【推荐】2019高中物理第三单元磁场单元测试一新人教版选修3-1.doc
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D．一小段通电直导线在该点的受力方向
B
F
C
D．d 点
I
()
A
(
()
B I
D F
() c
a
a
b
B
Sc
a) I1 d
()
()
b
()
()
I2 b
B．方向垂直于 bc 边向右
C．方向垂直于 ab 边向下
D．为零
10. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒
子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成
一．单项选择题（本题共 12 题，每小题 3 分，共 36 分）
1. 最早发现电流磁效应的科学家是
《磁场》
A．奥斯特 B．法拉第 C．法拉第 D．奥斯特
2. 磁场中某点磁感应强度的方向是
A．正电荷在该点的受力方向
C．小磁针 N 极在该点的受力方向
3. 如图所示，A、B 是磁场中的一条磁感线上的两点，下列说法中正确的是 ( )
B．中子，质子，α 粒子，电子 C．中子，α 粒子，质子，电子
D．中子，α 粒子，电子，质子
二．不定项选择题（本题共 4 题，每小题 4 分，共 16 分）
13. 质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ 的平行导轨上，导轨宽度为 d，杆 ab 与导轨间
的滑动摩擦因数为 μ。有电流时 ab 恰好静止在导轨上。如图所示，是沿 b 到 a 方向观
()
B
B
θ
d
a
b
()
Ⅳ
()
C
Ⅲ Ⅰ
Ⅱ
B
θ
E，B
b
c
()
D
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看2与全22过，22度并22工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元练习(含答案)
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：。
物理人教版高中选修3-1《磁场》单元检测
《磁场》单元检测1．一条竖直放置的长直导线，通有由下而上的电流，它产生的磁场在它正北方某处的磁感应强度与地磁场在该处的磁感应强度大小相等，设地磁场方向水平向北，则该处的磁场方向为( )A ．向东偏北450B ．向正西C ．向西偏北450D ．向正北2．在赤道上空，沿东西方向水平放置两根通电直导线a 和b ，且导线a 在北侧，导线b 在南侧，导线a 中的电流方向向东，导线b 中的电流方向向西，则关于导线a 和地磁场对导线b 的安培力F 1和F 2的方向判断正确的是 ( )A ．F 1水平向南， F 2竖直向下B ．F 1竖直向下， F 2水平向北C ．F 1水平向北， F 2竖直向上D ．F 1竖直向上， F 2水平向南 3．如图11-2-10所示是磁场对直线电流的作用力判断，其中正确是( )4．如图11-3-12所示，电子以垂直于匀强磁场的速度V A ，从A 处进入长为d ，宽为h 的磁场区域，发生偏移而从B 处离开磁场,从A 至B 的电子经过的弧长为s,若电子电量为e ，磁感应强度为B ，则( )A ．电子在磁场中运动的时间为t=d ／V AB ．电子在磁场中运动的时间为t ＝s ／V AC ．洛伦兹力对电子做功是BeV A ·hD ．电子在A 、B 两处的速度相同5．在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图11-3-13所示．电子从电子枪射出，向右射入圆形区域内的偏转磁场，磁场方向垂直于圆面，设磁场方向向里时磁感应强度为正值．当不加磁场时，电子束将通过O 点而打在屏幕的中心M 点．为了使屏幕上出现一条以M 点为中点，并从P 点向Q 点逐次扫描的亮线PQ ，偏转磁场的磁感应强度B 随时间变化的规律应是图11-3-14中的（ ）6．如图11-3-15所示，比荷为e /m 的电子，以速度0v 从A 点沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子能从BC 边穿出，磁感应强度B 的取值为（ ）A ．ae mvB 03=B ．aemv B 02= 图11-2-10图11-3-12图11-3-13图11-3-15C ．ae mv B 03<D ．aemv B 02< 7．用回旋加速器分别加速α粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D 形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为( )A ．1：1B ．1:2C ．2:1D ．1：38．某空间存在着如图11-4-12所示的水平方向的匀强磁场，A 、B 两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上．物块A 带正电，物块B 为不带电的绝缘块．水平恒力F 作用在物块B 上，使A 、B 一起由静止开始向左运动．在A 、B 一起向左运动的过程中，以下关于A 、B 受力的说法中正确的是（ ）A ．A 对B 的压力变小 B ．B 对A 的摩擦力保持不变C ．A 对B 的摩擦力变大D ．B 对地面的压力保持不变9．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．带电粒子被电压为U 的电场加速后，注入对撞机的高真空环状空腔内，在匀强磁场中作半径恒定的匀速圆周运动．带电粒子局限在环状空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应．关于带电粒子的比荷q /m 、加速电压U 和磁感应强度B 以及粒子运动的周期T 的关系有如下判断：①对于给定的U ，q /m 越大，则B 应越大；②对于给定的U ，q /m 越大，则B 应越小；③对于给定的带电粒子，U 越大，则T 越小；④对于给定的带电粒子，不管U 多大，T 都不变，其中正确的是（ ） A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④10．一个带电粒子以初速度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，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在如图11-4所示的几种情况中，可能出现的是( )A. ①②B. ③④C. ②③D. ①④11．如图11-5所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道是光滑的，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，下列判断错误．．的是（ ）A. 两小球到达轨道最低点的速度v M ＞v NB. 两小球经过轨道最低点时对轨道的压力F M ＞F NC. 小球第一次到达M 点的时间大于小球第一次到达N 点的时间图11-4-12图11-4D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处12．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图11-4-13所示表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v ，两金属板的板长为L ，板间距离为d ，板平面的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于速度方向，负载电阻为R ，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I ，那么板间电离气体的电阻率为 ____________．13．在原子反应堆中抽动液态金属和在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图11-7所示是这种电磁泵的结构，将导管放在磁场中，当电流穿过导电液体时，这种液体即被驱动，（1）这种电磁泵的原理是怎样的?___________________________________________________________________________________；（2）若导管内截面积为w ×h ，磁场的宽度为L ，磁感应强度为B（看成匀强磁场），液体穿过磁场区域的电流强度为I ，则驱动力造成的压强差为_____________．14、 如图11-1-8是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a 流入，吸引小磁铁向下运动，由此可判断：电磁铁的上端为_____极，永磁铁的下端为_____极（N 或S ）15．一只磁电式电流表，线圈长为2.0cm ，宽为1.0cm ，匝数为250匝，线圈所在处的均匀辐向分布的磁场的磁感应强度为0.2T ．如图11-2-12所示．当通入电流为0.10mA 时，作用在线圈上的安培力的力矩大小为 ，线圈转动的方向为 ；若螺旋弹簧的旋转力矩M ＝K θ，其中K ＝3.3×10-6N ·m ／rad ，则线圈偏转的角度为 ．16．某试验小组为了探究通电长直导线产生的磁场的磁感应强度B 与导线上电流强度I 0和距离r 间的关系，设计了如图11-1-10所示的试验：一根固定通电长直导线通以可调节的电流强度I 0，一根可以自由运动的短导线与之在同一平面内，通以恒定的电流I=2A ，长度L=0.1m ，应用控制变量法：（1）使两导线距离r 保持不变,调节长直导线中的电流强度I 0，测得相应的磁场力F ，得到如下实验数据：图11-4-13 图11-7 图11-2-12填充上述表格中的磁感应强度B 一栏的值，并归纳磁感应强度B 和产生磁场的长直导线上的电流I 0的关系是______________．（2）使长直导线中的电流强度I 0保持不变，调节短导线与之的距离r ，测得相应的磁场力F，得到如下实验数据：填充上述表格中的磁感应强度B 一栏的值，并归纳磁感应强度B 和空间位置与长直导线间的距离r 的关系是______________．17．如图11-1-12所示，不计电阻的U 形导轨水平放置，导轨宽l =0.5m ，左端连接电源，电动势E=6V ，内阻r=0.9Ω和可变电阻R ，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN ，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m =20g 的重物，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，改变可变电阻的阻值，在1Ω≤R ≤5Ω的取值范围内都能使MN 处于静止，求匀强磁场的磁感应强度．（g =10m/s 2）18．两极板M 、N 相距为d ，板长为3d ，两极板都未带电，板间有垂直于纸面向外的匀强磁场，如图11-3-18所示，一群电子沿平行于极板的方向从各个位置以速度V 射入板间．为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B 的取值范围是怎样的?(设电子电量为e 、质量为m)图11-1-12 图11-3-1819．如图11-4-16所示，两块垂直纸面的平行金属板A 、B 相距d=10.0 cm ，B 板的中央M 处有一个α粒子源，可向各个方向射出速率相同的α粒子，α粒子的比荷q ／m=4.82×107C ／kg ，为使所有α粒子都不能达到A 板，可以在A 、B 板间加一个电压，所加电压最小值是U 0=4.15×104 V ；若撤去A 、B 间的电压，仍使所有α粒子都不能到达A 板，可以在A 、B 间加一个垂直纸面的匀强磁场，该匀强磁场的磁感应强度B必须符合什么条件?20. 