【金版学案】2016-2017学年粤教版高中物理选修3-1 检测_第三章 磁场 第六节洛伦兹力与现代技术.doc

【金版新学案】2014-2015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 ΔxIL.答案：B ＝2k Δx IL2．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＝ER＋r＝1.5 A(2)导体棒受到的安培力：F安＝BIL＝0.30 N(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1＝mg sin 37°＝0.24 N，由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；根据共点力平衡条件mg sin 37°＋f＝F安，解得：f＝0.06 N.答案：(1)I＝1.5 A (2)F安＝0.30 N(3)f＝0.06 N专题二磁场对运动电荷的作用1．带电粒子在无界匀强磁场中的运动：完整的圆周运动．2．带电粒子在有界匀强磁场中的运动：部分圆周运动(偏转)．解题一般思路和步骤：①利用辅助线确定圆心．②利用几何关系确定和计算轨道半径．③利用有关公式列方程求解．如图所示，在x轴的上方(y＞0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，求：(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径．(2)粒子在磁场中运动的时间．解析：先作圆O′，根据题目条件过O作直线L即x轴，交圆O′于O″，即可得到粒子进入磁场的运动轨迹：过入射点O沿逆时针再经O″出射．再分别过O、O″作垂线交于O′，既为粒子作圆周运动轨迹的圆心．如图(a)这样作出的图既准确又标准，且易判断粒子做圆周运动的圆心角为270°.(1)粒子轨迹如图(b)．粒子进入磁场在洛伦兹力的作用下做圆周运动：qvB ＝m2v r，r ＝mvqB.(2)粒子运动周期：T ＝2πr v ＝2πm qB ，粒子做圆周运动的圆心角为270°，所以t ＝34T ＝3πm2qB.答案：(1)mv qB (2)3πm2qB3．(2013·广东)(双选)两个初速度大小相同的同种离子a 和b ，从O 点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力，下列说法正确的有( )A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近解析：a 、b 粒子的运动轨迹如图所示：粒子a 、b 都向下由左手定则可知，a 、b 均带正电，故A 正确；由r ＝mv qB可知，两粒子半径相等，根据上图中两粒子运动轨迹可知a 粒子运动轨迹长度大于b 粒子运动轨迹长度，运动时间a 在磁场中飞行的时间比b 的长，故B 、C 错误；根据运动轨迹可知，在P 上的落点与O 点的距离a 比b 的近，故D 正确．故选AD.答案：AD练习4．如图所示，分布在半径为r 的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电量为q 、质量为m 的带正电的粒子从磁场边缘A 点沿圆的半径AO 方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角．试求：(1)粒子做圆周运动的半径； (2)粒子的入射速度；(3)若保持粒子的速率不变，从A 点入射时速度的方向顺时针转过60°角，粒子在磁场中运动的时间．解析：(1)设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径为R ，如图所示 ∠OO ′A ＝ 30°由图可知，圆运动的半径R ＝ O ′A ＝ 3r ；(2)根据牛顿运动定律， 有：Bqv ＝m v 2R 有：R ＝ mv qB ，故粒子的入射速度 v ＝3rqBm(3)当带电粒子入射方向转过60°角，如图所示，在△OAO 1中，OA ＝ r ，O 1A ＝ 3r ，∠O 1AO ＝30°，由几何关系可得，O 1O ＝r ，∠AO 1E ＝60°设带电粒子在磁场中运动所用时间为t ，由：v ＝2πR T ，R ＝mvBq有：T ＝ 2πR Bq 解出：t ＝ T 6＝πm3qB答案：见解析☞规律小结： (1) 直线边界(进出磁场具有对称性，如图)(2)平行边界(存在临界条件，如图)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图)专题三带电粒子在复合场中的运动1．复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中两场共存．2．组合场：电场和磁场各位于一定得区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现．3．三种场的比较4.复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般考虑其重力． (2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单．(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力．5．带电粒子在复合场中运动的应用实例 (1)速度选择器①平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器．②带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是：qvB ＝qE 即v ＝E B .(2)磁流体发电机①磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能．②根据左手定则，右图可知B 是发电机的正极．③磁流体发电机两极间的距离为L ，等离子体的速度为v ，磁场的磁感应强度为B ，则两极板间能达到的最大电势差U ＝BLv.④外电阻R 中的电流可由闭合电路欧姆定律求出． (3)电磁流量计工作原理：如图所示，圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，即qvB ＝qE ＝q U d ，所以v ＝UBd 因此液体流量：即Q ＝Sv ＝24d ，U Bd ＝πdU4B(4) 霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差，这种现象成为霍尔电势差，其原理如图所示．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口．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，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B ．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关解析：由左手定则可判断，前表面聚集负电荷，比后表面电势低，且当时，电荷不再偏转，电压表示数恒定，与污水中的离子的多少无关，A 、B 、C 均错误；由Q ＝v·1·bc 可得Q ＝UcB .可见，Q 与U 成正比，与a 、b 无关，D 正确． 答案：D 练习5．半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )A.023r v πB.03rvC. 03rv πD.03r v解析：由∠AOB ＝120°可知，弧AB 所对圆心角θ＝60°，故t ＝16T ＝πm3qm ，但题中已知条件不够，没有此项选择，另想办法找规律表示t .由匀速圆周运动t ＝L ABv 0，从图中分析有R ＝3r ，则AB 弧长L AB ＝R ·θ＝3r ×π3＝33πr ，则t ＝L AB v 0＝3πr3v 0，D 项正确．答案：D6．如下图，在平面直角坐标系xOy 内，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON 为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，从y 轴正半轴上y ＝ h 处的M 点，以速度v0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上x ＝ 2h 处的P 点进入磁场，最后以垂直于y 轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求： (1)电场强度的大小E.(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.解析：粒子的运动轨迹如下图所示(1)设粒子在电场中运动的时间为t 1，x 、y 方向： 2h ＝v 0t 1，h ＝12at 2根据牛顿第二定律Eq ＝ma求出E ＝mv 202qh(2)根据动能定理Eqh ＝12mv 2－12mv 2设粒子进入磁场时速度为v ，根据Bqv ＝m v 2rr ＝2mv 0Bq(3)粒子在电场中运动的时间t 1＝2hv 0粒子在磁场中运动的周期T ＝2πr v ＝2πmBq设粒子在磁场中运动的时间为t 2＝38T求出t ＝t 1＋t 2＝2h v 0＋3πm4Bq答案：见解析如图(a)所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N 1、2N 构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L ，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调，如下图(b)；右为水平放置的长为d 的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N 1，能通过2N 的粒子经O 点垂直进入磁场．O 到感光板的距离为d2，粒子电荷量为q ，质量为m ，不计重力．(1)若两狭缝平行且盘静止，如下图(c)，某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M 上，求该粒子在磁场中运动的时间t.(2)若两狭缝夹角为0，盘匀速转动，转动方向如图(b)．要使穿过N 1、2N 的粒子均打到感光板1P 、1P连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围(设通过N 1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达2N )．分析说明：(1)作圆周X ，由入射点O 、出射点M 可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，如图(1)．(2)作圆周Y ，要使穿过N 1、2N 的粒子打到感光板的P 1，可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为二分之一圆周，对应的粒子运动速度为最小值，如图(2)． (3)作圆周Z ，要使穿过N 1、2N 的粒子打到感光板的2P ，可以确定粒子在磁场中运动的轨迹为OP 2段圆周，对应的粒子运动速度为最大值，再找出圆心的位置，几何关系就易找出了，如图(3)．解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动半径R ＝d4，洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m 2v R，又：2πR ＝v·T, t＝T 4，解得：t ＝πm2qB.(2)速度最小时，运动半径1R ＝d 4，L ＝v t 11，θ0＝t ω11，qv B 1＝m 211vR ，解得：ω1＝4qBd mlθ；速度最大时，22R ＝(2R －d 2)2＋d 2，解得：2R ＝5d 4，L ＝22v t ，θ0＝22t ω，2qv B ＝m222v R ，解得：2ω＝54qBd mlθ，所以04qBd mlθ≤ω≤54qBd mlθ.πm 2qB (2)4qBdmlθ≤ω≤54qBdmlθ答案：(1)。

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第三章磁场章末检测(A)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8个小题，每小题4分，共32分)1．一个质子穿过某一空间而未发生偏转，下列说法中错误的是()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)图1A．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5. 如图2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，则下列判断中错误的是()图2A．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6. 如图3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，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)()图3A．t1＝t2＝t3B．t2<t1<t3C．t1＝t2<t3D．t1＝t3>t27．如图4所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，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4A．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8．如图5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5A．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二、双项选择题(本题共2个小题，每小题6分，共12分)9. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图6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6A．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10．如图7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()图7题号12345678910 答案姓名：________班级：________学号：________得分：________三、填空题(本题共2个小题，满分16分)11．(8分)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812．（6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＝__________.图9四、计算题(本题共4个小题，满分40分)13．(8分)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/s2)图1014．(10分)电子质量为m，电荷量为q，以速度v0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.15．(10分)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.16．(12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s，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.第三章磁场(A)1．C[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．A3．D[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．A[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．C[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，故选C.]6．C [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．]7．D [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．]8．D [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．]9．AD [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．]10．AD [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．]11.3πm eB 2v 3π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 ＝3πm eB ，在这段时间内位移大小：s ＝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 ＝s T ＝2m veB 3πm eB＝2v 3π.12．1∶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∶1.13．5 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 ＝mg cot 37° B ＝mg cot 37°IL＝6×10－2×10×0.80.61×0.4 T ＝2 T所需时间t ＝B ΔB ＝20.4 s ＝5 s14．(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 20R ②由①②式可解得： OP ＝2m v 0Bq sin θ.(2)由图中可知：2θ＝ωt ③ 又v 0＝ωR ④由③④式可得：t ＝2θmBq.15．(1)见解析图 (2)0.4 m (3)7.68×10－18J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．(1)见解析图 (2)2s(s 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 －s )2＋d 2③ 联立①②③式得：2s (s2＋d2)2mU q.磁感应强度B＝。

