广州名师补习中心高二物理选修31(人教版) 第3章 磁场 单元测试卷(无答案)
【优化课堂】高二物理人教版选修3-1单元练习：第三章 磁场 章末综合测评 Word版含解析[ 高考]
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综合测评(三)磁场(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)1．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【解析】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．【答案】 D2．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【解析】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．【答案】 A3．如图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，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1A．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≠0【解析】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．【答案】 C4．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2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2A．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【解析】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B0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小．【答案】 C5．一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3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3A．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【答案】 B6．“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4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4A．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 d【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，由题图可知在a、b、c、d四图可知，半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＝m vqB径越大，磁感应强度越小，所以B a＞B b＞B c＞B d，D正确．【答案】 D7．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，如图5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5A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转【解析】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．【答案】 A8．如图6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6A．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【解析】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．【答案】 A二、填空题(共2小题，共22分)9．(10分)将长为1 m的导线ac从中点b折成如图7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7【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＝3N.【答案】 310．(12分)如图8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8【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．【答案】 2m v qB 2m v qB三、计算题(本题共2小题，共30分)11．(12分)如图9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9【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 ＝BIL tan 37°＝0.6×5×0.234N ＝0.8 N. 【答案】 0.8 N12．(18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10所示．已知M 、N 两板间的电压为U ，粒子的重力不计．图10(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)；求匀强磁场的磁感应强度B .【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 ＝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 2r ②由几何关系得：r 2＝(r －L )2＋d 2③联立①②③式得：磁感应强度B ＝2LL 2＋d 22mU q .【答案】 (1)轨迹图见解析 (2)2LL 2＋d 22mU q。
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1第三章 磁场 同步单元测试
2020—2021（人教）物理选修3—1：第三章磁场及答案人教选修3—1第三章磁场1、奥斯特实验说明了()A．磁场的存在B．磁场的方向性C．电流可以产生磁场D．磁体间有相互作用2、关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地球的地磁两极和地理两极重合B．我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极C．地磁的北极与地理的南极重合D．地磁的北极在地理的南极附近3、(双选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()A B C D4、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a<B bC．a、b两处磁场方向一定相同D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零5、长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于各图中导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ6、关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是()A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力B．电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用7、如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r 相同，则它们一定具有相同的()A．速度B．质量C．电荷量D．动能8、如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径。
一带正电的粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30°角时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t。