如图11-4-17所示的空间中依次分布着场强为E 的匀强电场和磁感应强度大小均为B 、方向相反的匀强磁场，匀强电场宽为L ，虚线为两个匀强磁场分界线，右边磁场范围足够大．质量为m 、电荷量为q 的离子从A 点由静止释放后经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场后按某一路径能回到A 点而重复前述过程，求：1. 离子进入磁场时的速度大小和运动半径；2. 中间磁场的宽度d ．图11-4-16图11-4-1721．如图11-11(a)所示，两块水平放置的平行金属板A 、B ，板长L =18.5 cm ，两板间距d =3cm ，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B =6.0×10-2T ，两板加上如图(b)所示的周期性变化的电压，带电时A 板带正电．当t =0时，有一个质量m =1.0×10-12kg ，带电荷量q =1.0×10-6C 的粒子，以速度v =600 m ／s ，从距A 板 2.5 cm 处，沿垂直于磁场、平行于两板的方向射入两板之间，若不计粒子的重力，取π＝3.0，求：1. 粒子在0~1×10-4s 内做怎样的运动?位移多大? 2. 带电粒子从射入到射出板间所用的时间．22．图11-3-14中虚线AB 右侧是磁感应强度为B 1的匀强磁场，左侧是磁感应强度为B 2的匀强磁场．已知221B B ．磁场的方向都直于图中的纸面并指向纸面内．现有一带正电的粒子自图中O 处以初速度开始向右运动，求从开始时刻到第10次通过AB 线向右运动的时间内，该粒子在AB 方向的平均速度．图11-11《磁场》单元检测参考答案 1C 2A3A4B5C6C7B8B9D10D11C 12)(R I Bdv d S - 13wIB 14 S 、N 1510-6Nm ，顺时针方向，17.20 16【答案】0.505，1.00，1.49，1.98，2.51，成正比；6.00，2.95，2.05，1.50，1.20，成反比．17【解析】可变电阻在一定的取值范围内都能使MN 处于静止，说明导体棒MN 与导轨间存在摩擦力，由左手定则判断导体棒所受到的磁场力水平向左，当R=1Ω时，由闭合电路欧姆定律可知电流强度最大且I 1=3A ，所受最大静摩擦力m F 方向向右，三力平衡关系是mg F L BI m +=1，当R=5Ω时，电流强度最小I 2=1A ，所受最大静摩擦力m F 方向向左，三力平衡关系是mg F L BI m =+2，可得mg I I BL 2)(21=+，变形可得磁感应强度为T T I I L mg B 2.0)13(5.01002.02)(221=+⨯⨯⨯=+=．18【解析】如图所示，电子射入磁场时所受洛伦兹力向上，都向上偏转，显然从下极板A 点射入的电子最容易从右侧或左侧穿出，所以以该电子为研究对象，若半径足够大，恰好从上极板C 点处射出，对应的半径为r 1,由直角三角形O 1CD 得22121)3()(d d r r +-=，d r 51=；若半径足够小，恰好从上极板D 点处射出，对应的半径为r 2,22dr =,由半径公式Bq mv r =，得de mv q r mv B 511==，demvB 22=．当电子的轨道半径的取值为2r <r <1r 时，电子不会从板间穿出，根据半径公式可知磁感应强度越大，电子的轨道半径越小，所以磁感应强度B 的范围是：21B B B <<． 【答案】demvB de mv 25<< 19【解析】设射出的α粒子速率为v ,在电场力作用下最容易到达A 板的是速度方向垂直B 板的α粒子，因为所有α粒子在垂直极板方向分运动的加速度相同，而垂直极板射出的α粒子在这个方向的初速度最大，如果这个α粒子不能达到A 板，则所有α粒子都不能到达A 板．由动能定理得：qU 0=21mv 2，α粒子的速率为mqU v 02=． 加磁场后，速率相同的α粒子做匀速圆周运动的轨道半径都相同，初速度方向沿B 板的α粒子最容易到达A 板，因为其过起点的直径垂直于极板．当α粒子的轨道半径不大于d /2，取轨迹与AB 板都相切的α粒子，即轨道半径等于d /2的临界情况，与此对应的磁感应强度就是使所有α粒子都不能到达极板A 的最小磁感应强度．因为：Bqv =2/2d v m 将上述速度代入可得：B =dq mv 2=qmU d 022⋅=0.83 T ，即磁感应强度应满足B ≥0.83 T ．【答案】B ≥0.83 T20【解析】离子在电场中先做匀加速直线运动，进入中间磁场后向上偏转沿圆弧运动，接着进入右边磁场做半径同样大小的圆周运动，绕过大半圆，又回到中间磁场，最后沿圆弧回到电场．轨迹具有对称特点，在两个磁场中的圆弧相切且半径相等，如图所示：1. 设粒子在电场中加速后进入磁场时速度为v图11-4-16则：21mv 2=qEL v =m qEL 2粒子在磁场中运动时，其轨迹半径为：R =qBqELm qB mv2=2. 由图得O 1O 2=O 1′O 2=O 1O 1′=2R ， θ=60°d =R sin θ=R sin60°=R 23=qBqELm 26． 【答案】m qEL 2,qBqELm 2,qB qELm26． 21【解析】1. F 电=qdU =1.0×10-6×03.008.1 N=3.6×10-5 N F 洛＝qvB ＝3.6× 10-5N因为F 电=F 洛=3.6×10-5N ，所以粒子在第一个t 0=1.0×10-4s 时间内做匀速直线运动，其位移s ＝vt 0=600×10-4m ＝0.06 m=6 cm ．2. 在第二个t 0时间内，由于U ＝0，粒子做匀速圆周运动，根据Bqv =m Rv 2其周期T 为：T =qBm π2=1×10-4s,恰好等于t 0，在一个周期内恰好回到圆周运动的起点． 其轨道半径R =qBmv= 0.01 m=1.0 cm ，直径是2.0cm ，小于射入方向到A 板的距离，所以粒子不会碰到A 板．由此可以判断粒子在第一个t 0内作匀速直线运动，在第二个t 0内作匀速圆周运动，如此往复，经过5个t 0，粒子向前18 cm ，还有s /= 0.5 cm 才能射出两板，如图所示：粒子经过5t 0后做匀速圆周运动的圆心角为θ，则sin θ=R s /=15.0=21，所以θ=30°，总时间t ＝5 t 0+12T =5.08×10-4s ．【答案】匀速直线运动，6 cm ；5.08×10-4s ．22π32V v =。
高中物理选修3-1：第三章 磁场 单元测试(含答案)
高二物理选修3-1：第三章磁场单元测试一、单选题1.下列关于磁场的说法正确的是（）A. 地理的北极就是地磁场的北极B. 安培发现了电流的磁效应C. 磁场是客观存在的，但是磁感线是人们假想出来的D. 某点磁场的方向与小磁针静止时S极的指向相同2.如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线。
则下列说法正确的是A. 该磁场是匀强磁场B. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小C. a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大D. a、b两点的磁场方向相反3.下列关于电场强度E、磁感应强度B的叙述正确的是A. 电场中某点的场强大小与放入试探电荷无关B. 电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向C. 通电导线在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零D. 根据定义式B=F，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比IL4.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B．边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为（）A. Ba22B. BaC. Ba2D. 2Ba5.如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。
待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。
电流从一条轨道流入，通过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平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比。
通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则下列说法正确的是( )A. 弹体向左高速射出B. I为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的4倍C. 弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍D. 轨道长度L为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍6.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是( )A. M带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对M、N做正功D. M的运行时间大于N的运行时间7.如图所示，一电荷量为q的负电荷以速度v射入匀强磁场中．其中电荷不受洛伦兹力的是()A. B.C. D.8.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．下列说法中正确的是（）A. 质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B. 质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D. 不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子二、多选题9.质谱仪的工作原理示意图如图，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元练习(包含答案)
