物理选修3-1第三章 磁场 章末测试卷三
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
2．(本题3分)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里．两个带正电的微粒a 、b ，以相同的速度水平向右射入电磁场，a 在纸面内向右做匀速直线运动，b 在纸面内做匀速圆周运动．两个微粒的比荷a k 与b k 大小比较，正确的是（ ）
A ．a b k k >
B ．a b k k =
C ．a b k k <
D ．条件不足，无法判断
3．(本题3分)在如图所示的平行板器件中，电场强度E 和磁感应强度B 相互垂直．一带电粒子（重力不计） 从左端以速度v 沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ）
A ．一定带正电
B．速度
E v
B =
C．若速度
E
v
B
>）粒子在板间的运动是类平抛运动
D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动
4．(本题3分)如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场．一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（）
A．质量m B．初速度v C．电荷量q D．比荷q
m
5．(本题3分)如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子最后落到P点，设OP＝x，下列图线能够正确反映x与U之间的函数关系的是()
A．B．C．
D．
6．(本题3分)如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是()
A．粒子一定带负电
B．粒子的速度大小v=B/E
C．若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动
D．若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变
7．(本题3分)如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a）b）c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是（）
A．粒子a带负电
B．粒子c的动能最大
C．粒子b在磁场中运动的时间最长
D．粒子b在磁场中运动时的向心力最大
8．(本题3分)下列各图中，已标出电流及电流磁场的方向，其中正确的是） ）A．B．C．D．
9．(本题3分)如图所示，MDN为在竖直面内由绝缘材料制成的光滑半圆形轨道，半径为R，最高点为M和N，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B）一电荷量为+q，质量为m的小球自N点无初速度滑下（始终未脱离轨道），下列说法中正确的是（）
A．运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变
B．小球滑到D点时，对轨道的压力大于mg
C．小球滑到D点时，速度大小是2gR
D．小球滑到轨道左侧时，不会到达最高点M
10．(本题3分)如图所示，在两平行板间有电场强度为E的匀强电场，方向向上，一带电荷量为q的
负离子（重力不计），垂直电场方向以速度v 从缝1S 飞入两板间，沿直线飞出缝2S ，下列说法中正确的是( )
A ．平行板间有垂直纸面向里的磁场
B ．所加磁场的磁感应强度大小为
E
qv
C ．若该粒子从缝2S 飞入也一定从1S 飞出
D ．若该粒子的电荷量变为2q ，从缝1S 飞入也一定从2S 飞出 二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图所示，圆形区域半径为R ，区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ）P 为磁场边界上的最低点．大量质量均为m ，电荷量绝对值均为q 的带负电粒子，以相同的速率从P 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．粒子的轨道半径r=2R ）A C 、为圆形区域水平直径的两个端点，粒子重力不计，空气阻力不计，则（ ）
A ．粒子射入磁场的速率为2qBR
v m
=
B ．粒子在磁场中运动的最长时间为3m
t qB
π=
C ．不可能有粒子从C 点射出磁场
D ．若粒子的速率可以变化，则可能有粒子从A 点水平射出
12．(本题4分)如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球．整个装置以水平向右的速度匀速运动，垂直于磁场方向进入方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端开口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中（ ）
A ．洛仑兹力对小球做正功
B ．洛仑兹力对小球不做功
C ．小球运动轨迹是抛物线
D ．小球运动轨迹是直线
13．(本题4分)如图所示,a）b）c）d 四种离子,它们带等量同种电荷,质量为M a =M b ）M c =M d ,以不等的速率V a ）V b =V c ）V d 进入速度选择器后,有两种离子从选择器中射出,进入磁感应强度为B 2的磁场.由此可以判断(不计离子重力) ( ) A ．四种离子带正电，射向D 1的是a 离子 B ．四种离子带负电，射向D 1的是c 离子 C ．四种离子带正电，射向D 2的是d 离子 D ．四种离子带负电，射向D 2的是b 离子
14．(本题4分)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝
H I B
k
d
，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则（ ） A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面 B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏 C ．I H 与I 成正比
D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比 三、解答题(共54分)
15．(本题10分)如图，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v1，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：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）甲、乙两种离子的比荷之比．
16．(本题10分)如图所示，水平放置的两块长直平行金属薄板a .b间的电势差为U，b板下方足够大的空间内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从贴近a 板的左端以大小为v0的初速度水平射入板间的匀强电场，然后从狭缝P垂直
进人匀强磁场，最后粒子回到b板上与P点距离为L的Q点(图中未标出，
粒子打到b板后被吸收)。粒子重力不计。求:
(1)粒子穿过狭缝P时的速度大小v；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B。