人教版高中物理选修31《磁场》单元测试
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作《磁场》单元测试第 I 卷（选择题共30 分）一、本题共10 小题；每题 3 分。
在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得 3 分，选不全的得 1 分，有选错或不答的得 0 分1、以下单位中与磁感觉强度单位相同有（）A．牛；牛；B ．库·米 /秒安·米伏 / 米；韦C． D ．米 / 秒米22、如右图所示，木板质量为M，静止于水平川面上，木板上固定一质量不计的框架，框架上悬有磁铁 A，木板上放有磁铁B，两磁铁质量均为m，设木板对地面的压力为N1，B 对木板的压力为N2， A 对悬线的拉力为T ，则下面结论正确的选项是（）A． N1Mg2mg B．N2mgC．T mg D．以上答案全不对3、通电矩形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行时，它碰到的电磁力矩为 M。
要使线圈碰到的电磁力矩变为M/ 2，能够采用的措施是（）A．保持线圈大小不变，将匝数减小一半B．保持线圈的匝数不变，将线圈的长和宽都减半C．将线圈绕垂直于磁感线的轴线转过30°D．将线圈绕垂直于磁感线的轴线转过60°4、带电为 +q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确是（）（A ）只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同。
（B）若是把 +q 改变为－ q，速度反向，则受力的大小、方向均不变。
（C）已知洛仑兹力、磁场、速度中任意两个量的方向，就能判断第三个量的方向。
（D）粒子碰到洛仑兹力作用后运动的动能动量均不变。
5、一束带电粒子流沿同一方向垂直射入一磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，在磁场中这束粒子流分成两部分，其运动轨迹分别如图示中1、 2 所示，这两部分粒子的运动速度v，动量 P，电量q 及荷质比q/m 之间的关系正确的选项是（）q1q2v2A．若是m1m2,则有v1B．若是q1m1q2m2 , 则有 v1v2C．若是q1q2 , 则有 p1 p2且两者都带电荷D．若是p1p2，则有 q1q2，且两者都带负电6、三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一地址沿水平方向射入图示中虚线框内陆域，虚线框内陆域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒子进入框内陆域后运动情况解析正确的选项是：（）A．地域内加竖直向下方向的匀强电场时，三种带电粒子均可分离B．地域内加竖直向上方向的匀强电场时，三种带电粒子不能够分别C．地域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均能够分别D．地域内加水平向左方向的匀强磁场时，三种带电粒子不能够分别7、以下列图， ab 和 cd 是匀强磁场中与磁场方向垂直的平面内两条平行直线。
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第三章磁场
§1、2磁现象和磁场、磁感应强度【典型例题】【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（ ）A 、磁体的重心处B 、磁铁的某一磁极处C 、磁铁重心的北侧D 、磁铁重心的南侧【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。
在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。
a北京附近的地磁场方向如图（a ）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（b ）所示，显然不能水平。
若将悬挂点移至重心的北侧，如图（c ）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。
【答案】C【例2】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 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。
图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在a 点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c 点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b 、d 两点的合场强由平行四边形法则来确定。
【答案】A【例3】根据磁感应强度的定义式B=ILF ，下列说法中正确的是（D ） A 、在磁场中某确定位置，B 与F 成正比，与I 、L 的乘积成反比B 、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B 一定为零C 、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受磁场力F 的方向相同D 、一小段通电直导线放在B 为零的位置，那么它受到磁场力F 也一定为零【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。
人教版高二物理(选修31)第三章磁场磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度分析(含解析)
人教版高二物理（选修31）第三章磁场磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度分析（含解析）3.1-3.2磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度剖析【例1】以下说法中正确的选项是( )A.磁体与磁体间的相互作用是经过磁场发生的B.电流与电流的相互作用是经过电场发生的C.磁体与电流间的相互作用是经过电场与磁场而共同发生的D.磁场和电场是同一种物质思绪剖析：电流能发生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁体与磁体间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力.磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体发生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点.答案：A温馨提示：①留意磁场与电场的区别；②了解磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用都是经过磁场发生的.【例2】在做〝奥斯特实验〞时，以下操作中现象最清楚的是( )A.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延伸线上B.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C.电流沿南南方向放置在磁针的正上方D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方思绪剖析：把导线沿南南方向放置在地磁场中处于运动形状的磁针的正上方，通电时磁针发作清楚的偏转.答案：C温馨提示：通电直导线的磁场与磁体发生的磁场实质是相反的.【例3】关于磁场，以下说法中正确的选项是( )A.其基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B.磁场是看不见摸不着、实践不存在而是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊物质形状D.磁场的存在与否决议于人们的思想，想其有那么有，想其无那么无思绪剖析：磁场是客观存在的一种特殊物质，是不以人的意志为转移的，磁体与磁体之间和磁体与电流之间的相互作用力，就是经过磁场来完成的.答案：AC温馨提示：对比电场来了解磁场的概念.【例1】以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是[ ]A．