
qBL m
（2）1（3） k
=
5 7
或k
=
1 3
；t
=
3 m 2qB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设 P、A 碰后的速度分别为 vP 和 vA，P 碰前的速度为 v = qBL m
由动量守恒定律： kmv = kmvP + mvA
5 / 28
由机械能守恒定律：
1 2
kmv2
=
1 2
kmvP2
+
1 2
mvA2
解得：
vA
=
2k k +1
qBL m
（2）设
A
在磁场中运动轨迹半径为
R，
由牛顿第二定律得：
qvA B
=
mvA2 R
解得： R = 2k L k +1
由公式可得 R 越大，k 值越大
如图 1，当 A 的轨迹与 cd 相切时，R 为最大值， R = L 求得 k 的最大值为 k = 1
qB2L ；质量为 km 的不带电绝缘小球 P，以大小为 qBL 的初速度沿 bf 方向运动．P 与 A
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。
【单元练】《好题》高中物理必修3第十章【静电磁场中的能量】经典练习题(含答案)
一、选择题1．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。
其中A 、B 、C 三点的电场强度大小分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ。
关于这三点的电场强度大小和电势高低的关系，下列说法中正确的是（ ）A ．E A =E BB ．E A >EC C ．A B ϕϕ=D ．B C ϕϕ> B解析：BAB ．电场线的疏密程度反映场强的大小，A 点处电场线最密场强最大，则有E A >E B ，E A >E C ，A 错误，B 正确；CD ．沿电场线方向电势降低，则知φA <φB ，B 、C 两点在同一等势面上，电势相等，即φB =φC ，CD 错误。
故选B 。
2．如图的电路中C 是平行板电容器，将S 先闭合后断开，然后将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是（ ）A ．平行板电容器两板间的的电场强度变小B ．平行扳电容器两板的电势差增大C ．平行板电容器两板的电势差不变D ．平行板电容器两板的电势差变小B解析：B将S 先闭合后断开，电容器所带电荷量不变；A ．由44r r U Q Q kQ E S d Cd S d kdπεεπ==== 与板间距离无关，则电场强度不变，故A 错误；BCD ．由4r S C kd επ=可知，板间距离增大，C 减小，由Q C U=可知，Q 不变则U 增大；B 正确，CD 错误；故选B 。
3．如图所示的实验装置中，极板A 接地，平行板电容器的极板R 与一个灵敏的静电计相接，将A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q 可认为不变，则电容器的电容C 、静电计指针的偏角为θ，电容器两极板间的场强E 的变化情况是（ ）A ．C 不变，θ不变，E 变小B ．C 变小，θ不变，E 不变 C ．C 变小，θ变大，E 不变D ．C 变小，θ变大，E 变小C解析：C平行板电容器与静电计并联，电容器所带电量不变。
高中物理必修三磁场_磁感线同步练习含答案
高中物理必修三磁场磁感线同步练习含答案卷I（选择题）一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）1. 科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来的N极逆时针转过45∘（如图所示的虚线），设该位置地磁场磁感应强度水平分量为B，则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为（）A.BB.2BC.B2D.√2B22. 2002年12月31日上午，举世瞩目的上海磁悬浮列车线首次试运行，它是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线．运行全程共30km，最高时速可达552km，单向运行约8min．磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持（）A.相同 B.相反 C.不能确定 D.以上均不对3. 下列说法中正确的是（）A.磁感线是磁场中客观存在、肉眼看不见的曲线，且总是从磁体的N极指向S极B.两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交C.穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零D.一对通有相同的大小和方向的电流的线圈彼此平行且共轴，当线圈间距调整到适当距离时，两个线圈间可以产生均匀的磁场4. 下列对一些物理现象的描述，错误的是（）A.奥斯特实验说明电流具有磁效应B.磁电式电流表的工作原理是磁场对电流的作用C.安培分子电流假说认为磁体的磁场是由运动电荷产生的D.将一条形磁铁从中间锯断，一块仅为N极，另一块仅为S极5. 下列物品中必须用到磁性材料的是（）A.DVD碟片B.计算机上的磁盘C.电话卡D.喝水用的搪瓷杯子6. 如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是（）A.aB.bC.cD.都有可能7. 若地球磁场是由于地球带电产生的，则地球表面带电情况是（）A.正电B.负电C.不带电D.无法确定8. 下列关于磁场和磁感线的描述正确的是（）A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极，磁场中任意两条磁感线有可能相交B. 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C. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D. 在磁场强的地方同一通电导体受的磁场力可能比在磁场弱的地方受的磁场力小9. 以下说法正确的是（）A.第一个提出磁现象的电本质的科学家是奥斯特B.安培通过精密仪器观察到了分子电流从而提出了分子电流假说C.铁钉通常情况不显磁性，是因为它的分子电流的取向杂乱无章D.静止电荷之间的相互作用力是通过磁场而产生的10. 如图所示，电子束沿x轴正方向运动，则电子束产生的磁场在y轴正向A点的方向是（）A.z轴正方向B.z轴负方向C.y轴正方向D.y轴负方向二、多选题（本题共计 5 小题，每题 3 分，共计15分，）11. 