17．(本题10分)如图所示，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，在第四象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。质量为m、带电量为+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点的坐标；
(2)要使粒子能再次进入电场，求磁感应强度B的取值范围；（结果可保留根号）
18．(本题12分)如图所示，板间距离为h的平行板电容器间在在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。在平行板的右下方与下板延长线相切、以O点为圆心的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计），从上板边缘P点以水平速度v 0射入板间，恰好沿直线从板间通过（粒子运动过程与平行
板不接触）。如果撤去板间磁场，该粒子仍然从P点以水平速度v0射入，恰好从
下板边缘M点沿MO方向射出平行板，已知MO与竖直方向的夹角为30°，粒
子进入磁场后从N点水平射出磁场。求：
(1)平行板的板长L和板间磁场的磁感应强度的大小B：
(2)圆形磁场区城的半径R；
(3)带电粒子从P点运动到N点的时间t。
19．(本题12分)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在两个有界的匀强磁场：
垂直纸面向外的匀强磁场I、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点，OM=MP=L，在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场，一质量为m、带电荷量为+q的粒子从电场中坐标为（-2L，-L）的点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好经过原点O处射入区域I又从M点射出区域I（粒子的重力忽略不计）．
（1）求第三象限匀强电场场强E的大小；
（2）求区域I内匀强磁场磁感应强度B的大小；
（3）若带电粒子能再次回到原点O，则区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少？
参考答案 答案含解析
1．B 【解析】 【分析】 【详解】
带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力方向由左手定则进行判断． 根据左手定则可知：
A ．图中洛伦兹力方向应该向上；错误
B ．图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则；正确 CD ．图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力；错误 【点睛】
本题考查判断洛伦兹力的方向，容易题．注意带电粒子在磁场中的运动受洛伦兹力的条件及安培定则的应用． 2．C 【解析】 【分析】 【详解】
微粒受重力mg 、电场力F 、洛伦兹力F '的作用， a 在纸面内向左做匀速直线运动，则a 受力平衡，且洛伦兹力方向向上，则有：a a F F m g +'=，即a a a q E Bq v m g +=，可得：a a a q g k m E Bv
=
=+；
b 在纸面内做匀速圆周运动，则b 的重力等于电场力，即F =m b g ，即b b q E m g =，可得：
b b b q g
k m E
==，由此可知：b a k k >，故C 正确，ABD 错误． 3．B 【解析】
若粒子带负电，则受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力）可以做直线运动，若粒子带正电，受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，故A 错误；因为做直线运动，所以在竖直方向上合力为零，故Eq Bqv =，解得E
v B
=
）B 正确；若E v B >，则Bqv Eq >，使粒子
偏转，做曲线运动；但洛伦兹力方向不断变化，故合力不恒定，不是类似平抛运动，C 错误；此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，D 错误）
【点睛】在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关． 4．B
【解析】一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有： qvB qE =，因为B 与E 是确定的，所以E
v B
=，知粒子的速度相同，所以B 正确的，A ，C ，D 错误．故选B ．
【点睛】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关． 5．B 【解析】 【分析】 【详解】
在加速电场中，由动能定理得：212qU mv =
，
解得：v =，磁场中，洛伦兹力提供向心力，
有：2
v qvB m r
=，得：mv r qB ==2x r ==B m q 、、都一定，则由数学知识得到，x U -图象是抛物线，B 正确 6．C 【解析】
粒子从左射入，若带负电，则受到向上的电场力，和向下的洛伦兹力，若带正电，则受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，只要满足qvB qE =，即速度E
v B
=
，粒子就能做直线运动通过，故AB 错误；若速度大小改变，则电场力qE ，但是洛伦兹力qvB 发生变化，打破二力平衡，所以合力与初速度方向不共线，做曲线运动，C 正确D 错误．
【点睛】在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关． 7．D 【解析】
根据左手定则知粒子a 带正电，粒子b 、c 带负电；粒子在磁场中做匀速圆周运动时，
由洛伦兹力提供向心力，根据2
v qvB m r
= ，可得：mv r qB = ，粒子的动能E K
=12mv 2，则
可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，c 粒子速率最小，b 粒子速率最大．b 粒子动能最大，向心力最大．故B 错误，D 正确．根据22m m
t qB qB
θπθπ=?= ，则c 粒子圆弧转过的圆心角最大，时间最长，选项C 错误；故选D ．
8．D 【解析】 【分析】 【详解】
A 、直线电流的方向竖直向上，根据安培定则知，直线电流右边的磁场方向垂直纸面向里，左边磁场方向垂直纸面向外．故A 错误．
B 、线框的电流方向向上，根据安培定则知，从上往下看，磁场的方向逆时针方向．故B 错误．
C 、根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向右．故C 错误．
D 、由于电流的方向逆时针方向（从上向下），根据安培定则知，磁场方向应该是向上．故D 正确． 故选D ． 9．C 【解析】
小球受重力、支持力和洛伦兹力作用，重力做正功，支持力和洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，在下落过程，速度大小增大，根据f=qBv）可知洛伦兹力的大小在变化，故A 错误；小球运动到D
点时，若受到的洛伦兹力的方向向上，在D 点，由牛顿第二定律得：2v N qvB mg m R +-=，解得：
3N mg qvB =-，小球对轨道的压力不一定大于mg ，故B 错误；从N 点运动到D 点的过程中只有
重力做功，根据动能定理得：2
12
mgR mv =
，解得：v =C 正确；小球在整个运动过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，小球滑到轨道右侧时，可以到达轨道最高点M ，故D 错误；故选C.