通电导线受安培力大的中央磁感应强度一定大B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相反D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关解答：正确的应选D．点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场自身决议，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不只与B、I、L有关，还与导体的放法有关．【例4】在水平匀强磁场中，用两根相反的细绳水平悬挂粗细平均的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F＝0，可采用以下方法中的[ ] A．把电流强度增大到某一值B．把电流强度减小到某一值C．使电流I反向D．使磁场B反向点拨：用左手定那么判定出磁场力方向，再依据平衡知识处置．参考答案：A【例1】以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是〔〕A．通电导线受磁场力大的中央磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的中央受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相反D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关解析：正确答案是D。
人教版高中物理选修3-1高二《磁场》单元测试卷
团风中学高二《磁场》单元测试卷2012.10.26 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（）A．磁感线是闭和曲线，而静电场的电场线不是闭和曲线。
B．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线。
C．磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷。
D．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向。
2．有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图所示，当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将（）A．水平向左运动B．竖直向上C．处于平衡位置D．以上说法都不对3．如图所示，一个带少量正电的小球沿着光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，其速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌面边缘后最后落到水平地板上。
设其在空中飞行时间为t1，水平射程为s1，着地时速率为v1；撤去磁场，其余条件不变。
小球飞行时间为t2，水平射程为s2着地时速率为v2，若不计空气阻力，则以下答案中正确的是（）A．s1>s2B．t1>t2 C．v1>v2D．v1=v24．如图所示，用绝缘轻绳悬吊一个带正电的小球，放在匀强磁场中．现把小球拉至悬点右侧a点，轻绳被水平拉直，静止释放后，小球在竖直平面内来回摆动．在小球运动过程中，下列判断正确的是()A．小球摆到悬点左侧的最高点与a点应在同一水平线上B．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力大小相等C．小球每次经过最低点时所受洛伦兹力方向相同D．小球每次经过最低点时轻绳所受拉力大小相等5．空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是()A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同。
高中物理(人教选修31)配套章末检测：第三章 磁场(AB卷,含解析)第三章 磁场 章末检测(A)
章末检测（A）(90分钟100分)一、选择题(本题10小题，每小题5分，共50分)1．一个质子穿过某一空间而未发生偏转，则()A．可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同B．此空间可能有磁场，方向与质子运动速度的方向平行C．此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直D．此空间可能有正交的电场和磁场，它们的方向均与质子速度的方向垂直答案ABD解析带正电的质子穿过一空间未偏转，可能不受力，可能受力平衡，也可能受合外力方向与速度方向在同一直线上．2. 两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图1所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平，BB′面垂直纸面)A．指向左上方B．指向右下方C．竖直向上D．水平向右答案 A3．关于磁感应强度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的方向一致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，B值越大答案 D解析磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关．而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小．4．关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力(重力)作用，下列说法正确的是() A．可能做匀速直线运动B．可能做匀变速直线运动C．可能做匀变速曲线运动D．只能做匀速圆周运动答案 A解析带电粒子在匀强磁场中运动时所受的洛伦兹力跟速度方向与磁场方向的夹角有关，当速度方向与磁场方向平行时，它不受洛伦兹力作用，又不受其他力作用，这时它将做匀速直线运动，故A项正确．因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，改变速度方向，因而同时也改变洛伦兹力的方向，故洛伦兹力是变力，粒子不可能做匀变速运动，故B、C两项错误．只有当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子才做匀速圆周运动，故D项中“只能”是不对的．5. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()图2A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C ．离子从磁场中获得能量D ．离子从电场中获得能量 答案 AD解析 本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律．由R ＝m vqB知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A 项正确，B 项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变．磁场的作用是改变离子的速度方向，所以C 项错误，D 项正确．6. 如图3所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v 进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B 后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是( )图3A ．磁场B 减小，油滴动能增加 B ．磁场B 增大，油滴机械能不变C ．使磁场方向反向，油滴动能减小D ．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小 答案 ABD解析 带负电的油滴在匀强磁场B 中做匀速直线运动，受坚直向下的重力和竖直向上的洛伦兹力而平衡，当B 减小时，由F ＝q v B 可知洛伦兹力减小，重力大于洛伦兹力，重力做正功，故油滴动能增加，A 正确；B 增大，洛伦兹力大于重力，重力做负功，而洛伦兹力不做功，故机械能不变，B 正确；磁场反向，洛伦兹力竖直向下，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故C 错，D 正确．7．如图4所示为一个质量为m 、电荷量为＋q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中(不计空气阻力)．