高二物理同步训练：3.1《磁现象和磁场》(新人教版选修3-1)

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第一节磁现象和磁场基础夯实1.(2011·临汾高二检测)如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．发现这个实验现象的物理学家是()答案：C解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C.2．(2010·德州高二检测)电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是()A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的答案：C解析：电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C对，A、B、D错．3．(苏南八校联考)指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于()A．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质D．地磁场对指南针的作用答案：D解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．4.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案：D5．(2010·长春高二检测)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，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置答案：D解析：小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选项D正确．6．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：B解析：棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力．重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来，由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计．7．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．都有可能答案：A解析：b、c相互排斥，说明都是磁体．8．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏．能力提升1．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：军舰已被磁化，是小磁针与磁化的军舰发生作用，故属于磁极间的相互作用．2．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案：D解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引．3.(2011·烟台质检)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.答案：(1)吸引右(2)减速(3)加速解析：本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿第二定律．磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左静摩擦力向右．当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动．4．在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．5．磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？答案：磁带、磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的，如果将它们与磁性物体放在一起，则它上面的磁性材料会被重新磁化，使其原有信息消失，因此磁带、磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方．另外各种银行卡、交费卡、电话卡最好也不要长时间地放在一起，以免它们互相磁化而丢失信息．6．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正．答案：有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。

3.1 磁现象和磁场每课一练（人教版选修3-1）1．首先发现电流磁效应的科学家是( )A．安培B．库仑C．奥斯特D．法拉第2．下列说法正确的是( )A．磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B．磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D．在地球表面各点磁场强弱相同3．把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，则( )A．甲有磁性，乙无磁性B．甲无磁性，乙有磁性C．甲、乙都有磁性D．甲、乙都无磁性4．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是( )A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引5．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．磁体间有相互作用6．如图1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1A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下7.________和________都叫做永磁体，它们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做________，磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做__________．将能够自由转动的磁体，例如悬吊着的磁针，放在地磁场中，静止时指南的磁极叫__________极，又叫____________(填“N”或“S”)极，指北的磁极叫做____________极，又叫________(填“N”或“S”)极．参考答案课后巩固提升1．C [1820年奥斯特发现导线通电后其下方与导线平行的小磁针发生偏转之前，安培、库仑等人都认为磁与电完全是两回事，故选C]2．AB [地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确；在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确．]3．A [磁体具有磁性，能够吸引铁磁性一类的物质，磁体各个部分的磁性强弱不同，条形磁体两端的磁性最强，叫做磁极，中间的磁性最弱，几乎没有．当铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，两者互相吸引，说明甲是磁体，具有磁性；把铁棒乙的一端靠近铁棒甲的中部，两者不能相互吸引，说明乙不是磁体，没有磁性．]4．D [一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的周围能够被磁化而获得磁性，能够和磁体相互吸引．]5．C [奥斯特实验中电流能使静止的小磁针发生偏转，说明电流周围能产生磁场．故正确答案为C.]6．D [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．]7．天然磁石人造磁体磁性磁极南S北N。

高中物理选修3---1第三章《磁场》全章新课教学课时同步强化训练汇总（附详细参考答案）一、《磁现象和磁场》课时同步强化训练（附详细参考答案）二、《磁感应强度》课时同步强化训练（附详细参考答案）三、《几种常见的磁场》课时同步强化训练（附详细参考答案）四、《通电导线在磁场中受到的力》课时同步强化训练（附详细参考答案）五、《运动电荷在磁场中受到的力》课时同步强化训练（附详细参考答案）六、《带电粒子在匀强磁场中的运动》课时同步强化训练（附详细参考答案）★★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（一）（附详细参考答案）★★★选修3--1第一章《静电场》单元质量检测试卷（二）（附详细参考答案）§§3.1《磁现象和磁场》课时同步强化训练班级：_________ 姓名：__________ 成绩：___________(40分钟50分)一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。

每小题至少一个选项正确)1.关于磁场，下列说法正确的是( )A.磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用B.磁场是看不见摸不着，实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊的物质D.磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无2.我国古代四大发明中，涉及电磁现象应用的发明是( )A.指南针B.造纸术C.印刷术D.火药3.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，棋盘和棋子都是用磁性材料制成的。