【点睛】洛伦兹力的方向指向圆心，不改变速度的大小，根据动能定理求出到达D 点时的速度．根据牛顿第二定律，径向的合力提供向心力，求出轨道对小球的支持力． 10．D 【解析】 【详解】
AB ．负离子受电场力和洛仑兹力，这两个力均与速度垂直，粒子做直线运动，故合力为零，故有：
qE =qvB
E B v
=
因为离子带负电，故电场力向下，根据平衡条件可知洛仑兹力向上，根据左手定则，磁场方向垂直向外；故A 错误，B 错误；
C ．若该粒子从S 2进入可知电场力仍然向下，由左手定则可知洛伦兹力也向下，故粒子受力不平衡，合力与速度与速度不在一条直线上，故不能从S 1射出，故C 错误；
D ．由AB 选项分析可知粒子作直线运动与粒子所带电荷量无关，故即使粒子带电量变为2q ，从缝1S 飞入也一定从2S 飞出，故D 正确。 故选D 。 11．ABD 【解析】 【分析】 【详解】
由洛伦兹力提供向心力：2
v qvB m r
=，
解得：mv r qB =，根据题意2r R =，以上联立可得：2qBR v m =，故A 正确；当粒子以直径2R 为弦时，运动时间最长，由几何关系可知圆心角为600
，粒子运动的周期为：2m T qB
π=
，由此可知粒子运动时间为：63T m
t qB π==，故B 正确；粒子的轨道半径为2R ，
磁场的半径为R ，粒子可能从C 点射出，故C 错误；当粒子的轨道半径为R 时，竖直向上射出的粒子，可以从A 点水平射出，且速度满足：qBR
v m
=
，故D 正确．所以ABD 正确，C 错误． 12．BC 【解析】
洛伦兹力；牛顿第二定律；运动的合成 【详解】
洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直，对小球不做功，故A 错误，B 正确．
设小球竖直分速度为v y 、水平分速度为v x ．以小球为研究对象，受力如图所示，由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动，则竖直方向的洛伦兹力F 1=qvB 是恒力，由牛顿第二定律得：
qvB -mg=ma ，qvB
a g m
=
-，小球的加速度不随时间变化，恒定不变，故小球竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则小球运动轨迹是抛物线；故C 正确，D 错误． 13．BD 【解析】 【分析】
先由进入B 2后的偏转方向确定出是负离子，在B 1中，受到电场力向下，同洛伦兹力向上，两个能通过，则两个速度一定相同，故应是b 或c ，在由在B 2中半径的大小确定出哪个是b ，哪个是c） 【详解】
能通过速度选择器的为一定满足Eq qvB =，即速度为E
v B
=
，有两个粒子通过，则其速度相同，故为b 和c ，在磁场2B 中，根据mv
R Bq
=
，得出质量大的半径大，因1D 的半径大，则为c 离子，射向D 2的是b 离子，同时由于磁场2B 为垂直纸面向外，则根据左手定则可知四种离子带负电，故选项BD 正确，选项AC 错误．
本题考查速度选择器的工作原理，同时要注意左手定则的应用，在平时训练时要加强训练． 14．CD 【解析】
试题分析：根据左手定则可以判断出霍尔元件中的导电物质所受安培力指向后表面，即将向后表面侧移，又由于该导电物质为电子，带负电，因此后表面的电势将低于前表面的电势，A 错误；若电源的正负极对调，磁场方向与图示方向相反，同时由电路结构可知，流经霍尔元件上下面的电流也将反向，因此电子的受力方向不变，即前后表面电势高低情况不变，B 错误；由电路结构可知，R L 与R 并联后与线圈串联，因此有：
，C 正确；R L 消耗的电功率
，显然P L 与成正比，又因为磁感应强度大小B 与I 成正比，即B
与I H 成正比，电压表的示数，则U H 与成正比，所以U H 与R L 消耗的电功率P L 成
正比，D 正确；故选CD ．
【名师点睛】霍尔元件是用来测量磁场中某处的磁感应强度的一种元件，其原理是洛伦兹力与由霍尔电压产生的电场使运动电荷平衡时电荷不再向前后表面偏转． 考点：霍尔效应及电路的电功率．
15．（1）1
4U
B lv =
（2）
1212:1:4q q m m = 【解析】 【分析】 【详解】
（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 ，由动能定理有：21111
2
q U m v =
① 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：2
11111
v q v B m R = ② 由几何关系知：12R l = ③
由①②③式得：1
4U
B lv =
④ （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：2
22212
q U m v = ⑤ 22222
2v q v B m R = ⑥ 由题给条件有222
l
R =
⑦ 由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为
12
12
:1:4q q m m =⑧ 16．
(1)v =
(2)B =【解析】 【详解】
(1)对粒子从贴近a 板处运动到狭缝P 的过程，由动能定理有:
22
01122
qU mv mv =
- 解得
:
v =
(2)设粒子进人磁场时的速度方向与b 板的夹角为θ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹的圆
心为O 、半径为r ，如图所示，由几何关系有:
cos u v
θ=
2sin L r θ=
由牛顿第二定律有:
2
v qvB m r
=
解得:
B =
17．（1）(0,0.5d) （2）B ≥(√2+1)mv 0
qd
【解析】 【分析】
(1)粒子在第一象限内做类平抛运动，在x 轴方向上做匀速直线运动，在y 轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，已知在Q 点时的速度方向为45°，可知此时沿两个坐标轴的速度都是v 0，在x 轴和y 轴方向分别列式，可求出OP 的距离，从而得到P 点的坐标）
(2) 对粒子在第四象限中的运动轨道进行分析，找到临界状态，即轨道恰好与y 轴相切为轨道的最大半径，结合洛伦兹力做向心力的公式可求出此时的磁感应强度，该磁感应强度为最小值，从而可表示出磁感应强度的范围。
【详解】
(1)设粒子进入电场时y方向的速度为v y）则v y=v0tan45°
粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动时间为t）
在水平方向：OQ=d=v0t，在竖直方向：OP=1
2
v y t
解得：OP=1
2
d，P点坐标为：（0）0.5d））
(2)粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示，设此时的轨迹半径为r1）
由数学知识得：r+rsin45°=d
解得：r=(2?√2)d
粒子在磁场中运动的速度v=v0
cos450
=√2v0
由牛顿第二定律得qvB=m v 2
r
解得：B=(√2+1)mv0
qd
要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围为B≥(√2+1)mv0
qd
【点睛】
带电粒子在第四象限内运动时，受到洛伦兹力的作用，将做有临界状态的圆周运动，对临界状态的寻找与分析成为了解决此类为题的重点和难点。此种类型的题能充分考查考生的综合分析能力和应
用数学处理物理问题的能力）解此类问题的关键是做出带电粒子运动的轨迹图，抓住物理过程变化的转折点（列出对应的状态方程），找出粒子运动的半径与磁场边界的约束关系。
18．
(1)
3；032mv qh ；
(2)01
qB ；
(3)01
2333m
v qB π
【解析】 【分析】 【详解】
(1) 撤去磁场后，带电粒子在两板间做类平抛运动，设运动时间为t 1 在水平方向上，有
L =v 0t 1
在竖直方向上有
qE =ma h=
2
12
at v y =at v y
= v 0 cot30°
联立得
1
03t v =
L =
20
32mv E qh
=
磁场和电场同时存在时，粒子在两板间做匀速直线运动
qE =qv 0B
解得
B =
32mv qh
(2)粒子经过M 点时的速度大小
02sin 30
v v v =
=
粒子进入磁场后由洛伦兹力充当向心力做匀速圆周运动，设轨迹半径为r 根据牛顿第二定律
qvB =m 2
v r
2mv mv r qB qB
=
= 由几何关系得
R=r 1
(3)粒子在无场区做匀速直线运动，设运动时间为t 2 由几何关系有