现给圆环向右的初速度v 0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度—时间图象可能是下图中的( )图4答案 AD解析 由左手定则可知，圆环所受洛伦兹力竖直向上，如果恰好q v 0B ＝mg ，圆环与杆间无弹力，不受摩擦力，圆环将以v 0做匀速直线运动，故A 正确；如果q v 0B<mg ，则a ＝μ(mg －q v B )m，随着v的减小，a 增大，直到速度减为零后静止；如果q v 0B>mg ，则a ＝μ(q v B －mg )m，随着v 的减小a 也减小，直到q v B ＝mg ，以后将以剩余的速度做匀速直线运动，故D 正确，B 、C 错误．8. 如图5所示，空间的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3种情况下，从A 到B 点，从A 到C 点和A 到D 点所用的时间分别是t 1、t 2和t 3，比较t 1、t 2和t 3的大小，则有(粒子重力忽略不计)( )图5A ．t 1＝t 2＝t 3B ．t 2<t 1<t 3C ．t 1＝t 2<t 3D ．t 1＝t 3>t 2 答案 C解析 只有电场时，粒子做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，故t 1＝t 2；只有磁场时做匀速圆周运动，速度大小不变，但沿AC 方向的分速度越来越小，故t 3>t 2，综上所述可知，选项C 对．9．如图6所示，a 、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d ，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，在a 、b 两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c 处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d 孔射出后分成3束．则下列判断正确的是( )图6A ．这三束正离子的速度一定不相同B ．这三束正离子的质量一定不相同C ．这三束正离子的电荷量一定不相同D ．这三束正离子的比荷一定不相同 答案 D解析 本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，速度选择器的知识．带电粒子在金属板中做直线运动，q v B ＝Eq ，v ＝EB，表明带电粒子的速度一定相等，而电荷的带电量、电性、质量、比荷的关系均无法确定；在磁场中R ＝m vBq，带电粒子运动半径不同，所以比荷一定不同，D 项正确．10．如图7所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中．轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放．M 、N 为轨道的最低点，则下列说法正确的是( )图7A ．两小球到达轨道最低点的速度v M <v NB ．两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力F M <F NC ．小球第一次到达M 点的时间大于小球第一次到达N 点的时间D ．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端 答案 D解析 在磁场中运动时，只有重力做正功，在电场中运动时，重力做正功、电场力做负功，由动能定理可知：12m v 2M ＝mgH 12m v 2N＝mgH －qE·d 故v M >v N ，A 、C 不正确．最低点M 时，支持力与重力和洛伦兹力的合力提供向心力，最低点N 时，支持力与重力的合力提供向心力．因v M >v N ，故压力F M >F N ，B 不正确．在电场中因有电场力做负功，有部分机械能转化为电势能，故小球不能到达轨道的另一端．D 正确．二、填空题(5＋5＝10分)11. 一个电子(电荷量为e ，质量为m)以速率v 从x 轴上某点垂直x 轴进入上方匀强磁场区域，如图8所示，已知上方磁感应强度为B ，且大小为下方匀强磁场磁感应强度的2倍，将从开始到再一次由x 轴进入上方磁场作为一个周期，那么，电子运动一个周期所用的时间是________，电子运动一个周期的平均速度大小为________．图8答案3πm eB 2v3π解析电子一个周期内的运动轨迹如右图所示．由牛顿第二定律及洛伦兹力公式，可知e v B ＝m v 2R，故圆半径R ＝m v eB ，所以上方R 1＝m v eB ，T 1＝2πm eB ；下方R 2＝2m v eB ，T 2＝4πmeB.因此电子运动一个周期所用时间是：T ＝T 12＋T 22＝πm eB ＋2πm eB ＝3πmeB ，在这段时间内位移大小：x ＝2R 2－2R 1＝2×2m v eB －2×m v eB＝2m v eB ，所以电子运动一个周期的平均速度大小为：v ＝x T ＝2m veB 3πm eB＝2v3π. 12.（5分）如图9所示,正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从a 孔沿a →b 方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c 竖直射出，一部分电子从小孔d 水平射出，则从c 、d 两孔射出的电子在容器中运动的时间之比t c ∶t d ＝____________，在容器中运动的加速度大小之比a c ∶a d ＝__________答案 1∶2 2∶1解析 同一种粒子在同一磁场中运动的周期相同，且t c ＝14T ，t d ＝12T ，即t c ∶t d ＝1∶2.由r ＝m vqB知，v c ∶v d ＝r c ∶r d ＝2∶1，而a c ∶a d ＝q v c B m ∶q v d Bm＝v c ∶v d ＝2∶1.三、计算题(8＋8＋12＋12＝40分)13．如图10所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m ，质量为6×10－2 kg 的通电直导线，电流I ＝1 A ，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T ，方向竖直向上的磁场中，设t ＝0时，B ＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g 取10 m/s 2)图10答案5 s解析 斜面对导线的支持力为零时受力分析如右图 由平衡条件得：BIL ＝mgcot 37°B ＝mgcot 37°IL＝6×10－2×10×0.80.61×0.4T ＝2 T所需时间t ＝B ΔB ＝20.4s ＝5 s14．电子质量为m ，电荷量为q ，以速度v 0与x 轴成θ角射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后落在x 轴上的P 点，如图11所示，求：图11(1)OP 的长度；(2)电子由O 点射入到落在P 点所需的时间t.答案 (1)2m v 0Bq sin θ (2)2θmBq解析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应根据已知条件首先确定圆心的位置，画出运动轨迹，所求距离应和半径R 相联系，所求时间应和粒子转动的圆心角θ、周期T 相联系．(1)过O 点和P 点做速度方向的垂线，两线交点C 即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，如右图所示，则可知OP ＝2R·sin θ①Bq v 0＝m v 20R②由①②式可解得：OP ＝2m v 0Bqsin θ.(2)由图中可知：2θ＝ωt ③ 又v 0＝ωR ④由③④式可得：t ＝2θmBq.15．如图12所示，有界匀强磁场的磁感应强度B ＝2×10－3T ；磁场右边是宽度L ＝0.2 m 、场强E ＝40 V/m 、方向向左的匀强电场．一带电粒子电荷量q ＝－3.2×10－19 C ，质量m ＝6.4×10－27 kg ，以v ＝4×104 m/s 的速度沿OO ′垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出．求：图12(1)大致画出带电粒子的运动轨迹(画在给出的图中)； (2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径； (3)带电粒子飞出电场时的动能E k .答案 (1)见解析图 (2)0.4 m (3)7.68×10－18 J 解析 (1)轨迹如下图所示．(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有q v B ＝m v 2R，R ＝m v qB ＝6.4×10－27×4×1043.2×10－19×2×10－3m ＝0.4 m.(3)E k ＝EqL ＋12m v 2＝40×3.2×10－19×0.2 J ＋12×6.4×10－27×(4×104)2 J ＝7.68×10－18 J.16．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13所示，已知M 、N 两板间的电压为U ，粒子的重力不计．图13(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.答案 (1)见解析图 (2)2L (L 2＋d 2)2mUq解析 (1)作出粒子经电场和磁场的轨迹图，如下图(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①②③式得：磁感应强度B ＝2L (L 2＋d 2)2mUq .。
