人教版高中物理选修3-1高二第三章《磁场》单元测试题

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。

《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。

高二物理选修3-1：第三章磁场单元小测试一、单选题1.关于磁感强度，正确的说法是（）A. 磁感强度B是矢量，方向与F的方向相同B. 在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能相同，磁感线密的地方B大些，磁感线疏的地方B小些C. 磁感强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的方向相同D. 根据定义式B=F，磁场中某点的磁感强度B与F成正比，与IL成反比IL2.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”。

在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Ф1、Ф2、Ф3且都不为0。

下列判断正确的是 ( )。

A. Ф1最大B. Ф2最大C. Ф3最大D. Ф1、Ф2、Ф3相等3.—小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是A. S极指向该点磁场方向B. N极指向该点磁场方向C. 该磁场是匀强磁场D. α点的磁场方向水平向右4.如图所示的匀强磁场，磁感应强度为0.1T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.1m，导线中电流为1A．该导线所受安培力的大小为（）A. 0.01NB. 0.02NC. 0.03ND. 0.04N5.如图，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L，质量为m的导线，当通以如图方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B的大小与方向正确的有（）A. B=mgsinθIL ，方向垂直纸面向外 B. B=mgcosθIL，方向水平向左C. B=mgtanθIL ，方向竖直向下 D. B=mgIL，方向水平向右6.关于洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（）A. 洛伦兹力对带电粒子做功B. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能C. 洛伦兹力的大小与带点粒子速度无关D. 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向7.如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，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8.在匀强磁场中一带电粒子正在做匀速圆周运动，如果突然将它的速度增大到原来的3倍，则( )A. 粒子的运动轨迹半径不变，运动周期减为原来的三分之一B. 粒子的运动轨迹半径是原来的3倍，周期不变C. 粒子的运动轨迹半径和周期都是原来的3倍D. 粒子的运动轨迹半径是原来的4倍，周期不变9.如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。