022sin 30
R
R v t -
=
21
(2m
t qB =
第三章磁场 章末综合检测 一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．关于磁通量，正确的说法有( ) A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量 B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大 C．磁通量大，磁感应强度不一定大 D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大 解析：磁通量是标量，大小与B、S及放置角度均有关，只有C项说法完全正确． 答案：C 2．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中，线圈中的磁通量( ) A．是增加的 B．是减少的 C．先增加，后减少 D．先减少，后增加 解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁体的磁极附近磁感线的分布情况．线圈位于位置Ⅱ时，磁通量为零，故线圈中磁通量是先减少，后增加的． 答案：D 3.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处 于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可以( ) A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向 C．适当增大电流D．使电流反向 解析：首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和竖直向上的安培力．处于平衡时有2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大． 答案：C 4．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶
【磁场】章末检测题 一、选择题： 1．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力作用．下面选项正确的是 ( ) A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不能改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小和速度无关 D．洛伦兹力不能改变带电粒子的速度方向 解析洛伦兹力的方向与运动方向垂直，所以洛伦兹力永远不做功，即不改变粒子的动能，A错误、B正确；洛伦兹力f＝Bqv，C错误；洛伦兹力不改变速度的大小，但改变速度的方向，D错误． 答案 B 2．如图所示，一半径为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)．若导电圆环上载有如图1所示的恒定电流I，则下列说法中正确的是 ( ) A．导电圆环所受的安培力方向竖直向下 B．导电圆环所受的安培力方向竖直向上 C．导电圆环所受的安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受的安培力的大小为2πBIR sin θ 解析将导电圆环分成若干小的电流元，任取一小段电流元为研究对象，把磁场分解成水平方向和竖直方向的两个分量，则竖直方向的分磁场产生的安培力矢量和为零，水平方向的分磁场产生的安培力为F＝B sin θ·I·2πR ＝2πBIR sin θ，方向竖直向上，所以B、D均正确． 答案BD 3．显像管的原理示意图如下图，没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，
安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b 点，下列四个变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是 ( ) 解析根据左手定则判断电子受到的洛伦兹力的方向．电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应Bt图，图线应在t轴下方； 电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应Bt 图，图线应在t轴上方．符合条件的是A选项． 答案 A 4．如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B在同一直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触(不粘连)而处于静止状态．若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是( ) A．小球A仍可能处于静止状态 B．小球A将可能沿轨迹1运动 C．小球A将可能沿轨迹2运动 D．小球A将可能沿轨迹3运动 解析小球A处于静止状态，可判断小球A带正电，若此时小球A所受重力与库仑力平衡，将绝缘板C沿水平方向抽去后，小球A仍处于静止状态；若
一、 磁场 知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场（奥斯特）。 安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。） ⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线： ⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，其面积为S，则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量，用Φ表示。Φ是标量，但是有方向（进该面或出该面）。单位为韦伯，符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。 在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下，B=Φ/S，所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中，当B与S的夹角为α时，有Φ=BS sinα。 地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场
高二物理选修3-1《磁场》单元测试卷 一、不定项选择题：(每小题4分，全部选对得4分，部分选对得2分，共48分) ⒈关于磁感应强度，正确的说法是 ( ) (A)根据定义式IL F B ，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 ⒉.下列单位中与磁感应强度B 的单位T 不相当．．． 的是-( ) (A)Wb/m 2 (B)N/A·m (C)N/C·m (D)V·s/m 2 ⒊首先发现电流的磁效应的科学家是-( ) (A)安培 (B)奥斯特 (C)库伦 (D)麦克斯韦 ⒋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 ⒌如图所示，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 ⒍.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 ⒎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 ⒏如图所示，要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后，ａｂ边向纸外，ｃｄ边 向纸里转动，可行的方法是- ( ) (A)加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流 (B)加方向平行纸面向上的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流
高中物理第三章磁场章末检测（A）新人教版选修3_1 (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 A 3．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