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，另一方面还受到空气的浮力4.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将( )A.指北B.指南C.竖直向上D.竖直向下5.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.通电导线沿南北方向放置在磁针的正上方D.通电导线沿东西方向放置在磁针的正上方6.如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。

高中物理学习材料磁现象和磁场同步练习基础达标1.首先用实验得出磁与电联系的科学家是 ( )A.安培B.牛顿C.奥斯特D.法拉第答案：C2.奥斯特实验说明了( )A.磁场的存在B.磁场具有方向性C.通电导线周围存在磁场D.磁体间有相互作用答案：C3.关于磁极间相互作用，下列说法正确的是（）A.同名磁极相吸引B.同名磁极相排斥C.异名磁极相排斥D.异名磁极相吸引答案：BD4.关于地磁场，下列说法中正确的是( )A.地球的地磁两极与地理两极重合B.地球的地磁北极与地理北极重合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答案：D5.磁体和磁体间、磁体和电流间、电流和电流间相互作用的示意图，以下正确的是( )A.磁体磁场磁体B.磁体磁场电流C.电流电场电流D.电流磁场电流答案：ABD6.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.磁体与磁体之间是直接发生作用的D.磁场只有在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生答案：A7.关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是( )A.宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B.宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C.指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D.指南针只有在磁场类似于地球的天体上正常工作答案：AD更上一层8.关于电场和磁场，以下说法中正确的是( )A.电流周围存在的是电场B.磁极周围存在磁场C.磁体与磁体之间通过磁场而相互作用D.磁体与电流之间一定没有相互作用答案：BC自由学习1.________和________都叫做永磁体.它们都能吸引铁质物体，我们把这种性质叫做________.磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫做________.2.地球本身就是一个大磁体，它的N极位于________附近，S极位于________附近.。