下列关于磁场的说法中，正确的是（）A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁极与磁极之间，磁极与电流之间的相互作用是通过磁场发生的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生12. 关于磁场和磁感线，下列叙述正确的是（）A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，其每一点的磁场方向在该处的切线方向上B.磁极间的相互作用是通过磁场产生的C.磁感线总是从磁体的N极指向S极D.磁感线就是磁场中碎铁屑磁化后排列成的曲线13. 如图是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是（）A.图(a)中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极B.图(a)中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极C.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极D.图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极14. 对于右手螺旋定则（安培定则）和左手定则的说法中，正确的是（）A.判断直线电流周围的磁场方向，应用右手螺旋定则，其中大拇指所指的方向与电流方向一致B.判断环形电流中心轴上的磁场方向，应用右手螺旋定则，其中四指和环形电流方向一致C.判断通电螺线管中心轴上的磁场方向，应用左手定则，其中左手弯曲的四指和电流方向一致D.判断磁场方向、电流方向和安培力方向之间的关系，应用安培定则15. 安培分子电流假说可用来解释（）A.运动电荷受磁场力作用的原因B.两通电导体有相互作用的原因C.永久磁铁具有磁性的原因D.软铁棒被磁化的现象卷II（非选择题）三、填空题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）16. 在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度像磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料不可能是________．17. 原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性________．（判断对错）18. 说明下列图中小磁针N极的指向．(a)图中小磁针1北极指向________；小磁针2北极指向________；(b)图中小磁针1北极指向________；小磁针2北极指向________；小磁针3北极指向________；(c)图中小磁针1北极指向________；小磁针2北极指向________．19. 磁铁外部的磁感线是从磁铁的________出来，进入磁铁的________．20. 磁体与________之间、磁体与________之间，以及通电导体与________之间的相互作用，都是通过________来发生的．21. 磁感线：所谓磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的磁场方向都在该点的________方向上．磁感线是闭合的曲线，磁铁外部从________极到________极，磁铁内部从________极到________极．22. 直线电流周围的磁场方向可以用安培定则（又称为右手螺旋定则）来判断．这安培定则中用________表示电流方向，用右手自然弯曲的________表示其周围磁感线方向；对于环形电流和通电螺线管，可用安培定则判定，在安培定则中用________表示电流方向，用________表示内部磁感线的方向．23. 如图所示，磁铁的磁极吸引着两根细铁丝，两铁丝下端相斥，这是因为铁丝被________后，远离磁铁磁极的一端极性相________，由于________名磁极相互排斥而远离．24. 磁化了的物体，经过高温或剧烈震动容易________．25. 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体，与磁铁接触后就会显示出磁性，这种现象叫做________．原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会失去磁性，这种现象叫做________．四、解答题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分，）26. 图(a)是条形磁铁的磁场，请你画出过P点的磁感线；图(b)是一个通电线圈，请你画出过P点的磁感线．27. 你见过只有一个磁极的磁铁吗？能否将一条形磁铁折断得到单个磁极（如图）？为什么？28. 如图所示，有一金属棒ab静止在宽为1m水平光滑轨道上，轨道处在竖直向上B= 0.1T的匀强磁场中，已知电池电动势E=3V，内阻为r=0.2Ω，金属棒接入部分的电阻R=0.4Ω，两轨道的电阻均可忽略不计，开关闭合瞬间，求：（1）通过金属棒ab的电流；（2）金属棒ab所受安培力的大小和方向．29. 长时间放在同一地方的金属物体可能使指南针指针偏转，为什么？30. 如图所示，系在细线下端的回形针受磁铁吸引悬在空中，在回形针的下方用点燃的蜡烛加熬回形针。
整章强化训练专题练习(四)含答案高中物理选修3-1磁场
高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外，磁感应强度为B的匀强磁场，在第四象限内还存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场.从y轴上坐标为（0，a）的P点向第一象限的磁场区发射速度大小不等的带︒-︒角，且在xOy平面内.结正电的同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30150果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限内的正交电磁场区.已知带电粒子电量为+q，质量为m，粒子重力不计.（1）所有通过第一象限磁场区的粒子中，求粒子经历的最短时间与最长时间的比值；（2）求粒子打到x轴上的范围；（3）从x轴上x=a点射入第四象限的粒子穿过正交电磁场后，从y轴上坐标为（0，-b）的Q点射出电磁场，求该粒子射出电磁场时的速度大小.2．如图所示，在平面直角坐标系xO y内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第I象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力．求：（1）电场强度的大小E；（2）磁感应强度的大小B；（3）粒子在磁场中运动的时间t．3．如图甲所示的控制电子运动装置由偏转电场、偏转磁场组成。
