最新-第三章磁场综合能力测试题 精品

（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，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．牛顿D．伽利略2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域6、如图所示，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，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B8、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所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A．粒子从a到b，带正电B．粒子从a到b，带负电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C．在a、b表面都聚集正电荷D．无法判断a、b表面聚集何种电荷10、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝33T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷q m；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，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．牛顿D．伽利略A[奥斯特发现了电流的磁效应，即把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，故A正确．]2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大D[闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大．]3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC[将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电ACD[ 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选A、C、D.]5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域C[粒子穿过铝板受到铝板的阻力，速度将减小. 由r＝m vBq可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小，故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域，结合左手定则可知粒子带负电，选项A、B、D错误；由T＝2πmBq可知粒子运动的周期不变，粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t＝12T＝πmBq，选项C正确．]6、如图所示，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，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下A[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处的合磁场方向竖直向下．再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边．]7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]8、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所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电D [垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m v qB .由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a 运动；另据左手定则，可判定粒子带负电．]9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况( )A ．在b 表面聚集正电荷，而a 表面聚集负电荷B ．在a 表面聚集正电荷，而b 表面聚集负电荷C ．在a 、b 表面都聚集正电荷D ．无法判断a 、b 表面聚集何种电荷A [金属导体靠自由电子导电，金属中正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成．根据左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向．也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a 表面的作用力，并在a 表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b 的表面“裸露”出正电荷层，并使b 表面电势高于a 表面电势，A 正确．]10、如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小A [导体棒受力如图所示．tan θ＝Fmg＝BILmg；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误．]11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误B[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．解析：如图所示，由于质子在O 点的速度垂直于板NP ，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O ′一定位于NP 所在的直线上．如果直径小于ON ，则轨迹将是圆心位于ON 之间的一段半圆弧．(1)如果质子恰好从N 点射出，R 1＝d 4，q v 0B 1＝m v 20R 1. 所以B 1＝4m v 0dq .(2)如果质子恰好从M 点射出R 22－d 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2－d 22，q v 0B 2＝m v 20R 2，得B 2＝4m v 05dq . 所以B 应满足4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq .答案：4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m ，电压为10 V ；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B 0＝0.1 T ，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R 为0.1 m 、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝33 T ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A 点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD 方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v 的大小；(2)离子的比荷q m ；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.解析：(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力大小相等，即：B 0q v ＝qE 0E 0＝U d解得v ＝2 000 m/s.(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：Bq v ＝m v 2r由几何关系有：tan θ2＝R r解得离子的比荷为：q m ＝2×104 C/kg.(3)弧CF 对应圆心角为θ，离子在圆形磁场区域中运动时间t ，t ＝θ2π·TT ＝2πm qB解得t ＝3π6×10－4 s ≈9×10－5 s.答案：(1)2 000 m/s (2)2×104 C/kg (3)9×10－5 s。

高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第 Ⅰ卷 ()和第 Ⅱ 卷 (非 )两部分． 分100 分，90 分 ．第Ⅰ卷(共 40 分)一、 (共 10 小 ，每小4 分，共 40 分，在每小 出的四个 中，有的小只有一个 吻合 目要求，有些小 有多个 吻合 目要求，全部 的得 4 分，不全的得 2 分，有 或不答的得0 分 )1． 答案： ABDA 、D 中 均与磁解析： 只有当通 和磁 平行 ，才不受安培力的作用，而垂直， B 中 与磁 方向 角60°，因此受安培力的作用，故正确 A 、B 、 D.2． 答案： D解析： 因 小球静止，因此不受磁 力的作用． 3．答案： A解析：用双 成的螺 管， 双 中的 流 好相反， 其在周 空 生的磁 相互抵消，因此螺 管内部磁感 度 零．4．答案： C解析：通 后， 簧的每一个圈都相当一个 形 流， 且各 圈都通以相同方向的 流，依照同向 流相互吸引， 簧收 ，下端走开水 面，使 路断开， 路断开后， 簧中的 流消失， 磁 作用失去， 簧在 力和自己重力作用下下落，于是 路又接通， 簧又收 ⋯⋯ 这样周而复始，形成 簧上下跳 ．正确答案C.5．答案： A解析： 离 越 磁感 度越小， 子的 道半径越大． 6． 答案： A解析： 由于 m 甲∶ m 乙 ＝4∶ 1，q 甲∶ q 乙 ＝ 2∶ 1，v 甲 ∶ v 乙＝ 1∶1，故 R 甲 ∶ R 乙 ＝ 2∶ 1.由于 粒子只受洛 力的作用， 而洛 力充当粒子做 周运 的向心力， 由左手定 判 断，甲、乙所受洛 力方向相反， 可判断， A 正确．7．答案： ABD解析： 当磁 方向垂直斜面向下 ，据平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL 因此 B ＝mg，因此 A 正确；2IL当磁场方向竖直向下时， 由左手定则知安培力应水平向左， 直导体受力以以下图． 由平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL cos30 ° 因此 B ＝mg，应选项 B 正确；3IL若磁感觉强度垂直斜面向上， 由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不能能静止在斜面上，因此选项 C 不正确；若 B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，mg 此时若满足 BIL ＝ mg ，即 B ＝ IL ，则直导体仍可静止在斜面上，因此D 选项正确． 8． 答案： ACDT ＝2πm ，依照粒子的比荷大小可知： T 1＝ T 2<T 3，故 A 解析： 各粒子做圆周运动的周期qB 正确；由于 r 1>r 2 >r 3 结合 r ＝mv及粒子比荷关系可知 v 1>v 2>v 3，故 B 错误；粒子运动的向心 qB 加速度 a ＝qvB，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3 可得： a 1>a 2>a 3，故 C 正确；由图可知，m粒子运动到 MN 时所对应的圆心角的大小关系为 θ1<θ2<θ3，而 T 1＝ T 2，因此 t 1<t 2，由 T 2<T 3，且 θ ，可知 t ，故 D 正确．2<θ32<t 39．答案： ABD解析： 带负电小球由槽口下滑到 P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在 P 点受磁场力方向竖直向上．依照机械能守恒mgR ＝ 12mv 2v ＝ 2gR2在 P 点 N ＋Bqv －mg ＝mvRN ＝3mg － qB 2gRM 对地面压力 N ′ ＝ Mg ＋ N ＝ (M ＋ 3m) g －qB 2gR当 qB 2gR ＝ 2mg 时 N ′ ＝ (M ＋ m)g 当 qB 2gR ＝ 3mg 时 N ′ ＝ Mg 选项 A 、B 、D 正确． 10．答案： CD解析： 在 A 图中刚进入复合场时，带电小球碰到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，因此水平方向受力不能能总是平衡， A 选项错误； B 图中小球要碰到向下的重力、向上的电场力、 向外的洛伦兹力， 小球要向外偏转， 不能能沿直线经过复合场， B 选项错误； C 图中小球碰到向下的重力、 向右的洛伦兹力、 沿电场方向的电场力， 若三力的合力恰好为 零，则小球将沿直线匀速经过复合场， C 正确； D 图中小球只碰到竖直向下的重力和竖直向 上的电场力能够沿直线经过复合场， D 正确．第Ⅱ卷(非选择题共 60 分)二、填空题 (共 4 小题，每题 5 分，共 20 分．把答案直接填在横线上 )11．答案：由安培定则判断答案以以下图所示．12．答案：竖直向下垂直纸面向里E 2gh gB2πE2h 22gh＋ 3gπgB13．答案：解析：金属杆偏离竖直方向后受力以以下图，杆受重力mg，绳子拉力 F 和安培力 F 安的作用，由平衡条件可得：Fsin30 ＝°BIL ①Fcos30 °＝ mg②①②联立，得 mgtan30 °＝ BIL∴ B＝mgtan30 °＝IL14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得： qE ＝ qBv进而可知： v＝E，可得速度相同，再由在后边只有m相同．B磁场空间内半径相同，可得q三、论述·计算题 (共 5小题，共 40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能够得分，有数值计算的题，答案中必定明确写出数值和单位) 15．答案： 11V解析： ab 棒碰到的安培力：F＝BIL ＝因此 I＝2AI 总＝3AR·R abE＝ I 总 (r ＋R＋R ab)＝ 11V.16．答案： P＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，以以下图，依照左手定则判断出电流受力方向向右．F F BIh BIF＝BIh ， P＝S＝ah＝ah＝a议论：本题的物理情况是：当电流I 经过金属液体沿图中方向向上时，电流碰到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案： (1)轨迹图见解析2L2mU(2)(L2＋d2)q解析： (1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，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＝1m v2①2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：2vqvB＝ m②r由几何关系得： r2＝ (r－ L)2＋ d2③联立求解①②③ 式得：磁感觉强度 B＝2L2mU22q. (L＋ d )18．答案： (1)6×10－3J解析： (1)从 M→ N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚走开N 点时有Eq＝Bqv4即 v＝E/B＝ m/s＝ 2m/s.212依照动能定理 mgh－ W f＝2mv1210－31× 1×10－32＝6× 10－3因此 W f＝mgh ＋ mv ＝1××10×－× 2(J)．22(2)从已知 P 点速度方向及受力情况解析如附图由 θ＝45°可知 mg ＝ Eqf 洛 ＝ 2mg ＝ Bqv p因此 v P ＝ 2mg＝ 2E ＝ 2 2m/s.Bq B依照动能定理，取 M →P 全过程有12mgH － W f － Eqs ＝2mv P1 2mgH － W f －2mv P求得最后结果s ＝＝ 0.6m.Eq19．答案：解析： (1)设垒球在电场中运动的加速度为 a ，时间为 t 1 ，有：qE ＝ma1 2 h ＝ 2at 1 d ＝ v 0t 1代入数据得：a ＝ 50m/s 2， t 1＝3s ，5d ＝ 2 3m ＝(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θat 1tan θ＝ ＝ 3， θ＝ 60°进入磁场时的速度为v ＝ v 0＝ 20m/scos θ设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为 Rd由几何关系得： R ＝＝ 4m又由 R ＝ mv qB ，得 B ＝ mvqR ＝ 10T球在磁场中运动时间为：360 °－ 2× 60°t 2＝T360 °T ＝2πm ，故 t 2＝ 4πqB s15 运动总时间为： t ＝ 2t 1＋ t 2＝。