电磁感应章末检测试卷二(第一章) (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题，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．在如图1所示的几种情况中，不能产生感应电流的是() A．甲图，竖直面内的矩形闭合导线框绕与线框在同一平面内的竖直轴在水平方向的匀强磁场中匀速转动的过程中 B．乙图，水平面内的圆形闭合导线圈静止在磁感应强度正在增大的非匀强磁场中 C．丙图，金属棒在匀强磁场中垂直于磁场方向匀速向右运动的过程中 D．丁图，导体棒在水平向右的恒力F作用下紧贴水平固定的U形金属导轨运动的过程中2.如图2所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是() A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小 C．ab所受的安培力保持不变 D．ab所受的静摩擦力逐渐减小 3．如图3所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区域的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示，不计轨道电阻，以下叙述不正确的是() A．在M区时通过R的电流为b→a B．在N区时通过R的电流为a→b C．F M向右且增大 D．F N向左且减小 4.如图4，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积为0.4 m2，电阻为r＝1 Ω.在线圈中存在面积为0.2 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B＝0.3＋0.15t (T)．将线圈两端a、b与一个阻值R＝2 Ω的电阻相连接，b端接地．则下 列说法正确的是()
磁场 第一节我们周围的磁现象 知识点回顾： 1、地磁场 （1）地球磁体的北（N）极位于地理南极附近，地球磁体的南（S）极位于地理北极附近。（2）地球磁体的磁场分布与条形磁铁的磁场相似。 （3）地磁两极与地理两极并不完全重合，存在偏差。 2、磁性材料 （1）按去磁的难易程度划分可分为硬磁性材料和软磁性材料。 （2）按材料所含化学成分划分可分为和。 （3）硬磁性材料剩磁明显，常用来制造等。 （4）软磁性材料剩磁不明显，常用来制造等。 知识点1：磁现象 一切与磁有关的现象都可称为磁现象。磁在我们的生活、生产和科技中有着广泛的应用，归纳大致分为： （1）利用磁体对铁、钴、镍等磁性物质的吸引力； （2）利用磁体对通电线圈的作用力； （3）利用磁化现象记录信息。 知识点2：地磁场（重点） 地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场叫地磁场。关于地磁场的起源，目前还没有令人满意的答案。一种观点认为，地磁场是由于地核中熔融金属的运动产生的，而且熔融金属运动方向的变化会引起地磁场方向的变化。科学研究发现，从地球形成迄今的漫长年代里，地磁极曾多次发生极性倒转的现象。 地磁场具有这样的特点： （1）地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近； （2）地磁场与条形磁铁产生的磁场相似，但地磁场磁性很弱； （3）地磁场对宇宙射线的作用，保护生命（极光、宇宙射线的伤害）；地磁场对生物活动的影响（迁徙动物的走南闯北如信鸽，但候鸟南飞确是受气候的影响的，不是磁场）拓展： 地磁两极与地理两极并不重合，存在地磁偏角。这种现象最早是由我国北宋的学者沈括在《梦溪笔谈》中提出的，比西方早400多年。 并不是所有的天体都有和地球一样的磁性，如火星就没有磁性 知识点3：磁性材料 磁性材料一般指铁磁性物质。按去磁的难易程度，磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料具有很强的剩磁，不易去磁，一般用于制造永磁体，如扬声器、计算机硬盘、信用卡、饭卡等；软磁性材料没有明显的剩磁，退磁快，常用于制造电磁铁、电动机、发电机、磁头等。 易忽略点：怎样区分磁性材料 如何判断给定的物体是采用硬磁性材料还是软磁性材料是学习中容易出错的地方。解决此类问题关键有两点： 1、明确所给物体的功能和原理； 2、熟悉这两种磁性材料的特点。
物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19 C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F K Q Q r =12 2 （真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109 N ?m 2 /C 2 ；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E F q =（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E KQ r =2 ｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强AB U E d = ｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB /q ＝q P E Δ 减 8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减 ：带电体由A 到B 时势能的减少量｝ 9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd ＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或2 2 mVt qU ＝ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：d U E ＝ 垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qU a m m m ＝＝＝ 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分；
2019-2020学年高中物理第3章磁场章末知识整合课时检测粤教 版选修3-1 专题一磁场对电流的作用 1．+公式F＝BIL中L为导线的有效长度． 2．安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心． 3．安培力做功：做功的结果将电能转化成其他形式的能． 4．分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤． ①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况．
②用左手定则确定各段通电导线所受安培力． ③据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动情况． 如图所示：在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B大小的变化，正确的说法是( ) A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 解析：根据外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针至水平向左的条件，受力分析，再根据力的平行四边形定则作出力的合成变化图，由此可得B大小的变化情况是先减小后增大． 答案：C 练习 1．如右图所示，一根长度为L的均匀金属杆用两根劲度系数为k的轻弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当金属棒中通有由左向右的电流I时，两根轻弹簧比原长缩短Δx后金属杆平衡，保持电流大小不变，方向相反流过金属杆时，两弹簧伸长Δx后金属杆平衡，求匀强磁场的磁感应强度B为多大？