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。

人教版选修3-1 第三章磁场一、单选题1.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′（图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小2.如图所示，一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止在导轨上，已知垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角.下列说法中正确的是（）A．导体棒受到磁场力大小为BLI s inθB．导体棒对轨道压力大小为mg+BLI s inθC．导体棒受到导轨摩擦力为D．导体棒受到导轨摩擦力BLI cosθ3.下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失4.如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A． N极竖直向上B． N极竖直向下C． N极沿轴线向右D． N极沿轴线向左5.如图所示，一根通电直导线置于水平向右的匀强磁场中，电流方向垂直于纸面向里，该导线所受安培力大小为F.将导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为()A．B．C．FD． 2F6.质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图．设想有一个静止的带电粒子P(不计重力)，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D 点，设OD＝x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是()A．B．C．D．7.如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N极指向正确的是()A．小磁针aB．小磁针bC．小磁针cD．小磁针d8.如图，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v变小B．v变大C．v不变D．不能确定v的变化9.关于磁场对通电直导线作用力的大小，下列说法中正确的是()A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小，但不为零B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关D．通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力10.如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是()A．a中向纸里，b中向纸外B．a中向纸外，b中向纸里C．a、b中均向纸外D．a、b中均向纸里二、多选题11.(多选)如图所示的xOy平面内，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里，匀强电场大小为E，方向沿y轴正方向．将一质量为m、带电量为q的粒子从O点由静止释放，粒子的运动曲线如图所示，运动周期为T，P点距x轴的距离为粒子运动过程中距x轴最大距离的一半，粒子的重力忽略不计．以下说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子运动到最低点时，粒子所受电场力与洛伦兹力大小相等C．粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为D．粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为12.(多选)如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()A．电荷B．质量C．速度D．比荷13.（多选）安培的分子环流假设，可用来解释（）A．两通电导体间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁铁产生磁场的原因D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因三、填空题14.在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________．15.一矩形线圈面积S＝10－2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10－3Wb，则磁场的磁感应强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量为____________；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф0＝________________.16.边长为a的正方形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．求出下列四种情况下，穿过线圈的磁通量．17.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：A．不偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________．(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________．(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将________．(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将________．18.如图所示，一个质量为m带正电的带电体电荷量为q，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面向里的匀强磁场B垂直，则能沿绝缘面水平滑动的速度方向________，大小应不小于________，若从速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为________．四、实验题19.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N 间出现电压U H，这种现象称为霍尔效应，U H称为霍尔电压，且满足U H＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量U H时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”）端通过导线相连．(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的U H值，记录数据如下表所示.根据表中数据在图乙中画出U H－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”），S2掷向________(填“c”或“d”）．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．20.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1)如图甲所示，某长方体导体abcd－a′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e，导体处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为U H，此导体中单位体积内自由电子的个数为________．(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H＝定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1 cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差U H，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：______________.②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、U H外，还需要知道物理量__________________．推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_____________.五、计算题21.如图所示，空间内有方向垂直纸面（竖直面）向里的界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度大小未知，区域Ⅰ内有竖直向上的匀强电场，区域Ⅱ内有水平向右的匀强电场，两区城内的电场强度大小相等，现有一质量、电荷量的带正电滑块从区域Ⅰ左侧与边界相距的点以的初速度沿粗糙、绝缘的水平面向右运动，进入区域Ⅰ后，滑块立即在竖直平面内做匀速圆周运动，在区域Ⅰ内运动一段时间后离开磁场落回点.已知滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度.（1）求匀强电场的电场强度大小和区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小;（2）求滑块从点出发到再次落回点所经历的时间（可用分数表示，圆周率用字母π表示）；（3）若滑块在点以的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入区域Ⅱ后恰好能做匀速直线运动，求有界磁场区域Ⅰ的宽度及区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小.