人教版选修 3-1 第三章 磁场一、单项选择题1.以下图的虚线地区内，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 )以必定的初速度由左界限的O点射入磁场、电场地区，恰巧沿直线由地区右界限的O ′(图中未标出 )穿出．若撤去该地区内的磁场而保存电场不变，另一个相同的粒子b (不计重力)仍以相同初速度由O 点射入，从地区右界限穿出，则粒子b ()A ． 穿出地点必定在 O 点下方 ′B ． 穿出地点必定在 O 点上方 ′C ． 运动时，在电场中的电势能必定减小D ． 在电场中运动时，动能必定减小以下图，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2.匀强磁场的磁感觉强度为B ， B 的方向与竖直方向成 θ角 .以下说法中正确的选项是（）A ． 导体棒遇到磁场力大小为 BLI sin θB ． 导体棒对轨道压力大小为mg +BLI sin θC ． 导体棒遇到导轨摩擦力为D ． 导体棒遇到导轨摩擦力BLI cos θ3.以下对于磁场的说法中正确的选项是()A ． 磁体四周的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B ． 将小磁针放在磁体邻近，小磁针会发生偏转是因为遇到磁场力的作用C ． 把磁体放在真空中，磁场就消逝了D ． 当磁体四周撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消逝4.以下图，带负电的金属圆环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在盘左边轴线上的小磁针最后平衡的地点是 ()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.以下图，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.将导线长度减少为本来的一半时，导线遇到的安培力为()A．B．C．FD． 2F6.质谱仪主要由加快电场和偏转磁场构成，其原理图如图．假想有一个静止的带电粒子P(不计重力) ，经电压为U的电场加快后，垂直进入磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，最后打究竟片上的D点，设 OD＝x，则图中能正确反应2() x 与 U 之间函数关系的是A ．B．C． D ．7.以下图，通电螺线管四周能自由转动的小磁针a、 b、 c、d 已静止，N极指向正确的选项是()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拙斜面顶端滑究竟端时的速度为v ，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑究竟端时( )A ． v 变小B ． v 变大C ． v 不变D ． 不可以确立 v 的变化9.对于磁场对通电直导线作使劲的大小，以下说法中正确的选项是( )A ． 通电直导线跟磁场方向平行时作使劲最小，但不为零B ． 通电直导线跟磁场方向垂直时作使劲最大C ． 作使劲的大小跟导线与磁场方向的夹角大小没关D ． 通电直导线跟磁场方向不垂直时必定无作使劲10.以下图，两根垂直纸面平行搁置的直导线 a 和 b ，通有等值电流．在纸面上距 a 、 b 等远处有一点 ，若 P 点合磁感觉强度B 的方向水平向左，则导线a 、b 中的电流方向是( )PA ． 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、多项选择题11.(多项选择 )以下图的 xOy 平面内，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感觉强度大小为 ，方向垂直xOy 平面向里，匀强电场大小为 ，方向沿 y 轴正方向．将一质量为 m 、带电量为BEq 的粒子从O 点由静止开释，粒子的运动曲线以下图，运动周期为， 点距 x 轴的距离为粒子T P运动过程中距x 轴最大距离的一半，粒子的重力忽视不计．以下说法正确的选项是()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.(多项选择 )以下图，一束正离子先后经过正交电场磁场地区Ⅰ和匀强磁场地区Ⅱ ，假如这束正离子流在地区Ⅰ中不偏转，进入地区Ⅱ 后偏转半径又相同，则说明这些正离子拥有相同的()A ．电荷B．质量C．速度D．比荷13.（多项选择）安培的分子环流假定，可用来解说（）A ．两通电导体间有相互作用的原由B．通电线圈产生磁场的原由C．永远磁铁产生磁场的原由D．铁质类物体被磁化而拥有磁性的原由三、填空题14.在磁感觉强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直搁置、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________，此时磁场的磁感觉强度为________．15.一矩形线圈面积S － 2 2 1＝ 10 m ，它和匀强磁场方向之间的夹角θ＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝－ 3 Wb ，则磁场的磁感觉强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转，则穿过线圈1×10 180 °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成θ＝，则Ф＝2 0 ________________.16.边长为a的正方形线圈，放在磁感觉强度为 B 的匀强磁场中，以下图．求出以下四种状况下，穿过线圈的磁通量．17.在两平行金属板间，有以下图的相互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，恰巧能沿直线匀速经过．供以下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v 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v 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觉强度，其余条件不变，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.以下图，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，则能沿绝缘面水光滑动的速度方向________，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获得了打破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的、 间通入电流 ，同时外加与薄片垂直的磁场，在 M 、NP QIB 间出现电压 U H ，这类现象称为霍尔效应， U H 称为霍尔电压，且知足 U H ＝ k ，式中 d 为薄片的厚度， k 为霍尔系数．某同学经过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1) 若该半导体资料是空穴 (可视为带正电粒子 )导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表丈量U H 时，应将电压表的“＋ ”接线柱与________(填 “M ”或 “N ”)端经过导线相连． (2) 已知薄片厚度d ＝ 0.40mm ，该同学保持磁感觉强度B ＝0.10 T 不变，改变电流 I的大小，丈量相应的U H 值，记录数据以下表所示.依据表中数据在图乙中画出U － I 图线，利用图线求出该资料的霍尔系数为－ 3－________×10V ·m ·AH1 ·T－1(保存 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丈量，取两个方向丈量的均匀值，能够减小霍尔系数的丈量偏差，为此该同学设计了如图丙所示的丈量电路，S 1、 S 2 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S 1 掷向 ________(填 “a ”或“b ”)，S 2 掷向 ________(填 “c ”或 “d ”)．为了保证丈量安全，该同学改良了丈量电路，将一适合的定值电阻串连在电路中．在保持其余连接不变的状况下，该定值电阻应串连在相邻器件 ____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状况时，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，这类现象以后被称为霍尔效应，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 ，此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，磁场的磁感觉强度为 B 0.在导体中通有垂直于面的恒定电流，若测得经过导体的恒定电流为，横向霍尔电势差为 U ，此导体中单H位体积内自由电子的个数为 ________．(2) 对于某种确立的导体资料，其单位体积内的载流子数量 n 和载流子所带电荷量 q 均为定值，人们将 H ＝定义为该导体资料的霍尔系数．利用霍尔系数H 已知的资料能够制成丈量磁感觉强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面( 相当于图甲中的 面 的面积能够在0.1 cm 2 以 abb ′a ′ )下，所以能够用来较精准地丈量空间某一地点的磁感觉强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感觉强度的仪器，此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．这类仪器既能够控制经过探头的恒定电流的大小I ，又能够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地点磁场的磁感觉强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器丈量磁感觉强度的过程中，对控杆的搁置方向要求为：______________.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.以下图，空间内有方向垂直纸面（竖直面）向里的界匀强磁场地区 Ⅰ 、 Ⅱ ，磁感觉强度大小未知，地区 Ⅰ 内有竖直向上的匀强电场，地区 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地区Ⅰ 左边与界限相距的 点以的初速度沿粗拙、绝缘的水平面向右运动，进入地区Ⅰ后，滑块立刻在竖 直平面内做匀速圆周运动，在地区Ⅰ 内运动一段时间后走开磁场落回 点 已知滑块与水平面间的.动摩擦因数 ，重力加快度.（1 ）求匀强电场的电场强度大小 和地区 Ⅰ中磁场的磁感觉强度大小 ;（ ）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 表示）；2π （ ）若滑块在 点以 的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入地区 Ⅱ 后恰巧能做匀速直3线运动，求有界磁场地区 Ⅰ 的宽度 及地区 Ⅱ 内磁场的磁感觉强度大小 （可用分数表示）. .22.以下图， ab 、 cd 为两根相距 2 m 的平行金属导轨，水平搁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；当金属棒中电流增添到8A 时，金属棒能获取 22 m/s 的加快度，求匀强磁场的磁感觉强度的大小．23.以下图，通电导线 L 垂直放于匀强磁场 (各点的磁感觉强度大小和方向均相同 ) 中，导线长 8m，磁感觉强度 B 的值为 2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．答案分析1.【答案】 C【分析】 a 粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子必定做匀速直线运动，故对粒子 a 有： Bqv＝ Eq 即只需知足E＝ Bv，不论粒子带正电仍是负电，都能够沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保存电场时，粒子b 因为电性不确立，故没法判断是从点的上方仍是下方穿出，故O′A 、B 错误；粒子b在穿过电场区的过程中必定遇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【分析】依据左手定章可得导体棒受力剖析以下图.因为 B 与 I 垂直，故导体棒遇到磁场力大小为，故 A 错误；依据共点力均衡规律得：，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，由均衡条件可得：，故 C 错误， D 正确 .【答案】B3.【分析】【答案】C4.