第三章 《磁场》单元尝试题之阳早格格创做一、采用题1．以下关于磁场战磁感触强度B 的道法，精确的是（ ） A ．磁场中某面的磁感触强度，根据公式B ＝IlF ，它跟F 、I 、l 皆有关B ．磁场中某面的磁感触强度的目标笔直于该面的磁场目标C ．脱过线圈的磁通量为整的场合，磁感触强度纷歧定为整D ．磁感触强度越大的场合，脱过线圈的磁通量也一定越大 2．关于磁感线的形貌，下列道法中精确的是（ ）A ．磁感线不妨局里天形貌各面磁场的强强战目标，它正在每一面的切线目标皆战小磁针搁正在该面停止时北极所指的目标普遍B ．磁感线经常从磁铁的北极出收，到北极末止C ．磁感线便是细铁屑连成的直线D ．磁场中某面磁感线的切线目标便是电流正在该面的受力目标 3．下列道法精确的是（ ）A ．奥斯特提出“分子电流”假道，认为永磁体的磁场战通电导线的磁场均由疏通电荷爆收B ．安培提出“分子电流”假道，认为永磁体的磁场战通电导线的磁场均由疏通电荷爆收C ．根据“分子电流”假道，磁铁受到热烈振荡时磁性会减强D ．根据“分子电流”假道，磁铁正在下温条件下磁性会减强 4．如图1所示，若一束电子沿y 轴正背移动，则正在z 轴上某面A 的磁场目标应是（ ）图1A．沿x的正背B．沿x的背背C．沿z的正背D．沿z的背背5．下列道法精确的是（）A．疏通电荷正在磁感触强度没有为整的场合，一定受到洛伦兹力的效率B．疏通电荷正在某处没有受洛伦兹力的效率，则该处的磁感触强度一定为整C．洛伦兹力既没有克没有及改变戴电粒子的动能，也没有克没有及改变戴电粒子的速度D．洛伦兹力对于戴电粒子没有干功6．二个电子以大小分歧的初速度沿笔直磁场的目标射进共一个匀强磁场中.设r1、r2为那二个电子的疏通轨讲半径，T1、T2是它们的疏通周期，则（）A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T27．下列有关戴电粒子疏通的道法中精确的是（没有思量沉力）（）A．沿着电场线目标飞进匀强电场，动能、速度皆变更B．沿着磁感线目标飞进匀强磁场，动能、速度皆没有变C．笔直于磁感线目标飞进匀强磁场，动能、速度皆变更D．笔直于磁感线目标飞进匀强磁场，速度没有变，动能改变8．如图2所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度采用器，采用器中磁感触强度为B，电场强度为E，则（）图2A ．若改为电荷量－q 的离子，将往上偏偏（其余条件没有变）B ．若速度形成2v 0将往上偏偏（其余条件没有变）C ．若改为电荷量＋2q 的离子，将往下偏偏（其余条件没有变）D0将往下偏偏（其余条件没有变）9．正在如图3所示电路中，电池均相共，当启关S 分别置于a 、b 二处时，导线MM'与NN'之间的安培力的大小为F a 、F b ，推断那二段导线（ ）图3A ．相互吸引，F a ＞F bB ．相互排斥，F a ＞F bC ．相互吸引，F a ＜F bD ．相互排斥，F a ＜F b10．粒子甲的品量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，二粒子均戴初疏通.粒子疏通轨迹的是（ ） 图11d ，接正在电压为U 的电源上.今有一品量为m ，戴电量为＋q 的微粒，速度v 沿火仄目标匀速直线脱过（没有计微粒的沉力），如图5所示.若把二板间距离减到一半，还要使粒子仍以速度v 匀速直线脱过，则必须正在二板间（ ）A ．加一个BA BCDB ．加一个B ＝dUv 2，目标背中的匀强磁场 C ．加一个B ＝d U v 2，目标背里的匀强磁场D ．加一个B ＝dU v 2，目标背中的匀强磁场12．回旋加速器是加速戴电粒子的拆置，其核心部分是分别与下频接流电极相对接的二个D 形金属盒，二盒间的狭缝中产死的周期性变更的电场，使粒子正在通过狭缝时皆能得到加速，二D 形金属盒处于笔直于盒底的匀强磁场中，如图6所示，要删大戴电粒子射出时的动能，则下列道法中精确的是（ ）A ．删大匀强电场间的加速电压B ．删大磁场的磁感触强度C ．减小狭缝间的距离D ．删大D 形金属盒的半径13．如图7所示，通电直导线ab 位于二仄止导线横截里MN 的连线的中垂线上，当仄止导线通以共背等值电流时，以下道法中精确的是（）A ．ab 顺时针转动B ．ab 顺时针转动C ．a 端背中，b 端背里转动D ．a 端背里，b 端背中转动14．如图8所示，表面细糙的斜里牢固于大天上，并处于目标笔图 5图6图7直纸里背中、磁感触强度为B的匀强磁场中，品量为m、戴电量为＋Q的小滑块从斜里顶端由停止下滑.正在滑块下滑的历程中，下列推断精确的是（）A．滑块受到的摩揩力没有变B．滑块到大天时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力目标笔直斜里指背斜里D．B很大时，滑块最后大概停止于斜里上图8二、挖空题15．如图9是一种利用电磁本理创造的充气泵的结构示企图，其处事本理类似挨面计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流进，吸引小磁铁背下疏通，由此可推断：电磁铁的上端为_____极，永磁铁的下端为____极（N或者S）.916．里积为2的关合导线环处于磁感触强度为的匀强磁场中，环里与磁场笔直时，脱过导线环的磁通量是；当环里转过90°，与磁场仄止时，脱过导线环的磁通量是_____.磁通量变更了.17．如图10所示，用匀称细细的电阻丝合成仄里三角形框架abc，三边的少度分别为3L、4L、5L，电阻丝每L少度的电阻为r，框架a、c端与一电动势为E、内阻没有计的电源贯串通，笔直于框架仄里有磁感触强图10度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为________，目标是.18．如图11所示，劲度系数为k 的沉量弹簧下端挂有匝数为n 的矩形线框abcd ， bc 边少为l ，线框的下半部处正在匀强磁场中，磁感触强度大小为B ，目标与线框仄里笔直，正在图中笔直于纸里背里，线框中通以电流I ，目标如图11所示.启初时线框处于仄稳状态.令磁场反背，磁感触强度的大小仍为B ，线框达到新的仄稳.正在此历程中线框位移的大小Δx ＝_______，目标________.19．三个速率分歧的共种戴电粒子，如图12所示沿共一目标从图中少圆形天区的匀强磁场上边沿射进，从下边沿飞出时，相对于进射目标的偏偏角分别为90°，60°，30°，它们正在磁场中疏通时间比为.图12三、估计题20．如图13所示，品量为m 的导体棒MN 停止正在火仄导轨上，导轨宽度为L ，已知电源的电动势为E ，内阻为r ，导体棒的电阻为R ，其余部分与交战电阻没有计，磁场目标笔直导体棒斜进与与火仄里的夹角为，磁感触强度为B ，供轨讲对于导体棒的收援力战摩揩力.21．电视机的隐像管中，电子束的偏偏转是用磁偏偏转技能真止的.电子束通过电压为U 的加速电场后，加进一圆形匀强磁场区，如图14所示.磁场目标笔直于圆里.磁场区的圆心为O ，半径为r .当没有加磁场时，电子束将通过O 面挨到屏幕的核心M 面，为了让电子束射到图11图13屏幕边沿的P 面，需要加磁场，使电子束偏偏转一已知角度，此时磁场的磁感触强度B 为多大？22．正在倾角 ＝30°的斜里上，沿斜里目标牢固一对于仄止的金属导轨，二导轨距离l ＝0.25m ，接进电动势E ＝12V 、内阻没有计的电池及滑动变阻器，如图15所示.笔直导轨搁有一根品量m ＝ab ，它与导轨间的动摩揩果数为＝63，所有拆置搁正在磁感触强度B ＝0.8T 的笔直斜里进与的匀强磁场中.当安排滑动变阻器R 的阻值正在什么范畴内时，可使金属棒停止正在框架上？（设最大静摩揩力等于滑动摩揩力，框架与棒的电阻没有计，g ＝10m/s 2）23．如图16所示，火仄搁置的二块少直仄止金属板a 、b 相距d ＝m ，a 、b 间的电场强度为E ＝×105N/C ，b 板下圆所有空间存留着磁感触强度大小为B ＝，目标笔直纸里背里的匀强磁场.今有一品量为m ＝×10-25kg ，电荷量为q ＝×10-18C 的戴正电的粒子（没有计沉力），从揭近a 板的左端以v 0 ＝×106m/s 的初速度火仄射进匀强电场，刚刚佳从狭缝P 处脱过b 板而加进匀强磁场，末尾粒子回到b 板的Q 处（图中已绘出）.供P 、Q 之间的距离L .24．如图17所示，场强为E 的匀强电场战磁感触强度为B 的匀强磁场相互正接，一个量子以目标与E 、B 皆笔直的速度v 0从A 面射进，量子的电荷量为e ，品量为m ，当量子疏通到C 面时，偏偏离射进目标的距离为d ，则量子正图14 图15图16在C 面的速率为多大？参照问案一、采用题1．C2．A3．BCD4．B5．D6．D7．AB8．BD9．D10．A11．D 12．BD13．C14．C二、挖空题15．S ；N16．0.25 Wb ；0；－0.25 Wb17．r BEL712；笔直ac 斜进与18．k nBIL2；背下19．3∶2∶1三、估计题20．解：波及安培力时的物体的仄稳问题，通过对于通电棒的受力分解，根据共面力仄稳圆程供解.棒的受力分解图如图所示.由关合电路欧姆定律I ＝rR E +①由安培力公式F ＝BIL ② 由共面力仄稳条件F sin ＝F f ③F N ＋F cos ＝mg ④整治得F f ＝r R EBL +θsinF N ＝mg －r R EBL +θcos21．分解：电子束通过加速电场加速后，笔直加进匀强磁场，正在磁场力效率下爆收偏偏转.洛仑兹力提供所需背心力.解：电子正在磁场中沿圆弧ab 疏通，如图乙所示，圆心为C图17面，半径设为R ，电子加进磁场时的速度为v ，m 、e 分别表示电子的品量战电量，则：eU ＝21mv 2eBv ＝mR 2v根据几许关系有：tan 2θ＝R r由以上各式可解得：B ＝emU r 21tan 2θ22．解：金属棒停止正在导轨上时，摩揩力F f 的目标大概沿斜里进与，也大概背下，需分二种情况思量.当变阻器R 与值较大时，I 较小，安培力F 较小，正在金属棒沉力分力mg sin效率下使棒有沿导轨下滑趋势，导轨对于棒的摩揩力沿斜里进与（如图a ）.金属棒刚刚佳没有下滑时谦脚仄稳条件：B RE l ＋mg cos－mg sin ＝0得 R ＝)(θμθcos sin －mg BEl＝)(63230.5－100.20.25120.8⨯⨯⨯⨯⨯（Ω）图a当变阻器R 与值较小时，I 较大，安培力F 较大，会使金属棒爆收沿导轨上滑趋势.果此，导轨对于棒的摩揩力沿框里背下（如图b ）.金属棒刚刚佳没有上滑时谦脚仄稳条件：B RE l －mg cos－mg sin ＝0得R ＝)(θμθcos sin +mg BElR ＝1.6 Ω所以滑动变阻器R ≤R ≤23．解：粒子a 板左端疏通到P 处，由动能定理得：qEd ＝21mv 2－21mv 2代进有关数据，解得：v ＝332×106 m/scos＝v v 0代进数据得＝30º粒子正在磁场中干匀速圆周疏通，圆心为O ，半径为r ，如图.由几许关系得：2L ＝r sin 30º 又qvB ＝m r 2v联坐供得L ＝qBmv代进数据解得L ＝24．解：要领一 用动能定理供解图b由于洛伦兹力没有干功，电场力干功为eEd，有：eEd故v t要领二用能量守恒供解从A到C有电势能缩小量为－ΔE电＝eU AC＝eEd动能减少量为ΔE k由能量守恒－ΔE减＝ΔE删得－ΔE电＝ΔE k∴v t。