【金版学案】2015-2016高中物理 第三章 磁场章末过关检测卷 粤教版选修3-1(测试时间：50分钟 评价分值：100分)一、单项选择题(每小题4分，满分16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．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，它们都做匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是(B)A ．氘核B ．氚核C ．电子D ．质子解析：根据公式Bqv ＝m v 2R 可得R ＝mv Bq，电子、质子、氘核、氚核四种粒子的带电量多少是相同的，但是质量是不相同的，m 电子＜m 质子＜m 氘核＜m 氚核，它们以相同的速度进入同一匀强磁场，轨道半径是与质量成正比的，所以氚核的轨道半径是最大的．选项ACD 错误，选项B 正确．2．两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r 1、r 2为这两个电子的运动轨道半径，T 1、T 2是它们的运动周期，则(D)A ．r 1＝r 2，T 1≠T 2B ．r 1≠r 2，T 1≠T 2C ．r 1＝r 2，T 1＝T 2D ．r 1≠r 2，T 1＝T 2解析：根据半径公式r ＝mvBq 可得r 1＝mv 1Bq ，r 2＝mv 2Bq，因为速度不同，所以r 1≠r 2，根据周期公式T ＝2πm Bq 可得，T 1＝2πm Bq ，T 2＝2πm Bq，故T 1＝T 2，所以D 正确． 3．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(A )A ．大小为零B ．方向竖直向上C．方向竖直向下 D．方向垂直纸面向里解析：对三个边进行受力分析，由F＝BIL和三个力的夹角关系可以得出三个力的合力为零．故选A.4．两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，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(B)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，加速度大小相等解析：两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引．因为线圈1对线圈2的力和线圈2对线圈1的力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等．故B正确，A、C、D错误．故选B.二、不定项选择题(每小题6分，满分30分．在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答的得0分) 5．电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 (ABCD)A．磁场对电子的作用力大小始终不变 B．磁场对电子的作用力始终不做功C．电子的动量大小始终不变 D．电子的动能始终不变解析：电子在磁场中只受洛伦兹力作用，而洛伦兹力只改变电子的速度方向，不改变速度大小，所以B、D正确．6．一束几种不同的正离子，垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束，如图所示．对这些正离子，可得出结论(AD)A．它们的速度一定相同 B．它们的电量一定各不相同C．它们的质量一定各不相同 D．它们的比荷一定各不相同解析：在电磁场中，正离子受到的洛伦兹力F洛与电场力F电相等，从而做直线运动，有Eq＝qvB1，v＝EB1，即所有正离子速度都相同，当正离子进入磁场B2中时，r＝mvqB2，正离子分成几束，则r不同，比荷一定各不相同，A、D正确．7．图为一质子以速度v穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，不计重力．则(BD)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，只要以相同速度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解析：AB.质子穿过相互垂直的电场和磁场区域而没有偏转，说明了它受的电场力和洛伦兹力是一对平衡力，有：qvB＝qE，与带电性质无关，所以只要以相同的速度射入该区域都不会发生偏转．故A错误，B正确；C．若质子的入射速度v′＜v，质子所受的洛伦兹力小于电场力，将向下偏转，洛伦兹力对粒子不做功，电场力做正功，存在洛伦兹力，所以不是类平抛运动．故C错误；D．质子的入射速度v′＞v，它所受到的洛伦兹力大于电场力．由于质子所受到的洛伦兹力方向向上，故质子就向上偏转．由于质子所受的电场力是一恒力，而洛伦兹力是一变力，故其轨迹既不是圆弧也不是抛物线，故D正确．故选：B、D.8．如图所示，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(BCD)A．a、b两点磁感应强度相同 B．a点磁感应强度最小C．c、d两点磁感应强度大小相等 D．b点磁感应强度最大解析：根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图所示：根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图所示：显然，c 点与d 点合磁感应强度相等；a 点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；b 点磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；故选B 、C 、D.9．(2014·佛山模拟)圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率沿着AO 方向对准圆心O 射入磁场，其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是(C )A ．a 粒子速率最大B ．c 粒子速率最小C ．a 粒子在磁场中运动的时间最长D ．它们做圆周运动的周期T a <T b <T c 解析：由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，根据qvB ＝m v 2r，可得v ＝qBr m ，故轨道半径越大时，速度越大，选项A 错误、选项B 错误；由于T ＝2πm qB及t ＝θ2π×T 可知，三个粒子运动的周期相同，a 在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，选项C 正确、选项D 错误．三、非选择题(本大题共2小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，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)10．(27分)如图所示， 光滑的U 形导电轨道与水平面的夹角为θ， 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场，一质量为m 的光滑裸导体棒ab 恰能静止在导轨上，试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小．(当地的重力加速度为g)解析：导体棒的受力如图所示，根据左手定则，知电流的方向由a到b，所以只有当d 为正极，c为负极时ab棒才可能静止，由平衡条件可得F磁＝mg tan θ.答案：电池d为正极，所受的磁场力大小为mg tan θ.11．(27分)如图所示，在x轴的上方( y＞0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，求：(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；(2)粒子在磁场中运动的时间．解析：(1)粒子垂直进入磁场，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：qvB ＝m v 2R ，R ＝mv qB. (2)粒子圆周运动的周期T ＝2πR v ＝2πm qB，根据圆的对称性可知，粒子进入磁场时速度与x 轴的夹角为45°角，穿出磁场时，与x 轴的夹角仍为45°角，根据左手定则可知，粒子沿逆时针方向旋转，则速度的偏向角为270°角，轨道的圆心角也为270°.故粒子在磁场中运动的时间t ＝270°360°T ＝34T ＝3πm2qB .答案：(1)mv qB (2)3πm2qB。

