高中物理选修3-1第三章章末练习题(9)

第三章 单元检测题
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.
1.关于磁感线的概念和性质，以下说法中正确的是（ ）
A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度方向
B.磁场中任意两条磁感线均不可相交
C.铁屑在磁场中的分布所形成的曲线就是磁感线
D.磁感线总是从磁体的N 极出发指向磁体的S 极
2.关于磁场中某点的磁感应强度的大小，下列说法不正．．确．
的是（ ） A.由B =L
I F 可知，B 与F 成正比，与I 、L 的乘积成反比 B.B 的大小与I 、L 的乘积无关，由磁场本身决定
C.B 的大小和方向处处相同的区域叫匀强磁场
D.通电导线在某处受磁场力，其大小必与该处的磁感应强度成正比
3.下列单位中与磁感应强度B 的单位T 不相当．．．
的是（ ） A.Wb/m 2 B.N/A ·m C.N/C ·m D.V ·s/m 2
4.如右图所示，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（ ）
A.变大
B.变小
C.不变
D.不能确定
5.要使置于匀强磁场中的通电导线所受的安培力增大，可采用以下方法（ ）
A.增强磁场的磁感应强度
B.在垂直于磁感线的平面内旋转导线
C.增大电流
D.增长导线
6.首先发现电流的磁效应的科学家是（ ）
A.安培
B.奥斯特
C.库伦
D.麦克斯韦
7.一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，粒子将在管中（不计重力影响）（）
A.做圆周运动
B.沿轴来回运动
C.做匀加速直线运动
D.做匀速直线运动
8.用安培提出的分子电流假说可以解释下列现象（）
A.永久磁铁的磁场
B.直线电流的磁场
C.环形电流的磁场
D.软铁棒被磁化的现象
9.电子以初速v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（）
A.磁场对电子的作用力始终不变
B.磁场对电子的作用力始终不做功
C.电子的动量始终不变
D.电子的动能始终不变
10.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.已知匀强磁场的磁感应强度大小为0.8 T，
a、b是带电粒子运动轨迹上的两点，粒子从a到b的时间为1.2π×10－6 s，从b到a的时间为0.8π×10－6 s.则该粒子的质量与其带电量之比为（）
A.1.25×10－5 kg/C
B.8.0×10－7 kg/C
C.4.8×10－6 kg/C
D.4.0×10－6 kg/C
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、本题共6小题；每小题4分，共24分.把答案填在题中的横线上.
11.在B=0.8 T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度是0.5 m的通电直导线，导线沿磁场力方向移动了20 cm，若导线中电流强度为10 A，那么磁场力对通电导线所做的功是_____ J.
12.将一根长为L的直导线在中点处弯折成直角，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，使导线所在平面与磁力线垂直，当通以电流强度为I时，磁场对导线作用力的大小为____.
13.运动电荷在磁场中受到的力称为____.这个力的方向与电荷运动方向____，和磁感应强度方向____.这个力的方向可以由____来判断.安培力可称作这个力的____表现.
14.质子以速率v=4×106m/s垂直进入B=0.5 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力的大小为____ N.
15.如右图所示，一带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做
半径为R的匀速圆周运动.若粒子动量大小为p，则粒子的带电量大
小为____，带电性质为____（填“正”或“负”）.
16.如右图所示，在圆心为O、半径为r的圆形区域内有方向垂
直纸面向里的匀强磁场，一电子以速度v沿AO方向射入，后沿OB
方向射出匀强磁场，若已知∠AOB=120°，则电子穿越此匀强磁场
所经历的时间是____.
三、本题共4小题，共36分.解答写出必要的文字说明、方程
式和重要演算步骤.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.
17.如右图所示，一根长度为L的均匀金属杆用两根劲度系数为K的轻弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里.当金属棒中通有由左向右电流
I时，两根轻弹簧比原长缩短Δx后金属杆平衡，保持电流大小不变，
方向相反流过金属杆时，两弹簧伸长Δx后金属杆平衡，求匀强磁
场的磁感应强度B为多大？
18.如右图所示，匀强磁场宽L=30 cm，B=3.34×10－3T，方向
垂直纸面向里，设一质子以v=1.6×105m/s的速度垂直于磁场B的
方向从小孔C射入磁场，然后打到照相底片上的A点.试求：（1）
质子在磁场中运动的轨道半径r；（2）A点距入射线方向上的O点
的距离H；（3）质子从C孔射入到A点所需的时间t.（质子的质量
为1.67×10－27 kg；质子的电量为1.6×10－19 C）
19.如右图所示，一带电粒子与AB线成θ=30°角方向由P垂直
磁场方向飞入匀强磁场中，经一段时间到达AB线上的另一点Q（图
中未画出）已知PQ=1 cm，粒子的比荷为2×106 C/kg，粒子的运动周
期T＝6.0×10－6 s，求粒子的运动速率？
20.如右图所示，在正交的匀强电磁场中，电场强度为E ，磁感应强度为B ；质量为m 、带电为+q 的粒子由A 孔以v 0飞入，飞出电场时，距上板为d ，求
刚飞离电场时，粒子受的洛伦兹力大小.（重力不计）
详细答案：
1、解析：根据磁感线的基本性质得到A 、B 正确。

