(新课标)高中物理第三章磁场课时作业21(含解析)新人教版选修31

2021年高中物理 第3章 6带电粒子在匀强磁场中的运动课时作业（含解析）新人教版选修3-11．(多选)在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果粒子又垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中，则( )A ．粒子的速率加倍，周期减半B ．粒子的速率不变，轨道半径减半C ．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的四分之一D ．粒子速率不变，周期减半【解析】 由于洛伦兹力不做功，故粒子速率不变，A 、C 错误．由R ＝mv qB 和T ＝2πm qB 判断B 、D 正确．【答案】 BD2．(多选)如图3－6－15所示，带负电的粒子以速度v 从粒子源P 处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是( )图3－6－15A ．aB ．bC ．cD ．d【解析】 粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切，故轨迹a 、c 均不可能，正确答案为B 、D.【答案】 BD3.(xx·新四区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图3－6－16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．下列说法正确的是( )图3－6－16A ．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【解析】 由r ＝mv qB 知，当r ＝R 时，质子有最大速度v m ＝qBR m，即B 、R 越大，v m 越大，v m 与加速电压无关，A 对，B 错．随着质子速度v 的增大、质量m 会发生变化，据T ＝2πm qB知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C 错．由上面周期公式知α粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速度α粒子，D 错．【答案】 A4．如图3－6－17所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外．有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则( )图3－6－17A ．只有速度v 大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B ．只有质量m 大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C ．只有质量m 与速度v 的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D ．只有动能E k 大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管【解析】 因为粒子能通过弯管要有一定的半径，其半径r ＝R .所以r ＝R ＝mv qB，由粒子的q 、B 都相同，则只有当mv 一定时，粒子才能通过弯管．【答案】 C5．(多选)如图3－6－18所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a 垂直于磁场沿ab 方向射入容器中，一部分从c 孔射出，一部分从d 孔射出，容器处于真空中，则下列结论中正确的是( )图3－6－18A ．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的时间之比t c ∶t d ＝1∶2C ．从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比a c ∶a d ＝2∶1D ．从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc ∶ωd ＝2∶1 【解析】 因为r ＝mv qB，从a 孔射入，经c ，d 两孔射出的粒子的轨道半径分别为正方形边长和12边长，所以v c v d ＝r c r d ＝21，A 正确；粒子在同一匀强磁场中的运动周期T ＝2πm qB 相同，因为t c ＝T 4，t d ＝T 2，所以t c t d ＝12，B 正确； 因为向心加速度a n ＝qvB m， 所以a c a d ＝v c v d ＝21，C 错误；因为ω＝2πT，所以ω相同，D 错误． 【答案】 AB6．(多选)一个带电粒子以初速度v 0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在下列的几种情况中，可能出现的是( )【答案】 AD7．(多选)如图3－6－19所示，在半径为R 的圆形区域内有匀强磁场．在边长为2R 的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同．两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M 、N 两点射入匀强磁场．在M 点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N 点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N 点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是( )图3－6－19A ．带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B ．从M 点射入的带电粒子可能先飞出磁场C ．从N 点射入的带电粒子可能先飞出磁场D ．从N 点射入的带电粒子不可能比M 点射入的带电粒子先飞出磁场【解析】 画轨迹草图如下图所示，由图可知粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故A 、B 、D 正确．【答案】 ABD8．(多选)如图3－6－20所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R 相同，则它们具有相同的( )图3－6－20A ．电荷量B ．质量C ．速度D ．比荷【解析】 正交电磁场区域Ⅰ实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域Ⅰ中均不偏转，说明它们具有相同的速度，故C 正确. 在区域Ⅱ中半径相同，R ＝mv qB，所以它们应具有相同的比荷．正确的选项为C 、D.【答案】 CD[超越自我·提升练]9．(多选)如图3－6－21所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )图3－6－21A ．从P 射出的粒子速度大B ．从Q 射出的粒子速度大C ．从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D ．两粒子在磁场中运动的时间一样长【解析】 作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P 、Q 点射出时，与AC 边夹角相同，故可判定从P 、Q 点射出时，半径R 1<R 2，所以，从Q 点射出的粒子速度大，B 正确；根据图示，可知两个圆心角相等，所以，从P 、Q 点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．正确的选项应是B 、D.【答案】 BD10．如图3－6－22为质谱仪原理示意图，电荷量为q 、质量为m 的带正电的粒子从静止开始经过电压为U 的加速电场后进入粒子速度选择器．选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E 、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G 点垂直MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN 为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H 点．可测量出G 、H 间的距离为L ，带电粒子的重力可忽略不计．求：图3－6－22(1)粒子从加速电场射出时速度v 的大小．(2)粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B 1的大小和方向．(3)偏转磁场的磁感应强度B 2的大小．【解析】 (1)在加速电场中，由qU ＝12mv 2可解得v ＝2qU m .(2)粒子在速度选择器中受到向右的电场力qE ，应与洛伦兹力qvB 1平衡，故磁场B 1的方向应该垂直于纸面向外，由qE ＝qvB 1得B 1＝Ev ＝E m 2qU. (3)粒子在磁场B 2中的轨道半径r ＝12L ， 由r ＝mv qB 2，得B 2＝2L2mU q. 【答案】 (1)2qU m (2)E m 2qU 方向垂直纸面向外 (3)2L 2mU q11．一带电粒子，质量为m 、电荷量为q ，以平行于Ox 轴的速度v 从y 轴上的a 点射入图中第Ⅰ象限所示的区域(下图3－6－23所示)．为了使该粒子能从x 轴上的b 点以垂直于Ox 轴的速度v 射出，可在适当的地方加一个垂直于xOy 平面、磁感应强度为B 的匀强磁场．若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径，重力忽略不计．图3－6－23【解析】 粒子进入xOy 平面的磁场区域内做匀速圆周运动，由qvB ＝m v 2R 得R ＝mv qB . 据题意，要求粒子垂直Ox 轴射出，它在磁场区域内必经过14圆周，且此圆周应与入射和出射的方向线相切，过这两个切点M 、N 作入射和出射方向的垂线，其交点O ′即为圆心(下图所示)．因此该粒子在磁场内的轨道就是以O ′为圆心，R ＝mv qB为半径的一段圆弧MN (图中虚线圆弧)．在通过M 、N 两点的所有圆周中，以MN 为直径的圆周最小(如图中实线所示)．因此所求圆形区域的最小半径为r min ＝12MN ＝12·2R ＝2mv 2qB. 【答案】2mv 2qB 12．如图3－6－24所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A 2A 4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A 2A 4与A 1A 3的夹角为60°.一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A 1处沿与A 1A 3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A 2A 4的方向经过圆心O 进入Ⅱ区，最后再从A 4处射出磁场．已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t ，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)．图3－6－24【解析】 设粒子的入射速度为v ，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A 4点射出，用B 1、B 2、R 1、R 2、T 1、T 2分别表示粒子在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中的磁感应强度、轨道半径和周期，有qvB 1＝m v 2R 1，qvB 2＝m v 2R 2， T 1＝2πR 1v ＝2πm qB 1，T 2＝2πR 2v ＝2πm qB 2. 设圆形区域的半径为r ，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直A 2A 4进入Ⅱ区磁场．连接A 1A 2，△A 1OA 2为等边三角形，A 2为带电粒子在Ⅰ区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径R 1＝A 1A 2＝OA 2＝r .圆心角∠A 1A 2O ＝60°，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为t 1＝16T 1. 带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA 4的中点，即R 2＝12r . 在Ⅱ区磁场中运动的时间为t 2＝12T 2， 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t ＝t 1＋t 2.由以上各式可得B 1＝5πm 6qt， B 2＝5πm 3qt. 【答案】5πm 6qt 5πm 3qt 24811 60EB 惫-34634 874A 蝊eTG 25258 62AA 抪 30000 7530 田gp&•。