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1(第3.3 几种常见的磁场 A卷)
…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前人教版选修3-1 第三章磁场3.几种常见的磁场第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．下列说法正确的是（）A ．磁感线从磁体的N 极出发，终止于磁体的S 极B ．磁感线可以表示磁场的方向和强弱C ．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D ．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N 极一定指向通电螺线管的S 极2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图所示。
那么这束带电粒子可能是( )A ．向右飞行的正离子束B ．向左飞行的正离子束C ．向右飞行的负离子束D ．向左飞行的负离子束3．根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( )A ．带负电B ．带正电C ．不带电D ．无法确定4．如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向磁感应强度B 大小的变化最有可能为( )5．如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是( )A ．两棒均显磁性B ．两棒均不显磁性C ．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D ．甲棒显磁性，乙棒不显磁性6．关于磁通量的概念，下列说法正确的是( )A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B ．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零C ．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量越大D ．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量7．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a 、b 、c 三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )…○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………A ．a 、b 、c 的N 极都向纸里转B ．b 的N 极向纸外转，而a 、c 的N 极向纸里转C ．b 、c 的N 极都向纸里转，而a 的N 极向纸外转D ．b 的N 极向纸里转，而a 、c 的N 极向纸外转8．如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd 为正方形，边长为L ，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，下面说法中正确的是( )A ．通过abcd 平面的磁通量大小为L 2·B B ．通过dcfe 平面的磁通量大小为22L 2·B C ．通过abfe 平面的磁通量大小为零 D ．通过整个三棱柱表面的磁通量为零第Ⅱ部分非选择题二、非选择题：本题4个小题。
人教版高中物理选修3-1第3章《磁场》单元过关测试题.docx
ON S 图1高中物理学习材料桑水制作一、本题共14小题，每小题4分，共56分．（其中7、9、11为多选，其他为单选） 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．如图所示，若一束电子沿y 轴正向移动，则在z 轴上某点A 的磁场方向应是（ ）A ．沿x 的正向B ．沿x 的负向C ．沿z 的正向D ．沿z 的负向3．下列说法正确的是（ ）A ．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D ．洛伦兹力对带电粒子不做功4．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a v bI图55．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6．两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8．在图5中，水平导线中有电流I 通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I 的方向相同，则电子将（ ）A ．沿路径a 运动，轨迹是圆B ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越大C ．沿路径a 运动，轨迹半径越来越小D ．沿路径b 运动，轨迹半径越来越小9．如右图所示，速度为v 0、电荷量为q 的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为B ，电场强度为E ，则（ ） A ．若改为电荷量－q 的离子，将往上偏（其它条件不变） B ．若速度变为2v 0将往上偏（其它条件不变）C ．若改为电荷量＋2q 的离子，将往下偏（其它条件不变）D ．若速度变为21v 0将往下偏（其它条件不变）10．如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )．a bcd I 1I 2 ×图3图2+ + + + + + ++ + + A B 左 右A ．①③B ．②③C ．①④D ．②④11．目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图7所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是（ ） A ．A 板带正电 B ．有电流从B 经用电器流向AC ．金属板A 、B 间的电场方向向下D ．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力12．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、 负电子分别以相同速度沿与x 轴成30o 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 、3:1 D、1：113．回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D 形盒，两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D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图8所示，关于回旋加速器下列正确的是（ ）A ．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D 形盒射出时 的动能越大B ．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D 形盒射出时的动能与磁场的强弱无关C ．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍D ．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率14．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、图8带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑。