【分析】等效电流的方向与转动方向相反，由安培定章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【分析】电流与磁场垂直，安培力：F＝ BIL当导线长度减少为本来的一半时，导线遇到的安培力为：F′＝ BI·联立解得： F′＝.6.【答案】 A【分析】依据动能定理qU＝mv 2得， v ＝粒子在磁场中偏转洛伦兹力供给向心力qvB ＝m ，则 R ＝ .x ＝ ＝ .2R知 x 2 ∝U .故 A 正确， B 、 C 、 D 错误． 7.【答案】 C【分析】依据安培定章，判断出通电螺线管左边为 N ，右侧为 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【分析】依据左手定章，带负电的物体沿斜面下滑时遇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，进而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A 正确．9.【答案】 B【分析】因为安培力F ＝ BIL sin θ， 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【分析】若a中向纸里，b中向纸外，依据安培定章判断可知：a在P 处产生的磁场Ba方向垂直于aP 连线向下，以下图．b 在P 处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线向上，以下图，依据平行四边形定章进行合成，则得P 点的磁感觉强度方向水平向左．切合题意．故A 正确．若 a 中向纸外， b中向纸里，同理可知，P 点的磁感觉强度方向水平向右．故B 错误．若 a 、 b中均向纸外，同理可知，P 点的磁感觉强度方向竖直向上．故C 错误．若 a 、 b 中均向纸里，同理可知，P 点的磁感觉强度方向竖直向下．故D 错误．11.【答案】 AC【分析】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，协力向上，电场力向下，协力供给向心力，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平分速度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均衡，故：qv2B＝ qE①向左的分速度v1，做逆时针的匀速圆周运动，依据牛顿第二定律，有：＝m ②1此中：v ＝ v ＝ v ③1 2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【分析】离子在地区Ⅰ 内不偏转，则有qvB＝ qE，v＝，说明离子有相同速度， C 对；在地区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能否相等，由题意没法确立，故 A 、B 错．13.【答案】 CD【分析】两通电导体有相互作用，是经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由是电流的四周存在磁场，与分子电流没关，故 B 错误；安培提出的分子环形电流假说，解说了为何磁体拥有磁性，说了然磁现象产生的实质，故 C 正确；安培以为，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细小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向特别杂乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大概相同，于是对外界显出显示出磁性，故 D 正确．－20 0.8 T 14.【答案】 6.4 ×10 N【分析】当磁感觉强度 B 与电流 I 垂直搁置时，由公式B＝－可知 F＝ BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×102N当导线搁置方向与磁感觉强度的方向平行时，遇到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感觉强度的大小和能否搁置通电导线以及搁置的方向没关，B＝0.8 T.－ 315.【答案】 0.2 T 2×10 Wb 0【分析】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，则穿过线圈的磁通量的变化量180°＝－＝－ 3 － 3 － 3Wb－ (－1×10 )Wb ＝ 2×10 WbΔФ Ф Ф′1×10线圈平面和磁场方向之间的夹角变成，则0＝0.0°Ф2 216.【答案】 0Ba 0.5Ba【分析】由图1 可知，线圈与磁场的方向平行，依据可知，穿过线圈的磁通量等于；由图 2 可知，线圈与磁场垂直，依据可知，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，依据可知，穿过线圈的磁通量为30°；由图4 可知，线圈与磁场之间的夹角额，依据可知，穿过线圈的磁通量为60°．17.【答案】 (1)A (2)A (3)B(4)C【分析】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，匀强磁场的磁感觉强度为带电粒子以速度v 垂直射入相互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.沿直线匀速经过时，明显有Bqv0＝ qE， v0＝，即沿直线匀速经过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量没关．假如粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍旧建立．所以，(1)(2) 两小题应选 A. 若质子以大于v 的速度射入两板之间，因为磁场力＝，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向0上偏转，第 (3)小题应选 B.磁场的磁感觉强度 B 增大时，电子射入的其余条件不变，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，2 ， m [v －( ) ]【分析】19. 【答案】 (1)M (2) 如图所示 1.5(1.4 或 1.6)(3) b c S1 E(或S2E)【分析】(1)依据左手定章得，正电荷向M 端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与 M 端经过导线相连． (2)U H—I图线以下图．依据U H＝ k 知，图线的斜率为k ＝ k ＝ 0.375，解得霍尔系数＝－3 · ·－ 1 － 1 为使电流从Q 端流入， P 端流出，应将掷向 b，掷向 c，为了×·.(3) S S12保护电路，定值电阻应串连在S1和E(或S2和E)之间．20.【答案】 (1) (2)①应调整探杆的搁置地点(或调整探头的方向)，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＝【分析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向挪动的速率为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，所以有evB0 ＝ e 解得 n＝.(2)①应调整探杆的搁置方向( 或调整探头的方向)，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，依据上述剖析可知，探头处于磁感觉强度为 B 的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳固霍尔电压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）【分析】 (1)滑块在地区Ⅰ内做匀速圆周运动时，重力与电场力均衡，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：平抛运动过程知足：做圆周运动知足联立方程求解得：.（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《磁场》单元测试试卷(精品整理含答案)
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。
新人教高一物理选修3-1第三章 磁场单元测试
选修3-1第三章磁场单元测试一、选择题1．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2．如图12-62所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则[ ]A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用3．有电子、质子、氘核、氚核，以同样速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是[ ]A．氘核 B．氚核C．电子D．质子4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则[ ]A．r1=r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2 C．r1=r2，T1=T2 D．r1≠r2，T1=T25．在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核．该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图12-63中a、b所示．由图可以判定[ ]A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定是垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外不能判定6．如图12-64有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束流在区域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．速度B．质量C．电荷D．荷质比7．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图12-65所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是[ ]A．这离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点8．如图12-66所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力) [ ]A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电，E方向都向下9．三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图12-67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∶110．如图12-68所示，电场E的方向竖直向下，磁场B和B′的方向分别垂直纸面向内和向外，在两板左端有甲、乙、丙、丁四个正离子垂直于B、E所决定的平面入射，已知离子所带的在量相等，且有m甲=m乙＜m丙=m丁，运动速度关系是v甲＜v乙=v丙＜v丁．由图可知[ ]A．P1处是甲离子B．P2处是乙离子C．P3处是乙离子D．P4处是丙离子二、填空题11．一质子及一α粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．