解析：根据安培力和力的平衡条件有(设棒的重力为mg )： 当电流方向由左向右时：BIL ＝2k Δx ＋mg ， 当电流方向由右向左时：BIL ＋mg ＝2k Δx ， 将重力mg 消去得：B ＝2k Δx IL . 答案：B ＝2k Δx IL 2．如图所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.40 m ，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 ＝0.50 T 、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 ＝4.5 V 、内阻r ＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m ＝0.040 kg 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R ＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g 取 210 /m s .已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝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． 解析：(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I
电磁感应章末检测题 一、选择题 1处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ） A. 线圈没有在磁场中运动 B. 线圈没有做切割磁感线运动 C. 磁场没有发生变化 D. 穿过线圈的磁通量没有发生变化 2.下列关于感应电流的产生说法正确的是 （ ） A. 只要闭合导线圈中有磁通量，线圈中就一定有感应电流 B. 只要电路的一部分导体做切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流 C. 只要闭合导线圈和磁场发生相对运动，线圈中就一定有感应电流 D. 穿过闭合导线圈的磁感线条数变化了，线圈中就一定有感应电流 3.如图，用恒力F 将闭合线圈从静止开始，从图示位置向左拉出有界匀强磁场的过程中 A.做匀加速运动 B .线圈的速度可能一直增大 C.线圈不可能一直做加速运动 D .线圈中感应电流一定逐渐增大 ?x X 4.如图所示，A 、B 两灯相同，L 是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ） A. 开关K 合上瞬间，A B 两灯同时亮起来 B. K 合上稳定后，A 、B 同时亮着 C. K 断开瞬间，A 、B 同时熄灭 D. K 断开瞬间，B 立即熄灭，A 过一会儿再熄灭 5.如图所示，水平桌面上放一闭合铝环， 在铝环轴线上方有一条形磁铁 磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ） A. 铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B. 铝环有收缩趋势，对桌面压力增大 C. 铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 6."磁单极子”是指只有 S 极或只有N 极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理 学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子。如图所示的实验就是用于检测磁单极子 的实验之一，abed 为用超导材料围成的闭合回路，该回路放置在防磁装置中，可认为不受周围其他磁 场的作用.设想有一个 N 极磁单极子沿abed 轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现 象是 （ ） A .回路中无感应电流 B .回路中形成持续的 abeda 流向的感应电流 C.回路中形成持续的 adeba 流向的感应电流 D.回路中形成先 abeda 流向后adeba 的感应电流 7.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈
高中物理选修3-1磁场 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是() A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线所受安培力的大小和方向无关 2.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成 瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为() A．正东B．正西 C．正南D．正北 3.如图所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同方向如图的电 流，ac⊥bd，且ab＝ac＝ad，则a点处磁场方向为( ) A．垂直于纸面向外 B．垂直于纸面向里 C．沿纸面由a向d D．沿纸面由a向c 4.(2012·昆明一模)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置， 导轨上另放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场， 可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是() 5. （多选）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流电极相连接 的两个D形金属盒，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，如图所示，要增大带电粒子 射出时的动能，则下列说法中正确的是( ) A．增大电场的加速电压，其他保持不变 B．增大磁场的磁感应强度，其他保持不变 C．减小狭缝间的距离，其他保持不变 D．增大D形金属盒的半径，其他保持不变 6. （多选）长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q带正电的粒子(不计重力)，从左边极板 间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用 的方法是( ) A．使粒子的速度v< BqL 4m B．使粒子的速度v> BqL 4m C．使粒子的速度v> 5BqL 4m D．使粒子的速度 BqL 4m 《磁场》单元练习 一．选择题：每小题给出的四个选项中，每小题有一个选项、或多个选项正确。 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 3、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 4、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、动量 D、动能 5、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：M N a b c d V B B A 、 tB π B 、 tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、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 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、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abcde C 、粒子运动方向是edcba D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 8、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 、摆球的动量相同 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 9、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。