（可用分数表示）.22.如图所示，ab、cd为两根相距 2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg金属棒，当通以 5 A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8 A时，金属棒能获得 2 m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小．23.如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场(各点的磁感应强度大小和方向均相同)中，导线长8m，磁感应强度B的值为 2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．答案解析1.【答案】C【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv＝Eq即只要满足E＝Bv，无论粒子带正电还是负电，都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断是从O′点的上方还是下方穿出，故A、B错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确，D项错误．2.【答案】D【解析】根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示.因为B与I垂直，故导体棒受到磁场力大小为，故A错误；根据共点力平衡规律得：，得导体棒对轨道的压力大小为，故B错误；由题意知导体棒受到的是静摩擦力，由平衡条件可得：，故C错误，D正确.3.【答案】B【解析】4.【答案】C【解析】等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N 极受力向右，故C正确．5.【答案】B【解析】电流与磁场垂直，安培力：F＝BIL当导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为：F′＝BI·联立解得：F′＝.6.【答案】A【解析】根据动能定理qU＝mv2得，v＝粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力qvB＝m，则R＝.x＝2R＝.知x2∝U.故A正确，B、C、D错误．7.【答案】C【解析】根据安培定则，判断出通电螺线管左边为N，右边为S，则静止时小磁针N极指向磁场方向，所以图中正确的只有小磁针c.8.【答案】A【解析】根据左手定则，带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，从而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A正确．9.【答案】B【解析】由于安培力F＝BIL sinθ，θ为导线和磁场的夹角，当导线的方向与磁场的方向平行时，所受安培力为0；当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大．10.【答案】A【解析】若a中向纸里，b中向纸外，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线向下，如图所示．b在P处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线向上，如图所示，根据平行四边形定则进行合成，则得P点的磁感应强度方向水平向左．符合题意．故A正确．若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故B错误．若a、b中均向纸外，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向上．故C错误．若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故D错误．11.【答案】AC【解析】粒子由静止开始运动，故开始时电场力向下，故粒子带正电，故A正确；粒子运动到最低点时，合力向上，电场力向下，合力提供向心力，故洛伦兹力大于电场力，故B错误；粒子的初速度为零，将初速度沿着水平方向分解为水平向左和水平向右的两个相等分速度v1和v2，大小均为v，向右的分速度v2，对应的洛伦兹力与电场力平衡，故：qv2B＝qE①向左的分速度v1，做逆时针的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：qv1B＝m②其中：v1＝v2＝v③联立①②③解得：R＝T＝＝粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为：t＝·T＝粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为：ym＝2R＝故C正确，D错误．12.【答案】CD【解析】离子在区域Ⅰ内不偏转，则有qvB＝qE，v＝，说明离子有相同速度，C对；在区域Ⅱ内半径相同，由r＝知，离子有相同的比荷，D对；至于离子的电荷与质量是否相等，由题意无法确定，故A、B错．13.【答案】CD【解析】两通电导体有相互作用，是通过磁体之间的磁场的作用产生的，故A错误；通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场，与分子电流无关，故B错误；安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故C正确；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性，故D正确．14.【答案】6.4×10－2N00.8 T【解析】当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式B＝可知F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8 T.15.【答案】0.2 T2×10－3Wb0【解析】线圈的磁通量Ф＝B·S⊥＝BS sin 30°，所以B＝＝＝0.2 T若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量ΔФ＝Ф－Ф′＝1×10－3Wb－(－1×10－3)Wb＝2×10－3Wb线圈平面和磁场方向之间的夹角变为0°，则Ф0＝0.16.【答案】0Ba20.5Ba2【解析】由图1可知，线圈与磁场的方向平行，根据可知，穿过线圈的磁通量等于0；由图2可知，线圈与磁场垂直，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图3可知，线圈与磁场之间的夹角是30°，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图4可知，线圈与磁场之间的夹角额60°，根据可知，穿过线圈的磁通量为．17.【答案】(1)A(2)A(3)B(4)C【解析】设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B.带电粒子以速度v0垂直射入互相正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速通过时，显然有Bqv0＝qE，v0＝，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量无关．如果粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍然成立．所以，(1)(2)两小题应选 A.若质子以大于v0的速度射入两板之间，由于磁场力F＝Bqv，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，第(3)小题应选 B.磁场的磁感应强度B增大时，电子射入的其他条件不变，所受磁场力F ＝Bqv0也增大，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4)小题应选择 C.18.【答案】水平向右，，m[v－()2]【解析】19.【答案】(1)M(2)如图所示 1.5(1.4或 1.6)(3)b c S1E(或S2E)【解析】(1)根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与M端通过导线相连．(2)U H—I图线如图所示．根据U H＝k知，图线的斜率为k＝k＝0.375，解得霍尔系数k＝1.5×10－3V·m·A－1·T－1.(3)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1和E(或S2和E)之间．20.【答案】(1)(2)①应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)②探头沿磁场方向的宽度lB＝【解析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有I＝nehlv当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛伦兹力相等，因此有evB0＝e解得n＝.(2)①应调整探杆的放置方位(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)．②设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压U H 时，有qvB＝q又因I＝nqhlv和H＝联立可解得B＝所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.21.【答案】（1）（2）（3）【解析】(1)滑块在区域Ⅰ内做匀速圆周运动时，重力与电场力平衡，则有：.解得：滑块在A、N间运动时，由牛顿第二定律可得：由运动公式可得：代入数据得：平抛运动过程满足：做圆周运动满足联立方程求解得：.（2）滑块在A、N间的时间：在磁场中做匀速圆周运动的时间：平抛运动的时间：总时间为：。