偏转电场处在加有电压U、相距为d的两块水平平行放置的导体板之间，匀强磁场水平宽度一定，竖直长度足够大，其紧靠偏转电场的右边。
大量电子以相同初速度连续不断地沿两板正中间虚线的方向向右射入导体板之间。
当两板间没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当两板间加上图乙所示的电压U时，所有电子均能通过电场、穿过磁场，最后打在竖直放置的荧光屏上。
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1 、质量为m的一段直导线弯成N形后放到光滑水平面上，具体尺寸如图所示，磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面，当N形导线通入电流I的瞬间，导线的加速度大小为。
2、如图所示，原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，通过如图所示的方向的电流I′，在磁场力作用下圆线圈将：A、向左运动B、向右运动C、以直径AB为轴转动，上半部分向里，下半部分向外D、因为对称，所以静止不动3. 如图所示，ab是两根靠近的平行通电直导线，其中电流分别为I a和I b（已知I a＞I b），电流方向如图。
当垂直于a、b所在的平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，导线a恰好能处于平衡状态，则导线b的受力情况与加磁场B以前相比（）A、不再受磁场力作用B、所受磁场力是原来的2倍C、所受磁场力小于原来的2倍D、所受磁场力大于原来的2倍4.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是.(A)增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度(B)增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度(C)电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高(D)电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高5.如图所示，柔软的导线长0.628m，弯曲地放在光滑水平面上，两端点固定在相距很近的a、b两点，匀强磁场的方向竖直向下，磁感应强度B=2T，当导线中通以图示方向的电流I=5A时，求导线中的张力.6.如图所示，在实验室中，一个半径为R的超导体细线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.若导线环中上通有恒定电流I后，恰能悬浮在该磁场中。
(1)判断导线中电流的方向（俯视看）；(2)求导线圆环的的质量.（3）求导线中各点所受的张力7、如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，求线圈中电流的最小值8.如图所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O 自由转动，另一端b 互相接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为L ，匀强磁场的方向垂直桌面向下.当线框中通以图示方向的电流I 时，两金属棒在b 点相互作用力为f ，则此时磁感应强度的大小为________(不计电流产生的磁场).9. 某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场。
在磁场中A 、B 两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A 带正电，物块B 不带电且表面绝缘。
在t 1=0时刻，水平恒力F 作用在物块B 上，物块A 、B 由静止开始做加速度相同的运动。
在A 、B 一起向左运动的过程中，以下说法正确的是 A ．图乙可以反映A 所受洛仑兹力大小随时间t 变化的关系B ．图乙可以反映A 对B 的摩擦力大小随时间t 变化的关系C ．图乙可以反映A 对B 的压力大小随时间t 变化的关系D ．图乙可以反映B 对地面压力大小随时间t 变化的关系10. 如图所示，长为L 的木板静止在光滑水平面上,小木块放置在木板 的右端，木板和小木块的质量均为m ，小木块的带电量为＋q ，木板不带电，小木块与木板之间的动摩擦因数为μ，整个空间存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．现对木板施加一个方向水平向右、大小为μmg 的恒力F ，当作用时间为t 时，小木块速度刚好达到mgBq 且正好滑至木板中央，求：(1)t 时刻时，木板的加速度大小为多少？(2)恒力作用多长时间时，小木块和木板之间开始发生相对滑动(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)?11. 如图所示，MN 是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（右侧有挡板），整个空间有平行于平板向左、场强为E 的匀强电场，在板上C 点的右侧有一个垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个质量为m 、带电量为-q 的小物块，从C 点由静止开始向右先做加速运动再做匀速运动．当物体碰到右端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，小物块返回时在磁场中恰做匀速运动，已知平板NC 部分的长度为L ，物块与平板间的动摩擦因数为μ，求：（1）小物块向右运动过程中克服摩擦力做的功； （2）小物块与右端挡板碰撞过程损失的机械能； （3）最终小物块停在绝缘平板上的位置．12. 如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为α和β（α＜β），加垂直于纸面向里的磁场．分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球 a 、b 依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）A ．在槽上，a 、b 两球都做匀加速直线运动，且a a ＞a bB ．在槽上，a 、b 两球都做变加速运动，且总有a a ＞a bC ．a 、b 两球沿直线运动的最大位移是s a ＜s bD ．a 、b 两球沿槽运动的时间为t a 和t b ，则t a ＜t b13．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场。