一质量为m ，带电量为q 的粒子以速度V 从O 点沿着与y 轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A 点时的速度方向平行于x 轴，那么： A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qB m t 3π= D 、粒子的速度没有变化 10、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则……………………（ ） A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向右 O x y V 0 a b M N a b c d e O a x y O A V 0 第3章 磁场 章末检测 (时间：90分钟 满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分) 1．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( ) A ．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同 B ．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动 C ．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直 D ．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同 答案 C 解析 当带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带正电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A 错误；由U AB ＝WAB q 知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B 错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直．故C 正确，D 错误．所以选C. 2．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( ) 答案 A 3．如图1所示，当开关S 闭合的时候，导线ab 受力的方向应为( ) 图1 A ．向右 B ．向左 C ．向纸外 D ．向纸里 答案 D 4．如图2所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为距离两极板相等且平行两极板的直线．一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法不正确的是( ) 图2 A．电荷量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区 B．电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区 C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′方向射入，则粒子仍能匀速通过场区 D．粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区 答案 D 5．如图3所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ＜tan θ.则小球运动过程中的速度－时间图像可能是( ) 图3 答案 C 解析带电小球静止时受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向上的摩擦力f，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F，沿斜面方向有：mg sin θ－μ(mg cos θ－F)＝ma，在垂直于斜面方向有：N＋F＝mg cos θ，由于小球加速，据F＝qvB，F增大而支持力N减小，据f＝μN，摩擦力减小，导致小球的加速度a增加；当速度v增加到某个值时，出现mg cos θ－F＝0，有mg sin θ＝ma，此时小球的加速度最大；此后，F＞ 基础知识一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质 二、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向· *熟记常用的几种磁场的磁感线： 三、磁感应强度 1．磁场的最基本的性质是对放入其中的电流或磁极有力的作用，电流垂直于磁场时受磁场力最大，电流与磁场方向平行时，磁场力为零。 2．在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度l的乘积Il的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度． ①表示磁场强弱的物理量．是矢量． ②大小：B=F/Il（电流方向与磁感线垂直时的公式）． ③方向：左手定则：是磁感线的切线方向；是小磁针N极受力方向；是小磁针静止时N极的指向．不是导线受力方向；不是正电荷受力方向；也不是电流方向．（根据实验得出的） ④单位：牛/安米，也叫特斯拉，国际单位制单位符号T． ⑤点定B定：就是说磁场中某一点定了，则该处磁感应强度的大小与方向都是定值． ⑥匀强磁场的磁感应强度处处相等． ⑦磁场的叠加:空间某点如果同时存在两个以上电流或磁体激发的磁场,则该点的磁感应强度是各电流或磁体在该点激发的磁场的磁感应强度的矢量和,满足矢量运算法则. 章末质量检测(九) (时间:40分钟) 一、选择题(本题共8小题,1～5题为单项选择题,6～8题为多项选择题) 1.如图1所示,长直导线ab附近有一带正电荷的小球用绝缘丝线悬挂在M点。当ab中通以由b→a的恒定电流时,下列说法正确的是() 图1 A.小球受磁场力作用,方向与导线垂直且垂直纸面向里 B.小球受磁场力作用,方向与导线垂直且垂直纸面向外 C.小球受磁场力作用,方向与导线垂直并指向左方 D.小球不受磁场力作用 【试题参考答案】: D 2.法拉第电动机原理如图2所示。条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心,N极向上。一根金属杆斜插在水银中,杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连。电源负极与金属杆上端相连。与电源正极连接的导线插入水银中。从上往下看,金属杆() 图2 A.向左摆动 B.向右摆动 C.顺时针转动 D.逆时针转动 【试题解析】: 从上往下看,根据左手定则可判断出,金属杆所受的安培力将会使其逆时针转动,D正确。 【试题参考答案】: D 3.如图3所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反、大小相等的电流,a、 b两点位于两导线所在的平面内,则() 图3 A.b点的磁感应强度为零 B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C.cd导线受到的安培力方向向右 D.同时改变两导线中的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变 【试题解析】: 根据右手螺旋定则可知两导线在b处产生的磁场方向均为垂直纸面向外,选项A错误；ef在a处产生的磁场方向垂直纸面向外,选项B错误；根据左手定则可判断,电流方向相反的两平行直导线互相排斥,选项C错误；只要两直导线中的电流方向相反,就互相排斥,选项D正确。 【试题参考答案】: D 4.(2020·成都七中模拟)如图4所示,光滑绝缘的斜面与水平面的夹角为θ,导体棒ab静止在斜面上,ab与斜面底边平行,通有图示的恒定电流I,空间充满竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现缓慢增大θ(0＜θ＜90°),若电流I不变,且ab始终静止在斜面上(不考虑磁场变化产生的影响),下列说法正确的是() 图4 A.B应缓慢减小 B.B应缓慢增大 C.B应先增大后减小 D.B应先减小后增大 【试题解析】: 金属棒受重力、支持力及向右的安培力的作用,增大角度θ,则支持力的方向将向左旋转,要使棒仍然平衡,则支持力与安培力的合力大小一直等于重力大小,安培力必须增大,故磁感应强度应增大,B项正确。 【试题参考答案】: B 5.如图5甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D 第四章 电磁感应章末检测题 一、选择题（每小题5分，共50分） 1．关于磁通量,正确的说法有 A ．磁通量不仅有大小而且有方向,是矢量 B ．磁通量大,磁感应强度不一定大 C ． 把某线圈放在磁场中的M 、N 两点,若放在M 处的磁通量比在N 处的大,则M 处的磁感应强度一定比N 处大 D ．