高中物理 磁场(二)第三章 磁场章末检测(一)1

章末综合测评(一) 磁场1．如图所示，通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，该导线所受安培力大小( )A．变大B．变小C．不变D．不能确定C[通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置的过程中，F、I与B三者大小不变且方向总是相互垂直的，所以F的大小不变。

选C。

]2．两足够长直导线POF与EO′Q垂直叠放，相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。

若一根无限长直导线通过电流I时，在距离导线d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为( )A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、BB[依据安培定则可知，两根导线在M处产生的磁感应强度大小均为B，方向相反，叠加后磁感应强度大小为0；竖直方向的导线和水平方向的导线在N处产生的磁感应强度大小均为B，方向相同，叠加后磁感应强度大小为2B，B正确。

]3．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面对里的匀强磁场中，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C[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，故选项C 正确。

]4．下列四副图关于各物理量方向间的关系中，正确的是( )A BC DB [由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A 错误；磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B 正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，应为垂直纸面对外，故C 错误；通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的轴线方向，由题图D 可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，故D 错误。

高中物理选修3-1 章末检测磁场学校： __________ 姓名： __________ 班级： __________ 考号： __________一、选择题1．如下图 ||，金属细棒质量为m||，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中||，弹簧的劲度系数为k||，棒 ab 中通有恒定电流 ||，棒处于均衡状态 ||，而且弹簧的弹力恰巧为零。

若电流大小不变而方向反向，则()||||A. 每根弹簧弹力的大小为mgB.每根弹簧弹力的大小为2mgC.弹簧形变量为mg kD.弹簧形变量为2mg k2．如下图为某种电磁泵模型的表示图||，泵体是长为 L1|| ，宽与高均为L2 的长方体 ||。

泵体处在方向垂直向外、磁感觉强度为 B 的匀强磁场中 ||，泵体的上下表面接电压为U 的电源（内阻不计） ||，理想电流表示数为I||。

若电磁泵和水面高度差为h||，液体的电阻率为ρ||，在 t 时间内抽取液体的质量为m||，不计液体在流动中和管壁之间的阻力||，取重力加快度为，则g||A ．泵体下表面应接电源正极B ．电磁泵对液体产生的推力大小为1，BIL||C．电源供给的电功率为U 2L1D．质量为 m 的液体走开泵体时的动能 UIt-mgh- I 2tL2．电磁轨道炮工作原理如题图所示||。

待发射弹体可在两平行轨道之间自由挪动，并与轨3||道保持优秀接触 ||。

电流 I 从一条轨道流入 ||，经过导电弹体从另一条轨道流回||。

轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场 )||，磁感觉强度的大小与I 成正比 ||。

通电的弹体在轨道上遇到的安培力在作用而高速射出。

现欲使弹体的出射速度增添至本来的||2 倍 ||，理论上可采纳的方法是A ．只将轨道长度L 变成本来的 2 倍B．只将电流I 增添到本来的 2 倍C．只将弹体质量减小到本来的一半D．将弹体质量减小到本来的一半||，轨道长度 L 变成本来的 2倍 ||，其余量不变 ||，．如下图，直角坐标系中y 轴右边存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场，磁4||||感觉强度为B||，右界限PQ 平行 y 轴 ||，一粒子 (重力不计 )从原点 O 以与 x 轴正方向成θ角的速率 v 垂直射入磁场 ||，当斜向上射入时||，粒子恰巧垂直PQ 射出磁场 ||，当斜向下射入时||，粒子恰巧不从右界限射出||，则粒子的比荷及粒子恰巧不从右界限射出时在磁场中运动的时间分别为 ()v2πa v2πaA. Ba3vB.2Ba3vv4πa v4πa C.2Ba3v D.Ba3v．如下图，纸面内有宽为，水平向右飞翔的带电粒子流，粒子质量为m 、电荷量为5||L||||-q、速率为 v0||，不考虑粒子的重力及互相间的作用||，要使粒子都汇聚到一点 ||，能够在粒子流的右边虚线框内设计一匀强磁场地区||，则磁场地区的形状及对应的磁感觉强度能够是哪一种 (此中 B0= mv0||， A 、 C、 D 选项中曲线均为半径是L 的1圆弧 ||， B 选项中曲线为半qL4径是L的圆) 2．如下图，在一个直角三角形地区ABC 内，存在方向垂直于纸面向里、磁感觉强度为6||||B 的匀强磁场 ||， AC 边长为 3l||，∠ C=90°||，∠ A=53°．一质量为m、电荷量为 +q 的粒子从AB 边上距 A 点为 l 的D 点垂直于磁场界限AB 射入匀强磁场||，要使粒子从BC 边射出磁场地区（ sin53 =0°.8||， cos53 =0°.6）||，则（）A．粒子速率应大于B．粒子速率应小于C．粒子速率应小于D．粒子在磁场中最短的运动时间为．现代质谱仪可用来剖析比质子重好多的离子，其表示图如下图，此中加快电压恒定。

