选修3第三章《磁场》单元测试题(含答案)

第三章《磁场》单元检测题学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(每小题只有一个正确答案）1.与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是(）A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D．放在该点的小磁针静止时S极所指的方向2。

回旋加速器工作原理如图甲所示,D1、D2为D形金属盒，A粒子源位于回旋加速器正中间，其释放出的带电粒子质量为m，电荷量为＋q,所加匀速磁场的磁感应强度为B，两金属盒之间加的交变电压变化规律如图乙所示,其周期为T＝，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，则下列说法中正确的是(）A．t1时刻进入回旋加速器的粒子记为a，t2时刻进入回旋加速器的粒子记为b,a，b在回旋加速器中各被加速一次，a,b粒子增加的动能相同B．t2,t3,t4时刻进入回旋加速器的粒子会以相同的动能射出回旋加速器C．t3，t4时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中的绕行方向相反D．t2时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中被加速的次数最多3.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(）A．B． C．D．4。

如图所示,相同的带正电粒子A和B，同时以v A和v B的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以60°和30°（与边界的夹角)方向射入磁场,又恰好不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是()A．A、B两粒子的速度之比＝B．A、B两粒子在磁场中的位移之比1∶1C．A、B两粒子在磁场中的路程之比1∶2D．A、B两粒子在磁场中的时间之比2∶15。

在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开,如图所示，初速度可忽略的质子和α粒子经电压为U的电场加速后，进入分离区．如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是（)A．只能用电场B．只能用磁场C．电场和磁场都可以D．电场和磁场都不可以6。

第三章 《磁场》单元检测题第I 卷(选择题 共 40 分)一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，至少有1个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分）1．关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是( )A ．由B ＝FIL 可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同2.在如图1所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力),电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )3.如图2所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个 水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能的是 ( )A.始终做匀速运动B.始终做减速运动，最后静止于杆上C.先做加速运动，最后做匀速运动D.先做加速运动，后做减速运动4．如图3所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )A ．一直增加B ．一直减少C ．先增加后减少D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少5．如图4所示，三个相同的粒子(粒子的重力忽略不计)a 、b 、c 分别以大小相等的速度经过平板MN 上的小孔O 射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，整个装置放在真空中，这三个粒子打到平板MN 上的位置到小孔O 的距离分别是x 1、x 2、x 3，则( )图2图1 图3A ．x 1＞x 2＞x 3B ．x 1＜x 2＜x 3C ．x 1＝x 2＜x 3D ．x 1＝x 3＜x 26．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a 和b 以及磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点的距离为3.0mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV ，磁感应强度的大小为0.040T.则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为 （ ）A. 1.3m/s ，a 正、b 负B. 2.7m/s ， a 正、b 负 C ．1.3m/s ，a 负、b 正 D. 2.7m/s ， a 负、b 正7．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹.图6是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( ) A ．粒子先经过a 点，再经过b 点 B ．粒子先经过b 点，再经过a 点 C ．粒子带负电 D ．粒子带正电8．带电小球以一定的初速度v 0h 1；当加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v 0时，小球上升的最大高度为h 2；当加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v 0时，小球上升的最大高度为h 3，如图7所示．不计空气阻力，则( )A ．h 1＝h 2＝h 3B ．h 1>h 2>h 3C ．h 1＝h 2>h 3D ．h 1＝h 3>h 2 9．图8甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，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8乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是( )A ．在E k －t 图中应有t 4－t 3＝t 3－t 2＝t 2－t 1B ．高频电源的变化周期应该等于t n －t n －1图5图4图7C ．当电源电压减小为U2时，粒子加速次数增多，粒子最大动能增大D ．想粒子获得的最大动能越大，可增加D 形盒的面积10．如图9所示，匀强磁场中磁感应强度为B ，宽度为d ，一电子从左边界垂直匀强磁场射入，入射方向与边界的夹角为θ.已知电子的质量为m ，电荷量为e ，要使电子能从轨道的另一侧射出，则电子的速度大小v 的范围为（ ）.A. (1cos )Bed v m θ=+ B. (1cos )Bedv m θ>+ C. (1cos )Bedv m θ<+ D. v=0第Ⅱ卷（非选择题 共 60 分）二、填空题(本题共2小题，共16分)11．如图10所示，带电荷量为＋q 、质量为m 的小球从倾角为θ 的光滑斜面 上由静止下滑，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.则小球 在斜面上滑行的最大速度为________，小球在斜面上滑行的最大距离为 ________(斜面足够长).12．如图11所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg 、电荷量q ＝＋0.2 C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N 的恒力，g 取10 m/s 2，则木板的最大加速度为________；滑块的最大速度为________.三、计算题(本题共3小题，共44分。