第三章磁场第六节洛伦兹力与现代技术A级抓基础1．如下图，质量为m、电荷量为－ e 的电子的初速为零，经电压为U 的加快电场加速后进入磁感觉强度为 B 的偏转磁场 (磁场方向垂直纸面)，其运动轨迹如下图．以下说法中正确的选项是()A．加快电场的场强方向向上B．偏转磁场的磁感觉强度方向垂直纸面向里C．电子在电场中运动和在磁场中运动时，加快度都不变，都是匀变速运动eBD．电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为f＝m 2eUm分析：电子带负电，向上加快运动，所以加快电场的方向应为竖直向下，选项 A 错误；电子刚进入时受水平向左的洛伦兹力，依据左手定章知偏转磁场的方向垂直纸面向外，选项 B 错误；电子在电场中运动时加快度可能变化，在磁场中运动时，加快度变化，选项C错误；依据动能定理可知，电子进入磁场时的速度为12，洛伦兹力的大小为f＝v，Ue＝mv2eBBev，得 f＝m 2eUm，选项 D 正确．答案： D2．如下图，一个质量为m、电荷量为q 的带电小球从M 点自由着落， M 点距场区界限 PQ 高为 h，界限 PQ 下方有方向竖直向下、电场强度为 E 的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从界限上的 a 点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从界限上的 b 点穿出，重力加快度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的选项是()A．小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向外q gB．小球的电荷量与质量的比值＝C．小球从 a 运动到 b 的过程中，小球和地球系统机械能守恒D．小球在a、 b 两点的速度同样分析：带电小球在磁场中做匀速圆周运动，则qE＝ mg，选项 B 正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，因为小球从 b 点射出，依据左手定章可知磁场垂直纸面向里，选项 A 错误；不过a、 b 两点机械能相等，选项 C 错误；小球在a、 b 两点速度方向相反，故选项 D 错误．答案：B3．如下图，在匀强电场和匀强磁场共存的地区内，场强 E 的方向竖直向下，磁感觉强度 B 的方向垂直纸面向里．有三个带有等量同种电荷的油滴此中 M 向右做匀速直线运动，N 在竖直平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，则三个油滴的质量关系是()M 、 N、 P 在该地区中运动，P 向左做匀速直线运动，A． m M >m N>m P B． m P>m N>m MC． m N>m P>m M D． m P>m M >m N分析： N 在竖直平面内做匀速圆周运动，其重力与电场力均衡，因此带负电，且m N g ＝ Eq ；M 向右做匀速直线运动，有m M g＋ F n＝ Eq；P 向左做匀速直线运动，有m P g＝ Eq＋F n′，比较上述三式，有m P>m N>m M建立．答案： B4．如下图，水平搁置的两块长直平行金属板a、b 相距为 d， b 板下方整个空间存在着磁感觉强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m、电荷量为＋ q 的带电粒子 (不计重力 )，从 a 板左端切近 a 板处以大小为 v0的初速度水平射入板间，在匀强电场作用下，恰巧从 b 板的狭缝 P 处穿出，穿出时的速度方向与 b 板所成的夹角为θ＝ 30°，以后进入匀强磁场做圆周运动，最后粒子遇到 b 板的 Q 点 (图中未画出 )．求：(1)a、 b 板之间匀强电场的电场强度(2)P、 Q 两点之间的距离L.E 和狭缝P 与b 板左端的距离；分析： (1)粒子从 a 板左端运动到P 处，由动能定理得：qEd＝12mv2－12mv20，2又有， cos θ＝vv0求得 E＝mv6qd0.粒子在电场中做类平抛运动，P 处到 b 板左端的距离x＝ v0 t，d＝1at2， a＝qE，2m求得 x＝ 23d.(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图由几何关系得L＝ rsin 30°，又 qvB＝mv2 2r.mv23mv0联立求得 L ＝qB＝3qB.答案：看法析B级提能力5．如下图，圆滑半圆形轨道与圆滑斜面轨道在 B 处与圆弧相连，将整个装置置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从 A 静止开释，且能沿轨道行进，并恰能经过圆弧最高点，现若撤去磁场，使球还能恰巧经过圆环最高点C，开释高度H ′与原开释高度的关系是 ()HA． H′＝ H B．H′<HC． H′ >H D．不可以确立分析：无磁场时，小球在 C 点由重力供给向心力，临界速度为v′ .加磁场后，小球在C 点受向上的洛伦兹力，向心力减小，临界速度v 减小．所以不加磁场时在 C 点的机械能较大，因为洛伦兹力不做功，有没有磁场机械能都守恒，所以，不加磁场机遇械能较大．答案： C6． (多项选择 )如下图，有一混淆正离子束先后经过正交的电场、磁场地区Ⅰ和匀强磁场地区Ⅱ，假如这束正离子流在地区Ⅰ中不偏转，进入Ⅱ后偏转半径有同样的 ()R 同样，则它们必定具A．速度B．质量C．电荷量D．比荷分析：当混淆带电离子在经过正交的电场、磁场地区Ⅰ时没有发生偏转可得：电场力与洛伦兹力均衡，即q 1E ＝ q 1v 1B ， q 2E ＝ q 2v 2B ，所以v 1＝ v 2＝ E，而进入匀强磁场地区Ⅱ后Bmv1 1 m2 v 2 q 12m v＝ r 2，即 m 1＝ q偏转半径 r 同样，也就是 r ＝ qB ，r 1＝ q 1B ＝q 2B m 2 ，所以 A 、 D 正确， B 、C错误．答案： AD7．如图甲所示是盘旋加快器的表示图，此中心部分是两个D 形金属盒，在加快带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间 t 的变化规律如图乙所示，若忽视带电粒子在电场中的加快时间，则以下判断中正确的选项是 ( )图甲图乙A ．高频电源的变化周期应当等于t n － t n －1B ．在 E k － t 图中应有 t 4 － t 3＝ t 3－ t 2＝ t 2－ t 1C ．粒子加快次数越多，粒子获取的最大动能必定越大D ．不一样粒子获取的最大动能都同样分析： 由图可知粒子在单个D 形盒内运动的时间为t n － t n － 1，因为在磁场中粒子运动的mv周期与速度没关， B 正确；沟通电源的周期为2(t n － t n － 1) ，A 错误；由 r ＝ Bq 知当粒子的运2 2 2 动半径等于 D 形盒半径时加快过程就结束了，粒子的动能 E km ＝ B q r ，即粒子的动能与加2m 速次数没关， C 错误；粒子的最大动能还与粒子的质量和电荷量相关，D 错误．答案： B8．如下图，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场， 磁场的磁感觉强度为 B ，方向垂直 xOy 平面向里， 电场线平行于 y 轴．一质量为 m 、 电荷量为 q 的带正电的小球，从y 轴上的 A 点水平向右抛出，经x 轴上的 M 点进入电场和磁场地区，恰能做匀速圆周运动，从 x 轴上的 N 点第一次走开电场和磁场，MN 之间的距离为 L ，小球过 M 点时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 θ .不计空气阻力， 重力加快度为 g ，求：(1)电场强度 E 的大小和方向；(2)小球从 A 点抛出时初速度v0的大小；(3)A 点到 x 轴的高度h.分析： (1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力一定与重力均衡，有： qE＝ mg，①E＝mgq，②重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，因为小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．(2)小球做匀速圆周运动，O′为圆心， MN 为弦长，∠ MO ′ P＝θ，如下图．设半径为r，由几何关系知：L＝ sin θ，③2r小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力供给，设小球做圆周运动的速率为v，有：2mvqvB＝r ，④v0由速度的合成与分解知：＝ cos θ，⑤qBL由③④⑤式得：v0＝2mtanθ.⑥(3)设小球到 M 点时的竖直分速度为 v y，它与水均分速度的关系为v y＝ v0tan θ，⑦由匀变速直线运动规律知：v y2＝ 2gh，⑧由⑥⑦⑧式得： h＝q2B2L2.28m gmg qBL q2B2L 2答案： (1) q方向竖直向上(2)2mtan θ(3) 8m2g9．电子 (不计重力 )自静止开始经M 、N 板间 (两板间电压为v)的电场加快后从 A 点垂直于磁场界限射入宽度为3L 的匀强磁场中，电子走开磁场时的地点P 偏离入射方向的距离为 L，如下图 (已知电子的质量为m，电量为 e)，求：(1) 电子在加快电场中加快后获取的速度； (2) 匀强磁场的磁感觉强度； (3) 电子在磁场中的运动时间．分析： (1)电子在 M 、 N 间加快后获取的速度为v ，由动能定理得：1mv 2－ 0＝ eU ，2解得 v ＝2eUm .①(2)电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为v 2，②r ，则： Bev ＝ m r电子在磁场中的轨迹如图，由几何关系得： (r － L) 2＋ ( 3L)2＝ r 2 ③由①②③解得B ＝12Um 2Le .2π r(3)电子在磁场的周期为 T ＝ v ，由几何关系得∠ AOP ＝ 60°，π L2m可得电子在磁场中的运动时间 t ＝ 3 Ue.答案： (1)v ＝2eU (2) 12Umm 2Leπ L2m (3) 3Ue。