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3-1 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（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3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为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3-1的全部内容。

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。

第三章磁场章末检测时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题（本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1~8题为单选题,9～12题为多选题)1．下列各图中,表示通电直导线所产生的磁场,正确的是( )【解析】根据安培定则可判断A、C均错误;离直导线越近，电流产生的磁场越强,D错误,B正确．【答案】B2．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】A3．带电粒子不计重力,在匀强磁场中的运动状态不可能的是( )A．静止B．匀速运动C．匀加速运动D．匀速圆周运动【解析】带电粒子静止时，不受洛伦兹力，故A可能．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，故B可能．带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时,做螺旋线运动．带电粒子运动方向与磁场方向垂直时，做匀速圆周运动，故D可能．【答案】C4．如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是( )A．沿竖直方向向下B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左D．沿水平方向向右【答案】D5．如图所示，O为圆心，KN和LM是半径分别为ON、OM的同心圆弧,在O处垂直纸面放置一载流直导线，电流方向垂直于纸面向外,用一根导线围成回路KLMN，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路( ）A．将向左平动B．将向右平动C．将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动D．将这样运动:KL边垂直于纸面向外运动，MN边垂直于纸面向里运动【解析】先用右手螺旋定则判断出I1周围磁场磁感线的方向，KN、LM不受安培力，再用左手定则判断KL、MN受力方向可确定D正确．【答案】D6．质量为m、电荷量为q的带正电小物块在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块移动距离s后停了下来，设此过程中q不变，则（)A．s>错误!B．s<错误!C．s＝错误!D．无法判断【解析】假若无磁场，由动能定理得mgs＝12mv错误!，解得s＝错误!.由于磁场的存在,地面对物块向上的弹力变大，摩擦力也变大，故移动距离会小于错误!.【答案】B7．如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线，P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环，可以自由移动．长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮．当MN中通上图示方向的电流I1时，金属环P在磁场力作用下将( )A．沿纸面向上运动B．沿纸面向下运动C．水平向左运动D．由于长直导线包有绝缘漆皮,其磁场被屏蔽，金属环P将静止不动【解析】由安培定则和左手定则可知，金属环P受到的磁场力沿金属环所在平面向下，故B选项正确．绝缘漆皮不会屏蔽磁场，D选项错误．【答案】B8．如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动时间之比为( )A．1：1：1 B．1：2：3C．3：2：1 D。

章末复习课【知识体系】磁场错误![答案填写]错误!BS投影面积左手定则相吸相斥qvB错误!错误!主题1磁场对电流的作用——安培力1．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．2．注意问题．（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．【典例1】如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长为L,质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．则（1)这时B至少多大？B的方向如何？（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？解析:解这类题时必须先画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而理清各矢量方向之间的关系．（1)画出金属杆的截面图．由三角形定则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小．根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足BI1L＝mg sin α，B＝错误!。

（2)当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，要使金属杆保持静止，应使沿导轨方向的合力为零，得BI2L cos α＝mg sin α，I2＝错误!.答案:(1）错误!垂直于导轨平面向上(2）错误!针对训练1。