答案：AB
2、解析：由磁感应强度的定义知道A 是正确的。

答案：A
3、答案：C
4、解析：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.
答案：C
5、答案：ACD
6、答案：B
7、解析：粒子的运动方向总是与磁场的方向平行，所以粒子没有受到磁场力的作用. 答案：D
8、答案：AD
9、解析：洛伦兹力只改变电子的运动方向，不改变速度的大小。

答案：BD
10、解析：粒子从a 到b 和从b 到a 的时间刚好是一个周期，根据周期公式得到该粒子
的质量与其带电量之比是8.0×10－7 kg/C 。

答案：B
11、解析：根据W =F ·S =BILS =0.8×10×0.5×0.2=0.8 J 。

答案：0.8
12、解析：此题有两种方法处理：第一种方法，先求每段小直导线所受的安培力，再求其两个力的合力；第二种方法，可等效为长度为直角导线的两端间的长度为2
2L ，则总的
安培力为F =BI 22L =22BIL .。

答案：2
2BIL 13、答案：洛伦兹力；垂直；垂直；左手定则；宏观
14、解析：f =qBv =1.6×10
－19×0.5×4×10－6=3.2×10－13 N 答案：3.2×10－13
15、解析：根据R =qB p qB mv =得：q =RB
p . 答案：RB
p ；负 16、解析：由平面几何知道电子运动的半径为R =r tan60°.
由R =qB
m v =r ·tan60°得v r qB m 3= 电子运动的时间为:t =
v r qB m T 332323⋅=⋅=ππ 答案：v
r 332⋅π 17、解析：根据安培力和力的平衡条件有（设棒的重力为mg ）:
当电流方向由左向右时：BIL =2K Δx +mg
当电流方向由右向左时：BIL +mg =2K Δx
将重力mg 消去得：B =BL
x K ∆2 答案：B =BL
x K ∆218、解析：（1）根据公式得： r =3
19271034.3106.1106.11067.1---⨯⨯⨯⨯⨯⨯=5
eB mv =0.5 m; （2）由平面几何知识得：r 2=L 2+(r －H )2得：H =0.1 m;
（3）质子在磁场中转动的角度为37°，则运动的时间为：
t =︒⨯︒
⋅=︒⨯︒37360237360eB m T π=2.06×10－6 s. 答案：(1)0.5 m (2)0.1 m (3)2.06×10－6 s
19、解析：根据平面几何知识得粒子运动的轨道半径为r =PQ =0.01 m,由关系式 T =v
r π2得： v =
6100.601.014.322-⨯⨯⨯=T r π m/s=1.05×104 m/s. 答案：1.05×104 m/s
20、解析：粒子从进入该区域到离开的过程中，受电场力和磁场力作用，其中只有电场力做功，设离开时的速度大小为v ，据动能定理，得qEd =21
mv 2－21
mv 02
可见v =m qEd
v 22
0+.所以粒子离开电场时所受洛伦兹力的大小为：
F =qvB =qB m qEd v 220+。

答案：qB m qEd
v 22
0+。