高中（粤教版）物理选修3—1第三章磁场优题含答案粤教版选修3--1第三章磁场1、弹簧测力计下挂一条形磁铁,其N极一端位于一通电螺线管的正上方,如图所示,下列说法正确的是()A．若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数不变B．若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数增大C．若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数减小D．若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数增大2、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．a B．bC．c D．都有可能3、如图所示,在平面直角坐标系中,a、b、c是等边三角形的三个顶点,三个顶点处分别放置三根互相平行的长直导线,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直纸面向里．对于顶点c处的通电直导线所受安培力的方向,下列说法中正确的是()A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向4、(双选)一只电流表,发现读数偏小,为纠正这一偏差,可行的措施是()A．减少表头线圈的匝数B．减小永久磁铁的磁性C．增加分流电阻的阻值D．增加表头线圈的匝数5、带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示粒子的径迹,这是云室的原理,如图所示是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是()A．四种粒子都带正电B．四种粒子都带负电C．打到a、b点的粒子带正电D．打到c、d点的粒子带正电6、如图所示,由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变,在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶3∶5,轨迹恰好是一个以O为圆心的圆,不计粒子重力,则()A．磁感应强度B1∶B2∶B3＝1∶3∶5B．磁感应强度B1∶B2∶B3＝5∶3∶1C．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25∶2D．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27∶57、下列说法正确的是()A．磁感线有可能出现相交的情况B．磁感线总是由N极出发指向S极C．某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D．某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致8、关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B．穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零C.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的D．磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大9、如图所示,一重为G1的通电圆环置于水平桌面上,圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看),在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁,磁铁的中心轴线通过圆环中心,磁铁的上端为N极,下端为S极,磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小,下列关系中正确的是()A．F＞G1,F′＞G2B．F＜G1,F′＞G2C．F＜G1,F′＜G2D．F＞G1,F′＜G210、关于电荷所受电场力和运动电荷受到的洛伦兹力,正确的说法是() A．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．运动电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向平行C．电荷在电场中一定受电场力作用D．电荷所受电场力方向一定与该处电场方向相同11、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．如下四个图中能正确表示两粒子运动轨迹的是()12、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右上方,如图所示,问：(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少？此时B的方向如何？13、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一长为L的悬线,拉一质量为m、带有＋q的电荷量的小球,将摆球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放,试求摆球通过最低位置时绳上的拉力．2020—2021高中（粤教版）物理选修3—1第三章磁场优题含答案粤教版选修3--1第三章磁场1、弹簧测力计下挂一条形磁铁,其N极一端位于一通电螺线管的正上方,如图所示,下列说法正确的是()A．若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数不变B．若a接电源正极,b接负极,弹簧测力计示数增大C．若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数减小D．若b接电源正极,a接负极,弹簧测力计示数增大D[若a接电源正极,b接负极,螺线管中电流俯视沿逆时针方向,由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的N极．故磁铁受到螺线管对它向上的斥力作用,弹簧测力计示数减小．A、B错误；若b接电源正极,a接负极,由安培定则判断螺线管的上端相当于条形磁铁的S极,磁铁受到螺线管对它向下的引力作用,弹簧测力计示数变大．故C错误,D正确．]2、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．a B．bC．c D．都有可能A[b、c肯定是有磁性,不然不会相互排斥,c被排斥,说明b、c磁性相反,b要是没有磁性,a也不会向b这边偏,只能是a没有磁性．]3、如图所示,在平面直角坐标系中,a、b、c是等边三角形的三个顶点,三个顶点处分别放置三根互相平行的长直导线,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直纸面向里．对于顶点c处的通电直导线所受安培力的方向,下列说法中正确的是()A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向B[等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线,且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得导线a、b的电流在c处的合磁场方向水平向右．再由左手定则可得安培力的方向是竖直向下,指向y轴负向．故B正确,A、C、D错误．] 4、(双选)一只电流表,发现读数偏小,为纠正这一偏差,可行的措施是()A．减少表头线圈的匝数B．减小永久磁铁的磁性C．增加分流电阻的阻值D．增加表头线圈的匝数CD[电流大小一定的情况下,线圈匝数越多,磁感应强度越大,安培力越大,偏转角度越大,所以A、B错误,D正确．电流表表头和分流电阻并联,在总电流一定的情况下,欲使读数增大,必须增大通过表头的电流,根据并联电路的电阻之比等于电流的反比,表头电阻不变,增加分流电阻的阻值,可使线圈中电流增大,C正确．]5、带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示粒子的径迹,这是云室的原理,如图所示是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是()A．四种粒子都带正电B．四种粒子都带负电C．打到a、b点的粒子带正电D．打到c、d点的粒子带正电D[由左手定则知打到a、b点的粒子带负电,打到c、d点的粒子带正电,D正确．] 6、如图所示,由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变,在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶3∶5,轨迹恰好是一个以O为圆心的圆,不计粒子重力,则()A ．磁感应强度B 1∶B 2∶B 3＝1∶3∶5B ．磁感应强度B 1∶B 2∶B 3＝5∶3∶1C ．其在b 、c 处穿越铝板所损失的动能之比为25∶2D ．其在b 、c 处穿越铝板所损失的动能之比为27∶5C [带电粒子在磁场中运动的时间为t ＝θ2πT在各个区域的圆心角均为θ＝23π根据洛伦兹力提供向心力可得q v B ＝m v 2r可得粒子在磁场中运动的周期T ＝2πr v＝2πm qB 所以t ＝2πm 3qB ,故B ＝2πm 3qt ,又因为m 、q 均为定值在三个区域的磁感应强度之比为B 1∶B 2∶B 3＝15∶5∶3,故A 、B 错误；三个区域的磁场半径相同,为r ＝m v qB ,又因为动能E k ＝12m v 2联立可得E k ＝q 2B 2r 22m ,因为q 、m 和r 均相同,故三个区域中运动的动能之比为E k1∶E k2∶E k3＝B 21∶B 22∶B 23＝225∶25∶9设比例中的每一份为k,则在b 处穿越铝板所损失的动能为ΔE k1＝225k －25k ＝200k在c 处穿越铝板所损失的动能为ΔE k2＝25k －9k ＝16k在b 、c 处穿越铝板所损失的动能之比为ΔE k1∶ΔE k2＝25∶2,故C 正确,D 错误．]7、下列说法正确的是( )A ．磁感线有可能出现相交的情况B ．磁感线总是由N 极出发指向S 极C ．某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N 极所指方向一致D．某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致C[根据磁感线的特点：(1)磁感线在空间内不能相交；(2)磁感线是闭合曲线,在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极；(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向).可判断选项A、B错误,C正确,D错误．] 8、关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B．穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零C.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的D．磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大B[当回路与磁场平行时,没有磁感线穿过回路,则回路的磁通量Φ为零,这时磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量不变为零,故A错误．磁通量Φ为零时,可能回路与磁场平行,则磁感应强度不一定为零,故B正确．根据磁通量Φ＝BS sin α,磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起,故C错误．磁感应强度越大,线圈面积越大,磁通量不一定越大,还与回路与磁场方向的夹角有关,故D错误．]9、如图所示,一重为G1的通电圆环置于水平桌面上,圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看),在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁,磁铁的中心轴线通过圆环中心,磁铁的上端为N极,下端为S极,磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小,下列关系中正确的是()A．F＞G1,F′＞G2B．F＜G1,F′＞G2C．F＜G1,F′＜G2D．F＞G1,F′＜G2D[顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的“小磁针”,由安培定则可知,“小磁针”的N极向下,S极向上,故与磁铁之间的相互作用力为斥力,所以圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1,磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2,选项D正确．]10、关于电荷所受电场力和运动电荷受到的洛伦兹力,正确的说法是() A．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．运动电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向平行C．电荷在电场中一定受电场力作用D．电荷所受电场力方向一定与该处电场方向相同C[运动的电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力作用,比如电荷的运动方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,故A错误．根据左手定则知,洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,故B错误．电荷在电场中一定受到电场力作用,故C正确．正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同,负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,故D错误．]11、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．如下四个图中能正确表示两粒子运动轨迹的是()A[由洛伦兹力和牛顿第二定律,可得r甲＝m甲vq甲B,r乙＝m乙vq乙B,故r甲r乙＝2.由左手定则判断甲、乙两粒子所受洛伦兹力方向及其运动方向,可知选项A正确．]12、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右上方,如图所示,问：(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少？此时B的方向如何？[解析]从b向a看金属棒受力分析如图所示．(1)水平方向：f＝F安sin θ①竖直方向：F N＋F安cos θ＝mg ②又F安＝BIL＝BER L ③联立①②③得：F N＝mg－BLE cos θR,f＝BLE sin θR.(2)要使ab棒所受支持力为零,且让磁感应强度最小,可知安培力竖直向上,则有F 安′＝mg,又F安′＝B minER L,联立可得B min＝mgREL,根据左手定则判定磁场方向水平向右．[答案](1)mg－BLE cos θRBLE sin θR(2)mgREL方向水平向右13、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一长为L的悬线,拉一质量为m、带有＋q的电荷量的小球,将摆球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放,试求摆球通过最低位置时绳上的拉力．[解析]由左手定则判断摆球所受洛伦兹力方向向下,根据牛顿第二定律：F－Bq v－mg＝m v2 L根据动能定理：mgL＝12m v2,联立得：F＝3mg＋Bq2gL.[答案]3mg＋Bq2gL。

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1.以下说法正确的是()
A.指南针所指的南方是地磁场的北极
B.指南针所指的南方是地磁场的南极
C.指南针不可能指示地球的北极
D.指南针静止时沿地球南北方向取向
答案：AD
2.下列说法中正确的是()
A.像铁那样磁化后磁性很强的物质称为铁磁性物质
B.软磁性材料磁化后不容易去磁
C.通常所说的磁性材料是指铁磁性物质
D.硬磁性材料是指硬度大的材料
答案：AC
3.下列元件哪些是由软磁性材料制造的()
A.半导体收音机内天线的磁棒
B.磁电式电流表中的磁铁
C.变压器的闭合铁芯
D.电子计算机中的记忆元件
答案：ACD
4.磁体之间有力的作用，同名磁极相互______________，异名磁极之间相互______________. 答案：排斥吸引
5.下列所述的各种情况，哪些可以肯定钢棒没有 磁性 ()
A.将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引，再将钢棒的这一端接近磁针南极，两者相互排斥
B.将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引，再将钢棒调个头，仍相互吸引
C.将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引，再将钢棒的这一端接近磁针南极，两者相互排斥
D.将钢棒一端接近磁针南极，两者相互排斥
答案：B
6.能够反复磁化的材料叫______________.
答案：软磁性材料。