《磁场》单元测试题一、选择题1．下面所述的几种相互作用中；通过磁场而产生的有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 2．关于磁场和磁感线的描述；正确的说法有A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的；磁场和电场一样；也是一种物质B ．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C ．磁感线总是从磁铁的北极出发；到南极终止D ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线；没有细铁屑的地方就没有磁感线 3．关于磁铁磁性的起源；安培提出了分子电流假说；他是在怎样的情况下提出的 A ．安培通过精密仪器观察到了分子电流B ．安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的C ．安培根据原子结构理论；进行严格推理得出的D ．安培凭空想出来的4．如图1所示；在空间中取正交坐标系Oxyz （仅画出正半轴）；沿x 轴有一无限长通电直导线；电流沿x 轴正方向；一束电子（重力不计）沿y =0；z =2的直线上（图中虚线所示）作匀速直线运动；方向也向x 轴正方向；下列分析可以使电了完成以上运动的是 A ．空间另有且仅有沿Z 轴正向的匀强电场B ．空间另有且仅有沿Z 轴负向的匀强电场C ．空间另有且仅有沿y 轴正向的匀强磁场D ．空间另有且仅有沿y 轴负向的匀强磁场5．如图2所示；在边界PQ 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O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速v 射入磁场中。

则正、负电子A ．在磁场中的运动时间相同B ．在磁场中运动的轨道半径相同C ．出边界时两者的速相同D ．出边界点到O 点处的距离相等6．如图3所示的圆形区域里；匀强磁场的方向垂直纸面向里；有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场；这些质子在磁场中（不计重力）A ．运动时间越长；其轨迹对应的圆心角越大B ．运动时间越长；其轨迹越长C ．运动时间越长；其射出磁场区域时速率越大D ．运动时间越长；其射出磁场区域时速的偏向角越大7．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒；铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场；棒中通以自左向右的电流（如图4所示）；当棒静止时；弹簧秤的读数为F 1；若将棒中的电流方向反向；当棒静止时；弹簧秤的示数为F 2；且F 2＞F 1；根据这两个数据；可以确定A ．磁场的方向B ．磁感强的大小C ．安培力的大小D ．铜棒的重力图1 图3图28．如图5所示；质量为m 的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速v 0开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场；则以下关于小物块的受力及运动的分析中；正确的是A ．若物块带正电；一定受两个力；做匀速直线运动B ．若物块带负电；一定受两个力；做匀速直线运动C ．若物块带正电；一定受四个力；做减速直线运动D ．若物块带负电；一定受四个力；做减速直线运动9．在光滑绝缘水平面上；一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴Ｏ在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动；磁场方向竖直向下；其俯视图如图6所示．若小球运动到Ａ点时；绳子突然断开；关于小球在绳断开后可能的运动情况；以下说法正确的是 Ａ．小球仍做逆时针匀速圆周运动；半径不变Ｂ．小球仍做逆时针匀速圆周运动；但半径减小Ｃ．小球做顺时针匀速圆周运动；半径不变 Ｄ．小球做顺时针匀速圆周运动；半径减小10．如图7所示；在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场；匀强电场方向竖直向下；匀强磁场方向水平向里。