(1)若两者由静止经同一电势差加速的，则旋转半径之比为______；(2)若两者以相同的动量进入磁场中，则旋转半径之比为______；(3)若两者以相同的动能进入磁场中，则旋转半径之比为______；(4)若两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为_______．12．两块长5d，相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场．一大群电子从平行于板面的方向、以等大小的速度v从左端各处飞入(图12-69)．为了不使任何电子飞出，板间磁感强度的最小值为______．13．如图12-70所示，M、N为水平位置的两块平行金属板．板间距离为d，两板间电势差为U．当带电量为q、质量为m的正离子流以速度v0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入，因受电场力作用，离子作曲线运动．偏向M板(重力忽略不计)．今在两板间加一匀强磁场，使从中央O处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是______，磁感强度B=______．14．如图12-71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)．今将磁感强度增大到某值，则粒子将落到极板上．当粒子落到极板上时的动能为______．15．如图12-72所示，绝缘光滑的斜面倾角为θ，匀强磁场B方向与斜面垂直，如果一个质量为m，带电量为-q 的小球A在斜面上作匀速圆周运动，则必须加一最小的场强为______的匀强电场．16．三个带等量正电荷的粒子a、b、c(所受重力不计)以相同的初动能水平射入正交的电场磁场中，轨迹如图12-73，则可知它们的质量ma、mb、mc大小次序为______，入射时的初动量大小次序为______．三、问答题17．一个负离于，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图12-74所示，磁感强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里．(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离．(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，试证明直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是18．如图12-75所示，AB为一段光滑绝缘水平轨道，BCD为一段光滑的圆弧轨道，半径为R，今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球，以速度v0从A点向B点运动，后又沿弧BC做圆周运动，到C点后由于v0较小，故难运动到最高点．如果当其运动至C点时，忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：(1)匀强电场的方向和强度；(2)磁场的方向和磁感强度．19．如图12-76所示，质量m、电量q的小金属块，以某一初速沿水平放置的绝缘板进入正交的电场、磁场中，已知B垂直纸面向外，E水平．金属块与板之间的摩擦因数为μ，当金属块由A端匀速滑到B端时，与挡板相碰，并打开开关，使电场消失。
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场单元测试题.docx
图8-1高中物理学习材料桑水制作人教版选修3-1 第三章 磁场单元测试题一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共32分，漏选得2分，错选和不选得零分） 1．关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（ ）A ．磁感线是闭和曲线，而静电场的电场线不是闭和曲线。
B ．磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线。
C ．磁感线起始于N 极，终止于S 极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷。
D ．磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向。
2．有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图8-1所示，当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将 （ ）A ．水平向左运动B ．竖直向上C ．处于平衡位置D ．以上说法都不对3．如图8-2所示，一个带少量正电的小球沿着光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，其速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌面边缘后最后落到水平地板上。
设其在空中飞行时间为t 1，水平射程为s 1，着地时速率为v 1；撤去磁场，其余条件不变。
小球飞行时间为t 2，水平射程为s 2着地时速率为v 2，若不计空气阻力，则以下答案中正确的是 （ ）A ．s 1>s 2B ．t 1>t 2C ．v 1>v 2D ．v 1=v 24．如图8-3所示，区域中存在着匀强磁场和匀强电场，且两者平行，但方向相反，质量为m 电量为－q 的粒子（不计重力）沿电场强度方向以v 0射入，下述说法正确的是（ ） A ．电荷所受洛伦兹力不变B ．电荷动量方向保持不变C ．电荷所受电场力不变图8-2v 0图8-4D ．电荷向右的最大位移为qEmv2205．如图8-4所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块，a 、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F 拉b 物块，使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段 （ ） A ．a 、b 一起运动的加速度减小。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元测试卷
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章磁场单元测试卷本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，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．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是()A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离2．根据所学知识判断图中正确的是()3．水平长直导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是()A．沿路径Oa运动B．沿路径Ob运动C ．沿路径Oc 运动D ．沿路径Od 运动4．两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB 是固定的，另一条导线CD 能自由转动或平动。
它们通以图示方向的直流电流时，CD 导线将( )A ．逆时针方向转动，同时靠近导线AB B ．顺时针方向转动，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AB5．如图所示，a 、b 是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。
电荷量为2e 的正离子以某一速度从a 点垂直磁场边界向左射出，当它运动到b 点时，击中并吸收了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互作用，则它们在磁场中的运动轨迹是( )6．如图所示，三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置，分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动，P 、M 、N 分别为轨道的最低点，如图所示，则下列有关判断正确的是( )A ．小球第一次到达轨道最低点的速度关系v p ＝v M >v NB ．小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系F P ＝F M >F NC ．小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系t P <t M <t ND ．三个小球到达轨道右端的高度都不相同，但都能回到原来的出发点位置7．如图所示，在射线OA 以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的正电粒子a 和b 以不同的速率由坐标原点O 沿着x 轴正方向射入磁场，已知v a ＞v b ，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )A ．两粒子的轨道半径之比R a R b ＝v av bB．粒子a在磁场中运动时间比b长C．两粒子在磁场中运动时间相等D．两粒子离开磁场时速度方向相同8.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9．)一束粒子流由左端平行于极板P1射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S0进入匀强磁场B2，在磁场B2中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是()A．速度选择器的P1极板带负电B．粒子1带负电C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E/B1D．粒子2的比荷q/m绝对值最大10．如图所示，宽d＝2cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内。
(精品)高二物理(人教版选修3-1)磁场单元测试带答案
《磁场》单元测试一．单项选择题（本题共12题，每小题3分，共36分）1. 最早发现电流磁效应的科学家是 (D )A ．奥斯特B ．法拉第C ．法拉第D ．奥斯特2. 磁场中某点磁感应强度的方向是 (C )A ．正电荷在该点的受力方向B ．运动电荷在该点的受力方向C ．小磁针N 极在该点的受力方向D ．一小段通电直导线在该点的受力方向 3. 如图所示，A 、B 是磁场中的一条磁感线上的两点，下列说法中正确的是 ( D )A ．A 点磁场比B 点磁场强 B ．B 点磁场比A 点磁场强C ．因为磁感线为直线，所以A 、B 两点磁场一样强D ．无法判断4. 如图所示，a 、b 、c 三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当开关闭合时，这些小磁针静止时，小磁针的N 极指向为 ( C ) A ．a 、b 、c 均向左B ．a 、b 、c 均向右C ．a 向左、b 向右、c 向右D ．a 向右、b 向左、c 向右5. 两根通电直导线平行放置，电流分别为I 1和I 2，电流方向如图所示，且I 1>I 2，在与导线垂直的平面上有a 、b 、c 、d 四点，其中a 、b 在导线横截面连线的延长线上，c 、d 在导线连线的垂直平分线上。