第三章第一节我们周围的磁现象学习目标1、列举磁现象在生活、生产中的应用。

2、了解地磁场的知识，知道磁性材料的概念及主要用途。

3、通过收集资料了解“信鸽认家”现象，培养学生热爱科学及勇于探索的创新精神学习过程一、预习指导：1. 我国是世界上最早发现磁现象的国家。

早在战国末年就有磁铁的记载。

我国古代的四大发明之一的就是其中之一，它的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献。

二、课堂导学：※学习探究1、无处不在的磁：在现代生活中，我们被包围在磁“海”之中，如：等都要用到磁，等工作离不开磁。

心磁图是发现某些疾病的重要手段；核磁共振成像技术在发现疾病起着重要作用。

研究还表明信鸽“认家”是通过地球的来导航的。

2、地磁场：地球地理北极附近是地磁的极；地理南极附近是地磁的极；但地磁极与地理极并不。

所谓地磁场：。

指南针的原理：。

3、磁性材料：铁磁性物质是指。

硬磁性材料。

如。

软磁性材料。

如。

4、拓展（1）信鸽“认家”的现象指的是什么？（学生任意发挥，最后由教师引导得出相应结论）（2）假如让你去通过实验信鸽“认家”现象与地磁场关系，你会通过鸽子的那些方面的对比实验来找到答案？学习评价※自我评价你完成本节导学案的情况为（）.A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※当堂检测（时量：5分钟满分：10分）计分：1、有人说，指南针所指的南方朝向地球磁体的南极，你认为这种说法对吗？2、硬磁性材料适用于制造（）A、电磁铁B、永久磁铁C、变压器铁芯D、发电机铁芯3、图16-2中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是（）A ．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N 极将指向读者B ．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S 极将指向读者C ．当磁针N 极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向D ．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向4、在图16-5所示，螺线管中通入电流，小磁针指向如图，则 螺线管的右边相当于 极，由右手定则知a 端接电源的______极(填“正”或“负”)，在通电螺线管中的c 点放一小磁针，它的北极受力方向为_______．5、如图一通电螺线管，内部有一点A ，外部有一点B ，则正确的是（ ） A 、A 点磁感应强度比B 点小。

章末检测（时间：90分钟满分:100分）一、单项选择题（本题共乩小题,每小题6分，共36分）1。

下列关于电场和磁场的说法中正确的是（）•A.电场线和磁感线都是封闭曲线B.电场线和磁感线都是不封闭曲线C.通电导线在磁场中一立受到磁场力的作用D.电荷在电场中一左受到电场力的作用解析磁感线是封闭曲线，电场线不是封闭曲线，选项A、B均错；当通电导线与磁场方向平行时，环受磁场力的作用，但电荷在电场中一左受到电场力的作用，选项C错误而选项D 正确.答案D2。

速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，苴轨迹如下图所示，则磁场最强的是（）。

解析由qvB=n^误!得$=错误!，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D正确. 答案D图13o如图1所示，两根长通电导线J/、A•中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abed 位于两平行通电导线所在平而上,并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（）。

A."边向里，cd边向外转动Bo必边向外，c"边向里转动C.线框向左平动，靠近导线”D.线框_向右平动，靠近导线"答案C4。

如图2所示，尸、0是两个电量相等的异种点电荷，其中尸带正电，0带负电，它们连线的中心是是中垂线，两电荷连线与中垂线所在平而与纸而平行，在垂直纸而方向有一磁场，中垂线上一正电荷以初速度内沿中垂线运动，忽略重力作用，则( )。

A.磁场的方向垂直纸而向外B。

正电荷做匀速直线运动，所受洛伦兹力的大小不变Co正电荷做匀速直线运动，所受洛伦兹力的大小改变正电荷做变速直线运动，所受洛伦兹力的大小改变解析只0两点电荷对中垂线上的正电荷的合外力是竖直向下的,可知洛伦兹力是竖直向上的，由左手左则知磁场垂直纸而向里，由于电荷沿中垂线MV运动，而只0对电荷的合力在水平方向上的分力为0,故电荷做匀速直跌產动，且洛伦兹力大小总等于电场力是变化答案C5.质量为血带电屋为q的小球，从倾角为〃的光滑绝缘斜而上由静止下滑，整个斜而置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B,如图3所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下而说法中不正确的是Ao小球带正电B.小球在斜而上运动时做匀加速直线运动Co小球在斜而上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动Do则小球在斜而上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速“率为错误！答案C6.如图4所示，在边界図上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的0点沿与必成〃角的方向以相同的速度#射入磁场中.则关于正、负电子下列说图4法中不正确的是（）.A。

第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场A级抓基础1．关于信鸽“认家”的现象，有一种解释说，信鸽是通过地球的磁场来导航的，如果这种说法正确，则当在信鸽腿上系上一块小磁体，信鸽还能否通过地球的磁场来导航( )A．能B．不能C．能，但不灵敏D．无法判断解析：小磁体干扰了信鸽自身的磁场，故B正确．答案：B2．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．地磁的北极在地理南极附近答案：D3．关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是( )A．磁感线上每一点的切线方向B．磁场N极到S极的方向C．小磁针静止时北极所指的方向D．小磁针北极受力的方向解析：磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止小磁针北极的指向，用磁感线表示则是磁感线的切线方向即为该点的磁场方向．答案：B4．一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为( )A．竖直向上B．竖直向下C．水平向南D．水平向北解析：电子流沿水平面自西向东运动，根据右手螺旋定则可知，电子流在P点产生的磁场的方向为水平向北，所以D正确．答案：D5．如图所示的螺线管正上方放置一小磁针，当闭合开关S后，小磁针的指向如图所示，其中黑色的那一端为小磁针的N极，下列判断正确的是( )A．电源左端为正、右端为负，线圈左端为N极，右端为S极B．电源左端为负、右端为正，线圈左端为N极，右端为S极C．电源左端为负、右端为正，线圈左端为S极，右端为N极D．电源左端为正、右端为负，线圈左端为S极，右端为N极解析：磁针所在处的磁场向右，由右手螺旋定则可知B正确．答案：B6．如图所示，一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此电子的运动( )A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D．只在圆的内侧产生磁场解析：电子沿逆时针方向转动，形成顺时针方向电流．由安培定则可得，在圆心处的磁场方向垂直纸面向里．答案：B7．(多选)关于磁感线和电场线，下列说法正确的是( )A．磁感线是闭合曲线，而静电场的电场线不是闭合曲线B．磁感线和电场线都可以是一些互相平行的曲线C．磁感线始于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答案：ABB级提能力8．(多选)如图，当电流逆时针通过圆环导体时，在导体中央的小磁针的N极将指向( )A．指向读者B．背离读者C．垂直纸面向内D．垂直纸面向外答案：AD9．(多选)如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是( )A．向右飞行的正离子B．向左飞行的正离子C．向右飞行的负离子D．向左飞行的负离子答案：BC10．(多选)在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知( )A．可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过D．可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过答案：BC11．月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，下列选项中的四种情况能够做到的是( )解析：既然月球表面没有磁场，那么在月球上就不能用指南针定向，所以A错误；月球表面周围没有空气，所以无法使用电风扇吹风，而声音的传播需要介质，所以B、C均不对，只有选项D正确．答案：D。

第三章磁场章末检测(B）（时间:90分钟,满分:100分）一、单项选择题（本题共7个小题,每小题4分，共28分)1.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＝错误!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2.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1A。

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3。

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＝FILB。

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＝错误!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4.下面所述的几种相互作用中,不是通过磁场发生的是（)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5.两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(）图2A。

2B B.BC。

0 D、错误!B6.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（)图3A.沿路径a运动B。

沿路径b运动C。

沿路径c运动D。

沿路径d运动7、如图4所示，M、N为一对水平放置的平行金属板,一带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板.若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动不发生偏转.若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是(）图4A。