第三章磁场磁现象和磁场1.(多选)某同学身边有一个长铁条,为了检验它是否具有磁性,该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针。

下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论,其中正确的是()A.若小磁针被吸引过来,则说明长铁条一定有磁性B.若小磁针被吸引过来,则长铁条可能没有磁性C.若小磁针被推开,则说明长铁条一定有磁性D.若小磁针被推开,则长铁条可能没有磁性2.磁性水雷是用一个可以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,如图所示,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.磁场具有方向性3.月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的1/6,月球表面没有磁场。

根据这些特征,在月球上,下图中的四种情况能够做到的是()4.物理实验都需要有一定的控制条件,奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响。

下列关于奥斯特实验的说法正确的是()A.该实验必须在地球赤道上进行B.通电直导线必须竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置D.通电直导线可以水平南北方向放置5.(多选)下列说法正确的是()A.小磁针放在一根通电直导线附近,小磁针没有转动,说明电流没有磁效应B.两根通电直导线相互垂直放置,解除固定后都发生转动,说明了电流的磁效应C.奥斯特发现的电流磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的D.以上说法均错误6. (多选)一束离子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束离子可能是()A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束7.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北半球地磁场的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。

[课时作业][A组基础巩固]一、单项选择题1．电磁铁用软铁棒做铁芯，这是因为软铁棒()A．能保持磁性B．可能被其他磁体吸引C．去磁迅速D．能导电解析：电磁铁多用于电磁继电器或大型磁力吊车，原理是通过电流控制磁场的产生与消失，所以希望断电后磁场立刻消失，因而选用软磁体，C正确．答案：C2.如图所示，两个同心放置的平面金属圆环、条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是()A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定解析：通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小，故选项A正确．答案：A3.有一束电子流沿y轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上P点处所产生的磁场方向沿()A．x轴正方向B．x轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向解析：电子流沿y轴正方向运动，电流方向沿y轴负方向，用安培定则可以判定P点的磁场方向沿x轴负方向．答案：B4.(2017·陕西西安中学期末)三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小和方向都相同的电流，如图所示．已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．2.1B D．3.8B解析：设a、b、c三根通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度大小分别为B a、B b和B c，正方形的边长为l，则有B b＝B＝kI2l＝2kI2l，B a＝B c＝kIl，又B a与B c的矢量和为B ac＝2kIl＝2B，且方向与B b方向相同，故d处的合磁感应强度大小为B合＝B b＋B ac＝3B，选项B正确．答案：B5.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为()A．向下B．向上C．垂直于纸面向里D．垂直于纸面向外解析：铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O 的磁场方向向下，故A正确．答案：A二、多项选择题6.如图所示，一个电子沿逆时针方向做圆周运动，则由于电子的运动将() A．不产生磁场B．在圆周的内侧、外侧均产生磁场C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向里D．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向外解析：电子沿逆时针方向做圆周运动，形成的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可判断电子的运动将在圆周的内侧、外侧均产生磁场，且圆心处的磁场方向垂直于纸面向里，选项B、C正确．答案：BC7.如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()A．A、B两点的磁感应强度方向相同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A、B两点的磁感应强度大小解析：由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱，故D正确，由题图可知A、B两点的磁感应强度方向相同，故A正确．答案：AD8.如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于北南方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中正确的是()A．带同种电荷B．带异种电荷C．B带正电D．A带正电解析：云层间放电必须发生在异种电荷之间，故B对；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场．由题意知，从上往下看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从A流向B的，故可知A带正电，B带负电，故D对．答案：BD三、非选择题9.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？解析：线圈横截面是正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb.