2017年高考物理一轮复习第八章磁场章末检测卷
2017版新课标物理一轮复习过关检测 第八章 磁场(4) Word版含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理磁场考试时间：100分钟；满分：100分班级姓名 .第I卷（选择题）一、单项选择题（本题共7小题，每小题3分, 共21分）1.处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。
将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值（）A．与粒子电荷量成正比 B．与粒子速率成正比C．与粒子质量成正比 D．与磁感应强度成正比×”和“⊙”分别表示导线中的电2.如图所示为通电螺线管的纵剖面图，“○流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时的指向一定正确的是（）A．a B．b C．c D．d3. 目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能．如图所示为它的发电原理图．将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，从整体上来说呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路．设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g，则电流稳定后流过外电阻R的电流强度I及电流方向为（）4. 如图所示，a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于圆弧上相互垂直的两条直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向见图。
一带正电的粒子从圆心O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是（）A ．从O 指向aB ．从O 指向bC ．从O 指向cD ．从O 指向d5. 如图所示，相距为d 的水平金属板M 、N 的左侧有一对竖直金属板P 、Q ，板P 上的小孔S 正对板Q 上的小孔O ，M 、N 间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔S 处有一带负电粒子，其重力 和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒子恰能在M 、N 间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到A 点后 ( )A ．粒子在PQ 间运动过程中，带负电粒子电势能能一定增大B ．粒子在MN 间运动过程中，带负电粒子动能一定增大C ．粒子在MN 间运动过程中，带负电粒子轨迹向上极板偏转弯曲,机械能一定增大D ．粒子在MN 间运动过程中，带负电粒子轨迹向下极板偏转弯曲,电势能不变6. 如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E 和匀强磁场B 中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a 、b 同时从轨道左端最高点由静止释放,在运动中都能通过各自轨道的最低点M 、N,则 （ ）A.两小球每次到达轨道最低点时的速度都有vN<vMB.两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有FN ＞FMC.小球b 能到达轨道的最右端,小球a 不能到达轨道的最右端D.小球b 第一次到达N 点的时刻与小球a 第一次到达M 点的时刻相同7.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直横截面。
福建省建瓯市第二中学2017届高考物理一轮复习单元卷：第八章磁场全国通用含答案
高考物理一轮复习单元卷：第八章磁场一、选择题1。
关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( ）A．磁感线从磁体的N极出发,终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向,磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2。
如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行,若线框的面积为S,则通过线框的磁通量为（）A．BS B．BSC．S D．0B3。
如图1所示，A、B是一条磁感线上的两点,下列关于这两点的磁场强弱说法正确的是（)A．A点磁场比B点磁场强B．A点磁场比B点磁场弱C．A点磁场与B点磁场强弱一样D．条件不足，无法判断4. （2014高考课标1理综） 关于通电直导线在匀强磁场中所受安培力，下列说法正确的是（ )A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半5。
关于磁场下列说法正确的是( ）A ．磁场是一种实体，人们可以通过仪器观看B ．磁场是一种客观存在的特殊物质形式C ．磁体南极处的磁场比磁体北极处的磁场强D ．E 是描述磁场大小物理量的符号7。
（2014高考课标1理综） 如图,MN 为铝质平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。
一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达6。
如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是（ )A ．B ＝mg ILαsin ，方向垂直斜面向上 B ．B ＝mg ILαsin ,方向垂直斜面向下 C ．B ＝mg ILαtan ，方向竖直向上 D ．B ＝mg ILαtan ，方向竖直向下PQ 的中点O ，其动能损失一半，速度方向核电荷量不变。
高考物理一轮复习 第八章 磁场单元质检
权掇市安稳阳光实验学校磁场(时间:45分钟满分:100分)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题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列四图为电流产生磁场的分布图,正确的分布图是()A.①③B.②③C.①④D.②④答案:C解析:根据题图中电流方向利用安培定则可知,图①④所示磁感线正确,选项C 正确。
2.两个完全相同的通电圆环A、B的圆心O重合、圆面相互垂直,通电电流相同,电流方向如图所示,设每个圆环在其圆心O处产生的磁感应强度为B0,则O 处的磁感应强度大小为()A.0B.2B0C.B0D.无法确定答案:C 解析:由安培定则可知,A在圆心处产生的磁感应强度方向垂直于纸面向里,B 在圆心处产生的磁感应强度方向竖直向下,两者垂直,所以合磁感应强度大小B=B0,选项C正确。
3.磁场中某区域的磁感线如图所示,则()A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B bB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bC.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处受力小答案:B解析:磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,由题图知b处的磁感线疏密程度较a处密,所以B a<B b,选项A错误,选项B正确;导线放在磁场中的受力不仅与B和I的大小有关,还与导线放置的方向有关,选项C、D错误。
4.电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理图如图所示,利用这种装置可以把质量为m=2.0 g(包括金属杆EF的质量)的弹体加速到6 km/s,若这种装置的轨道宽d=2 m,长l=100 m,电流I=10 A,轨道摩擦不计,则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率的结果正确的是()A.B=18 T,P m=1.08×108 WB.B=0.6 T,P m=7.2×104 WC.B=0.6 T,P m=3.6×106 WD.B=18 T,P m=2.16×106 W〚34220394〛答案:D解析:通电金属杆在磁场中受安培力的作用而对弹体加速,由功能关系得BIdl=,代入数值解得B=18 T;当速度最大时磁场力的功率也最大,即P m=BIdv m,代入数值得P m=2.16×106 W,故选项D正确。
【步步高】2017年高考物理(人教版浙江)一轮复习第8章1讲磁场及其对电流的作用
2B
B
√
解析答案
考点二 磁感应强度
安培定则
[规律总结]
磁场的矢量性及合成
1.根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向.