第1、2讲我们周围的磁现象认识磁场[目标定位] 1.了解磁现象，磁性材料；知道地磁场的分布、变化及对人类生活的影响.2.知道磁场的概念，明确磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的.3.知道磁感线的定义，记住几种特殊磁场的磁感线分布，学会用安培定则判断电流的磁场方向.4.了解电流的磁效应；了解安培分子电流假说.一、地磁场1.地磁场：地球由于本身具有磁性而在其周围形成的磁场.指南针就是利用地磁场指南的原理制成的2.如图1所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近.图1二、磁性材料1.实验表明，任何物质在外磁场中都能够或多或少的被磁化，只是磁化程度不同.像铁那样磁化后磁性很强的物质叫铁磁性物质，所谓磁性材料通常就是指这一类物质. 磁性材料按去磁的难易可分为硬磁性材料和软磁性材料.磁化后容易去磁的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料.2.磁性材料按化学成分来分，常见有两大类：金属磁性材料与铁氧体.三、磁场初探1.人们认识到磁体之间的相互作用不是直接产生，而是通过磁场发生的.2.丹麦物理学家奥斯特发现一枚放在通电细长导线的附近的小磁针发生的偏转，最后停在与导线垂直的方向上.3.磁体能产生磁场，磁场对磁体有力的作用；现在发现电流能产生磁场，那么磁场对电流也应该有力的作用.法国物理学家安培，经过反复研究，他发现磁场对电流可以产生作用力.四、磁场的方向在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向.五、图示磁场1.磁感线：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，每一点的切线方向都与该点的磁场方向一致，磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱.2.电流周围的磁感线方向可以由安培定则来判定.六、安培分子电流假说1.安培认为，任何物质的分子中都存在环形电流——分子电流，分子电流使每个物质分子都成为一个微小的磁体.2.安培分子电流假说安培认为，物质微粒内的分子电流使它们相当于一个个的小磁体(如图2所示).图23.当铁棒中分子电流的取向大致相同时，铁棒对外显磁性(如图甲所示)；当铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章时，铁棒对外不显磁性(如图乙所示)，所以磁体在高温或受到猛烈撞击时，将会退磁.图34.安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质：一切磁现象都是由电荷的运动产生的.一、正确解读地磁场1.地磁场：地球周围存在的磁场叫地磁场.如图4所示，地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近.图42.虽然地磁两极与地理两极并不重合，但它们的位置相对来说差别不是很大.因此，一般我们认为：(1)在赤道正上方，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同，且方向水平向北.(2)在南半球，地磁场方向指向北上方；在北半球，地磁场方向指向北下方.例1如图5所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()图5A.指北B.指南C.竖直向上D.竖直向下答案 D解析地磁场的分布规律与条形磁铁类似，在地理北极附近，地磁场竖直向下，此处小磁针的N极应竖直向下，D对.二、磁场及其方向1.磁场：磁场是磁体的周围和电流的周围存在一种客观存在的物质.磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过磁场来传递的.2.基本性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用.3.磁场的产生：(1)磁体周围有磁场；(2)电流周围有磁场(奥斯特实验).4.磁场的方向是指小磁针北极受力的方向或小磁针静止时北极所指的方向.例2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.磁极与磁极间是直接发生作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生答案 A三、对磁感线的深化理解1.磁感线的特点(1)磁体外，磁感线从北极到南极；磁体内由南极回到北极.(2)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强；磁场方向在过该点的磁感线的切线上.(3)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断.(4)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线.2.常见永磁体的磁场(如图6所示)图63.磁感线和电场线的比较相同点：都是为了形象地描述场而假想的曲线；都是利用场中曲线的疏密程度表示场的强弱，切线方向表示场的方向；都不能相交.不同点：电场线起于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是闭合曲线.例3关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的B.磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，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C.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的D.两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交答案 B解析条形磁铁内部磁感线从S极到N极，选项A错误；磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，小磁针北极受力方向和小磁针静止时北极指向均为磁场方向，所以选项B正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假设的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项C错误；叠加区域合磁场的方向也具有唯一性，故磁感线不可能相交，所以选项D错误.借题发挥磁场、电场都是一种客观存在的特殊物质，磁感线、电场线虽是假想的曲线，但可形象地分别描述磁场、电场的强弱和方向.应注意两者的区别与联系.四、几种常见的磁场分布三种常见电流的磁场直线电流以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流环内磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线或磁感线方向.请画出对应的磁感线(标上方向)或电流方向.图6答案用安培定则来判断，分别如下列各图所示.解析如果已知电流的方向，可用右手螺旋定则判断磁感线的方向.如果已知小磁针静止时N极指向，那么小磁针N极所指方向就是磁感线方向.对地磁场的理解1.地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的.以上关于地磁场的描述正确的是()A.①②④B.②③④C.①⑤D.②③答案 D解析地面上小磁针静止时，南极应指向地磁场的北极，①错；地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，②对；只有在赤道附近地磁场的方向和地面才平行，③对，⑤错；地磁场方向在北半球斜向下方，南半球斜向上方，④错.故正确答案为D.对磁场的理解2.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体.当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场对电流的作用原理答案 B解析同名磁极相斥、异名磁极相吸，被地磁场磁化的军舰相当于一个大磁体，当它与磁性水雷接近时，磁极间的相互作用引起磁性水雷内部小磁针的转动，接通电路，引起爆炸.对磁感线的理解3.(双选)下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是()答案AC解析磁感线的疏密程度可表示磁感应强度的大小.安培定则的理解和应用4.(双选)如图7所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则()图7A.放在a处的小磁针的N极向左B.放在b处的小磁针的N极向右C.放在c处的小磁针的S极向右D.放在a处的小磁针的N极向右答案BD解析由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右，A项错，D项对.在b点磁场方向向右，则小磁针在b点时，N极向右，B项正确.在c点磁场方向向右，则小磁针在c点时，N极向右，S极向左，C项错.(时间：60分钟)题组一磁现象和磁场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.磁场间有相互作用答案 C2.在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该()A.平行南北方向，在小磁针正上方B.平行东西方向，在小磁针正上方C.东南方向，在小磁针正上方D.西南方向，在小磁针正上方答案 A3.如图1所示，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极.下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图象中正确的是()图1答案 C解析条形磁铁两极磁性最强，中间磁性最弱，故磁性强弱变化曲线如C所示.4.在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人身伤亡事故.为此，科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体，然后放入磁化机磁化.使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药，已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃，炸药的爆炸温度约2 240～3 100 ℃，一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右.以上材料表明()A.磁性材料在低温下容易被磁化B.磁性材料在高温下容易被磁化C.磁性材料在低温下容易被消磁D.磁性材料在高温下容易被消磁答案 D5.下列关于磁场的说法中正确的是()A.磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B.将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场对它的作用力C.把磁体放在真空中，磁场就消失了D.当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失答案 B6.磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体.在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的.若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A.鸽子仍能如平时一样辨别方向B.鸽子会比平时更容易的辨别方向C.鸽子会迷失方向D.不能确定鸽子是否会迷失方向答案 C题组二磁感线及安培定则的应用7.(双选)关于电场和磁场，下列说法正确的是()A.我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱B.电场线和磁感线是可以形象描述场的强弱和方向而客观存在的曲线C.磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质答案AD解析电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存在.电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的.故正确答案为A、D.8.如图2所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()图2A.A点的磁感应强度一定大B.B点的磁感应强度一定大C.因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D.条件不足，无法判断答案 D解析由磁场中一根磁感线无法判断磁场的强弱.9.如图3所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()图3A.①③B.②③C.①④D.②④答案 C解析由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确、②错误.③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确、③错误.故正确选项为C.10.如图4所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是()图4A.a、b、c均向左B.a、b、c均向右C.a向左，b向右，c向右D.a向右，b向左，c向右答案 C解析小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，如果a、b、c三处磁感线方向确定，那么三枚小磁针静止时N极的指向也就确定.所以，只要画出通电螺线管的磁感线如图所示，即可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边.题组三安培分子电流假说11.如图5所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()图5A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动答案 A解析由安培定则可判断小磁针所在处线圈的磁场向里，而小磁针N极的受力方向与磁场方向相同，故小磁针N极向里转，S极向外转，故选A.12.关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说.他提出此假说的背景是()A.安培通过精密仪器观察到分子电流B.安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论C.安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说D.安培凭空想出来的答案 C13.科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢.假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以断定()A.地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱B.地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强C.地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱D.地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强答案 C解析地球的磁场类似于通电螺线管的磁场.我们已经知道，地理的南极是地磁N极，地理北极是地磁S极.按照右手螺旋定则，可以看出要有自东向西的电流才符合，那么必然是由于地球表面带负电自西向东旋转引起的.由于地球自转变慢，相当于电流减弱，地磁场将变弱.。

选修3-1第三章第一节《我们周围的磁现象》教学设计(一)一．教材分析本课十分强调学生通过小组合作学习，本节课的设计是从学生的生活经验和已有的知识入手让学生自己简述周围熟悉的磁现象，使学生加深对磁场这一特殊物质的认识，激发学习兴趣，引导学生认识地磁场和有关的常用磁性材料，为第二节中关于磁感应强度和磁感线的学习做好铺垫。

二．教学目标1．知识与技能：（1）列举磁现象在生活、生产中的应用；（2）了解地磁场的知识，知道磁性材料的概念及主要用途；（3）了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响，关注与磁相关的现代技术发展。

2．过程与方法：（1）通过观察实物、收集资料，初步了解我们周围的磁现象，培养收集和处理信息的能力；（2）通过收集磁性材料应用实例的活动，培养学生的分析、解决问题的能力和交流、合作的能力。

3．情感态度与价值观：（1）通过回顾我国磁学研究的光辉篇章，培养学生的民族自豪感与爱国情怀，树立振兴中华的使命感和责任感；（2）通过了解磁现象在生活与生产中的广泛应用，使学生更加明确科学与技术、科学与社会的密切关系；（3）通过对地磁场成因的探讨及对“信鸽认家”现象的实验研究，培养学生尊重事实的科学态度与勇于探索的创新精神。

三．重点和难点本节课的教学重点是让学生加深对磁场这一特殊物质的认识，激发学生自主探究与合作学习的兴趣与欲望。

四．学生基本情况分析：从简述学生熟悉的磁现象引入，符合“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，从具体的形象思维引入磁场的概念，更利于激发学生的学习兴趣，为开展第二节的教学做好铺垫。

五．教学模式：本课将“以学生作为学习的主体”、“关注每一个学生的发展”的教育思想为理论基点，力求通过合作学习的模式促进学生的主动发展。

六．教学用具准备：教师用：多媒体教学软件、有关磁性材料的实物学生用：自制课件七．教学过程设计：八、实践与拓展：开展信鸽“认家”的现象与地磁场关系的实验研究，以学习小组为单位撰写调查报告并在班上进行交流。