在匀强磁场中,a 线圈面积比b 线圈面积大,但穿过a 线圈的磁通量不一定比穿过b 线圈的大 2．关于反电动势，下列说法中正确的是 ( ) A ．只要线圈在磁场中运动就能产生反电动势 B ．只要穿过线圈的磁通量变化，就产生反电动势 C ．电动机在转动时线圈内产生反电动势 D ．反电动势就是发电机产生的电动势 3．如图6所示，两块水平放置的金属板间距离为d ，用导线与一个n 匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。两板间有一个质量为m ，电荷量为＋q 的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通 量变化率分别是 ( ) A ．正在增强；ΔΦΔt ＝dmg q B ．正在减弱；ΔΦΔt ＝dmg nq C ．正在减弱；ΔΦΔt ＝dmg q D ．正在增强；ΔΦΔt ＝dmg nq 4．如图6所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q ，P 和Q 共轴，Q 中通有变化电流i ，电流随时间变化的规律如图7所示，P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则在下列时刻 ( ) A 、t 1时刻N ＞G ， P 有收缩的趋势． B 、t 2时刻N ＝G ，此时穿过P 的磁通量最大． C 、t 3时刻N ＝G ，此时P 中无感应电流． D 、t 4时刻N ＜G ，此时穿过P 的磁通量最小． 5．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨与水平方向成θ角放置，下端接有电阻R ，一根质量为m 的导体棒垂直放置在导轨上，与导轨保持良好接触，匀强磁场垂直导轨平面向上，导体棒在外力作用下向上匀速运动。不计导体棒和导轨的电阻，则下列说法正确的是（ A ．拉力做的功等于棒的机械能的增量 B ．合力对棒做的功等于棒动能的增量 C ．拉力与棒受到的磁场力的合力为零 D ．拉力对棒做的功与棒克服重力做功之差等于回路中产生的电能 6.如图所示。直角三角形导线框abc 以大小为V 的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），则此过程中导线框中感应电流的大小随时间变化的规律为下列四个 图像当中的哪一个？ 7．.如图所示，电路中A 、B 是规格相同的灯泡，L 是自感系数较大直流 电阻可忽略不计的线圈，那么 （ ） A 闭合S ，A 、 B 同时亮，然后A 变暗后熄灭 B 、闭合S ，B 先亮，A 逐渐变亮，最后A 、B 亮度相同 C 、断开S ，A 和B 均闪亮一下后熄灭 D ．断开S ，B 立即熄灭，A 慢慢熄灭 8．如右图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2 m ，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T ，导体棒ab 与cd 的电阻均为0.1 Ω，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab 棒，使之匀速向上运动，此时cd 棒 恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g 取10 m/s2，则( ) A ．ab 棒向上运动的速度为1 m/s B ．ab 棒受到的拉力大小为0.2 N C ．在2 s 时间内，拉力做功为0.4 J D ．在2 s 时间内，ab 棒上产生的焦耳热为0.4 J 9．如图所示，足够长的两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，两导轨通过导线与检流计G 1、线圈M 接在一起。N 是绕在“□”形铁芯上的另一线圈，它与检流计G 2组成闭合回路。现有一金属棒ab 沿导轨下滑，下滑过程与导轨接触良好，在ab 下滑的过程中（ ） （A ）通过G 1的电流是从右端进入的 （B ）通过G 2的电流是从左端进入的 Q P a 图b 图o i 1 t 2 t 3 t 4 t t 图6 图7 G 1 G 2 a b M N 章末检测(B) (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分) 1．关于磁场的下列说法正确的是() A．磁场和电场一样，是同一种物质 B．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用 C．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律 D．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的 2．关于磁感应强度，下列说法正确的是() A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大 B．由B＝F IL可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比 C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 3．如图1所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是() 图1 A．N极竖直向上B．N极竖直向下 C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右 4．下列说法中正确的是() A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁 场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值．即B＝F IL B．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零 C．磁感应强度B＝F IL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 5．下面所述的几种相互作用中，通过磁场发生的有() A．两个静止电荷之间的相互作用B．两根通电导线之间的相互作用 C．两个运动电荷之间的相互作用D．磁体与运动电荷之间的相互作用 图2 6．两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A、B处，如图2所示，两通电导线在C处的磁感应强度均为B，则C处总磁感应强度为() A．2B B．B C．0 D.3B 7．如图3所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是() 第三章磁场章末检测(A) (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题共10个小题，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 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 3．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 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 图1图2图3图4 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() A．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 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() A．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 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v0，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() 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t1、t2和t3，比高二物理选修3-1磁场练习题
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