人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题（包含答案）1 / 9《磁场》检测题一、单选题1．如图所示为一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外，MN 、PQ 为其两个边界，两边界间的距离为L .现有两个带负电的粒子同时从A 点以相同速度沿与PQ 成30°的方向垂直射入磁场，结果两粒子又同时离开磁场．已知两带负电的粒子质量分别为2m 和5m ，电荷量大小均为q ，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则粒子射入磁场时的速度为( )AC ．2BLq mD ．5BLq m 2．方向如图所示的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感应强度为B ）共存的场区，电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度0v 射入场区，则（ ）A ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > B ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v > C ．若0E v B<，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > D ．若0E v B <，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v < 3．如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I ，则下列说法不正确的是（ ）A．导电圆环有收缩的趋势 B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ4．1932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，核心部分为两个铜质D 形盒构成，其间留有空隙，将其置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，下列说法正确的是（）A．粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大B．粒子由加速器的边缘进入加速器C．电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定D．为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只将D形盒的半径增大为原来的4倍5．如图所示，竖直平面内粗糙绝缘细杆（下）与直导线（上）水平平行固定，导线足够长。

高二物理人教版选修3-1第三章磁场单元测试卷一、单选题1.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极．图中正确表示小磁针静止时的位置是A. aB. bC. cD. d2.下列说法中正确的是（）A. 通电导线受磁场作用力为零的地方磁感应强度一定为零B. 通电导线在磁感应强度大的地方受磁场作用力一定大C. 磁感应强度等于通电直导线在磁场中所受的安培力与导线中的电流及其长度乘积IL的比值D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受磁场作用力的大小和方向无关3.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4.如图所示,线框平面与匀强磁场方向垂直.现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是 ( )A. 变小B. 变大C. 不变D. 先变小后变大5.下列图是一根通电直导线在匀强磁场中的四种放置情况，其中通电直导线所受磁场力为零的是（）A. B. C. D.6.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图方向通与两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时靠近导线ABC. 逆时针方向转动，同时离开导线ABD. 顺时针方向转动，同时离开导线AB7.α粒子为氦原子核，质量约为质子的4倍，与质子电性相同，所带电荷量为质子电量的2倍。

若使质子、α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。

关于它们的半径之比A. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为1：2B. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为2：1C. 当质子，α粒子的动能大小相等时，半径之比为1：2D. 当质子、α粒子的动能大小相等时．半径之比为2：18.我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图。

《静电场》单元测试一、选择题（每小题4分，共44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定受到磁场力的作用D.电荷在电场中一定受到电场力的作用2、如图所示,一长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环所在的平面,导线和环中的电流方向如图所示,则圆环受到的磁场力为( )A.沿环半径向外B.沿环半径向里C.水平向左D.等于零3、如图所示,a、b两金属环同圆心同平面水平放置,当a中通以图示方向电流时,b环中磁通量方向是( )A.向上B.向下C.向左D.04、如图所示,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5、如图所示,一带负电荷的滑块从粗糙绝缘斜面的顶端滑至底端时的速度为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速度( )A.变大B.变小C.不变D.条件不足,无法判断6、一正电荷q以速度v沿x轴正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示,为了使电荷能做直线运动,则必须加一个电场进去,不计重力,此电场的场强应该是( )A.沿y轴正方向,大小为Bv/qB.沿y轴负方向,大小为BvC.沿y轴正方向,大小为v/BD.沿y轴负方向,大小为Bv/q7、(多选)用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可以采用下列哪几种方法( )A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍D.将D形盒的半径增大为原来的4倍8、一电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心在同一圆形轨道上运动,磁场方向垂直于运动平面,静电力恰好是磁场作用在电子上洛伦兹力的3倍,电子电荷量为e,质量为m,那么电子运动的角速度可能为( )A. B. C. D.9、如图所示,质子和氘核的质量和速度的乘积相等,垂直磁场边界MN进入匀强磁场区域,那么以下说法中正确的是( )A.它们所受洛伦兹力相同B.它们做圆周运动的向心加速度相同C.它们的轨道半径相同D.它们在磁场中运动时间相同10、(多选)如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,以下说法正确的是( )A.两小球到达轨道最低点的速度v M>v NB.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M>F NC.小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中不能到达轨道另一端11、(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。