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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：C2．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:D3。

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:C4．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．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（）A．当小球运动的弧长为圆周长的错误!时，洛伦兹力最大B．当小球运动的弧长为圆周长的12时,洛伦兹力最大C．小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小解析:将电场力与重力合成，合力方向斜向左下方与竖直方向成45°角，把电场与重力场看成一个等效场，其等效最低点在点b、c之间，小球从b点运动到c点，动能先增大后减小，且在等效最低点的速度和洛伦兹力最大，则A、B两项错,D项正确；小球从a点到b点，电势能减小,则C项错．答案：D5．如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子（重力不计)从AB边的中点O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AB边的夹角为60°.若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足（）A．B＞错误!B．B＜错误!2018-2019学年高中物理第三章磁场章末综合检测新人教版选修3-1C．B＞错误!D．B＜错误!解析：粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，则粒子运动的半径为r0＝错误!a。

高中物理选修3-1第三章：磁场单元测试一、单选题（本大题共10小题）1.如图所示，当导线中通有电流时，小磁针发生偏转．这个实验说明了A. 通电导线周围存在磁场B. 通电导线周围存在电场C. 电流通过导线时产生焦耳热D. 电流越大，产生的磁场越强2.如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则A. ab棒不受安培力作用B. ab棒所受安培力的方向向右C. ab棒中感应电流的方向由b到aD. 螺线管产生的磁场，A端为N极3.如图所示，A，B是两个完全相同的导线环，导线环处于磁场中，环面与磁场中心垂直，穿过导线环A，B的磁通量和大小关系是A.B.C.D. 无法确定4.在磁感应强度的定义式中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是A. B由F、I和L决定B. F由B、I和L决定C. I由B、F和L决定D. L由B、F和I决定5.如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为，则A. ，B. ，C. ，D. ，6.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动。

下列说法正确的是A. 微粒一定带负电B. 微粒动能一定减小C. 微粒的电势能一定增加D. 微粒的机械能不变7.英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究，于1922年荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子不计重力由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中不正确的是A. 该束粒子带正电B. 速度选择器的上极板带正电C. 在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小8.在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有向纸面外的恒定电流，匀强磁场的磁感应强度为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上a处的磁感应强度恰好为零，则下述说法对的是A. b处磁感应强度为2T，方向水平向右B. c处磁感应强度也为零C. d处磁感应强度为，方向与匀强磁场方向成角D. c处磁感应强度为2T，方向水平向左9.如图所示，一个质量为m、带正电荷量为q的小带电体处于可移动的匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，为了使它对水平绝缘面刚好无压力，应该A. 使磁感应强度B的数值增大B. 使磁场以速率向上移动C. 使磁场以速率向右移动D. 使磁场以速率向左移动10.半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为A. B. C. D.二、填空题（本大题共5小题）11.一根长为的导线，用两根细绳悬挂着，当通以如图所示3A的电流时，则导线受到的安培力大小为，安培力的方向为______，则该处的磁感应强度B的大小是______如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度B的大小是______12.在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽、长、厚，水平放置在竖直向上的磁感应强度的匀强磁场中，bc方向通有的电流，如图所示，沿宽度产生的横向电压。