高中物理 第三章 磁场章末检测 新人教版选修31
磁场时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单选题，9～12题为多选题)1．下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场，正确的是( )【解析】根据安培定则可判断A、C均错误；离直导线越近，电流产生的磁场越强，D 错误，B正确．【答案】B2．根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想如果对地磁场也通用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断地球应该( )A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定【解析】根据地球磁场的N极在地球的南极附近，由安培定则，大拇指指向地球南极，四指的指向应为电流的方向，四指的指向与地球自转方向相反，故应带负电．【答案】A3．带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能的是( )A．静止B．匀速运动C．匀加速运动D．匀速圆周运动【解析】带电粒子静止时，不受洛伦兹力，故A可能．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，故B可能．带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时，做螺旋线运动．带电粒子运动方向与磁场方向垂直时，做匀速圆周运动，故D可能．【答案】C4．如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是( )A．沿竖直方向向下B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左D．沿水平方向向右【答案】D5．如图所示，O为圆心，和是半径分别为ON、OM的同心圆弧，在O处垂直纸面放置一载流直导线，电流方向垂直于纸面向外，用一根导线围成回路KLMN，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路( )A ．将向左平动B ．将向右平动C ．将在纸面内绕通过O 点并垂直纸面的轴转动D ．将这样运动：KL 边垂直于纸面向外运动，MN 边垂直于纸面向里运动【解析】 先用右手螺旋定则判断出I 1周围磁场磁感线的方向，、不受安培力，再用左手定则判断KL 、MN 受力方向可确定D 正确．【答案】 D6．质量为m 、电荷量为q 的带正电小物块在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v 0开始向左运动，如图所示．物块移动距离s 后停了下来，设此过程中q 不变，则( )A ．s>v 202μgB ．s<v 202μgC ．s ＝v 202μgD ．无法判断【解析】 假若无磁场，由动能定理得mgs ＝12mv 20，解得s ＝v 22μg.由于磁场的存在，地面对物块向上的弹力变大，摩擦力也变大，故移动距离会小于v 202μg.【答案】 B7．如图所示，MN 是一条水平放置的固定长直导线，P 是一个通有电流I 2的与MN 共面的金属环，可以自由移动．长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮．当MN 中通上图示方向的电流I 1时，金属环P 在磁场力作用下将( )A ．沿纸面向上运动B ．沿纸面向下运动C ．水平向左运动D ．由于长直导线包有绝缘漆皮，其磁场被屏蔽，金属环P 将静止不动 【解析】 由安培定则和左手定则可知，金属环P 受到的磁场力沿金属环所在平面向下，故B 选项正确．绝缘漆皮不会屏蔽磁场，D 选项错误．【答案】 B8．如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场边缘射入，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 ．3：2：1D .3：2：1 【解析】如图所示，设带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心为O ，由几何关系知，圆弧MN 所对应的粒子运动的时间t ＝＝Rαv ＝mv qB ·αv ＝mαqB，因此，同种粒子以不同速度射入磁场，经历时间与它们的偏角α成正比，即t 1：t 2：t 3＝90°：60°：30°＝3：2：1.【答案】 C9．(多选)如图所示， 回旋加速器D 形盒的半径为R, 所加磁场的磁感应强度为B, 用来加速质量为m 、电荷量为q 的质子， 质子从下半盒的质子源由静止出发， 加速到最大能量E 后由A 孔射出， 则下列说法正确的是( )A ．回旋加速器不能无限加速粒子B ．增大交变电压U, 则质子在加速器中运行时间将变短C ．回旋加速器所加交变电压的频率为qB2πmD ．下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外)为1∶3∶5∶…【解析】 当粒子速度很大，接近光速时其质量会变化，偏转周期与交流电周期不等导致加速不同步，故回旋加速器不能无限加速粒子，选项A 正确；粒子加速的最大速度由D 形盒的半径决定，当D 形盒半径确定时，粒子的最大动能确定，对加速全过程，由动能定理有nqU ＝E km ，增大交变电压U, 加速的次数减少，在磁场里回旋的圈数减少，运行时间将变短，选项B 正确；回旋加速器所加交变电压的频率与粒子做圆周运动的频率相等，即f ＝qB2πm，选项C 正确；下半盒内部质子分别加速的次数(由内到外)为2、4、6……质子的轨道半径之比(由内到外)为速度之比，也为加速次数开方之比，即2∶4∶6∶…，选项D 错误．【答案】 ABC10．(多选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．图为质谱仪的原理示意图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A 下方的小孔S 由静止飘入电势差为U 的加速电场，经加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D 上，形成a 、b 、c 三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是( )A ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C ．a 、b 、c 三条质谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚D ．a 、b 、c 三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕【解析】 设粒子离开加速电场时的速度为v ，则qU ＝12mv 2，可得v ＝2qUm，所以质量最小的氕核的速度最大，质量最大的氚核的速度最小，选项B 正确，选项A 错误；打到底片上的位置与进入磁场时的位置的距离x ＝2R ＝2mv qB ＝2B 2mUq，所以质量最大的氚核所形成的“质谱线”距离进入磁场时的位置最远，选项C 错误，选项D 正确．【答案】 BD11．(多选)如图所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t ＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图甲中I 所示方向为电流正方向．则金属棒( )A ．一直向右移动B ．速度随时间周期性变化C ．受到的安培力随时间周期性变化D ．受到的安培力在一个周期内做正功【解析】 在0～T2时间内，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向向右，金属棒向右加速，在T2～T 时间内，金属棒所受安培力方向向左，金属棒向右减速，t ＝T 时，速度恰好减为零，以后又周期性重复上述运动，可知金属棒一直向右移动，其速度随时间周期性变化，受到的安培力随时间周期性变化，选项A 、B 、C 正确；安培力在一个周期内对金属棒先做正功，后做负功，由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零，选项D 错误．