人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试卷限时：90分钟总分：100分一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的B．一切磁现象都起源于运动电荷C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D．有磁必有电，有电必有磁2．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大3．如图所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A．v2>v1，v2的方向必过圆心B．v2＝v1，v2的方向必过圆心C．v2>v1，v2的方向可能不过圆心D．v2＝v1，v2的方向可能不过圆心4．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上边缘射入，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∶1B．1∶2∶3C．3∶2∶1D.3∶2∶15．电磁轨道炮工作原理如下图所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电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面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变6．如图所示，甲是一带正电的小物块，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段()A．甲、乙两物块间摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间摩擦力不断减小C．甲、乙两物块间摩擦力大小不变D．乙物块与地面间摩擦力不断增大7．利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上的两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m，电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．射出粒子的最大速度为qB(3d＋L)2mC．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，有一矩形线圈abcd，且ab＝L1，ad＝L2，通有逆时针方向的电流I，让它绕cd边转过某一角度时，使线圈平面与磁场夹角为θ，则()A．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2sinθB．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2cosθC．cd边受到的安培力为F＝BIL1sinθD．ad边受到的安培力为F＝BIL1cosθ9．如图，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场．t＝0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向．A点坐标为(－R2，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径．不计重力影响，则() A．电子经过y轴时，速度大小仍为v0B．电子在t＝πR6v0时，第一次经过y轴C．电子第一次经过y轴的坐标为(0，2－32R)D．电子第一次经过y轴的坐标为(0，－2－32R)10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子二、填空题(每小题5分，共20分)11．如图所示，比荷为em的电子，以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子从BC边穿出，磁感应强度B的取值应为________．12．如图所示，质量为m，带电量为－q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两板间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．粒子落到极板上的动能为________．13．如图所示，A、B为粗细均匀的铜环直径两端，若在A、B两端加一电压U，则环心O处的磁感应强度为________．(已知圆环直径为d)14.如图所示，质量为m的带电微粒，在相互垂直的匀强电磁场中运动，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力)，微粒一定带________电(填“正”或“负”)，微粒的线速度大小为________．三、计算题(共40分)15．(10分)如图所示，平行金属导轨间距为0.5 m，水平放置，电源电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.2 Ω，金属棒电阻R＝2.8 Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B＝2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中，则开始接通电路瞬间，金属棒受到的安培力的大小和方向如何？若棒的质量为m＝5×10－2 kg，此时它对轨道的压力是多少？(g取10 m/s2)16．(10分)如图所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα＝0.6)，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E＝50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外．一带电量q＝＋4.0×10－2C，质量m＝0.40 kg的光滑小球，以初速度v0＝20 m/s，从斜面底端A冲上斜面，经过3 s离开斜面，求磁场的磁感应强度．(取g＝10 m/s2)17．图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R，圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧FG所对应的圆心角为θ，不计重力，求(1)离子速度的大小；(2)离子的质量．18．(10分)如图所示，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和匀强电场，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点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，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的大小和方向；(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.