高二物理同步训练试题解析一、选择题1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．2.图3－6磁场中某区域的磁感线，如图3－6所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选A.由磁感线的疏密可知Ba＞Bb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定．3．图3－7两个绝缘导体环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3－7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)()A．指向左上方B．指向右下方C．竖直向上D．水平向右答案：A4.图3－8如图3－8所示，垂直纸面放置的两根直导线a和b，它们的位置固定并通有相等的电流I；在a 、b 沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c ，c 可以自由运动．当c 中通以电流I1时，c 并未发生运动，则可以判定a 、b 中的电流( ) A ．方向相同都向里 B ．方向相同都向外 C ．方向相反D ．只要a 、b 中有电流，c 就不可能静止解析：选C.如果导线c 并未发生运动，则导线a 、b 在导线c 处的合磁场方向应平行于导线c ，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C 正确． 5.图3－9美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm 、高为80 mm 、中心磁感应强度为0.314 T 的永久磁体．它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核．若如图3－9所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选B.由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v 相同．由左手定则可以判断，向左偏转的为反质子和反氦核(带负电)．又根据R ＝mvqB 知RH ＜RHe ，故2为反氦核的径迹，故B 正确． 6.图3－10如图3－10所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B ，一个带电荷量为＋q 的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是( )A ．减小平行板的正对面积B ．增大电源电压C ．减小磁感应强度BD ．增大磁感应强度B解析：选BC.带电粒子在正交的电磁场中运动，由于射出时动能小于12mv02，可以判定洛伦兹力大于电场力，因此若使带电粒子以v0沿原方向运动，则必须增大电场强度或减小磁感应强度，故C 正确，D 错误．电场强度可利用公式E ＝Ud 求出，可知U 越大，E 越大，故B正确．对于A 答案，不改变电压及板间距离，只改变正对面积，不影响电场强度，故A 错误． 7.图3－11由于科学研究的需要，常常将质子(11H)和α粒子(42He)等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图3－11中虚线所示)，磁场也相同，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH 和Ekα及周期TH 和Tα的大小，有( ) A ．EkH≠Ekα，TH≠Tα B ．EkH ＝Ekα，TH ＝Tα C ．EkH≠Ekα，TH ＝Tα D ．EkH ＝Ekα，TH≠Tα解析：选D.由R ＝mv Bq ，Ek ＝12mv2，可得：R ＝2mEkBq ，因RH ＝Rα，mα＝4mH ，qα＝2qH ，可得：EkH ＝Ekα，由T ＝2πm Bq 可得TH ＝12Tα.故D 正确．8.图3－12如图3－12所示，在x 轴上方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120°角．若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( ) A.3v 2aB ，正电荷 B.v 2aB ，正电荷 C.3v 2aB ，负电荷 D.v 2aB，负电荷解析：选C.粒子能穿过y 轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A 点到x 轴的距离最大，为R ＋12R ＝a ，R ＝mv qB ，得q m ＝3v 2aB，故C 正确．9.图3－13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v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图3－13所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( ) A ．2πr/3v0 B ．23πr/3v0 C ．πr/3v0 D.3πr/3v0解析：选D.从⌒AB 弧所对圆心角θ＝60°，知t ＝16 T ＝πm/3qB.但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t ＝⌒AB/v0，从图示分析有R ＝3r ，则：⌒AB ＝R·θ＝3r×π3＝33πr ，则t ＝⌒AB/v0＝3πr/3v0.所以选项D 正确．10.图3－14如图3－14所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里．一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下，经P 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．则可判定( ) A ．小球带负电 B ．小球带正电C ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏 答案：BD 11．在匀图3－15强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图3－15所示轨迹运动．由于粒子穿过金属片时有动能损失，在MN 上、下方的轨道半径之比为10∶9，不计粒子的重力及空气的阻力，下列判断中正确的是( ) A ．粒子带正电B ．粒子沿abcde 方向运动C ．粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长D ．粒子恰能穿过金属片10次解析：选A.依据半径公式可得r ＝mvBq ，则知道r 与带电粒子的运动速度成正比．显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹，半径小的圆周是穿过金属片后的带电粒子的运动轨迹，所以粒子沿edcba 方向运动．再依据左手定则可知，带电粒子带正电，A 对，B 错．依据周期公式可知，带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关，故选项C 也是错误的．半径之比为10∶9，即速度之比为10∶9.依据动能定理解得，粒子能穿过金属片的次数为：n ＝100/19.故D 是错误的，本题的正确选项为A. 12．如图3－16所图3－16示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中．质量为m 、带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )A ．滑块受到的摩擦力不变B ．滑块到达地面时的动能与B 的大小无关C ．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D ．B 很大时，滑块可能静止于斜面上解析：选C.由左手定则知C 正确．而Ff ＝μFN ＝μ(mgc osθ＋Bqv)要随速度增加而变大，A 错误．若滑块滑到底端已达到匀速运动状态，应有Ff ＝mgsin θ，可得v ＝mg Bq (sinθμ－cos θ)，可看到v 随B 的增大而减小．若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B 越强时，Ff 越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B 错误．当滑块能静止于斜面上时应有 mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ，与B 的大小无关，D 错误．二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答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3－17所示图3－17，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源．电路中有一阻值为R 的电阻，其余电阻不计，将质量为m 、长度为L 的导体棒由静止释放， 求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．解析：受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力FN 和安培力F ，由牛顿第二定律：mgsin θ－Fcos θ＝ma ① F ＝BIL ② I ＝ER ＋r③ 由①②③式可得 a ＝gsin θ－BELcos θ＋.答案：gsin θ－BELcos θ＋14．(10分)如图3－18所示，直线MN 上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，现有一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子在纸面内以某一速度从A 点射入，其方向与MN 成30°角，A 点到MN 的距离为d ，带电粒子重力不计．图3－18(1)当v 满足什么条件时，粒子能回到A 点； (2)粒子在磁场中运动的时间t. 解析：(1)粒子运动如图所示，由图示的几何关系可知： r ＝2d tan 30°＝23d粒子在磁场中的轨道半径为r ，则有Bqv ＝m v2r联立两式，得v ＝23dBqm此时粒子可按图中轨道回到A 点．(2)由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300° 所以t ＝300°360°T ＝562πm Bq ＝5πm 3Bq.答案：(1)v ＝23dBq m (2)5πm3Bq15.图3－19(10分)如图3－19所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从O 点以速度v0沿垂直电场方向进入电场．在电场力的作用下发生偏转，从A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为12d ，当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求： (1)粒子从C 点穿出磁场时的速度v. (2)电场强度和磁感应强度的比值EB.解析：(1)粒子在电场中偏转，垂直于电场方向速度v ⊥＝v0，平行于电场方向速度v ∥，因为d ＝v ⊥·t ＝v0t ，12d ＝v ∥2·t ，所以v ∥＝v ⊥＝v0，所以v ＝v ⊥2＋v ∥2＝2v0，ta nθ＝v ∥v ⊥＝1.因此θ＝45°，即粒子进入磁场时的速度方向与水平方向成45°角斜向右下方．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为v ＝2v0，方向水平向右． (2)粒子在电场中运动时，v ∥＝at ＝qE m ·d v0，得E ＝mv02qd .在磁场中运动轨迹如图所示．则R ＝dsin45°＝2d ，又qvB ＝mv2R ，B ＝mv qR ＝m 2v0q 2d ＝mv0qd ，所以EB＝v0.答案：(1)2v0，方向水平向右 (2)v016．(12分)如图3－20所示，初速度为零的负离子经电势差为U 的电场加速后，从离子枪T 中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN 和PQ 之间，离子所经空间存在着磁感应强度为B 的匀强磁场．不考虑重力作用，离子的比荷q/m 在什么范围内，离子才能打在金属板上？图3－20解析：在加速过程中，据动能定理有12mv2＝qU ，由此得离子进入磁场的初速度v ＝2qUm.分析离子进入磁场后打到金属板两端的轨迹，如图所示，设半径分别为R1和R2，则离子打到金属板上的条件是R1≤R≤R2，由勾股定理知R12＝d2＋(R1－d2)2得R1＝54d ；由勾股定理知R22＝(2d)2＋(R2－d2)2得R2＝174d.再由R ＝mvqB及v ＝2qU m 可得R ＝1B2mUq， 所以32U 289B2d2≤q m ≤32U 25B2d2.答案：32U 289B2d2≤q m ≤32U25B2d2。