截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2L π，截面积大小S 2＝π(2L π)2＝16100π m 2.穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×16100π Wb ＝2.55×10－2 Wb.所以磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3 Wb.答案：5.5×10－3 Wb[B 组 能力提升]一、选择题1．如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向磁感应强度B 大小的变化最有可能为( )解析：磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向，先疏后密，表示磁感应强度先减小后增大，C 正确．答案：C2．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )解析：根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量可能为零，A 正确．根据安培定则，电流I 1在第二、三象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部向外，所以磁通量不可能为零，B 错误．根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量不可能为零，C 错误．根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量可能为零，D 正确．答案：AD二、非选择题3.如图所示，正方形线圈abcO 边长为0.8 m ，匀强磁场沿x 轴正向，B ＝0.2 T ，线圈在图示位置绕Oz 轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？解析：由题意，初磁通量Φ1＝0，末磁通量Φ2＝BS sin 60°＝0.2×0.82×32Wb ＝0.064 3 Wb ≈0.11 Wb ， 所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb.答案：0.11 Wb4．已知北京地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T.某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示．小磁针静止时N 极指向y 轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N 极指向与y 轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)解析：通电螺线管在坐标原点处产生的磁场沿x 轴正方向，由安培定则即可确定电流的绕向．设螺线管在小磁针处产生的磁场为B x ，则有tan 60°＝B x B y， 即B x ＝B y tan 60°＝3×10－5× 3 T ≈5×10－5 T.答案：图见解析 5×10－5 T。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-1 第三章磁场测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零2.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3.如图是电磁铁工作原理的示意图，由线圈、电源、开关和滑动变阻器等器材组成，P为滑动变阻器的滑片．闭合S，铁钉被吸附起来．下列分析正确的是()A．增加线圈匝数，被吸附的铁钉减少B．调换电源正负极，铁钉不能被吸附C．P向a端移动，被吸附的铁钉增多D．P向b端移动，被吸附的铁钉增多4.如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外5.关于磁感线的描述，下列哪些是正确的()A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的南极C．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆6.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则()A．小磁针保持不动B．小磁针的N将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动7.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这束质子在进入地球周围的空间将（）A．竖直向下沿直线射向地面B．向东偏转C．向西偏转D．向北偏转8.一根通有电流强度为I的直铜棒MN，用软导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向、电流方向如图所示，此时悬线中的张力大于零而小于直铜棒的重力．下列哪些情况下，悬线中的张力可能等于零()A．不改变电流方向，适当减小电流的大小B．不改变电流方向，适当增加电流的大小C．不改变电流方向，适当减小磁感应强度BD．使原来的电流反向，适当减小磁感应强度B9.利用质谱仪可以分析同位素，如图所示，电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2，从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场，初速度忽略不计，经电场加速后从S2射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为()A．B．C．D．10.如图所示，一足够长的直角绝缘粗糙斜面静止放置在水平地面上，一质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑．现给物体带上一定量的正电荷，且保证物体所带电荷量保持不变，在空间中加入垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间逐渐增大，物体在斜面上下滑的过程中，斜面相对地面一直保持静止，则下列说法中正确的是()A．物体一直沿斜面向下做加速运动B．斜面与地面间的静摩擦力始终保持不变C．斜面相对地面一直有水平向右的运动趋势D．地面对斜面的静摩擦力方向先水平向左后水平向右11.如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I.直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则选项图中O处磁感应强度和题图中O处磁感应强度相同的是()A．B．C．D．12.如图所示，平行板电容器内存在匀强电场，电容器下极板下方区域存在一定宽度的匀强磁场．质量相等的一价和三价正离子从电容器上极板进入电场(初速度可忽略不计)．经电场加速后，穿过下极板进入匀强磁场区域，已知一价正离子从磁场边界射出时速度方向偏转了30°，则一价正离子和三价正离子在磁场中运动的半径之比及速度方向偏转的角度之比分别为()A．