人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试试卷参考答案一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的B．一切磁现象都起源于运动电荷C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D．有磁必有电，有电必有磁解析：磁现象的电本质，一切磁现象都起源于运动电荷．答案：BC2．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大解析：磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关，而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小．答案：D图13．如图1所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A．v2>v1，v2的方向必过圆心B．v2＝v1，v2的方向必过圆心C ．v 2>v 1，v 2的方向可能不过圆心D ．v 2＝v 1，v 2的方向可能不过圆心答案：B图24．如图2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上边缘射入，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∶1B ．1∶2∶3C ．3∶2∶1 D.3∶2∶1解析：如图3所示，图3设带电粒子在磁场做圆周运动的圆心为O ，由几何关系知，圆弧MN ︵ 所对应的粒子运动的时间t ＝MN ︵v ＝Rαv ＝m v qB ·αv ＝mαqB ，因此，同种粒子以不同速度射入磁场，经历时间与它们的偏角α成正比，即t 1∶t 2∶t 3＝90˚∶60˚∶30˚＝3∶2∶1.答案：C5．(2011·新课标卷)电磁轨道炮工作原理如下图4所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电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面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()图4A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变解析：由题意可知，安培力做功使炮弹的速度逐渐增大．假设轨道宽度为L′，则由动能定理可知F安培力L＝12，而F安培力＝BIL′，又根据题意可知B＝KI(K2m v为常数)，三个式子整理可得到弹体的出射速度v＝I2KLL′，从而判断B，Dm正确．答案：BD6．如图5所示，甲是一带正电的小物块，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段()图5A．甲、乙两物块间摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间摩擦力不断减小C ．甲、乙两物块间摩擦力大小不变D ．乙物块与地面间摩擦力不断增大答案：BD图67．利用如图6所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上的两条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m ，电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB (3d ＋L )2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析：粒子要从右边的缝中射出，粒子进入磁场后向右偏，根据左手定则可以判断粒子带负电，A 项错误；由q v B ＝m v 2r 得v ＝qBr m ，可见半径越大，速率越大，最大半径为3d ＋L 2，因此射出的最大速度为qB (3d ＋L )2m，B 项正确；同理可求得最小速度为qBL 2m ，最大速度与最小速度之差为3qBd 2m ，这个值与L 无关，可以分析，C 项正确，D 项错误．答案：BC8．如图7所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，有一矩形线圈abcd ，且ab ＝L 1，ad ＝L 2，通有逆时针方向的电流I ，让它绕cd 边转过某一角度时，使线圈平面与磁场夹角为θ，则( )图7A．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2sinθB．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2cosθC．cd边受到的安培力为F＝BIL1sinθD．ad边受到的安培力为F＝BIL1cosθ解析：沿cd转过某一角度，使线圈平面与磁场夹角为θ，此时穿过线圈的有效面积为L1L2sinθ，所以穿过线圈的磁通量为BL1L2sinθ，cd边与磁场方向垂直，受到的安培力为BIL1，ad边与磁场方向平行，受到的安培力为0.答案：A9．如图8，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场．t＝0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向．A点坐标为(－R2，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径．不计重力影响，则()图8A．电子经过y轴时，速度大小仍为v0B．电子在t＝πR6v0时，第一次经过y轴C．电子第一次经过y轴的坐标为(0，2－32R)D．电子第一次经过y轴的坐标为(0，－2－32R)解析：因电子在匀强磁场中运动，只受洛伦兹力，做匀速圆周运动，故A正确；画出轨迹，由几何关系可知，当电子转过30˚角时，到达y轴对应时间t＝112T＝1 12×2πRv0＝πR6v0，故B正确；电子应向下方偏转．故穿过y轴时坐标为∶y＝－R(1－cos30˚)＝－2－32R，故D正确．答案：ABD10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图9所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()图9A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子解析：由于回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动的周期相同，则粒子的最大速度为2πfR，A项正确；质子被加速后的最大速度v m＝BqRm，与加速电场的电压大小无关，B项正确；R足够大，质子速度不能被加速到任意值．因为按相对论原理，质子速度接近光速时光子质量发生变化，进一步提高速度就不可能了，C 项错误；因为回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动周期应相同，粒子转动周期T＝2πmBq，α粒子与质子的比荷不相同，应调节f或B，故D项错误．答案：AB二、填空题(每小题5分，共20分)图1011．如图10所示，比荷为e m 的电子，以速度v 0沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子从BC 边穿出，磁感应强度B 的取值应为________．