3.1磁现象和磁场同步训练一、单选题(共30分)1．(本题3分)关于磁场，下列说法错误的是()A．磁场和电场是同一种物质B．磁场的基本特性是对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的D．通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的2．(本题3分)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．(本题3分)下列描述符合物理学史实的是（）A．亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因B．卡文迪许测定了万有引力常量C．牛顿测定了电子的电荷量D．法拉第发现了电流的磁效应4．(本题3分)下列关于磁铁的使用的说法中不正确．．．的是（）A．磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱B．原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性C．对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱D．永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变5．(本题3分)以下说法中正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质6．(本题3分)如图所示，将可自由转动的四个小磁针（深色的磁极为N极），置于通电直导线附近的四个位置．当小磁针静止不动时，小磁针的指向符合事实的是( )A．甲B．乙C．丙D．丁7．(本题3分)线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则线圈中通以如图所示方向的电流时A．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8．(本题3分)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料，下列说法正确的是A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近B．地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，射入地磁南极C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向东的作用力9．(本题3分)下列所示各图中，小磁针的指向不正确的是A．B．C．D．10．(本题3分)如图所示，螺线管，蹄形铁芯，环形异线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N 极(黑色的一端)的指向错误的是()A．小磁针a N极的指向B．小磁针b N极的指向C．小磁针c N极的指向D．小磁针d N极的指向二、多选题(共20分)11．(本题4分)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示．结合上述材料，下列说法不正确的是（）A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同12．(本题4分)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说明正确的（）A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转13．(本题4分)如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时( )A．磁铁对桌面的压力增大B．磁铁对桌面的压力减小C．磁铁受到向右的摩擦力作用D．磁铁受到向左的摩擦力作用14．(本题4分)如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的15．(本题4分)如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是()A．这个力F是通过磁场产生的B．这个力F没有反作用力C．这个力F的反作用力作用在通电导线上D．这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上三、作图题(共20分)16．(本题10分)一水平放置的直导线通电后，放在其正下方的小磁针的S 极向纸内偏转，请在图中标出导线中的电流方向。