∶11∶2B． 3∶11∶2C． 1∶1∶3D． 2∶31∶13.一直导线中通以恒定电流置于匀强磁场中，关于直导线中的电流方向、磁场方向和直导线所受安培力方向三者间的关系，下列说法正确的是()A．当安培力和电流方向一定时，磁场方向就一定B．当安培力和磁场方向一定时，电流方向就一定C．当磁场方向和电流方向一定时，安培力方向就一定D．电流方向、磁场方向、安培力方向三者必定两两垂直14.在国际单位制中，“安培”的定义是：截面可忽略的两根相距1 m的无限长平行直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10－7N，则每根导线中的电流为I“安培”，由此可知，在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为()A． 1 TB． 2×10－7TC． 1×10－7TD． 4×10－7T15.王爷爷退休后迷上了信鸽比赛，他饲养的信鸽小雪通体雪白，血统优秀，多次在“放飞—返回”比赛中获第一名．不知道让多少人羡慕！王爷爷也很得意，为奖励小雪，王爷爷给它戴上一个非常漂亮的磁性头套．这样做对小雪在比赛中将()A．不会影响它的导航B．不利于它的导航C．有助于它的导航D．不能确定是否会最影响它的导航第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.霍尔元件可以用来检测磁场及其变化．图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图．由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，直导线通有垂直纸面向里的电流，测量原理如图乙所示，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好．(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件________(填“前表面”或“后表面”)电势高；(2)在图乙中画线连接成实验电路图；(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，还必须测量的物理量有________(写出具体的物理量名称及其符号)，计算式B＝________.三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)17.如图所示, 匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α=的光滑斜面上,静止一根长为L=1 m，重G=3 N，通有电流I=3 A的金属棒.求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）导体棒对斜面的压力大小.18.如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ＝37°，两轨道之间的距离L＝0.50 m．一根质量m＝0.20 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中．在导轨的上端接有电动势E＝36 V、内阻r＝1.6 Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，重力加速度g＝10 m/s2.(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻R1＝2.0 Ω时，金属杆ab静止在轨道上．①如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；②如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向；(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B＝0.40 T的匀强磁场中，当电阻箱接入电路中的电阻值R2＝3.4 Ω时，金属杆ab仍保持静止，求此时金属杆ab受到的摩擦力F f大小及方向．19.如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子．在放射源右边有一很薄的挡板，挡板与xOy平面交线的两端M、N与原点O 正好构成等腰直角三角形．已知带电粒子的质量为m，带电量为q，速度为，MN的长度为L．（不计带电粒子的重力）（1）若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN 上，则电场强度E0的最小值为多大？在电场强度为E0时，打到板上的粒子动能为多大？（2）若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，磁场的磁感应强度不能超过多少？（用m、、q、L表示）若满足此条件，放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边？答案解析1.【答案】D【解析】若通以逆时针方向的电流，根据左手定则可知：各边所受的安培力如图所示：由公式F＝BIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向．所以线圈所受磁场力的合力为零．故D正确，A、B、C错误．2.【答案】A【解析】导体棒受力如图所示，A、棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；B、两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；C、金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；D、磁感应强度变大，θ角变大，故D错误；故选A．3.【答案】C【解析】当增加线圈的匝数时，导致线圈的磁场增加，则被吸附的铁钉增多，故A错误；当调换电源正负极，导致线圈的磁性方向相反，但仍有磁性，因此铁钉仍能被吸附，故B错误；当P向a 端移动，导致电路中电流增大，那么被吸附的铁钉增多，若P向b端移动，电路中电流减小，则被吸附的铁钉减少，故C正确，D错误．4.【答案】C【解析】橡胶盘带负电荷转动后产生环形电流，由左手定则可以确定导线受力方向为水平向里．5.【答案】C【解析】磁感线在磁体的内部从S极指向N极，在磁体的外部从N极指向S极，A错误；在磁体内部的小磁针的N极指向磁体的N极，B错误；磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，C正确；通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组不等间距同心圆，D错误．6.【答案】C【解析】由安培定则知，通电直导线在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，而磁场方向即小磁针静止时N极指向，故小磁针N极会垂直纸面向里转动，选项C正确，其余错误．7.【答案】B【解析】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转，故B正确，A、C、D错误．