则导体中的电流在这四个点产生的磁感应强度可能为零的是 ( B )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点6. 在图所示的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B 的方向、通电直导线中电流I 的方向以及通电直导线所受安培力F 的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是 ( A )7. 关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 ( D )A ．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的B ．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大C ．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大D ．线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零8. 速度不同的电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( D )A ．速度越大，周期越大B ．速度越小，周期越大C ．速度大小与周期无关D ．速度方向与磁场方向平行 9. 如图所示，把一个直角三角形的通电线圈使其平面垂直于磁感线放入匀强磁场中，则线圈所受的磁场力的合力为 (D )A ．方向垂直于ac 边斜向上B ．方向垂直于bc 边向右C ．方向垂直于ab 边向下F BACBFBA BD．为零10.一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(包含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是A．磁场方向垂直纸面向内B．从a点离开的是α粒子C．从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D．粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长2．下列说法正确的是A．麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场 B．奥斯特认为电流周围存在磁场C．库仑提出用电场线来形象的描述电场 D．楞次首先发现了电磁感应现象3．如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C 的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（）A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在ab 边D ．从ad 边射人的粒子，出射点全部通过b 点4．如图所示，在xOy 坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x 轴上的A 点垂直于x 轴射入磁场，第一次入射速度为v ，且经时间t 1恰好在O 点反向射出磁场，第二次以2v 的速度射入，在磁场中的运动时间为t 2，则t 1：t 2的值为( )A ．1：2B ．1；4C ．2；1D ：15．如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N 和摩擦力f 的变化是A ．N 减小，f 不变B ．N 减小，f 增大C ．N 、f 都增大D ．N 增大，f 减小6．如图所示，半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心，在M 点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为2v qBR m =的带正电粒子，不计粒子的重力，若某一个粒子在磁场中运动的时间为π2R t v=，则该粒子从M 点射入磁场时，入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为（ ）A ．12B ．35CD ．457．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的8．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是A．B．C．D．9．如图所示是一个常用的耳机，它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜，在薄膜下面有一块很小的磁铁，磁铁的磁场对通电线圈产生作用力，使线圈运动，导致覆盖其上的薄膜发生振动，从而产生声波。
人教版高二物理选修3-1 第三章《磁场》 达标检测 word版含解析答案
人教版选修3-1 第三章磁场达标检测本章达标检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项正确,第6~8题有多个选项正确,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分) 1.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是()A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度背向运动2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右3. 如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下的运动情况是()A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面向右平动C.静止不动D.a 端转向纸里,b 端转向纸外4.一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。
则下列能表示运动周期T 与半径R 之间的关系的图象是( )5.如图所示的区域中存在着匀强电场和匀强磁场,二者平行但方向相反。
质量为m,所带电荷量为-q 的粒子(不计重力)沿电场方向以初速度v 0射入场区,下列关于该粒子的说法正确的是( )A.所受洛伦兹力越来越小B.速度方向保持不变C.所受电场力越来越小D.向右的最大位移为mv 022qE6.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中,O 为M 、N 连线的中点,连线上a 、b 两点关于O 点对称。
导线均通有大小相等、方向向上的电流。
已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度B=k I r,式中k 是常量、I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。
2019最新物理题库人教版 选修 3-1 第三章 磁场 单元检测题(有答案word版)
第三章 《磁场》单元检测题
第I 卷(选择题 共 40 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1个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分）
1．关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是( )
A ．由
B ＝F IL
可知，B 与F 成正比，与IL 的乘积成反比 B ．B 的大小与IL 的乘积无关，由磁场本身决定
C ．长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场
D ．B 的方向与通电导线的受力方向相同
2.在如图1所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力),电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( )
3.如图2
所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘
杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个 水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情
况可能的是 ( ) A.始终做匀速运动
B.始终做减速运动，最后静止于杆上
C.先做加速运动，最后做匀速运动
D.先做加速运动，后做减速运动
4．如图3所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )
A ．一直增加
B ．一直减少
C ．先增加后减少
D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少
5．如图4所示，三个相同的粒子(粒子的重力忽略不计)a 、b 、c 分别以大小相等的速度经过平板MN 上的小孔O 射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，整个装置放在真空中，这三个粒子打到平板MN 上的位置到小孔O 的距离分别是x 1、x 2、x 3，则( ) 图2 图1 图3。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元测试
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第三章磁场单元测试（人教版选修3-1）(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．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2．发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A．洛伦兹B．库仑C．法拉第D．奥斯特3．如图1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1A．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4．如图2，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直．给导线通以垂直纸面向里的电流，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比较()图2A．F N减小，F f＝0 B．F N减小，F f≠0C．F N增大，F f＝0 D．F N增大，F f≠05．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．如图3所示，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()图3A．c、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．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大6．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中可以确定()图4A．粒子从a到b，带正电B．粒子从b到a，带正电C．粒子从a到b，带负电D．粒子从b到a，带负电7．