质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示．求棒MN受到的支持力和摩擦力．解析：由左手定则判断安培力的方向时，要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，棒MN受力分析如图所示。

由平衡条件有水平方向F f＝F sin θ，竖直方向F N＝F cos θ＋mg.且F＝BIL，从而得F f＝BIL sin θ。

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。

2018年高中物理第三章磁场章末综合检测教科版选修3-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018年高中物理第三章磁场章末综合检测教科版选修3-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018年高中物理第三章磁场章末综合检测教科版选修3-1的全部内容。

第三章磁场(时间：90分钟，满分：100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，至少有一个选项正确.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.(广州高二检测)下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是（）A。

磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B。

磁感线是磁场中客观存在的线C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D。

实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：选A。

磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想线，它可以描述磁场的强弱和方向，A 对,B错.磁铁的外部，磁感线从N极出发到S极，内部从S极到N极，内外部磁感线为闭合曲线，C错。

实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线是看不到的,D错。

2。

如图3－8所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将（）图3－8A.N极竖直向上B。

N极竖直向下C。

N极水平向左D。

小磁针在水平面内转动解析：选C.带电金属环形成逆时针电流（从右向左看），据安培定则可以确定，通过金属环轴OO′处的磁场方向水平向右,小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方,C 项正确.3.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。