甲、乙叠放在一起，二者无相对滑动地沿粗糙的斜面，由静止开始加速下滑，在加速阶段A ．甲、乙两物块间的弹力不断增大B ．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C ．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小D ．乙物块与斜面间的摩擦力不断增大14．在M 、N 两条长直导线所在的平面内带电粒子的运动轨迹示意图如图所示，已知两条导线中只有一条导线中通有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子的带电情况及运动的方向，可能的是：A ．M 中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从a 点向b 点运动B ．M 中通有自上而下的恒定电流，带正电的粒子从b 点向a 点运动C ．N 中通有自下而上的恒定电流，带负电的粒子从b 点向a 点运动D ．N 中通有自下而上的恒定电流，带负电的粒子从a 点向b 点运动15. 在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕轴O 在匀强磁场中作逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示.若小球运动到A 点时，绳子忽然断开.关于小球在绳断开后可能的运动情况，下列说法中正确的是( ).(A )小球仍作逆时针匀速圆周运动，半径不变 (B )小球仍作逆时针匀速圆周运动，但半径减小 (C )小球作顺时针匀速圆周运动，半径不变 (D )小球作顺时针匀速圆周运动，半径减小16.在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子、3为α粒子的径迹．它们在同一平面内沿逆时针方向作匀速圆周运动，三者轨道半径r 1＞r 2＞r 3，并相切于P 点．设T 、v 、a 、t 分别表示它们作圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P 点算起到第一次通过图中虚线MN 所经历的时间，则A ．321T T T <=B ．321v v v >=C ．321a a a >>D ．321t t t <<17．由于科学研究的需要，常常将质子)(11H 和α粒子)(42He 等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B 。
如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），磁场也相同，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能E H 、E α，周期T H 和T α的大小，有: A ．ααT T E E H H ≠≠, B ．ααT T E E H H ==,C ．ααT T E E H H =≠,D ．ααT T E E H H ≠=,18．地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里．一个带电油滴沿着一条与竖直方向成 角的直线MN运动．由此可以判断：A．如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B．如果油滴带正电，它是从N点运动到M点C．如果水平电场方向向右，油滴是从M点运动到N点D．如果水平电场方向向右，油滴是从N点运动到M点19. 如图所示，ab是匀强磁场的左边界，右边范围足够大，磁场方向垂直纸面向里，在磁场中有一粒子源s，它可以不断地在纸平面中向各个方向发射出速度为v、电荷为＋q、质量为m的粒子（不计粒子的重力）．已知匀强磁场的磁感应强度为B，s到ab的垂直距离恰好等于粒子在磁场中运动的轨道半径．求在边界ab上可以有粒子射出的范围长度．20.如图所示，虚线PQ右侧有垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，虚线PQ左侧是无场空间．MN是与PQ平行的挡板，其中心有一个小孔O．⑴若电子（质量为m，电荷量为e）以垂直于PQ的初速度v0从小孔O向右射入，求电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d．⑵若在MN与PQ之间加一个与PQ方向平行的匀强电场，然后让电子仍以垂直于PQ的初速度v0从小孔O 向右射入，通过该匀强电场后再进入匀强磁场，试讨论电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d/．21. 如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。
一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。
求：（1）中间磁场区域的宽度d。
（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.22．如图所示，A 、B 是竖直放置的平行板电容器，B 板中央有一个小孔，恰好跟一个边界是等边三角形的一个匀强磁场的顶端相接，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B ，其中ab bc ac l ===，磁场的ab 边界平行于平行板A 和B 。
（1）若在A 板上正对B 板小孔的P 处，静止释放一个带电量为q +、质量为m 的带电粒子(重力不计)，恰能从图中O 点射出，且/4ao l =，则A 、B 两板间的电压AB U 是多少?(2)若要上述带电粒子在磁场中的运动时间与平行板A 、B 间的电压无关，则A 、B 两板间的电压AB U 又是多少?23. 在如图所示的空间里，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=qmπ2.在竖直方向存在交替变化的匀强电场如图（竖直向上为正），电场大小为E 0=qm g。
一倾角为θ长度足够的光滑绝缘斜面放置在此空间。
斜面上有一质量为m ，带电量为-q 的小球，从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑，设第5秒内小球不会离开斜面，重力加速度为g 。