咐呼州鸣咏市呢岸学校磁场综合能力测试题1．两个粒子带电量相，在同一匀强磁场中只受磁场力而作匀速圆周运动，那么 [ ] A．假设速率相，那么半径必相B．假设质量相，那么周期必相C．假设动量大小相，那么半径必相D．假设动能相，那么周期必相2．质子和α粒子在同一匀强磁场中作半径相同的圆周运动，由此可知质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1∶E2为[ ]A．4∶1 B．1∶1C．1∶2 D．2∶13．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中，设r1，r2为这两个电子的运动轨道半径，T1，T2是它们的运动周期，那么[ ]A．r1=r2，T1≠T2B．r1≠r2，T1≠T2C．r1=r2，T1=T2D．r1≠r2，T1=T24．三个相同的带电小球1，2，3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场，设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1，E2和E3，忽略空气阻力，那么[ ]A．E1=E2=E3B．E1＞E2=E3C．E1＜E2=E3D．E1＞E2＞E35．单匝矩形线圈的大小、形状与通过的电流均相同，匀强磁场的磁感强度也相同，如图3-85所示，那么在图示位置时，线圈对轴oo′所受磁力矩大小正确的说法是[ ]A．(a)与(b)图线圈对轴oo′所受磁力矩大小相同B．(a)与(a)图线圈对轴oo′所受磁力矩大小不相同C．(a)，(c)，(d)三图线圈对轴oo′所受磁力矩大小均相同D．(a)，(b)，(c)，(d)四个图线圈对轴oo′所受磁力矩大小不可能相同．6．如图3-86所示，矩形线圈abcd通以恒电流，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的oo′轴转动，在转动过程中下述正确的选项是[ ]A．线圈ab及cd边受的磁场力大小和方向不断变化B．线圈ab及cd边受的磁场力大小和方向都不变C．穿过线圈的磁通量最大时力矩最大D．穿过线圈磁通量是零时力矩最大7．如图3-87所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ax轴转动，线圈的四个边分别与x，y轴平行．线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来[ ]A．方向沿x轴的恒磁场B．方向沿y轴的恒磁场C．方向沿z轴的恒磁场D．方向沿z轴的变化磁场8．图3-88所示为6根通电的相互绝缘的导线，所通电流强度相同，电流方向如图，a，b，c，d为围成的大小相的正方形区域，以下说法正确的选项是 [ ]A．a区垂直纸面向外的磁通量最多B．b区垂直纸面向外的磁通量最多C．c区垂直纸面向里的磁通量最多D．d区垂直纸面向里的磁通量最多9．在图3-89中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场．从左方水平射入的电子穿过这区域时未发生偏转．设重力可忽略不计，那么在这区域中的E和B的方向可能是 [ ]A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反C．E竖直向上，B垂直纸面向外D．E竖直向上，B垂直纸面向里10．一条直导线平行于通电螺线管的轴线放在螺线管的正上方，如图3-90所示，导线ab通以由b向a的电流，那么导线ab的可能运动是 [ ]A．导线ab不做任何运动B．导线ab向纸面内平移C．导线a端向纸外，b端向纸内转动，同时向下移动D．导线a端向纸内，b端向纸外转动，同时向上移动11．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，假设将铁棒A靠近铁棒B时，那么[ ]A．A，B一相互吸引B．A，B一相互排斥C．A，B间可能无磁作用D．A，B间一有磁作用，可能吸引，也可能排斥12．表示磁感强度的单位是 [ ]A．韦/米2 B．牛/〔安·米〕C．牛/〔库·米〕 D．伏·秒/米213．下面各种说法中正确的选项是 [ ]A．磁感强度越大，磁通量也大B．磁通量大，一是磁感强度大C．磁感强度很小，也可能磁通量很大D．磁感强度很大，而磁通量可能为零14．一条形磁铁水平放置，一闭合导线框abcd位于磁铁的一端，线框平面始终与磁铁上外表垂直并与端面平行．当线框从磁体一端平移到另一端过程中〔如图3-91所示〕，穿过线框的磁通量变化情况是[ ]A．始终增大B．始终减小C．先增大后减小D．先减小后增大E．始终未变．15．如图3-92所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受安培力的合力方向为[ ]A．向右 B．向左C．向下 D．向上16．如图3-93所示，o为圆心，ad与bc是圆弧形闭合电路，通有图示电流．在o处垂直纸面放置一条长直导线，导线中电流方向由里向外，那么abcd回路 [ ]A．将向左移动B．将向右移动C．ab边向外，cd边向内转动D．在纸面内以o点为轴转动17．如图3-94中所示，图中a，b，c，d四根平行间距长直导线的两端都固在同一平面内，当它们同时通入如图方向强度相同的电流后，那么 [ ]A．导线a受力方向向左B．导线b受力方向向左C．导线c受力方向向左D．导线d受力方向向右18．将长1米的导线ac，从中点b折成图3-95中所示形状，放于B=0.08特的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．假设在导线abc中通入25安的直流电，那么整个导线所受安培力的大小为 [ ]A．2.0牛 B．1.0牛19．图3-96所示直角坐标系o-xyz处于匀强磁场中．有一条0.6米长的直导线沿ax方向通有9安电流，受到的安培力沿oz方向，大小为牛，那么该磁场可能方向和磁感强度B的最小值为[ ]A．平行于xoy平面，B=0.5特B．平行于xoy平面，B=1.0特C．平行于yoz平面，B=0.5特D．平行于xoz平面，B=1.0特20．要想提高磁电式电流表的灵敏度，方法有 [ ]A．增加线圈匝数B．增加永久磁铁的磁感强度C．换用弹性较强的游丝，增大对抗力矩D．增大线圈面积E．减小转轴处摩擦21．有一带负电的粒子沿着图3-97中+x方向进入一个垂直于纸面向外的匀强磁场中，为使带电粒子作匀速直线运动，需加匀强电场的方向为 [ ]A．沿+x B．沿-xC．沿+y D．沿-y22．下述几种场中有可能使带电粒子作匀速圆周运动的是 [ ]A．匀强电场B．匀强磁场C．点电荷的电场D．通电直导线的磁场23．一个带正电的单摆从真空移至弱匀强磁场中，使磁场垂直于摆动平面，那么[ ]A．单摆周期一变小，摆线张力一变大B．单摆周期一变大，摆线张力一变小C．由于摆线张力的变化，使单摆半个周期变长，半个周期变短，总周期不变D．摆线张力不断变化，但周期保持不变24．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图3-99所示，一离子在电场力和洛仑兹力作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动．到达B点时速度为零．C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的选项是 [ ]A．这离子必带正电荷B．A点和B点在同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，沿原曲线返回A点25．如图3-100所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平向里，某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进入板间后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点进入板间后，在板间运动过程中[ ]A．小球动能将会增大B．小球的电势能将会增大C．小球所受的洛仑兹力将会增大D．因不知小球带电性质，不能判断小球的动能如何变化26．如图3-101所示，一细导体杆弯成四个拐角均为直角的平面折线，其ab，cd段长度均为l1，bc段长度为l2，弯杆位于竖直平面内，Oa，dO′段由轴承支撑沿水平放置，整个弯杆置于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感强度为B，今在导体杆中沿ab，cd通以大小为I的电流，此时导体杆受到的安培力对OO′轴的力矩大小于____．27．如图3-102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、电量为q的正离子，速率都为v．对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x= ____，最大y=____．28．设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感强度的方向是相同的，电场强度的大小E= 4.0伏/米，磁感强度的大小B=0.15特．今有一个带负电的质点以v=20米/秒的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质29．如图3-103所示，一质量为m、带电量为e的电子，以一的初速度从M小孔进入一磁感强度为B的匀强磁场中，磁场是一具有弹性绝缘内壁、半径为R的圆柱形磁场．电子初速度指出圆心o，它与内壁先后碰撞两次〔能量无损失〕又恰好从M孔射出，试求：〔1〕电子的初速度大小；〔2〕电子在磁场内运动的时间．30．图3-104为一金属圆筒的横截面，半径R，筒内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面，磁感强度为B，磁场下面有一匀强电场；一个质量为m〔重力不计〕、带电量为q的电荷，在电场作用下，沿图示轨迹由静止开始从A点运动到B点，在磁场中，速度方向偏转了θ=60°．求加速电场两极间的电压．31．如图3-105所示，在一个磁感强度B=0.40特的很大的匀强磁场中，有一足够长的绝缘直杆，杆与水平方向夹角θ=37°，杆上套一个质量m=10克，电量q=0.13库的带电圆环；环与杆间的动摩擦因数μ=0.10．求在〔1〕环带正电、〔2〕环带负电两种情况下，圆环在下滑过程中的最大速度和最大加速度〔sin37°= 0.6，cos37°=0.8〕．32．如图3-106所示，质量m=0.1克的小物块，带有5×10-4库的电荷，放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，整个斜面置于B=0.5特的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面指向纸里，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面．求：〔1〕物块带什么电？〔2〕物块离开斜面时速度多大？〔3〕斜面至少有多长？33．如图3-107所示，质量m=10-4千克的小球，放在绝缘的水平面上，小球带电量q=2×10-4库，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加匀强电场E=5伏/米，匀强磁场B=2特，方向如图．小球从静止开始运动，求小球的最大加速度和可能到达的最大速度〔g=10米/秒2〕．34．如图3-108所示，某一质量m、带电量为q的金属滑块〔视为质点〕，以某一初速度沿水平方向放置的绝缘板进入存在电场和磁场的空间，匀强磁场的方向垂直纸面向外，匀强电场方向水平，滑块与木板间的动摩擦因数为μ．滑块由A点沿木板匀速运动到B点时，与B处挡板碰撞，将安在B点的开关撞开，使电场消失，只能保存磁场．金属块碰撞时动能损失75％，并能匀速地返回A点．AB长为L，金属块往返一次的时间为t．