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就是()A、某点一小段通电直导线受到的磁场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受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反答案 B2、“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球近距离勘探,在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新成果、月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，图1 就是探测器通过月球表面a、b、c、d四个位置时,拍摄到的电子运动轨迹照片、设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知四个位置的磁场从强到弱的排列正确的就是()图1A、B b→B a→B d→B cB、B d→B c→B b→B aC、B c→B d→B a→B bD、B a→B b→B c→B d答案 D解析电子在磁场中做匀速圆周运动，由题图可知在a、b、c、d四图中电子运动轨迹的半径大小关系为R d＞R c＞R b＞R a，由半径公式R＝错误!可知，半径越大，磁感应强度越小,所以B a＞B b＞B c＞B d，D正确、3、在雷雨天气时,空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针,其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时,发现避雷针周围的小磁针的S 极呈顺时针排列（俯视)，则该块阴雨云可能带（）A、正电荷B、负电荷C、正负电荷共存D、无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列,说明磁场方向为逆时针,由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷,故选项B正确、图24、如图2所示,当开关S闭合的时候,导线ab受力的方向应为（）A、向右B、向左C、向纸外D、向纸里答案 D5、图3如图3所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场,磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ,一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ＜tan θ、则小球运动过程中的速度－时间图像可能就是(）答案 C解析带电小球套静止时受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力N与沿斜面向上的摩擦力f,小球下滑后,再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F,沿斜面方向有:mg sin θ－μ（mg cos θ－F)＝ma,在垂直于斜面方向有:N＋F＝mg cos θ,由于球套加速，据F＝q v B，F增大而支持力N减小，据f＝μF N,摩擦力减小，导致加速度a增加；当速度v1增加到某个值时，出现mg cos θ－F＝0,有mg sin θ＝ma，此时加速度最大；此后,F＞mg cos θ,支持力N反向,且速度越增加支持力N越大，摩擦力f也随着增加,最后出现mg sin θ＝f，之后小球做匀速下滑；所以只有C选项正确、图46、带电粒子以初速度v0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v0从a点进入电场,仍能通过b点,则电场强度E与磁感应强度B的比值为（）A、v0B、1v0C、2v0D、v0 2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＝错误!，得B＝错误!、如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动,那么有d＝错误!错误!错误!错误!，得E＝错误!，所以错误!＝2v0、选项C正确、二、多项选择题(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就是（)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就是正确的、图58、我国第21次南极科考队在南极观瞧到了美丽的极光、极光就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、地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能达到地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生与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就是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（)A、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解析洛伦兹力不做功，空气阻力做负功、r＝错误!,速率减小,B增大，所以半径减小、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AC图710、为了测量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7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为B的匀强磁场，在前后两个内侧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)，下列说法中正确的就是()A、若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高B、前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关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无关答案BD解析由左手定则可知,正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏,前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q＝错误!＝错误!＝v bc，其中v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转,受洛伦兹力与电场力达到平衡，即q v B＝错误!q,得v＝错误!则流量Q＝错误!·bc＝错误!c,故Q与U成正比，与a、b无关、三、填空题（每空3分,共12分)图811、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v1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v2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、则带电粒子第一次与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________、答案错误!∶1错误!∶12∶3解析设磁场半径为R,当第一次以速度v1沿截面直径入射时,根据几何知识可得：错误!＝cos 30°，即r1＝错误!R、当第二次以速度v2沿截面直径入射时，根据几何知识可得:r2＝R,所以错误!＝错误!，两次情况下都就是同一个带电粒子在相等的磁感应强度下运动的,所以根据公式r＝错误!,可得错误!＝错误!＝错误!，因为周期T＝错误!,与速度无关,所以运动时间比为错误!＝错误!＝错误!、12、图9如图9所示，匀强磁场中放置一与磁感线平行的薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R1＝20 cm做匀速圆周运动,第一次垂直穿过铅板后以半径R2＝19 cm做匀速圆周运动，则带电粒子能够穿过铅板的次数就是________次、答案10解析粒子每穿过铅板一次损失的动能为：ΔE k＝错误!m v错误!－错误!m v错误!＝错误!（R错误!－R错误!)、粒子穿过铅板的次数为:n＝错误!＝错误!＝10、26次，取n＝10次、四、计算题(本题共4小题，共48分）13、(8分）图10质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,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受到的支持力与摩擦力、答案F N＝mg－BIL cos θF f＝BIL sin θ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 f、又因为安培力F＝BIL得，支持力F N＝mg－BIL cos θ,摩擦力F f＝BIL sin θ、14、（12分）电视机的显像管中,电子束的偏转就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，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应为多少？图11答案错误!tan 错误!解析如图所示,作入射速度方向的垂线与出射速度方向的垂线,这两条垂线的交点就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与电荷量，根据牛顿第二定律得e v B＝m错误!①根据几何关系得tan 错误!＝错误!②解以上两式得B＝错误!tan 错误!15、图12(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v0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(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)错误!（2）错误!（3）错误!解析（1)设粒子过N点时的速度为v，有错误!＝cos θ①故v＝2v0②粒子从M点运动到N点的过程,有动能定理,得qU MN＝错误!m v2－错误!m v错误!③U MN＝错误!④(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＝错误!⑤r＝错误!⑥(3)由几何关系得ON＝r sin θ⑦设粒子在电场中运动的时间为t1，有ON＝v0t1⑧t1＝错误!⑨粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝错误!⑩设粒子在磁场中运动的时间为t2,有t2＝错误!T⑪t2＝错误!⑫t＝t1＋t2t＝错误!⑬16、(14分）图13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与匀强电场，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点进入电场与磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场与磁场，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:(1)电场强度E的大小与方向;（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、答案（1）E＝错误!竖直向上(2)错误!cot θ（3)错误!解析(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡,有qE＝mg①E＝错误!②重力的方向就是竖直向下,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、设半径为r,由几何关系知错误!＝sin θ③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 ＝错误!④由速度的合成与分解知错误!＝cos θ⑤由③④⑤式得v0＝错误!cot 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＝v0tan θ⑦由匀变速直线运动规律v错误!＝2gh⑧由⑥⑦⑧式得h＝错误!⑨。