学业分层测评(十四)我们周围的磁现象认识磁场(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)关于磁性材料的分类和应用，下列说法中正确的是()A．任何物质在外磁场中都或多或少地被磁化，因此，所有物质都是磁性物质B．磁性物质中的软磁性材料是指硬度比较小的且容易变形的材料C．软磁性材料是指磁化后容易去磁性材料D．在需要反复磁化的场合应该选用软磁性材料【解析】由于磁性材料是指磁化后磁性很强的材料，故A错误；软磁性材料不是指材料的硬度，是指磁化后容易去磁的材料，故B错误，C正确；在需要反复磁化的场合，也就是外磁场消失后，材料的磁性立即消失，反之立即被磁化，由此知应该选用软磁性材料，故D正确，故选C、D.【答案】CD2．关于地磁场，下列说法中正确的是()A．地磁两极跟地理两极完全重合B．世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡C．地球的地磁北极与地理南极重合D．地球的地磁北极在地理南极附近【解析】地磁场的两极与地理两极并不重合，而且地磁场的两极在缓慢移动，A错误．地球的地磁北极在地理南极附近，而不是重合，D正确，C错误．我国的沈括是世界上第一个论述磁偏角的人，B错误．【答案】 D3．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，对磁场认识正确的是()A．磁感线有可能出现相交的情况B．磁感线总是由N极出发指向S极C．某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致D．某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致【解析】根据磁感线的特点：(1)磁感线在空间内不能相交；(2)磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极；(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向)．可判断选项A、B错误，C正确，D错误．【答案】 C4．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】 A5．图3-1-8是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是()图3-1-8A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极。

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.下面关于磁场的说法正确的是()A.某点一小段通电直导线受到的安培力方向与该点磁场的方向一致B.某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C.某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D.在通电螺线管外部小磁针北极的受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极的受力方向与磁场方向相反答案 B2.关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下说法正确的是()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；若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，由U AB＝W ABq知，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.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1A.向右B.向左C.向纸外D.向纸里答案 D4.如图2所示，图甲是带电粒子在处于磁场中的气泡室运动径迹的照片，图乙是左侧照片中某条径迹的放大，A 、B 、C 是径迹上的三点，若该粒子在运动过程中质量和电荷量均保持不变，动能逐渐降低，则关于此径迹，下列说法正确的是( )图2A.粒子一定带正电，磁场方向垂直纸面向里B.粒子一定带负电，磁场方向垂直纸面向外C.粒子由A 经B 向C 的方向运动D.粒子由C 经B 向A 的方向运动 答案 C5.如图3所示，截面为正方形的容器处在匀强磁场中，一束电子从孔a 垂直磁场方向射入容器中，其中一部分从c 孔射出，一部分从d 孔射出，则下列叙述中错误的是( )图3A.从两孔射出的电子速率之比v c ∶v d ＝2∶1B.从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比t c ∶t d ＝1∶2C.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比a c ∶a d ＝2∶1D.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比a c ∶a d ＝2∶1 答案 C解析 R c ＝m v c eB ，R d ＝m v d eB ，因为R c ＝2R d ，所以v c ∶v d ＝2∶1，故A 正确；t c ＝14×2πmeB ，t d＝12×2πmeB ，所以t c ∶t d ＝1∶2，故B 正确；加速度之比a c ∶a d ＝q v c B ∶q v d B ＝v c ∶v d ＝2∶1，故C 错误，D 正确.故选C.6.带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图4所示，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，带电粒子仍以速度v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为(重力不计)( )图4A.v 0B.1v 0 C.2v 0 D.v 02答案 C解析 设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d ，即d ＝m v 0qB ，得B ＝m v 0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝12·qE m ·⎝⎛⎭⎫d v 02，得E ＝2m v 20qd ，所以E B＝2v 0，选项C 正确. 二、双项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7.如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )答案 AC解析 要使导线能够静止在光滑的斜面上，则导线在磁场中受到的安培力必须与重力或重力沿斜面向下的分力平衡，通过左手定则判断得出， A 、C 是正确的.8.我国南极科考队在南极观看到了美丽的极光.极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图5所示.这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光.由于地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障.科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关( )图5A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B.空气阻力做负功，使其动能减小C.靠近南北两极磁感应强度增强D.以上说法都不对 答案 BC解析 洛伦兹力对高能粒子不做功，空气阻力对高能粒子做负功.由r ＝m vqB 知，高能粒子的速率减小，B 增大，所以高能粒子的旋转半径减小.9.如图6所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点自由滑下，经过轨道端点P 进入板间恰好沿水平方向做直线运动.现使球从轨道上较低的b 点开始滑下，经P 点进入板间，在之后运动的一小段时间内( )图6A.小球的重力势能可能会减小B.小球的机械能可能不变C.小球的电势能一定会减少D.小球动能可能减小 答案 AC10.已知一质量为m 的带电液滴，经恒定电压U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 中，液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，如图7所示，则( )图7A.液滴在空间可能受4个力作用B.液滴一定带负电C.液滴做圆周运动的半径r ＝1B2UEgD.液滴从M 至N 的过程中电势能减小 答案 BC解析 液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，所以选项A 错误.由于液滴做匀速圆周运动，所以电场力与重力为一对平衡力，电场力方向向上，可以判定液滴带负电，B 正确.根据qU ＝12m v 2，r ＝m v qB ，qE ＝mg ，解得r ＝1B2UEg，选项C 正确.液滴从M 运动至N 的过程中，电场力对液滴做负功，电势能增大，D 错误. 三、填空题(每空3分，共12分)11.如图8所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v 1沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v 2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为 ，速度之比为 ，时间之比为 .图8答案3∶13∶1 2∶3解析 设磁场半径为R ，当带电粒子第一次以速度v 1沿截面直径入射时，根据几何知识可得：12r 1R ＝cos 30°，即r 1＝3R .当带电粒子第二次以速度v 2沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r 2＝R ，所以r 1r 2＝31，两次情况下都是同一个带电粒子以不同速度在相同的磁场运动，所以根据公式r ＝m v Bq ，可得v 1v 2＝r 1r 2＝31，因为周期T ＝2πmqB ，与速度无关，所以运动时间比为t 1t 2＝60°90°＝23.12.一质量为m 、电荷量为q 的带正电荷的小物块从半径为R 的14光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E 、磁感应强度为B 的区域内，如图9所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为.图9答案 3mg －2qE ＋qB2mgR －2qERm解析 小物块由静止滑到最低点由动能定理得：mgR －qER ＝12m v 2，在最低点由牛顿第二定律得：F N －mg －q v B ＝m v 2R ，联立以上两式得：F N ＝3mg －2qE ＋qB2mgR －2qERm.由牛顿第三定律，物块对轨道的压力F N ′＝F N . 四、计算题(本题共4小题，共48分)13.(8分)质量为m 、长度为L 的导体棒MN 静止在水平导轨上.通过MN 的电流为I ，匀强磁场的磁感应强度为B ，其方向与导轨平面成θ角斜向上，如图10所示.求MN 受到的支持力和摩擦力.图10答案 mg －BIL cos θ，方向竖直向上 BIL sin θ，方向水平向右 解析 由于MN 静止，对导体棒进行受力分析如图所示.由受力分析可得mg ＝F cos θ＋F N ， F sin θ＝f .又因为安培力F ＝BIL 得，支持力F N ＝mg －BIL cos θ，方向竖直向上 摩擦力f ＝BIL sin θ方向不平向右.14.(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏技术来实现的.电子束经过电场加速后，以速度v 进入一圆形匀强磁场区，如图11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 处，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 的大小应为多少？图11答案m v er tan θ2解析 如图所示，作入射速度方向的垂线和出射速度方向的垂线，这两条垂线的交点就是电子束在圆形磁场内做匀速圆周运动的圆心，其半径为R ，用m 、e 分别表示电子的质量和电荷量，根据牛顿第二定律得e v B ＝m v 2R ①根据几何关系得tan θ2＝rR②解以上两式得B ＝m v er tan θ215.(14分)在平面直角坐标系xOy 中，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v 0垂直于y 轴射入电场，经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图12所示.不计粒子重力，求图12(1)M 、N 两点间的电势差U MN ； (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r ； (3)粒子从M 点运动到P 点的总时间t .答案 (1)3m v 22q (2)2m v 0qB (3)(33＋2π)m 3qB解析 (1)设粒子过N 点时的速度为v ，有v 0v ＝cos θ① 故v ＝2v 0②粒子从M 点运动到N 点的过程，由动能定理，得 qU MN ＝12m v 2－12m v 2③U MN ＝3m v 22q④(2)过点N 做v 的垂线，与y 轴交点为O ′，如图所示，粒子在磁场中以O ′为圆心做匀速圆周运动，半径为O ′N ，有q v B ＝m v 2r ⑤r ＝2m v 0qB⑥ (3)由几何关系得ON ＝r sin θ⑦ 设粒子在电场中运动的时间为t 1，有ON ＝v 0t 1⑧ t 1＝3m qB⑨ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πmqB⑩设粒子在磁场中运动的时间为t 2，有t 2＝π－θ2πT⑪ 得t 2＝2πm 3qB⑫t ＝t 1＋t 2，t ＝(33＋2π)m3qB⑬16.(14分)如图13所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B 、方向垂直xOy 平面向里，电场线平行于y 轴.一质量为m 、电荷量为q 的带正电荷的小球，从y 轴上的A 点水平向右抛出.经x 轴上的M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x 轴上的N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为L ，小球过M 点时的速度方向与x 轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g ，求：图13(1)电场强度E 的大小和方向；(2)小球从A 点抛出时初速度v 0的大小； (3)A 点到x 轴的高度h .答案 (1)E ＝mg q 竖直向上 (2)qBL2m cot θ(3)q 2B 2L 28m 2g解析 (1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受的电场力必须与重力平衡，有qE ＝mg ① E ＝mg q②重力的方向是竖直向下，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上.(2)小球做匀速圆周运动，O ′为圆心，MN 为弦长，∠MO ′P ＝θ，如图所示.设小球做圆周运动的半径为r ，由几何关系知L2r＝sin θ ③小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v ，有q v B ＝m v 2r④ 由速度的合成与分解知v 0v ＝cos θ ⑤ 由③④⑤式得v 0＝qBL2mcot θ⑥(3)设小球到M 点时的竖直分速度为v y ，它与水平分速度的关系为v y ＝v 0tan θ ⑦ 由匀变速直线运动规律v 2y ＝2gh ⑧由⑥⑦⑧式得h ＝q 2B 2L 28m 2g。

