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：C
2．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：D
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：C
4．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1
4时，洛伦兹力最大
B ．当小球运动的弧长为圆周长的1
2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：D
5．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 ＞3mv
3aq
B ．B ＜3mv 3aq
C ．B ＞
3mv aq
D ．B ＜
3mv aq
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r 0＝3a .由r ＝
mv qB 得，粒子要能从AC 边射出，粒子运动的半径r ＞r 0，解得B ＜3mv 3aq
，选项B 正确． 答案：B
6.如图所示，一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的粒子(不计重力)，经电压U 加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，粒子打至P 点，设
OP ＝x ，能够正确反应x 与U 之间的函数关系的是( )
解析：带电粒子在电场中做加速运动，由动能定理有qU ＝12
mv 2
，带电粒子在磁场中做匀速圆
周运动有x 2＝mv qB ，整理得x 2
＝8m qB
2U ，故B 正确．
答案：B
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
7．(2017·高考全国卷Ⅰ)如图，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，均通有电流I ，L 1中电流方向与L 2中的相同，与L 3中的相反．下列说法正确的是( )
A ．L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直
B ．L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直
C ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3
D ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1 解析：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L 1受力分析，如图所示，可知L 1所受磁场力的方向与L 2、L 3所在的平面平行，故A 错误；对L 3受力分析，如图所示，可知L 3所受磁场力的方向与L 1、L 2所在的平面垂直，故B 正确；设三根导线间两两之间的相互作用力为F ，则L 1、L 2受到的磁场力的合力等于F ，L 3受的磁场力的合力为3F ，即L 1、L 2、L 3单位长度受到的磁场力之比为1∶1∶3，故C 正确，D 错误． 答案：BC
8．一个不计重力的带电粒子以初速度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，且分界线与电场方向平行，如下列图中的虚线所示．在选项图所示的几种情况下，可能出现的是( )