开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒
所受安培力的方向，并求出金属棒的质量.
解析答案
考点三 通电导线在磁场中受到的力 安培力作用下导体的分析技巧
[技巧点拨]
1.安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同，只 不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析示意图. 2.安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关键是做 好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度.
(3)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示).
答案
考点二 磁感应强度
3.电流的磁场
直线电流的磁场
安培定则
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
条形 磁铁的磁场相似，管 环形电流的两侧是N极 无磁极、非匀强，与_____
特点 且距导线越远处
越弱 磁场_____ 安培 定则
最强 ， 和S极，且离圆环中心 匀强 磁场且磁场_____ 内为_____ 非匀强 磁场 管外为_______ 越弱 越远，磁场_____
的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.
考点三 通电导线在磁场中受到的力
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12 【题组阶梯突破】
【步步高】2017年高考物理(人教版浙江)一轮复习第8章章末综合练
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(1)带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0的大小和方向；
解析 粒子在复合场中做匀速直线运动如图所示，设速度 v0 与 x 轴夹角为 θ，
依题意得：(qBv0)2＝(qE)2＋(mg)2 解得 v0＝2 m/s qE tan θ＝mg 所以：θ＝60° 即速度 v0 的大小为 2 m/s，方向斜向上与 x 轴正方向的夹角为 60°
解析
因该地区的地磁场十分异常，可知此处必然有被磁化的磁性材料，
故推测该地区地下可能蕴藏着铁矿，故选B.
解析答案
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3.下列有关磁通量的论述中正确的是( D )
A.磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量一定越大
B.磁感应强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大 C.穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感应强度一定为零 D.匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量一定越大 解析 穿过线圈的磁通量的大小Φ＝BSsin θ，不仅和磁感应强度的大小、 线圈的面积有关还和线圈所在平面与磁场方向的夹角有关，A、B错误； 穿过线圈的磁通量为零，有可能是线圈平行于磁场放臵，C错误； 穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量就越大，故D正确.
解析答案
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9.如图所示，蹄形磁铁用柔软的细线悬吊在天花板上，在磁铁两极的正下方固定着一 根水平直导线，当直导线通以向右的电流时( C ) A.磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小 B.磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小
2017届高三物理一轮复习课时作业：第八章 磁场 1 含解析
课时作业(二十三）[基础小题]1．如图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为（)[解析］根据磁感线的疏密表示磁感应强度的大小可知，以O点（图中白点）为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为图C.［答案］ C2.电流计的主要结构如图所示，固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中，并可绕轴转动．铝框上绕有线圈，线圈的两端与接线柱相连．有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想，可能正确的是（）[解析]软铁芯被磁化后,左端为S极,右端为N极，而磁体内部的磁感线方向从S极指向N极，可见B、D错误．再根据磁感线不能相交，知A错误，C正确．[答案］ C3.在磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．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］磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟该处的B的大小和I、L有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关,故C、D错误;由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B b〉B a，所以B正确．[答案] B4。
如图所示，A为一水平旋转的带有大量均匀分布的正电荷的圆盘,在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外［解析]由于带正电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为顺时针方向(从上往下看)，所产生的磁场方向竖直向下．由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向外,故D正确．[答案］ D5。
电磁轨道炮工作原理如图所示．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I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］由题意可知磁感应强度B＝kI，安培力F安＝BId＝kI2d，由动能定理可得：F安L＝m v22,解得v＝I错误!，由此式可判断B、D选项正确．［答案］BD6.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器．电磁弹射系统由电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等组成．其工作原理如图所示,利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受到安培力的作用加速获得动能．设飞机质量m＝1.8×104 kg,起飞速度为v＝70 m/s,起飞过程中所受平均阻力恒为机重的错误!,在没有电磁弹射器的情况下,飞机从静止开始在恒定的牵引力作用下，起飞距离为l＝210 m；在电磁弹射器与飞机发动机（牵引力不变)同时工作的情况下,起飞距离减为错误!。
2017版新课标物理一轮复习过关检测 第八章 磁场(3) 含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理磁 场考试时间：100分钟；满分：100分班级 姓名 .第I 卷（选择题）一、单项选择题（本题共7小题，每小题3分, 共21分）1.下列各图中，电荷的运动方向、磁场方向和洛仑兹力方向之间的关系正确的是( )2.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示。