求：〔1〕匀强电场的电场强度E；〔2〕匀强磁场的磁感强度B；〔3〕摩擦力所做的功．35．一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于ax轴的速度v从y轴的a点射入图3-109中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ax轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面．磁感强度为B的匀强磁场．假设此磁场仅分布在一个图形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径〔重力忽略不计〕．36．如图3-110所示，摆球的质量为0.04克，带电量为+1.0×10-4库，悬挂它的绝缘线a 长20厘米，b长40厘米，磁感强度为2特．求：〔1〕将a线烧断，摆球摆到最低点时b线拉力；〔2〕如果在摆到最低点时悬线b在o点脱落，小球将作什么运动？37．如图3-111所示，小车质量为M=2千克，置于光滑水平面上．初速度为v0=14米/秒、带电量q=0.2库的可视为质点的物体B，质量m=0.1千克，轻放在小车A的右端．在A，B所在的空间存在着匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感强度B=0.5特，物体B与小车之间有摩擦，小车足够长．求：〔1〕物体B的最大速度；〔2〕小车A的最小速度；〔3〕在此过程中转变的内能．38．图3-112为一测磁感强度B的装置，天平右端挂一矩形线圈，其匝数为5匝，底边cd 长20厘米，放在待测匀强磁场中，设磁场方向垂直于纸面向里，当线圈中通入如图方向的电流I=100毫安时，天平平衡．如电流方向相反，那么要在天平左盘加质量m=8.2克砝码才能平衡．求磁感强度B的量值．39．如图3-113所示，图中abcd表示的是电流计中的通电线圈，ab=cd=l1=1厘米，ad=bc=l2=0.9厘米，共有n=50匝．磁感强度B=0.5特，均匀转向分布．线圈两端接有螺旋弹簧，每转过1°弹簧可产生×10-9牛·米的恢复力矩．假设线圈最大偏转角为90°．求：〔1〕该电流计的满刻度值I；〔2〕当指针偏转40°时通入线圈的电流强度．40．如图3-114所示，均质正方形线圈oo′ab悬挂在oz上，并可绕轴转动，每边长l=0.1米，质量m=0.01千克，匀强磁场B= 0.98特，方向水平沿x轴．当oo′ab中通电时，线圈偏离竖直位置θ=30°时平衡，求线圈内电流的方向和大小．41．如图3-115所示，倾角为θ的斜面上放一木制圆柱，其质量m=0.2千克，半径为r，长L=0.1米．圆柱上顺着轴线oo′绕有N=10匝线圈，线圈平面与斜面平行．斜面处于铅直向上的匀强磁场中，磁感强度B=0.5特．当通入多大电流时圆柱才不致往下滚动？42．如图3-116所示，盘旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出．求：〔1〕加速器中匀强磁场B的方向和大小；〔2〕设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增量，加速到上述能量所需盘旋周数是多少；〔3〕加速到上述能量所需时间为多少．43．如图3-117所示，图为盘旋加速器示意图，在D形盒上半面出口处有一正离子源，试问该离子在下半盒中每相邻两轨道半径之比为多少？综合能力测试题参考答案1．B，C 2．B 3．D 4．B 5．C 6．B，D 7．B 8．A，D 9．A，B，C 10．C 11．D 12．A，B，D 13．C，D 14．C 15．B 16．C 17．A，B，D 18．C 19．A 20．A，B，D，E 21．C 22．B，C 23．D 24．A，B，C 25．A，B，C26．IBl1l2；且斜向下方的一切方向。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．答案：ABD解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，而A、D中导线均与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60°，因此受安培力的作用，故正确选项为A、B、D.2．答案：D解析：因为带电小球静止，所以不受磁场力的作用．3．答案：A解析：用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内部磁感应强度为零．4．答案：C解析：通电后，弹簧的每一个圈都相当一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，形成弹簧上下跳动．正确答案为C.5．答案：A解析：离导线越远磁感应强度越小，电子的轨道半径越大．6．答案：A解析：由于m甲∶m乙＝4∶1，q甲∶q乙＝2∶1，v甲∶v乙＝1∶1，故R甲∶R乙＝2∶1.由于带电粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，由左手定则判断，甲、乙所受洛伦兹力方向相反，则可判断，A选项正确．7．答案：ABD解析：当磁场方向垂直斜面向下时，据平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL所以B＝mg2IL，因此选项A正确；当磁场方向竖直向下时，由左手定则知安培力应水平向左，直导体受力如图所示．由平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL cos30°所以B ＝mg3IL，故选项B 正确；若磁感应强度垂直斜面向上，由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不可能静止在斜面上，所以选项C 不正确；若B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，此时若满足BIL ＝mg ，即B ＝mgIL，则直导体仍可静止在斜面上，所以D 选项正确．8．答案：ACD解析：各粒子做圆周运动的周期T ＝2πmqB，根据粒子的比荷大小可知：T 1＝T 2<T 3，故A正确；由于r 1>r 2>r 3结合r ＝m vqB及粒子比荷关系可知v 1>v 2>v 3，故B 错误；粒子运动的向心加速度a ＝q v Bm，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3可得：a 1>a 2>a 3，故C 正确；由图可知，粒子运动到MN 时所对应的圆心角的大小关系为θ1<θ2<θ3，而T 1＝T 2，因此t 1<t 2，由T 2<T 3，且θ2<θ3，可知t 2<t 3，故D 正确．9．答案：ABD解析：带负电小球由槽口下滑到P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在P 点受磁场力方向竖直向上．根据机械能守恒mgR ＝12m v 2v ＝2gR在P 点N ＋Bq v －mg ＝m v 2RN ＝3mg －qB 2gRM 对地面压力N ′＝Mg ＋N ＝(M ＋3m )g －qB 2gR 当qB 2gR ＝2mg 时N ′＝(M ＋m )g 当qB 2gR ＝3mg 时N ′＝Mg 选项A 、B 、D 正确． 10．答案：CD解析：在A 图中刚进入复合场时，带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，所以水平方向受力不可能总是平衡，A 选项错误；B 图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力，小球要向外偏转，不可能沿直线通过复合场，B 选项错误；C 图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力，若三力的合力恰好为零，则小球将沿直线匀速通过复合场，C 正确；D 图中小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力可以沿直线通过复合场，D 正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．答案：由安培定则判定答案如下图所示．12．答案：竖直向下 垂直纸面向里 E 2ghgB2πEgB ＋32h g 22gh π13．答案：0.5T解析：金属杆偏离竖直方向后受力如图所示，杆受重力mg ，绳子拉力F 和安培力F 安的作用，由平衡条件可得：F sin30°＝BIL ① F cos30°＝mg ②①②联立，得mg tan30°＝BIL∴B ＝mg tan30°IL＝0.5T14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得：qE ＝qB v 进而可知：v ＝EB，可得速度相同，再由在后面只有磁场空间内半径相同，可得mq相同．三、论述·计算题(共5小题，共40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．答案：11V解析：ab 棒受到的安培力：F ＝BIL ＝0.04N 所以I ＝2A I 总＝3AE ＝I 总(r ＋R ·R abR ＋R ab)＝11V .16．答案：P ＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，如图所示，根据左手定则判断出电流受力方向向右．F ＝BIh ，P ＝F S ＝F ah ＝BIh ah ＝BIa点评：本题的物理情景是：当电流I 通过金属液体沿图中方向向上时，电流受到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案：(1)轨迹图见解析(2)2L (L 2＋d 2)2mU q解析：(1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，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 2r②由几何关系得：r 2＝(r －L )2＋d 2③ 联立求解①②③式得：磁感应强度B ＝2L (L 2＋d 2)2mUq .18．答案：(1)6×10－3J (2)0.6m解析：(1)从M →N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚离开N 点时有 Eq ＝Bq v即v ＝E /B ＝42m/s ＝2m/s.根据动能定理mgh －W f ＝12m v 2所以W f ＝mgh ＋12m v 2＝1×10－3×10×0.8－12×1×10－3×22＝6×10－3(J)．(2)从已知P 点速度方向及受力情况分析如附图由θ＝45°可知 mg ＝Eq f 洛＝2mg ＝Bq v p所以v P ＝2mg Bq ＝2EB＝22m/s.根据动能定理，取M →P 全过程有mgH －W f －Eqs ＝12m v 2P求得最后结果s ＝mgH －W f －12m v 2PEq＝0.6m.19．答案：(1)3.46m (2)1.53s解析：(1)设垒球在电场中运动的加速度为a ，时间为t 1，有：qE ＝ma h ＝12at 21 d ＝v 0t 1代入数据得：a ＝50m/s 2，t 1＝35s ，d ＝23m ＝3.46m(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θtan θ＝at 1v 0＝3，θ＝60°进入磁场时的速度为v ＝v 0cos θ＝20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R由几何关系得：R ＝dsin θ＝4m又由R ＝m v qB ，得B ＝m vqR＝10T球在磁场中运动时间为：t 2＝360°－2×60°360°TT ＝2πm qB ，故t 2＝4π15s运动总时间为：t ＝2t 1＋t 2＝1.53s。