第3章 磁场 单元测试221.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中不正确的是( )A ．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，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B ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质C ．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止的D ．磁感线不是细铁屑连成的曲线，实际上并不存在磁感线【解析】 磁感线是为了描述磁场而假想的线，是闭合曲线，故C 错误，D 正确．磁感线的疏密反映场的强弱，曲线上某点的切线反映场的方向，故A 正确，磁场是在磁体和电流周围客观存在的物质，故B 项正确．【答案】 C2．一回旋加速器，当电场的频率一定时，加速α粒子的磁感应强度和加速质子的磁感应强度之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．1∶4【解析】 回旋加速器对粒子的加速过程必须保证电场频率等于圆周运动的频率，对质子f 电＝qHBH 2πmH ；对α粒子f 电＝q αB α2πm α，可得B α＝m αmH ·q H q αBH ＝2BH. 【答案】 C3．图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子( )A ．带正电，由下往上运动B ．带正电，由上往下运动C ．带负电，由上往下运动D ．带负电，由下往上运动【解析】 从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R ＝mv qB可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A.【答案】 A4.从地面上方A 点处自由落下一带电荷量为＋q 、质量为m 的粒子，地面附近有如图所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为v 1，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v 2，则( )A ．v 1＞v 2B ．v 1＜v 2C ．v 1＝v 2D ．无法判定【解析】 带电粒子下落过程中，受重力、电场力、洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向跟运动方向垂直，不做功．重力做功都一样，但电场力做功有区别．若磁场方向向里，粒子下落过程中沿电场力方向移动的距离大，电场力做功多，故v 1＞v 2.【答案】 A5.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平固定放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，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 ．c 、d 两点磁感应强度相同C ．a 点磁感应强度最大D ．b 点磁感应强度最大【解析】 磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a 、b 、c 、d 四点磁感应强度的方向．根据矢量合成法则，可得A 、B 、C 错误，D 正确．【答案】 D6．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q 的液滴做半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感应强度为B ，则油滴的质量和环绕速度分别为( )A ．Eq/g BgR/EB ．B 2qR/E E/BC ．B Rq/g qRgD ．Eq/g E/B【解析】 带电液滴做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以一定有：qE ＝mg ，m ＝qE/g ；再根据qvB ＝mv 2/R ，可得v ＝BgR/E ，故选A.【答案】 A7．如图为一电流表的原理示意图，质量为m 的均质细金属棒MN 的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外．与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数．MN 的长度大于ab.当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合；当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流．下列说法正确的是( )A ．若要电流表正常工作，M 端与电源正极相接B ．若要电流表正常工作，M 端与电源负极相接C ．若电流表示数为零，则弹簧的形变量为零D ．若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为原来的2倍解析】 指针在0刻线时不受安培力，即mg ＝kx 0，受安培力后指针向下移动，则所受安培力方向向下，由左手定则知MN 中电流方向由M →N ，即M 端接电源正极，A 对，B 、C 错；若刻线不变，量程扩大2倍，即I 扩大2倍，由BLI ＝k Δx 可知，B 为原来的12倍，D 错． 【答案】 A8．如图所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，不计重力．在a 点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd 运动，ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化的关系可能是图中的( )【解析】带电离子在电场中运动qvB＝mv2R，得半径R＝mvqB，半径相等，磁感应强度B相等；根据左手定则，可判断出磁感应强度方向分别为垂直于纸面向外、向里、向外，故选项C正确．【答案】 C9．如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标系xOy，在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B，在y>0的空间内，将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a＝2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，被安置在原点的一个装置瞬间改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y<0的空间运动．液滴在y<0的空间内的运动过程中( )A．重力势能一定不断减小 B．电势能一定先减小后增大C．动能不断增大 D．动能保持不变【解析】带电液滴在y>0的空间内以加速度a＝2g做匀加速直线运动，可知液滴带正电，且电场力等于重力，当液滴运动到坐标原点时变为负电荷，液滴进入y<0的空间内运动，电场力等于重力，液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，由此可知，A、B错误；由于重力、电场力做功总为零，C错误，D正确．【答案】 D10.如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)，并经开关S与电源连接．容器中注满能导电的液体，液体的密度为ρ.将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同；开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差．若闭合开关S后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小．【解析】 开关S 闭合后，导电液体中有电流由C 流向D ，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F 的作用，在液体中产生附加压强p ，这样a 、b 管中液面将出现高度差．设液体中产生附加压强为p ，则：p ＝F S① p ＝ρhg ②F ＝BIL ③S ＝Ld ④所以磁感应强度的大小为B ＝ρhgd I⑤ 【答案】 ρghd I11．在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出．(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q m. (2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ′，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？【解析】 (1)由粒子的运行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷．粒子由A 点射入，由C 点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径R ＝r又qvB ＝m v 2R则粒子的比荷q m ＝v Br .(2)粒子从D 点飞出磁场速度方向改变了60°角，故AD 弧所对圆心角为60°，粒子做圆周运动的半径R ′＝rcot 30°＝ 3r ，又R ′＝mv qB ′所以B ′＝33B粒子在磁场中运行时间t ＝16T ＝16×2πm qB ′＝ 3πr 3v. 【答案】 (1)负电荷v Br (2)33B 3πr 3v12．如图所示，平行于直角坐标系y 轴的PQ 是用特殊材料制成的，只能让垂直打到PQ 界面上的电子通过．其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为E 的匀强电场．现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O 沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用．已知电子的电荷量为e ，质量为m ，在△OAC 中，OA ＝a ，θ＝60°.求：(1)能通过PQ 界面的电子所具有的最大速度是多少？(2)在PQ 右侧x 轴上什么范围内能接收到电子．【解析】 (1)要使电子能通过PQ 界面．电子飞出磁场的速度方向必须水平向右，由Bev ＝m v 2r可知，r 越大v 越大，从C 点水平飞出的电子，运动半径最大，对应的速度最大，即r ＝2a 时，电子的速度最大由Bev ＝m v 2m 2a 得：v max ＝2Bea m. ①(2)粒子在电场中做类平抛运动，据a ＝12eE mt 2 ② x ＝vt得：x max ＝2Ba 2ae mE ③由此可知：PQ 界面的右侧x 轴上能接收电子的范围是(3a ，3a ＋2Ba2ae mE) 本题属于复合场问题，考查带电粒子在有界磁场中的运动和带电粒子在匀强电场中的运动，需要同学们解题时能够正确地画出带电粒子在磁场和电场中的运动轨迹．【答案】 (1)2Bea m (2)(3a, 3a ＋2Ba 2ae mE)。