第三章磁场(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是( )A．全向里B．全向外C．a向里，b、c向外D．a、c向外，b向里解析：选D.开关闭合后，环形电流中存在顺时针方向的电流，根据安培定则可判知：环内磁场方向垂直于纸面向里，环外磁场方向垂直于纸面向外．磁场的方向就是小磁针静止时N极的指向，所以小磁针b向里偏转，小磁针a、c向外偏转．2.一根长直导线穿过载有恒定电流的环形导线中心且垂直于环面，导线与环中的电流方向如图所示，则环的受力( )A．沿环的半径向外B．沿环的半径向里C．水平向左D．不受力解析：选D.电流I2产生的磁场方向与I2的环绕方向处处平行，所以I1不受磁场力，故D对．3.如图所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且ab＝ad＝ac.则a点的磁场方向为( )A．垂直纸面指向纸外B．垂直纸面指向纸里C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d解析：选C.通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消，故a点磁场方向即为通电导线c在a点产生的磁场方向，根据安培定则知，C正确．4.(·梅州高二检测)每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转解析：选A.赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，A正确．5.如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场．若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是( )A ．在b 、n 之间某点B ．在n 、a 之间某点C ．a 点D ．在a 、m 之间某点解析：选C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当氢核垂直于ad 边从中点m 射入，又从ab 边的中点n 射出，则速度必垂直于ab 边，以a 点为圆心，且r ＝mv qB ，当磁场的磁感应强度变为原来的2倍，则半径变为原来的1/2，氢核从a 点垂直于ad 边射出，所以选项C 正确．6.如图所示，有界匀强磁场边界线SP 平行于MN ，速率不同的同种带电粒子从S 点沿SP 方向同时射入磁场．其中穿过a 点的粒子速度v 1与MN 垂直；穿过b 点的粒子速度v 2与MN 成60°角，设两粒子从S 到a 、b 所需时间分别为t 1和t 2，则t 1∶t 2为(重力不计)( )A ．1∶3B ．4∶3C ．1∶1D ．3∶2解析：选D.两个粒子转过的圆心角分别为90°、60°，根据T ＝2πm qB ，t ＝θ2πT ，可得它们运动时间之比为3∶2，D 正确．7.如图所示，一束质量、带电量、速度均未知的正离子射入正交的电场、磁场区域，发现有些离子毫无偏移地通过这一区域，对于这些离子来说，它们一定具有( )A ．相同的速率B ．相同的电量C ．相同的质量D ．速率、电量和质量均相同解析：选A.离子毫无偏移地通过这一区域，说明受到的电场力和洛伦兹力平衡，故Eq ＝qvB ，可得v ＝E B，可见这些离子具有相同的速率，故选A.二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有错选或不答的得0分)8．下列说法正确的是( )A ．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B ．所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C ．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D ．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用解析：选AD.电荷在电场中受电场力F ＝qE ，不管q 运动还是静止都一样，故A 对；而运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力f ＝qvB ，其中v 是垂直于B 的分量．当v 平行于B 时，电荷不受洛伦兹力，故C 错，D 对．9.(·长沙高二检测)如图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向外，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．b、d两点的磁感应强度大小相等B．a、b两点的磁感应强度大小相等C．a点的磁感应强度最小D．c点的磁感应强度最小解析：选AC.根据安培定则，电流在a、b、c、d四点产生的B大小相同，方向为该点的切线方向，与竖直向上的磁场合成如图所示，由图可知，a点的磁感应强度最小，b、d两点的磁感应强度大小相等，c点的磁感应强度最大，故选A、C.10.如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态，若将绝缘板C沿水平方向抽去，则( )A．小球A仍可能处于静止状态B．小球A将可能沿轨迹1运动C．小球A将可能沿轨迹2运动D．小球A将可能沿轨迹3运动解析：选AB.若小球所受库仑力和重力二力平衡，则撤去绝缘板后，小球仍能继续处于平衡状态，A正确．若小球在库仑力、重力、绝缘板弹力三力作用下处于平衡状态，则撤去绝缘板后，小球所受合力向上，小球向上运动并受到向左的洛伦兹力而向左偏转，B正确．