8.【答案】B【解析】铜棒开始受重力、向上的安培力、软导线的拉力处于平衡．不改变电流方向，适当减小电流的大小，根据F＝BIL知，安培力减小，则悬线的张力变大．故A 错误．不改变电流方向，适当增加电流的大小，根据F＝BIL知，安培力增大，则悬线的张力会变为零．故B正确．不改变电流的方向，适当减小磁感应强度，根据F＝BIL知，安培力减小，悬线的张力变大．故C错误．使原来电流反向，安培力反向，则拉力增大．故D错误．9.【答案】C【解析】由洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有：Bqv＝m即由此可得R＝它们的距离之比为，故C正确，ABD错误．10.【答案】C【解析】物体带正电，因下滑产生速度，根据左手定则可知受到洛伦兹力垂直斜面向下，导致压力增大，小物块受到的摩擦力增大，则当滑动摩擦力等于重力的下滑分力后，随磁感应强度的增大，洛伦兹力增大，则物体做减速运动，故A错误；以物块和斜面组成的整体为研究对象，由于开始时物块沿斜面向下做加速运动，所以可知，整体沿水平方向必定受到地面向左的摩擦力，而由A的分析可知，物块速度增大时受到的洛伦兹力增大，则根据受力分析可知物块受到斜面的支持力增大，受到的摩擦力逐渐增大，所以摩擦力由于支持力的合力一定增大；根据摩擦力与支持力的关系f＝μF N可知，摩擦力与支持力的合力的方向不变．然后根据牛顿第三定律可知，物块对斜面的压力与摩擦力的合力也方向不变，大小随物块速度的增大而增大，以斜面为研究对象，开始时受到竖直向下的重力、地面的竖直向上的支持力、物块对斜面的压力与摩擦力、地面对斜面的摩擦力，物块对斜面的压力与摩擦力的合力方向不变，大小随物块速度的增大而增大，则该力沿水平方向的分量随物块速度的增大而增大，根据沿水平方向受力平衡可知，地面对斜面的摩擦力也一定方向不变，始终向左，大小随物块速度的增大而增大，故B、D错误，C正确．11.【答案】A【解析】由题意可知，题图中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；A图中根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；同理，B图中四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直纸面向里，故B错误；由上分析可知，C图中右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故C错误；与C选项分析相同，D图中四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误．12.【答案】A【解析】离子在电场中加速，根据动能定理得，qU＝mv2，在磁场中做匀速圆周运动时：qvB＝m，解得：R＝，又m1∶m2＝1∶1，q1∶q2＝1∶3，则R1∶R2＝∶1.设磁场区域的宽度为d，离子从磁场边界射出时速度方向偏转的角度为θ，则有sinθ＝，因为R1∶R2＝∶1，θ1＝30°，则有＝解得：θ2＝60°，则θ1∶θ2＝1∶2，故A正确，B、C、D错误．13.【答案】C【解析】根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，那么安培力方向始终垂直于通电直导线与磁场所决定的平面，故A、B、D错误，C正确．14.【答案】B【解析】由题知：将其中一根导线看作场源电流，另一根看作是电流元，电流元的电流为1 A，长度为L＝1 m，所受磁场力大小为F＝2×10－7N，则在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为B＝＝2×10－7T.15.【答案】B【解析】鸽子体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向，由题意知，给信鸽戴上一个非常漂亮的磁性头套，由此可见，小磁铁产生的磁场干扰了信鸽的飞行方向，从而不能辨别方向．.故B正确，A、C、D错误．16.【答案】(1)前表面(2)如解析图所示(3)电压表读数U，电流表读数I【解析】(1)磁场由通电直导线产生，根据安培定则，霍尔元件处的磁场方向向下；霍尔元件内的电流向右，根据左手定则，安培力向内，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高．(2)变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示：(3)设前、后表面的距离为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：q＝qvB根据电流微观表达式，有：I＝neSv＝ne(dh)v联立解得：B＝故还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I.17.【答案】（1）T（2）6 N【解析】（1）由左手定则知金属棒受水平向右的安培力，对金属棒进行受力分析，运用合成法，如图:由平衡条件得：F安=BIL=G tanα则（2）由上图，根据三角函数关系知：18.【答案】(1)①0.30 T②0.24 T垂直于轨道平面斜向下(2)0.24 N沿轨道平面向下【解析】(1)①设通过金属杆ab的电流为I1，根据闭合电路欧姆定律可知：I1＝E/(R1＋r)设磁感应强度为B1，由安培定则可知金属杆ab所受安培力沿水平方向，金属杆ab受力如图所示．对金属杆ab，根据共点力平衡条件有：B1I1L＝mg tanθ解得：B1＝＝0.30 T②根据共点力平衡条件可知，最小的安培力方向应沿导轨平面向上，金属杆ab受力如图所示．设磁感应强度的最小值为B2，对金属杆ab，根据共点力平衡条件有：B2I1L＝mg sinθ解得：B2＝＝0.24 T根据左手定则可判断出，此时磁场的方向应垂直于轨道平面斜向下．(2)设通过金属杆ab的电流为I2，根据闭合电路欧姆定律可知：I2＝E/(R2＋r)假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿轨道平面向下，根据共点力平衡条件有：BI2L＝mg sinθ＋F f解得：F f＝0.24 N结果为正，说明假设成立，摩擦力方向沿轨道平面向下．19.【答案】（1）（2）【解析】（1）由题意知，要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上，其临界条件为：沿y轴方向运动的粒子做类平抛运动，且落在M或N点．则MO′=L=①加速度a=②OO′=L=at2③解①②③式得E0=④由动能定理知qE0×L=E k﹣⑤解④⑤式得：E k=（2）由题意知，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L．R0=L=B0=放射源O发射出的粒子中，打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示．因为OM=ON，且OM⊥ON所以OO1⊥OO2所以⊥所以放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左侧．。