【成才之路】2015版高中物理第三章磁场综合能力测试新人教版选修3-1本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是( )A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离答案：B解析：甲、丙、丁中小磁针或导线所受的磁场力都是导线中电流产生的磁场给的力，但乙中的磁场是磁铁产生的。

2．根据所学知识判断图中正确的是( )答案：A解析：由左手定则知A正确，B错误；由安培定则知D错误；电场中某点场强方向应沿电场线的切线方向，正电荷受力与其方向相同，C错误。

3.水平长直导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是( )A．沿路径Oa运动B．沿路径Ob运动C ．沿路径Oc 运动D ．沿路径Od 运动答案：D解析：水平电流下方的磁场垂直向外，且离导线越远，磁感应强度B 越小，根据左手定则可以确定电子从开始运动向下偏转，再由r＝mvqB知电子运动曲率半径逐渐增大，故A 、B 、C 错，D 对。

4．(沈阳市重点高中协作体2013～2014学年高二上学期期中)如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正、负电子分别以相同的速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为( )A ．1 ∶ 3B ．1 ∶2C ．1 ∶1D ．2 ∶1答案：B解析：如图所示，正电子逆时针偏转，圆弧轨迹对应的圆心角为120°，而负电子顺时针偏转，圆弧轨迹对应的圆心角为60°，因此，负电子与正电子在磁场中运动的时间之比t 1t 2＝π32π3＝12，故选项B 正确。