自我小测1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．地磁的北极在地理南极附近2下列元件哪些是由软磁性材料制造的（)A．半导体收音机内天线的磁棒B．磁电式电流表中的磁铁C．变压器的闭合铁芯D．电子计算机中的记忆元件3电磁铁用软铁做铁心，这是因为软铁( ）A．能保持磁性B．可能被其他磁体吸引C．生磁迅速D．能导电4下列所述的各种情况，哪些可以肯定钢棒没有磁性（）A．将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引，再将钢棒的这一端接近磁针南极，两者相互排斥B．将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引，再将钢棒掉个头，仍相互吸引C．将钢棒一端接近磁针北极，两者相互吸引,再将钢棒的这一端接近磁针南极,两者相互排斥D．将钢棒一端接近磁针南极,两者相互排斥5能够反复磁化的材料叫______．6变压器的铁芯所用的磁性材料属于______，收录机上所用的磁带上的磁性材料属于______，扬声器、话筒所用的磁性材料属于______．7下图是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器．当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管．你能说出这种仪器的原理吗？如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？8“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”，这句警示语乘飞机的人都知道,因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用了手机造成的，广州白云机场某次飞机降落时，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落偏离了航线，险些造成事故．请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑?答案1解析：地球是一个大磁体,其磁北极（N极）在地理南极附近，磁南极（S极）在地理北极附近，并不重合．指南针指南的一极应该是指南针的南极（S极）．答案：D2解析：软磁性材料磁性较弱，也容易磁化,主要用于收音机的天线、变压器的铁心和计算机中的记忆元件．而磁电式电流表中的磁铁是强磁性材料．答案：ACD3解析:软铁是软磁性材料，去磁迅速，所以选项C正确．答案：C4解析：钢棒是软磁性材料，容易磁化，但也容易失去磁性，外部磁场改变时,钢棒的磁化情况也随着改变，即软磁性材料可以反复磁化．当钢棒接近磁针时被磁化，与磁针靠近的一端与磁针对应端磁极相反，所以相互吸引．当钢棒换另一端与磁针靠近时,原来磁化后的磁极会发生改变，与磁针靠近的一端总与磁针的对应端磁极相反，所以彼此总是吸引，故选项B正确．答案：B5答案:软磁性材料6答案：软磁性材料软磁性材料硬磁性材料7解析：磁铁能吸引某些金属物品，易拉罐拉环一般是铝环，而回形针是铁的，磁铁吸引铁但不吸引铝，故只能取出回形针．答案：找一个这样的仪器，实际操作一下，看能不能把一些小金属物品通过塑料管拉出来．8解析：由于飞机在使用时,要发射电磁波,对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强,所以如果飞机上的乘客使用了手机，其后果是十分可怕的．答案：同解析．。

粤教版高中物理选修3-1第三章磁场单元检测物理试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则当线框左边为轴转过30°时通过线框的磁通量为（）A．0 B．BS C．32SBD．2BS2．依据如图所示的“处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动”这一实验现象及相应规律设计的家用电器是（）A．电风扇B．电饭锅C．电热水壶D．电熨斗3．关于磁通量的概念，下面说法正确的是（）A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率一定为零D．磁通量的变化不一定都是由于磁场强弱的变化产生的4．如图，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为F，若将ACB边移走，则余下线框受到的安培力大小为（）A．1 4 FB．1 3 FC．1 2 FD．2 3 F5．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（）A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用C．磁铁对桌面的压力增大、不受桌面摩擦力的作用D．磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用6．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当电流通过导线时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是A．奥斯特B．爱因斯坦C．伽利略D．牛顿7．在下列设备中，主要不是利用电磁铁工作的是（）A．发电机B．电铃C．电磁继电器D．电磁起重机8．在等边三角形的三个顶点a、b、c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．过c点的导线所受安培力的方向A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边9．关于电场和磁场，下列所法中错误的是( )A．电场对处于其中的电荷有力的作用B．磁场对处于其中的小磁针有力的作用C．电场线和磁感线是客观存在的D．电场和磁场都是特殊的物质10．人们早在公元前6、7世纪就发现了磁石吸铁、磁石指南等现象，如图所示是最早的指南仪器﹣﹣司南，形似勺子，勺柄是其磁体南极，则司南静止时，勺柄所指的方向是（）A．东方B．北方C．西方D．南方11．关于磁感应强度FBIL，下列说法正确的是（）A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于F ILB．磁感应强度大小与电流元IL的乘积成反比，与F成正比C．磁感应强度方向与电流元IL在此点的受力方向相同D．磁感强度大小是由磁场本身因素决定的，而与有无检验电流无关12．欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是在地磁场作用下在水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比（）A．2I B．3I C．I D．无法确定13．回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图．下列说法正确的是（）A．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少B．在D形盒半径和磁感应强度一定情况下，同一粒子获得的动能与交流电源电压有关C．粒子的能量由电场提供D．高频电源的周期与被加速带电粒子做匀速圆周运动的周期无关二、多选题14．下列表述正确的是（）A．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律B．焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力15．如图，两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动，当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的（）A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒CD的作用力向右16．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（）A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度大小为C．a点的实际磁感应强度大小为2BD．d点的实际磁感应强度跟b点的相同17．如图所示，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，底端接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和杆ab 的电阻可忽略．整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．让杆ab 沿轨道由静止开始下滑，导轨和杆ab 接触良好，不计它们之间的摩擦，杆ab 由静止下滑距离S 时，已处于匀速运动．重力加速度为g ．则（ ）A ．匀速运动时杆ab 的速度为22sin mgR B L B ．匀速运动时杆ab 受到的安培力大小为mgsinθC ．杆ab 由静止下滑距离S 过程中，安培力做功为mgSsinθD ．杆ab 由静止下滑距离S 过程中，电阻R 产生的热量为mgSsinθ三、填空题18．如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N 极指向右端，则电源的c 端为电源________极，（填“正”或“负”）螺线管的a 端为等效磁极的________极．（填“N”或“S”）19．一矩形线圈面积S=10-2m 2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1=30°，穿过线圈的磁通量Ф=1×103Wb ，则磁场的磁感强度B=________Wb ；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2=0°，则Ф=________．20．如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线方向竖直向上，电场强度E=6×104V/m ，匀强磁场的磁感线未在图中画出，一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度v=2×105m/s ．如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动，磁场中磁感受线的方向如何？磁感应强度大小如何？（带电粒子所受重力忽略不计）四、解答题21．如图所示，t=0时，竖直向上的匀强磁场磁感应强度B 0=0.5T ，并且以 ΔB Δt =1T/s 在变化，水平导轨不计电阻，且不计摩擦阻力，宽为0.5m ，长L=0.8m ．在导轨上搁一导体杆ab ，电阻R 0=0.1Ω，并且水平细绳通过定滑轮吊着质量M=2kg 的重物，电阻R=0.4Ω，问经过多少时间能吊起重物？（g=10m/s2）22．如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量．23．如图所示，矩形导线框abcd处在磁感应强度B=0.2T的有理想边界的匀强磁场中，线框ab边长0.1m，bc边长为0.2m，求：（1）线框在图示位置时穿过线框的磁通量；（2）线框向右水平移动0.1m时，穿过线框的磁通量．24．如图所示，两根光滑平行的金属导轨相距5m，固定在水平面上，导轨之间接有电源盒开关，整个装置处于磁感应强度为2T，方向与导轨平行的匀强磁场中．当开关闭合时，一根垂直放在导轨上的导体棒MN恰好对金属导轨没有压力．若导体棒MN的质量为4kg，电阻为2Ω，电源的内阻为0.5Ω，其余部分电阻忽略不计，g=10m/s2．求：（1）通过导体棒MN的电流大小；（2）电源的电动势．25．有一个圆形线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，（1）为使通过此线框的磁通量最大，线框应如何放置？磁通量的最大值是多少？（2）为使通过此线框的磁通量最小，线框应如何放置，磁通量的最小值是多少？参考答案1．D【详解】由磁通量表达式Φ=BSS 指垂直磁感线的有效面积，则可知转过30°时的磁通量Φ=BS sin30°=12BS 故选D 。