（高二）物理人教选修3—1第3章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、磁性水雷是用一个可以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2、下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是() A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同3、(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是()A．通过abcd平面的磁通量大小为L2BB．通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱的磁通量为零4、一根容易发生形变的弹性导线两端固定。

导线中通有电流，方向竖直向上。

当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时，如图所示描述导线状态的四个图示中正确的是()A B C D5、在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转6、如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，而电荷量保持不变，从图中可以看出()A．带电粒子带负电，是从B点射入的B．带电粒子带正电，是从B点射入的C．带电粒子带负电，是从A点射入的D．带电粒子带正电，是从A点射入的*7、关于磁感应强度B＝FIL和电场强度E＝Fq，下列说法中正确的是()A．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，说明此处一定无磁场B.一试探电荷在某处不受电场力作用，说明此处一定无电场C．一小段通电导线在磁场中所受磁场力越大，说明此处的磁场越强D．磁感应强度的方向与该处一小段通电导线所受磁场力的方向可能相同*8、一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。

（高二）人教物理选修3—1第3章磁场练习含答案人教选修3—1第三章磁场1、如图所示，将一根刨光的圆木柱固定在一个木制的圆盘底座C上，将两个内径略大于圆木柱直径、质量均为m的磁环A、B套在圆木柱上，且同名磁极相对，结果磁环A悬浮后静止。