【答案】 ABC12．(多选)带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以v 甲、v 乙、v 丙速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图所示，则下列说法正确的是( )A ．v 甲>v 乙>v 丙B ．v 甲<v 乙<v 丙C ．甲的速度一定变小D ．丙的速度一定变大【解析】 由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上，而它们所受的电场力向下，由运动轨迹可判断qv 甲B>qE ，即v 甲>E B ，同理可得v 乙＝E B ，v 丙<EB，所以v 甲>v 乙>v 丙，故A 正确，B 错误；对甲，电场力做负功，速度减小；对丙，电场力做正功，速度增大．故D 正确．【答案】 ACD第Ⅱ卷(非选择题 共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(12分)如图所示，铜棒ab 长0.1 m ，质量为6×10－2kg ，两端与长为1 m 的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.5 T ，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒再次静止时悬线与竖直方向夹角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了多少？通电电流的大小为多少？(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m /s 2)【解析】ΔE p ＝mgL 1(1－cos θ)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J . 对铜棒ab 受力分析如图所示，IL 2B ＝mg tan θ，I ＝mg tan θL 2B ＝6×10－2×10×0.750.1×0.5 A ＝9 A .【答案】 0.12 J 9 A 14．(12分)如图所示，一束电子的电荷量为e ，以速度v 垂直射入磁感应强度为B ，宽度为a 的有界磁场中，穿出磁场时的速度方向与入射方向的夹角是30°.(1)则电子穿过磁场的时间为多少？ (2)如果原磁场空间改为匀强电场，要满足电子飞入电场和飞出电场的位置与飞入原磁场空间时的位置不变，则电场的方向如何？场强多大？【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示，由几何关系可得 r ＝a/sin 30°＝2a ， ①且r ＝mvqB ， ②t ＝θ360°·T＝θ360°·2πm qB. ③ 由①②③式可得：t ＝πa3v.(2)当电场方向与v 垂直向上时，电子做类平抛运动，且AA′＝r －r·sin 60°＝(2－3)a.AA′＝12·eE m t 2，t ＝av .由以上各式可得E ＝22－3mv2ea.【答案】 (1)πa3v(2)方向与v 垂直且向上 22－3mv2ea15．(14分)一足够长的矩形区域abcd 内充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad 宽为L ，现从ad 中点O 垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v 0，方向与ad 边夹角为α＝30°，如图所示．已知粒子的电荷量为q 、质量为m(重力不计)．(1)若粒子带负电，且恰能从d 点射出磁场，求v 0的大小；(2)若粒子带正电，且粒子能从ab 边射出磁场，求v 0的取值范围．【解析】 (1)若粒子带负电，则进入磁场后沿顺时针方向偏转，如图所示，O 1为轨迹圆心，由对称性可知，速度的偏转角θ1＝2α＝60°，故轨迹半径r 1＝Od ＝L2根据牛顿第二定律得：qv 0B ＝mv 20r 1，得v 0＝qBr 1m ＝qBL2m.(2)若粒子带正电，则沿逆时针方向偏转，当v 0最大时，轨迹与cd 相切，轨迹圆心为O 2，半径为r 2，由几何关系得r 2－r 2cos 60°＝L2，得r 2＝L即v max ＝qBr 2m ＝qBLm当v 0最小时，轨迹与ab 相切，轨迹圆心为O 3，半径为r 3，由几何关系可得r 3＋r 3sin 30°＝L 2，得r 3＝L 3则v min ＝qBr 3m ＝qBL 3m ，所以qBL 3m ＜v 0≤qBLm.【答案】 (1)qBL2m(2)qBL 3m ＜v 0≤qBL m16．(14分)如图所示，在足够长的竖直放置的绝缘真空管中，有一电荷量为4×10－4C 、质量为0.1 g 的带正电的小圆柱体，恰好可在管内部自由滑动．将此管放在相互垂直的水平匀强磁场和水平匀强电场中，已知E ＝10 N /C ，B ＝5 T ，小圆柱体与管壁的动摩擦因数μ＝0.2.设圆柱体在管内静止下落，下落过程中最大和最小的加速度及与此相对应的速度大小为多少？【解析】 对小圆柱受力分析，水平方向：F N ＋qvB ＝Eq ，竖直方向：mg －μF N ＝ma 当F N ＝0时，即mg ＝ma ，a ＝g ＝10 m /s 2，此时qvB ＝Eq 得v ＝E/B ＝2 m /s .当速度继续增大时，洛伦兹力随之增大，管壁对小圆柱体的弹力要反向增大，经受力分析得：水平方向：Eq ＋F N ＝qvB.竖直方向：mg －μF N ＝ma.当a ＝0时，速度达到最大值，即mg ＝μ(qv max B －Eq)． 得v max ＝(mg ＋μEq)/μqB，代入数据得v max ＝4.45 m /s .【答案】 最大加速度为10 m /s 2，对应速度v ＝2 m /s ； 最小加速度为0，对应速度v ＝4.45 m /s。
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第 1 页 第2章 磁场 单元测试卷 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂
直，A导线中的电流方向垂直纸面向里。开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力方向是 A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下 2．一不计重力的带正电粒子沿纸面竖直向下飞入某一磁场区域。在竖直平面上运动轨迹如图所示，则该区域的磁
场方向是 A．沿纸面水平向右 B．沿纸面水平向左 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里 3．19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说。他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电
流——分子电流（分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的），分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。下图中将分子电流（上图中箭头表示电子运动方向）等效为小磁体的图示中正确的是 A．A B．B C．C D．D 4．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP=60°，在M、N处各有
一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为 A．3:1 B．3:2 C．1:1 D．1:2 5．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有
垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的力F拉乙物块，使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上作匀加速运动的阶段中 A．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 B．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 C．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 D．乙物块与斜面之间的摩擦力不断增大 6．一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。