“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5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是()图5A．B b→B a→B d→B c B．B d→B c→B b→B aC．B c→B d→B a→B b D．B a→B b→B c→B d8．如图6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)()图6A．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9．每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来如图7所示，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()图7A．向东偏转B．向南偏转C．向西偏转D．向北偏转10．如图8所示，质量为m，带电荷量q的小球从P点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是()图8A．一定做曲线运动B．轨迹一定是抛物线C．可能做匀速直线运动二、填空题(本题共3小题，共14分)11．(4分)将长为1 m的导线ac从中点b折成如图9所示的形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直．若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为________ N.图912．(5分)如图10所示，有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并且处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度为____________，方向为____________．图1013．(5分)如图11所示，在x轴的上方(y≥0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m，电荷量为q 的正离子，速率都为v.对那些在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大值为x＝________，y＝________.图11三、计算题(本题共4小题，共46分)14．(10分)如图12所示，在倾角为37°的光滑斜面上水平放置一条长为0.2 m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5 A的电流．当加一个竖直向上的B＝0.6 T的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin 37°＝0.6)图1215．(12分)如图13所示，质量为m、带电荷量为＋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．已知两极间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．已知粒子重力不计，则粒子落到极板上时的动能为多少？图1316．(10分)如图14所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场．一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成30°角的方向射入磁场中，求：图14(1)电子从磁场中射出时距O点多远；(2)电子在磁场中运动的时间为多少．17．(14分)质量为m，电荷量为q的带负电粒子自静止开始，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L，如图15所示．已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．图15(1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图(用直尺和圆规规范作图)；(2)求匀强磁场的磁感应强度B.参考答案1．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．D [洛伦兹研究了磁场对运动电荷的作用力，库仑发现库仑定律，法拉第发现法拉第电磁感应规律，奥斯特通过实验发现电流的周围存在磁场，提出电流可以产生磁场的理论，故D 正确．]3．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．]4．C [由于磁铁在导线所在处的磁感应强度方向水平向左，由左手定则知，磁铁对通电导线的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力竖直向下，使磁铁与桌面间的压力变大；由于通电导线对磁铁的作用力竖直向下，因此磁铁没有水平运动趋势，故C 正确．]5．C [通电直导线在c 点的磁感应强度方向与B 0的方向相反，b 、d 两点的电流磁场与B 0垂直，a 点电流磁场与B 0同向，由磁场的叠加知c 点的合磁感应强度最小．]6．B7．D [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 ＝mv qB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．]8．B [由于洛伦兹力对带电粒子不做功，故v 2＝v 1，由几何关系可知v 2的方向必过圆心，故B 正确，A 、C 、D 错误．]9．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．]10．A [小球从P 点静止释放，下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场中后一定会受到电场力和洛伦兹力．电场力和重力会对小球做正功，洛伦兹力不做功．小球的动能会增加，即速度变大，且速度的方向也会发生变化．洛伦兹力也会变大，方向也会改变．小球运动的速度和加速度的大小、方向都会改变．所以运动情况是一定做曲线运动．] 11. 3解析 折线abc 受力等效于a 和c 连线受力，由几何知识可知ac ＝ 32m ，F ＝ILB sin θ＝25×0.08×32×sin 90° N ＝ 3 N . 12.mg qB水平向左 解析 由左手定则可以判断出，当小球相对于磁场向右运动时，带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面．设此时速度为v ，则由力的平衡可知mg ＝qvB ，所以最小速度v ＝mg qB.小球相对于磁场向右运动，而小球静止，则磁场向左运动． 13.2mv qB 2mv qB解析 正离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其偏转方向为顺时针方向，射到y 轴上最远的离子是沿x 轴负方向射出的离子．而射到x 轴上最远的离子是沿y 轴正方向射出的离子．这两束离子可能到达的最大x 、y 值恰好是圆周的直径，如图所示．14．0.8 N解析 对通电导线受力分析如图所示．由平衡条件得：F 安＝mg tan 37°，又F 安＝BIL ，代入数据得：G ＝mg ＝BIL tan 37°＝0.6×5×0.234N ＝0.8 N . 15.12mv 2－12qvBd 解析 带电粒子做匀速直线运动时，有q U d＝qvB ，qU ＝qvBd. 磁感应强度增大，则磁场力增大，粒子向磁场力方向偏转．当粒子到达极板时，电场力做负功，则－q U 2＝E k －12mv 2.得E k ＝12mv 2－12qU ＝12mv 2－12qvBd 16．(1)mv Be (2)πm 3Be解析 (1)由左手定则可判断出电子应落在ON 之间，根据几何关系可解得圆心角为60°，则电子出射点距O 点的距离等于电子的运动半径 mv eB.(2)电子在磁场中的运动时间应为t ＝16T ＝πm 3Be17．(1)轨迹图见解析 (2)2L L 2＋d 2 2mU q 解析 (1)作粒子经电场和磁场的轨迹图，如图 (2)设粒子在M 、N 两板间经电场加速后获得的速度为v ，由动能定理得：qU ＝12mv 2① 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：qvB ＝m v 2r② 由几何关系得：r 2＝(r －L)2＋d 2③联立①②③式得：磁感应强度B＝2LL2＋d22mU q.。
2019-2020学年人教版高中物理 选修3-1 第三章 磁场 单元试卷
2019-2020学年人教版高中物理选修3-1 第三章磁场单元试卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共13题；共29分)1. （2分） (2019高二下·长沙期中) 下列单位属于国际单位制的基本单位的是（）A . 牛顿B . 焦耳C . 米D . 米/秒2. （2分） (2018高一下·张家口期末) 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了责献。
关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是（）A . 伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来B . 笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献C . 开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律D . 牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量3. （2分） (2018高三上·丰台期末) 在磁场中的同一位置放置一条长为L的直导线，导线的方向与磁场方向垂直，先后在导线中通入不同的电流，导线所受的安培力也不一定，图中几幅图像表示导线受安培力F与通过电流I的关系，a、b分别代表一组F、I的数据，正确的图像是（）A .B .C .D .4. （2分）(2017·郑州模拟) 物理学家霍尔于1879年在实验中发现，当电流垂直于磁场通过导体或半导体材料左右两个端面时，在材料的上下两个端面之间产生电势差．这一现象被称作霍尔效应，产生这种效应的元件叫霍尔元件，在现代技术中被广泛应用．如图为霍尔元件的原理示意图，其霍尔电压U与电流I和磁感应强度B的关系可用公式UH=kH 表示，其中kH叫该元件的霍尔系数．根据你所学过的物理知识，判断下列说法正确的是（）A . 霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势B . 公式中的d指元件上下表面间的距离C . 霍尔系数kH是一个没有单位的常数D . 霍尔系数kH的单位是m3•s﹣1•A﹣15. （2分）关于磁感线和电场线，下列说法正确的是（）A . 磁感线不是闭合曲线，起始于N极，终止于S极B . 电场线起始于负电荷，终止于正电荷C . 电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线D . 空间某处磁感线、电场线分布越密集，表示该处磁感应强度、电场强度越大6. （2分） (2017高二下·连云港会考) 彼此绝缘、相到垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，穿过闭合线圈的磁通量可能为零的是（）A .B .C .D .7. （2分） (2018高二下·驻马店期末) 如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静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破场。