已知重力加速度为g。

这时磁环B对底座C的压力F N 的大小为()A．F N＝mg B．F N＝2mgC．F N>2mg D．mg<F N<2mg2、下列关于磁场中某点磁感应强度的方向的说法不正确的是()A．该点的磁场的方向B．该点小磁针静止时N极所指方向C．该点小磁针N极的受力方向D．该点小磁针S极的受力方向3、图中的四幅图为电流产生磁场的分布图，其中正确的是()①②③④A．①③B．②③C．①④D．②④4、如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极C．无论如何台秤的示数都不可能变化D．以上说法都不正确5、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．开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D．两个表面电势不同，a表面电势较高6、(双选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。

两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。

与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子()A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等7、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 ILB．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式，它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置，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8、关于磁通量，下列说法中正确的是()A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度9、(双选)通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab 边与MN平行。

第三章磁场1 磁现象和磁场A级抓基础1．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、性质相同的一种特殊物质B．磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C．磁极与电流之间不能发生相互作用D．磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都能通过磁场发生相互作用答案：D2．关于地磁场的下列说法中正确的是()A．地理位置的南北极与地磁场的南北极重合B．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极C．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极D．在北半球上方磁针静止时与地面平行且N极指向地理北极答案：C3．在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是() A．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方答案：C4.如图所示为一电磁选矿机的示意图，其中M为矿石漏斗，D 为电磁铁．在开矿中，所开采出的矿石有含铁矿石和非含铁矿石，那么矿石经过选矿机后，落入B槽中的矿石是________，落入A槽中的矿石是________．解析：含铁矿石被电磁铁D磁化吸引，故落入B槽；非含铁矿石不受D的作用，故落入A槽．答案：含铁矿石非含铁矿石B级提能力5．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为()A．质量小，重力可以忽略不计B．受到棋盘对它向上的摩擦力C．棋盘对它的吸引力与重力平衡D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力答案：B6．月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的1 6，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，图中的四种情况能够做到的是()答案：D7．(多选)为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是()A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性答案：AC8．在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走，那么出口处的报警器马上会鸣响报警，你知道这是为什么吗？解析：在超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出报警，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市．9．如图所示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．(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)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？解析：(1)当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，其上活动的永久磁铁使固铁磁化，磁化后吸引金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把金属物品带出．(2)由于磁铁只能吸引磁性物质，而易拉罐拉环是铝合金，不是磁性物质，因此不能取出，而回形针可以．。

2020—2021高中物理人教选修3—1第3章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是()①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A．①③B．①④C．②③D．②④2、关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T3、如图所示，表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零4、如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd ＝135°。

流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A ．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB5、如图所示，一个带正电荷量为q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，若小带电体的质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该( )A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率v ＝mg qB 向上移动C ．使磁场以速率v ＝mg qB 向右移动D ．使磁场以速率v ＝mg qB 向左移动6、(双选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2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*7、(双选)关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是( )A.磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大B ．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关C．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大D．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关*8、磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a<B bC．a、b两处磁场方向一定相同D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零*9、长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于各图中导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ*10、(双选)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。