高二物理选修3-1：第三章磁场单元测试一、单选题1.下列关于磁场的说法正确的是（）A. 地理的北极就是地磁场的北极B. 安培发现了电流的磁效应C. 磁场是客观存在的，但是磁感线是人们假想出来的D. 某点磁场的方向与小磁针静止时S极的指向相同2.如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线。

则下列说法正确的是A. 该磁场是匀强磁场B. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小C. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大D. a、b两点的磁场方向相反3.下列关于电场强度E、磁感应强度B的叙述正确的是A. 电场中某点的场强大小与放入试探电荷无关B. 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向C. 通电导线在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零D. 根据定义式B=F，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比IL4.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B．边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为（）A. Ba22B. BaC. Ba2D. 2Ba5.如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。

待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。

电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回。

轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比。

通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是( )A. 弹体向左高速射出B. I为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的4倍C. 弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍D. 轨道长度L为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍6.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )A. M带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功D. M的运行时间大于N的运行时间7.如图所示，一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中．其中电荷不受洛伦兹力的是()A. B.C. D.8.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法中正确的是（）A. 质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B. 质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D. 不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子二、多选题9.质谱仪的工作原理示意图如图，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。

磁场(时间：90分钟分值：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1～7题只有一项符合题目要求，第8～12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．有一导线南北方向放置，在其下方放一个小磁针．小磁针稳定后，给导线通上如图所示电流，发现小磁针的S极垂直纸面向外偏转．关于此现象下列说法正确的是( )A．没有通电时，小磁针的S极指向地磁场的南极B．通电后小磁针S极仍指向地磁场的南极C．通电导线在小磁针所在处产生的磁场方向垂直纸面向外D．通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场D [小磁针自由静止时，指向地理北极的一端是小磁针的北极，即N极，地磁场的北极在地理南极附近，小磁针的S极指向地磁场的北极，故A错误；通电后根据安培定则可知，导线在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针N极将偏向纸里，S极将偏向纸外，故B、C错误；通电后小磁针S极发生偏转说明通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故D正确．]2.在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次通有电流强度大小为1 A、2 A和3 A的电流，各电流的方向如图所示，则导线b所受的合力方向是( )A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里A [根据通有反向电流的导线相互排斥，可知b受到a的排斥力，同时受到c的排斥力；a的电流大小小于c的电流大小，则c对b的电场力大于a对b的电场力，可知导线b所受的合力方向水平向左．故A正确，B、C、D错误．]3.如图所示，竖直面内的导体框ABCD所在平面有水平方向的匀强磁场，AP⊥BC，∠B＝∠C＝60°，AB＝CD＝20 cm，BC＝40 cm.若磁场的磁感应强度为0.3 T，导体框中通入图示方向的5 A电流，则该导体框受到的安培力( )A．大小为0.6 N，方向沿PA方向B．大小为0.6 N，方向沿AP方向C．大小为0.3 N，方向沿PA方向D．大小为0.3 N，方向沿BC方向C [力是矢量，三段导体在磁场中受到的安培力的合力与AD段受到的安培力是等效的，所以根据左手定则可知，导体框受到的安培力的方向垂直于AD的方向向下，即沿PA方向；AD段的长度L＝BC－2BP＝40 cm－2×20 cm×cos 60°＝20 cm＝0.2 m，安培力的大小F＝BIL ＝0.3×5×0.2＝0.3 N．故C正确，A、B、D错误．]4．某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动，下列因素与完成上述两类运动无关的是( )A．磁场和电场的方向B．磁场和电场的强弱C．粒子的电性和电量D．粒子入射时的速度C [由题可知，当带电粒子在复合场内做匀速直线运动，即Eq＝qvB，则v＝EB，若仅撤除电场，粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，说明要满足题意，对磁场与电场的方向以及强弱程度都要有要求，但是对电性和电量无要求，根据F＝qvB可知，洛伦兹力的方向与速度方向有关，故对入射时的速度也有要求，故选C.]5．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场．闭合开关K后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧伸长量为x2，忽略回路中电流产生的磁场，弹簧形变均在弹性限度内，则磁感应强度B的大小为( )A ．k 2IL (x 2－x 1)B ．k IL (x 2－x 1)C ．k2IL(x 2＋x 1) D ．k IL(x 2＋x 1)A [弹簧伸长量为x 1时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件沿斜面方向有mg sin α＝kx 1＋BIL电流反向后，弹簧伸长量为x 2，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件沿斜面方向有mg sin α＋BIL ＝kx 2联立两式得B ＝k2IL(x 2－x 1)，选A.]6.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H)和α粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大速度的大小，有( )A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度也较大B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度较小C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度也较小D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度较大B [带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T ＝2πm qB，知氚核(31H)的质量与电量的比值大于α粒子(42He)的，所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大，根据qvB ＝m v 2r 得，最大速度v ＝qBr m ，则最大动能E km ＝12mv 2＝q 2B 2r22m，氚核的质量是α粒子的34倍，氚核的电量是α粒子的12倍，则氚核的最大动能是α粒子的13倍，即氚核的最大动能较小，故B 正确，A 、C 、D 错误．]7.如图是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P 1、P 2的轴线射入电磁场区域，由小孔S 0射入右边的偏转磁场B 2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 ．该束带电粒子带负电B ．速度选择器的P 1极板带负电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q /m 越小D [带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故A 错误；在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P 1极板带正电，故B 错误；进入B 2磁场中的粒子速度是一定的，根据qvB ＝m v 2r 得，r ＝mvqB，知r 越大，荷质比qm越小，而质量m 不一定大，故C 错误，D 正确．]