假设粒子的电荷量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是 A．粒子由a向b运动，带正电 B．粒子由b向a运动，带负电 第 2 页
C．粒子由b向a 运动，带正电 D．粒子由a向b运动，带负电 7．如图所示，边长为L的正三角形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的带正电粒子以
速率v从O点沿OB方向射入磁场，并从AB的中点C离开磁场，则磁场的磁感应强度的大小为
A．233mvqL B．33mvqL
C．32mvqL D．3mvqL 8．如图所示，截面为正方形的容器在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直于磁场射入容器中，其中一部分从c孔射
出，一部分从d孔射出，忽略电子间的作用，下列说法不正确的是 A．从cd两孔射出的电子速度之比为v1:v2=2:1 B．从cd两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为t1:t2=1:2 C．从cd两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1:a2=2:1 D．从cd两孔射出电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1:a2=2:1 9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电流两极相连接的两个D形金属盒，在两盒
间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子（电荷量为q、质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中可行的是 A．增大匀强电场间的加速电压 B．减小狭缝间的距离 C．增大磁场的磁感应强度 D．增大D形金属盒的半径 10．如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不
计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与轨道平面成θ角斜向右上方，开关S闭合后导体棒开始运动，则 A．导体棒向左运动 B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELR C．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为sinBELR D．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为sinBELmR 11．如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P1、P2的轴线射入电磁场区域，由小孔S0射入右边第 3 页
的偏转磁场B2中，运动轨迹如图所示，不计粒子重力。下列相关说法中正确的是 A．该束带电粒子带正电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小 12．如图所示，在虚线宽度范围内，存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场，某种正离子以初速度v0
垂直于左边界射入，离开右边界时偏转角度为θ。在该宽度范围内，若只存在竖直向下的匀强电场，该离子仍以原来的初速度穿过该区域，偏角角度仍为θ（不计离子的重力），则下列判断正确的是 A．匀强电场的电场强度大小为0cosBvE B．匀强电场的电场强度大小为0sinBvE C．离子穿过电场和磁场的时间之比为sin
D．离子穿过电场和磁场的时间之比为0sinv 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．（6分）如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验，问： （1）若闭合开关，导体棒AB受到的安培力方向 （“向左”或“向右”）； （2）如果将滑动变阻器的触头向右滑动，导体棒AB受到安培力方向 （“反向”或“不变”），安培力大小 （“变大”、“不变”或“变小”）。 14．（9分）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1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UH，这个现象称为霍尔效应，UH为霍尔电压，且满足UH=kIBd，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1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与______（选填“M”或“N”）端通过导线连接。 （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UH值，记录数据如下表所示。 I/×10–3A 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 UH/×10–3 V 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8 根据表中数据在图3中的坐标纸上画出UH–I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10–3 第 4 页
V·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2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）。为使电流自Q端流入，P端流出，应将S1掷向______（选填“a”或“b”），S2掷向______（选填“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接在电
路中。在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串接在相邻器件________和________（填器件代号）之间。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=0.40 T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起
呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.20 m，质量m=0.020 kg。 （1）若金属棒中通有I=2.0 A向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小； （2）改变通过金属棒的电流大小，使细线对金属棒的拉力恰好为零，求此时金属棒中电流的大小。 16．（12分）如图所示，质量为m，带电荷量为+q的液滴，以速度v沿与水平方向成45°角斜向上进入正交的足够
大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动。重力加速度为g，试求 （1）电场强度E和磁感应强度B各是多少？ （2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴的加速度是多少？ （3）在满足（2）的前提下，粒子从A点到达与A点在同一水平线上的B点（图中未画出）所用的时间。 17．（14分）如图，在xOy平面第一象限整个区域分布匀强电场，电场方向平行于y轴向下，在第四象限内存在有
界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为52xd的直线，磁场方向垂直纸面向外。质量为m，带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场，已知OQ=d，不计粒子重力，求： （1）P点坐标； （2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的取值范围； （3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的取值范围。