课时作业21 磁感应强度时间：45分钟一、单项选择题1．磁感应强度B 在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T)，下列单位中与磁感应强度的单位一致的是( A )A.N A·mB.N C·sC.N C·mD.N A·s解析：由B ＝F IL 可知，1 T ＝1N A·m，选项A 正确． 2．磁场中任一点的磁场方向，是指小磁针在磁场中( B )A ．受磁场力的方向B ．北极受磁场力的方向C ．南极受磁场力的方向D ．北极所指的方向解析：磁场方向规定为小磁针静止时北极所指的方向，D 选项中缺“静止”的条件；而这一方向恰是小磁针放入磁场后N 极所受磁场力的方向，选项B 正确．3．由定义式B ＝F IL 可知，磁场中某处的磁感应强度大小( D )A ．随IL 的乘积的增大而减小B ．随F 的增大而增大C ．与F 成正比，与IL 成反比D ．与F 及IL 无关，由F 和IL 的比值确定解析：磁场中某一点的磁感应强度是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该点磁场的磁感应强度，因此本题答案为D.4．以下说法中正确的是( D )A ．通电导线在某处所受磁场力为零，那么该处的磁感应强度必定为零B ．若长为L 、电流为I 的导线在某处受到的磁场力为F ，则该处的磁感应强度必为F ILC ．如果将一段短导线(有电流)放入某处，测得该处的磁感应强度为B ，若撤去该导线，该处的磁感应强度为零D ．以上说法均不正确解析：如果通电导线与磁场方向平行，无论磁场多强，导线也不会受力，故A 错．若导线与磁场既不垂直也不平行，那么B 也不会等于F IL ，而应比F IL 大，同时如果L 太长，测出的磁感应强度不是某点的磁感应强度，而是导线所在区域的平均磁感应强度，所以B 错．磁场中某点的磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，因此C 错．正确选项为D.5．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的磁场的磁感应强度，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为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(C)A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T解析：如图所示为磁场的分布图，则该位置产生的磁感应强度B的大小满足tan60°＝B，得B＝B地·tan60°＝5.0×10－5 T×3≈8.66×10 B地－5 T，C正确．6．以下说法正确的是(D)A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向B．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是该处的磁感应强度的方向C．磁场中某处磁感应强度B与该处所放的导线受到的磁场力成正比，与导线长度L和电流I的乘积成反比D．在磁场中垂直于磁场放置的通电导线所受的磁场力F与导线长度L和电流I的乘积成正比解析：磁场中某处磁感应强度的方向是小磁针N极受力方向，不是通电导线的受力方向，A、B错；磁感应强度B由磁场本身决定，与导线所受的磁场力F及导线长度L和电流I的乘积无关，但是垂直磁场放置的通电导线所受的磁场力F与导线长度L和电流I的乘积成正比，C错误，D正确．7．如图所示，两根无限长导线均通以恒定电流I，两根导线的直线部分和坐标轴非常接近，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的、半径相同的一段圆弧，规定垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，已知直线部分在原点O处不形成磁场，此时两根导线在坐标原点处的磁感应强度为B，下列四个选项中均有四根同样的、通以恒定电流I的无限长导线，O处磁感应强度也为B的是(A)解析：由磁场的叠加可知A图中四根导线在O处的合磁感应强度为B；B图中四根导线在O处的合磁感应强度为2B；C图中，O 处的合磁感应强度大小为－2B；D图中，O处的合磁感应强度为－B.二、多项选择题8．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中可行的是(ABC)A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场解析：如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B对．把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C对，D错．9．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在A、B、C、D四幅图中，正确的是(BC)解析：通电导线在磁场中受的力F＝BIL，由题意知，a、b两导线中长度相等，电流不同，所受力不同，但力F与I成正比，F-I图线一定是过原点的直线，因此答案只有B、C两幅图正确．10．有一段直导线长1 cm，通以5 A的电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B的值可能为(CD)A．1 T B．0.5 TC．2 T D．2.5 T解析：由I与B垂直时B＝FIL可解得B＝2 T．但题目中未点明I 与B是否垂直，故B的值也可能大于2 T．所以正确答案为C、D.三、非选择题11.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22μ，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示．因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A 之间的关系为B ＝2μFA .解析：用力F 把铁片P 拉开一段微小距离Δl 的过程，实际上就是力F 克服磁场力做功，把其他形式的能转化为磁场能的过程．用力F 将铁片与磁铁拉开一段微小的距离Δl 的过程中，拉力F 所做的功W ＝F Δl .磁铁与铁片间隙中的能量密度为B 22μ，故所储存磁场能量E ＝B 22μA Δl ，根据功能关系，知W ＝E .由以上三式，得B ＝2μF A . 12．在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1 cm ，电流为5 A ，所受磁场力为5×10－2 N ．求：(1)这点的磁感应强度是多大？(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？答案：(1)1 T (2)1 T 0解析：(1)B ＝F IL ＝5×10－25×1×10－2 T ＝1 T. (2)磁感应强度B 是由磁场本身的性质决定的，与F 、I 、L 无关．若导线与磁场平行，磁感应强度不变B ＝1 T ．而磁场力为0.13．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5 A ，导线长1 cm ，它受到的安培力为5×10－2 N ．问：(1)这个位置的磁感应强度是多大？(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A 时，这一点的磁感应强度是多大？(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场？答案：(1)2 T (2)2 T (3)不一定，理由见解析解析：磁场的强弱是由磁场本身决定的，F 、I 和L 发生的变化有一定规律，即满足定义式B ＝F IL ，F 、I 和L 发生变化并不影响磁感应强度B 的变化．(1)由磁感应强度的定义式得：B ＝F IL ＝5×10－22.5×1×10－2 T ＝2 T. (2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度L 、电流I 的大小无关，所以该点的磁感应强度是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行．。