C、D错误．11．一个带电粒子以初速度v0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．在如图所示的几种情况中，可能出现的是( )解析：选AD.A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A 图中粒子应逆时针转，正确．C图中粒子应顺时针转，错误．同理可以判断B错误，D正确．12.如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是( )A．小球一定带正电B．小球一定带负电C．小球的绕行方向为顺时针D．改变小球的速度大小，小球将不会做圆周运动解析：选BC.小球做匀速圆周运动，重力必与电场力平衡，小球带负电，故B对，A错；洛伦兹力充当向心力，由曲线运动轨迹弯曲方向结合左手定则可判断运动方向为顺时针，故C对，D错．三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)13.(8分)如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B .金属杆长也为L ，质量为m ，水平放在导轨上．当回路总电流为I 1时，金属杆正好能静止．求：(1)当B 的方向垂直于导轨平面向上时B 的大小；(2)若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I 2调到多大才能使金属杆保持静止？解析：(1)杆受力如图所示由平衡条件可得F ＝mg sin θ(2分)即BI 1L ＝mg sin θB ＝mg sin θI 1L.(2分) (2)磁场竖直向上，杆受力如图所示由平衡条件可得BI 2L ＝mg tan θI 2＝mg tan θBL(2分) 再由B ＝mg sin θI 1L 得I 2＝I 1cos θ.(2分) 答案：(1)mg sin θI 1L (2)I 1cos θ14．(10分)一磁场宽度为L ，磁感应强度为B ，如图所示，一电荷质量为m ，带电荷量为－q ，不计重力，以一速度v (方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？解析：若要粒子不从右边界飞出，则当达到最大速度时，半径最大，此时运动轨迹如图所示，即轨迹恰好和右边界相切．由几何关系可求得最大半径r ，即r ＋r cos θ＝L ，(3分)所以r ＝L1＋cos θ.(1分) 由牛顿第二定律得 qvB ＝mv 2r.(3分) 所以v max ＝qBr m ＝qBL m （1＋cos θ）.(3分) 答案：0<v ≤qBLm （1＋cos θ）15.(12分)一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力N 和洛伦兹力f .若要小滑块离开斜面，洛伦兹力f 方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．(3分)(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有qvB ＋N －mg cos α＝0，(2分)当N ＝0时，小滑块开始脱离斜面， 所以v ＝mg cos αBq ＝0.1×10－3×10×320.5×5×10－4 m/s(2分) ＝2 3 m/s ≈3.46 m/s.(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgs sin α＝12mv 2(3分)斜面的长度至少应是s ＝v 22g sin α＝（23）22×10×0.5m ＝1.2 m ．(2分) 法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma (2分)由运动学公式得：v 2＝2as (2分)解得s ＝v 22g sin α＝1.2 m ．(1分) 答案：(1)带负电 (2)3.46 m/s (3)1.2 m16．(12分)如图甲所示，宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为L 1、L 2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E 0，E 0>0表示电场方向竖直向上．t ＝0时，一带正电、质量为m 的尘埃从左边界上的N 1点以水平速度v 射入该区域，沿直线运动到Q 点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N 2点．Q 为线段N 1N 2的中点，重力加速度为g ，上述d 、E 0、m 、v 、g 为已知量．(1)求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小；(2)求电场变化的周期T .解析：(1)微粒做匀速圆周运动说明其重力和电场力平衡，即mg ＝qE0(2分)故微粒所带电荷量q ＝mgE 0(1分)由于粒子在刚开始和最后一段做直线运动，对其受力分析如图所示，则 qvB ＝qE 0＋mg (2分)则B ＝E 0v ＋mg qv ＝E 0v ＋mg v ·mg E 0＝2E 0v .(2分) (2)经分析从N 1点到Q 点粒子做匀速直线运动的时间t 1＝d 2v ＝d 2v(1分) 到Q 点后做匀速圆周运动的周期T ′＝2πm qB ＝πv g(2分) 从Q 点到N 2点粒子做匀速直线运动，其运动时间t 2＝t 1，则由题中图象可知电场变化的周期T ＝t 1＋T ′＝d 2v ＋πv g(2分) 答案：(1)mg E 02E 0v (2)d 2v ＋πg。