8．如图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，粒子飞出磁场区域时，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( )A ．半径之比为 3∶1B ．速度之比为1∶ 3C ．时间之比为2∶3D ．时间之比为3∶2AC [设磁场半径为R ，当第一次以速度v 1沿截面直径入射时，根据几何知识可得r 1R＝tan 60°，即r 1＝3R .当第二次以速度v 2沿截面直径入射时，根据几何知识可得r 2＝R ，则r 1r 2＝31，A 正确；两次情况下都是同一个带电粒子在相同的磁感应强度下运动的，所以根据公式r ＝mvBq，可得v1v2＝r1r2＝31，B错误；因为周期T＝2πmBq，与速度无关，所以运动时间之比为t1t2＝60°360°T90°360°T＝23，C正确，D错误．]9.如图所示的区域共有六处开口，各相邻开口之间的距离都相等，匀强磁场垂直于纸面，不同速度的粒子从开口a进入该区域，可能从b、c、d、e、f五个开口离开，粒子就如同进入“迷宫”一样，可以称作“粒子迷宫”．以下说法正确的是( )A．从d口离开的粒子不带电B．从e、f口离开的粒子带有异种电荷C．从b、c口离开的粒子运动时间相等D．从c口离开的粒子速度是从b口离开的粒子速度的2倍AD [从d口离开的粒子不偏转，所以不带电，选项A正确；根据左手定则，从e、f口离开的粒子带有同种电荷，选项B错误；从b口离开的粒子运动时间是12T，从c口离开的粒子运动时间是14T，选项C错误；从c口离开的粒子轨道半径是从b口离开的粒子轨道半径的2倍，因此速度也是2倍关系，选项D正确．]10．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是( )A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．该速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里C ．该速度选择器只能选出一种电性，且速度等于B E的粒子 D ．打在A 1处的粒子比打在A 2处的粒子的比荷小AD [质谱仪是测量带电粒子荷质比，分析同位素的重要工具，故A 正确；带电粒子进入磁场中向左偏转，所受洛伦兹力向左，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则，该粒子带正电；该粒子在速度选择器中，受到电场力方向水平向右，则洛伦兹力必须水平向左，该粒子才能通过速度选择器，根据左手定则判断磁场方向垂直纸面向外，故B 错误；根据qE ＝qvB知，v ＝E B 时粒子能通过速度选择器，故C 错误；根据qvB ＝m v 2r 知r ＝mvqB，则越靠近狭缝P ，半径越小，则比荷越大，故打在A 1处的粒子比打在A 2处的粒子比荷小，故D 正确．]11．电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表．如图所示为电磁流量计的示意图，匀强磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B ；当管中的导电液体流过时，测得管壁上a 、b 两点间的电压为U ，单位时间(1 s)内流过管道横截面的液体体积为流量(m 3)，己知管道直径为D ，则( )A ．管中的导电液体流速为U BDB ．管中的导电液体流速为BD UC ．管中的导电液体流量为BD UD ．管中的导电液体流量为πDU 4BAD [最终正负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有qvB ＝q U D ，则v ＝UBD，故A 正确，B 错误；流量为Q ＝vS ＝U BD ·π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 22＝πDU 4B ，故D 正确，C 错误．]12．如图所示，套在足够长的绝缘直棒上的带正电小球，其质量为m ，电荷量为q .将此棒竖直放在互相垂直的、沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度大小为E ，匀强磁场的磁感应强度为B ，小球与棒间的动摩擦因数为μ，小球由静止沿棒竖直下落，重力加速度为g ，且E <mgμq，小球带电荷量不变．下列说法正确的是( )A ．小球下落过程中的加速度先增大后减小B ．小球下落过程中加速度一直减小直到为0C ．小球运动中的最大速度为mg μqB ＋E BD ．小球运动中的最大速度为mg μqB －E BBD [小球下滑过程中，受到重力、摩擦力、弹力、向右的洛伦兹力、向右的电场力，开始阶段，小球向下做加速运动时，速度增大，洛伦兹力增大，小球所受的棒的弹力向左，大小为F N ＝qE ＋qvB ，F N 随着v 的增大而增大，滑动摩擦力f ＝μF N 也增大，小球所受的合力F 合＝mg －f ，f 增大，F 合减小，加速度a 减小，当mg ＝f 时，a ＝0，速度最大，做匀速运动，由mg ＝f ＝μ(qE ＋qv m B )得小球运动中的最大速度为v m ＝mg μqB －EB，故B 、D 正确，A 、C 错误．]二、非选择题(本题共4小题，共52分)13.(8分)金属滑杆ab 连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd 、ef 上，如图所示，有一匀强磁场垂直于cd 与ef 所在的平面，磁场方向如图所示，合上开关S ，弹簧伸长2 cm ，测得电路中的电流为5 A ，已知弹簧的劲度系数为20 N/m ，ab 的长L ＝0.1 m ．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？[解析] ab 受到的安培力为：F ＝BIL ，根据胡克定律：f ＝k Δx ， 由平衡条件得：BIL ＝k Δx ， 代入数据解得：B ＝kΔx IL ＝20×0.025×0.1T ＝0.8 T. [答案] 0.8 T14．(12分)如图所示，粒子源能放出初速度为0、比荷均为qm＝1.6×104C/kg 的带负电粒子，进入水平方向的加速电场中，加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r ＝0.1 m 的圆形磁场区域，磁感应强度B ＝0.5 T ，在圆形磁场区域右边有一竖直屏，屏的高度为h ＝0.6 3 m ，屏距磁场右侧距离为L ＝0.2 m ，且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上．现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上，不计重力，试求加速电压的最小值．[解析] 粒子运动轨迹如图所示：根据牛顿第二定律及几何知识得tan θ2＝r R ＝qBrmv ，故磁感应强度一定时，粒子进入磁场的速度越大，在磁场中偏转量越小．若粒子恰好不飞离屏，则加速电压有最小值，此时粒子刚好打在屏的最下端B 点，根据带电粒子在磁场中的运动特点可知，粒子偏离水平方向的夹角正切值为tan θ＝h2r ＋L， 解得tan θ＝3，粒子偏离水平方向的夹角θ＝60°＝π3，由几何关系可知，此时粒子在磁场中对应的轨迹半径为R ＝r tanθ2＝310 m带电粒子在电场中加速，由动能定理得qU ＝12mv 2带电粒子在磁场中偏转时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得qvB ＝mv 2R联立解得U ＝60 V故加速电压的最小值为60 V. [答案] 60 V15．(14分)如图甲所示，质量为m 带电量为－q 的带电粒子在t ＝0时刻由a 点以初速度v 0垂直进入磁场，Ⅰ区域磁场磁感应强度大小不变、方向周期性变化如图乙所示(垂直纸面向里为正方向)；Ⅱ区域为匀强电场，方向向上；Ⅲ区域为匀强磁场，磁感应强度大小与Ⅰ区域相同均为B 0.粒子在Ⅰ区域内一定能完成半圆运动且每次经过mn 的时刻均为T 02整数倍，则甲 乙(1)粒子在Ⅰ区域运动的轨道半径为多少？(2)若初始位置与第四次经过mn 时的位置距离为x ，求粒子进入Ⅲ区域时速度的可能值(初始位置记为第一次经过mn ).[解析] (1)带电粒子在Ⅰ区域做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv 0B 0＝m v 2r解得r ＝mv 0qB 0⎝ ⎛⎭⎪⎫或T 0＝2πr v 0，r ＝v 0T 02π. (2)第一种情况：粒子在Ⅲ区域运动半径R ＝x2qv 2B 0＝m v 22R解得粒子在Ⅲ区域速度大小v 2＝qB 0x2m第二种情况：粒子在Ⅲ区域运动半径R ＝x －4r2粒子在Ⅲ区域速度大小v 2＝qB 0x2m－2v 0.[答案] (1)mv 0qB 0或v 0T 02π (2)qB 0x 2m qB 0x 2m－2v 0 16．(18分)如图所示，在y 轴左侧有一平行x 轴方向的匀强电场，电场强度E ＝2×103V/m ，在y 轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，第一象限内磁场的磁感应强度大小B 0＝2×10－2T ，第四象限内磁场的磁感应强度大小为2B 0.现有一比荷qm＝1×106C/kg 的粒子，从电场中与y轴相距10 cm 的M 点(图中未标出)由静止释放，粒子运动一段时间后从N 点进入磁场，并一直在磁场中运动且多次垂直通过x 轴，不计粒子重力，试求：(1)粒子进入磁场时的速度大小；(2)从粒子进入磁场开始计时到粒子第三次到达x 轴所经历的时间； (3)粒子轨迹第一次出现相交时所对应的交点坐标．[解析] (1)对粒子在电场中，由动能定理得Eqx ＝12mv 2，解得v ＝2Eqx m＝2×104m/s.(2)粒子进入磁场做匀速圆周运动，其轨迹如图所示，根据洛伦兹力提供向心力qvB ＝m v 2R ，又v ＝2πRT得：T 1＝2πm qB 0；T 2＝πmqB 0所以粒子从进入磁场到第三次运动到x 轴所用的时间为t ＝T 14＋T 22＋T 12代入数值可得t ＝2π×10－4s.(3)设粒子轨迹第一次出现相交时的交点为P ，如图所示，三角形OPO 1为等边三角形，OP ＝PO 1＝OO 1＝R 1根据洛伦兹力提供向心力有qvB 0＝m v 2R 1得R 1＝ 2 m根据几何关系可得，P 点坐标x ＝R 1cos 60°＝22m y ＝R 1sin 60°＝62m 所以P 点坐标为P ⎝⎛⎭⎪⎫22m ，62m .[答案] (1)2×104 m/s (2)2π×10－4 s (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫22m ，62m。