解析：画出刚好不出BC 边的临界状态对应的轨迹，应与BC 相切，根据轨迹确定半径，再根据r ＝m v 0eB 求B .答案：B ≤3m v 0ae图1112．如图11所示，质量为m ，带电量为－q 的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v 飞入．已知两板间距为d ，磁感应强度为B ，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．粒子落到极板上的动能为________．解析：由题意：q U d ＝q v B ，又当粒子落到极板上有：－q ·U 2＝E k －12m v 2，所以E k ＝m v 2－q v Bd 2. 答案：m v 2－q v Bd 213．如图12所示，A 、B 为粗细均匀的铜环直径两端，若在A 、B 两端加一电压U，则环心O处的磁感应强度为________．(已知圆环直径为d)图12答案：014.如图13所示，质量为m的带电微粒，在相互垂直的匀强电磁场中运动，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力)，微粒一定带________电(填“正”或“负”)，微粒的线速度大小为________．图13解析：粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力等大反向，故电场力竖直向上，则微粒带负电，又R＝m vqB 且mg＝qE，所以v＝qBRm＝gBRE.答案：负；BRg E三、论述计算题(共40分)图1415．(10分)如图14所示，平行金属导轨间距为0.5 m，水平放置，电源电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.2 Ω，金属棒电阻R＝2.8 Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B＝2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中，则开始接通电路瞬间，金属棒受到的安培力的大小和方向如何？若棒的质量为m＝5×10－2 kg，此时它对轨道的压力是多少？(g取10 m/s2)解：电路刚接通的瞬间，金属棒瞬时速度为零，金属棒受三个力作用，即：重力、支持力、安培力，由于此时金属棒未动，不会产生感应电动势，这时回路中的电流只由电源及回路电阻决定．由闭合电路欧姆定律有I＝ER＋r ＝ 1.52.8＋0.2A＝0.5 A.F＝BIL＝2.0×0.5×0.5 N＝0.5 N.方向由左手定则可知，与轨道成30˚角斜向左上方，其竖直的分力F sinθ＝0.5×sin30˚ N＝0.25 N.因F sin30˚＝0.25 N，小于重力mg＝5×10－2×10 N＝0.5 N.说明轨道对金属棒仍有支持力F N存在，由竖直方向受力平衡知：F N＋F sin30˚－mg＝0，F N＝mg－F sin30˚＝0.5 N－0.25 N＝0.25 N.由牛顿第三定律可知，金属棒对轨道的压力为0.25 N.图1516．(10分)如图15所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα＝0.6)，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E＝50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外．一带电量q＝＋4.0×10－2C，质量m＝0.40 kg的光滑小球，以初速度v0＝20 m/s，从斜面底端A冲上斜面，经过3 s离开斜面，求磁场的磁感应强度．(取g＝10 m/s2)解：带电小球的受力示意图如图16所示．小球沿斜面方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律，则有：mg sinα＋qE cosα＝ma.图16解得：a＝g sinα＋qEm cosα＝(10×0.6＋4×10－2×50×0.80.40) m/s2＝10 m/s2.设小球运动到最高点时速度v t＝0，所用时间为t1，则有：v t＝v0－at1＝0.解得：t1＝v0a＝2010s＝2 s.图17故带电小球上升至最高点后立即下滑，此时小球受力情况如图17所示．小球沿斜面加速下滑其加速度仍为：a＝10 m/s2，下滑时间：t2＝t－t1＝3 s－2 s＝1 s.小球下滑t2＝1 s时的速度为：v′＝at2＝10×1 m/s＝10 m/s.此时小球离开斜面，F N＝0.则垂直斜面方向有：qE sinα＋q v′B＝mg cosα，解得B＝mg cosα－qE sinαq v′＝5.0 T.17．图18中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R，圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧FG所对应的圆心角为θ，不计重力，求图18(1)离子速度的大小；(2)离子的质量．解：(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡q v B0＝qE0①式中，v是离子运动速度的大小，E0是平行金属板之间的匀强电场的强度，有E0＝Ud②由①②式得v ＝U B 0d ③ (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q v B ＝m v 2r ④图19式中，m 和r 分别是离子的质量和它做圆周运动的半径．由题设，离子从磁场边界上的点G 穿出，离子运动的圆周的圆心O ′必在过E 点垂直于EF 的直线上，且在EG 的垂直平分线上(见上图)．由几何关系有r ＝R tan α⑤式中，α是OO ′与直线EF 的夹角．由几何关系有2α＋θ＝π⑥联立③④⑤⑥式得，离子的质量为m ＝qBB 0Rd U cot θ2⑦图2018．(10分)如图20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和匀强电场，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点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，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的大小和方向；(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.解：(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＝mg q ②重力的方向是竖直向下的，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，(P为MN 的中点)．设半径为r，由几何关系知L2r＝sinθ③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＝m v2 r④由速度的合成与分解得v0v＝cosθ⑤由③④⑤式得v0＝qBL2m cotθ⑥(3)设小球到M点的竖直分速度为v y，它与水平分速度的关系为v y＝v0tanθ⑦由匀变速直线运动规律v2y＝2gh⑧由⑥⑦⑧式得h＝q2B2L2 8m2g⑨。