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物理 习题 试卷1第三单元 磁场注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。
每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)1. 下列说法错误的是( )A. 奥斯特首先发现了电流的磁效应B. 安培发现了电流产生的磁场方向的判定方法C. 安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用D. 安培首先提出了分子电流假说2. 把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )A. 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B. 安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C. 安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D. 安培力的方向，既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 3. 如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( ) A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 保持不变 D. 不能确定 4．一段通电直导线，长度为l ，电流为I ，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是() A ．丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况 B ．乙的情况下，导线不受力 C ．乙、丙的情况下，导线都不受力 D ．甲、乙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等 5．如图所示，通电螺线管ab 外部的小磁针N 极指向右方，若在螺线管内部的c 点也放进一个小磁针，则以下判断正确的是( ) A ．a 端接电源正极，c 点处小磁针N 极指向左方 B ．a 端接电源负极，c 点处小磁针N 极指向右方 C ．a 端接电源正极，c 点处小磁针N 极指向右方 D ．a 端接电源负极，c 点处小磁针N 极指向左方物理 习题 试卷2 6．图中a 、b 、c 为三根与纸面重直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O 点为三角形的中心（O 到三个顶点的距离相等），则( )A ．O 点的磁感应强度为零B ．O 点的磁场方向垂直Oc 向下C ．导线a 受到的安培力方向竖直向上D ．导线b 受到的安培力方向沿bc 连线方向指向c7. 如图所示，从同一粒子源O 发出的粒子以相同的速度垂直射入某磁场中，结果分成了a 、b 、c 三束，下列说法正确的是( )A . a 粒子带正电，b 粒子不带电，c 粒子带负电B . a 粒子带负电，b 粒子不带电，c 粒子带正电C . q a > q cD . q a < q c8. 如图所示，将一束正离子(不计重力)垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转；如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束。
对这些进入后一磁场中的离子，可得出的结论是( )A . 它们的动能一定各不相同B . 它们的电荷量一定各不相同C . 它们的质量一定各不相同D . 它们的电荷量与质量之比一定各不相同 9．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 = 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( ) A ．穿过线圈的磁通量为Φ = BL 1L 2sin θ B ．穿过线圈的磁通量为Φ = BL 1L 2cos θ C ．cd 边受到的安培力为F = BIL 1sin θ D ．ab 边受到的安培力为F = BIL 1cos θ 10. 如图所示，直角坐标系中y 轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a 的有界匀强磁场，磁感应强度为B ，右边界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，粒子恰好垂直PQ 射出磁场；当斜向下射入时，粒子恰好不从右边界射出。
则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( ) A. v Ba ，2π3a v B. 2v Ba ，2π3a v C. 2v Ba ，4π3a v D. v Ba ，4π3a v 二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共20分。
每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 11. 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物理 习题 试卷3D. 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，才受到磁场力作用12. 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图所示，那么这束带电粒子可能是( )A. 向右飞行的正离子束B. 向左飞行的正离子束C. 向右飞行的负离子束D. 向左飞行的负离子束13. 如图所示，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，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。
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mgkD. 弹簧形变量为2mgk14. 如图所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两粒子沿AB 方向从A 点射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出。
下列说法正确的是( )A. 从Q 点射出的粒子速度较大B. 从Q 点射出的粒子在磁场中运动的周期大C. 从Q 点射出的粒子，在磁场中运动的时间长D. 两粒子在磁场中运动的时间一样长 15. 如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(磁感应强度为B )和匀强电场(电场强度为E )组成的速度选择器，然后粒子通过平板S 上的狭缝P 进入另一匀强磁场(磁感应强度为B ′)，最终打在A 1A 2上，下列表述正确的是( ) A. 粒子带负电 B. 所有打在A 1A 2上的粒子，在磁感应强度为B ′的磁场中的运动时间都相同 C. 能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E B D. 粒子打在A 1A 2的位置越靠近P ，粒子的比荷q m 越大 四、计算题(本大题共4小题，共40分。
解答应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) 16. (8分)两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab ，处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，导电棒质量为1.2 kg ，长1 m 。
当导电棒中通入3 A 电流时，它可在导轨上匀速滑动；若电流强度增大为5 A ，导电棒可获得2 m/s 2的加速度，求装置所在处的磁感应强度的大小。
物理 习题 试卷417. (8分)如图所示，虚线圆所围区域有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B 。
一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角。
设电子质量为m ，电荷量为e ，不计电子之间相互作用力及所受的重力，求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R ；(2)电子在磁场中运动的时间t 。
18．(12分)如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第一象限有沿y 轴负方向、场强E ＝200N/C 的匀强电场，第二象限有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场。
现有一质量m ＝2.0×10－11kg ，电量q ＝1.0×10－5 C 带正电的粒子，从负x 轴上的A 点以v ＝1.0×104 m/s 的速度垂直x 轴进入磁场，恰好垂直通过y 轴上的P 点并进入电场，经过电场后通过x 轴上的Q 点。
已知OP 的长度h ＝2 m ，不计粒子重力，求： (1)磁感应强度B 的大小； (2)OQ 的长度L ； (3)粒子从A 点运动到Q 点的总时间t 总。
19. (12分)如图所示，质量为m ，带电量为+q 的液滴，以速度v 沿与水平成45°角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动。
重力加速度为g 。
(1)电场强度E 和磁感应强度B 各多大？ (2)当液滴运动到某一点M 时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？(3)在满足(2)的前提下，粒子从M 点第一次到达与M 点同一水平线上的N 点（图中未画出）所用的时间为多少？物理习题试卷5物理 习题 试卷12018-2019学年高二上学期第三单元训练卷物 理（一）答 案一、单项选择题(本大题共10小题；每小题4分，共40分。
每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)1.【答案】C2.【答案】D3.【答案】A4．【答案】B5．【答案】D【解析】外部小磁针的N 极水平向右，知螺线管内部的磁场方向向左，根据右手螺旋定则知，电流在螺线管中的方向从b 到a ，则b 端为电源的正极，a 端为电源的负极。
再由螺线管内部的磁场方向向左，故小磁针静止时N 极指向磁场方向，从右向左，即c 点处小磁针N 极指向左方，故D 正确。
6．【答案】B【解析】根据右手螺旋定则，电流a 在O 产生的磁场平行于bc 向左，b 电流在O 产生的磁场平行ac 指向右下方，电流c 在O 产生的磁场平行ab 指向左下方，由于三导线电流相同，到O 点的距离相同，根据平行四边形定则，则O 点合场强的方向垂直Oc 向下，故A 错误，B 正确；根据左手定则，结合矢量合成法则，导线a 受到的安培力方向水平向左，而导线b 受到的安培力方向平行于ac 斜向左上方，故C 、D 错误。
7.【解析】由左手定则知A 对，B 错；由于不知道粒子质量关系，无法根据偏转半径来判断其电荷量的关系，C 、D 错。
【答案】A8.【答案】D 【解析】从第一磁场进入后一磁场的带电粒子一定满足Eq = Bqv ，即E v B =，这些粒子速度相同。
而在后一磁场中，mv R B q ='，由于v 、B ʹ相同，而R 不同，所以比荷q m 不同，故选项D 正确。