若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是A ． ILB ，水平向左B ． ILB ，水平向右C ． 3ILBπ，水平向右 D ． 3ILBπ，水平向左 ·3.在地球赤道附近某建筑上有一竖立的避雷针，当一团带正电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是（ ） A ．向东 B ．向南 C ．向西 D ．向北4.如图4是倾角30θ=的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图。
一长为L 质量为m 的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通入电流强度为I，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，已知当地重力加速度为g，则下说法正确的是( )A.所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为。
B.所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为。
C所加磁场的磁感应强度的最小值为D．所加磁场的磁感应强度的最大值为5.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则A．c点的磁感应强度的值最小B．b点的磁感应强度的值最大C．b、d两点的磁感应强度相同D．a、b两点的磁感应强度相同6.两个电荷量相等但电性相反的带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则（）A．a粒子带正电，b粒子带负电B．两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb＝3∶1C ．两粒子的质量之比ma ∶mb ＝1∶2D ．两粒子的速度之比va ∶vb ＝1∶27.在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P 点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a 、b 、c （不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta 、tb 、tc 分别表示a 、b 、c 通过磁场的时间；用ra 、rb 、rc 分别表示a 、b 、c 在磁场中的运动半径，则下列判断正确的 是（ ）A. ta=tb=tcB. tc ＞tb ＞taC. rc ＞rb ＞raD. rb ＞ra ＞rc二、多项选择题（本题共5道小题，每小题6分，共30分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得得0分）8.如图所示，以O 为圆心、MN 为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a 、b 和c 以相同的速率分别沿aO 、bO 和cO 方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bO 垂直MN ，aO 、cO 和bO 的夹角都为30°，a 、b 、c 三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta 、tb 、tc ，则下列给出的时间关系可能正确的是(AD)A ．ta<tb<tcB ．ta>tb>tcC ．ta ＝tb<tcD ．ta ＝tb ＝tc 9.如图所示，在x 轴的上方有沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度为E ，在x 轴的下方等腰三角形CDM 区域内有垂直于xOy 平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B ，其中C 、D 在x 轴上，它们到原点O 的距离均为a ，45θ=。
2017年高考物理一轮复习 第8章 磁场综合测试题 新人教版
第八章 综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间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题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
)1．(2014·新课标Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是导学号 05801055( )A ．安培力的方向可以不垂直于直导线B ．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C ．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D ．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 答案：B解析：该题考查通电导线在磁场中所受安培力的大小和方向。
解题的关键是要理解楞次定律和有效长度。
安培力垂直于导线和磁场决定的方向，A 错B 对。
由F ＝BIL sin θ可知，C 错。
当导线从中间折成直角时，有效长度L 1＝22L ，D 选项不正确。
本题容易出错的是D 选项。
没有掌握有效长度与原长度的关系。
有效长度是连接初、末位置线段的长度。
2．(2014·安徽理综)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞。
已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变。
由此可判断所需的磁感应强度B 正比于导学号 05801056( )A.T B ．T C.T 3D ．T 2答案：A解析：该题考查带电粒子在磁场中的轨道半径问题。
解题关键要理解动能与温度的关系。
由R ＝mv qB ，12mv 2＝kT ，可知B 与T 成正比，A 正确，本题情景涉及科学的前沿知识，但本质是考查轨道半径问题。
3．如图(a )所示，不在同一平面内的两互相垂直的导线，其中MN 固定，PQ 可以自由运动，当两导线中通入图示方向电流I 1、I 2时，导线PQ 将导学号 05801057( )A ．顺时针方向转动，同时靠近导线MNB ．顺时针方向转动，同时远离导线MNC ．逆时针方向转动，同时靠近导线MND ．逆时针方向转动，同时远离导线MN 答案：C解析：先由右手螺旋定则确定磁场，再由左手定则判定电流在磁场中受到安培力的方向，进而确定导线运动情况。
2017版新课标物理一轮复习过关检测 第八章 磁场(1) 含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理磁 场考试时间：100分钟；满分：100分班级 姓名 .第I 卷（选择题）一、单项选择题（本题共7小题，每小题3分, 共21分）1. 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．首先观察到这个实验现象的物理学家是（ ）A ． 奥斯特B ． 爱因斯坦C ． 伽利略D ． 牛顿2.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）A ．磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的通电导线有关B ．磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的通电导线所受磁场力方向一致C ．在磁场中某点的通电导线不受磁场力作用时，该点磁感应强度大小一定为零D ． 在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大3. 如图所示，空间有磁感应强度B=0.6T 的匀强磁场，坐标原点处有一α粒子（带正电）源，在纸面内以相同大小的速度沿不同方向向第四象限发射α粒子，在x 坐标轴上方16cm 处有一足够大的与x 轴平行与y 轴垂直的挡板，己知α粒子的比荷7105⨯=m q C/kg ，速度为6103⨯m/s ，则可以打到挡板的α粒子从原点射出时其速度方向与x轴正向最大夹角为A ．30°B ．37°C ．53°D ．60°4. 欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I 时，小磁针偏转了30º，问当他发现小磁针偏转的角度增大到60º时，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）A ．2IB ．3IC ．3ID ．无法确定5. 如图是质谱仪的工作原理示意图．现有一束几种不同的正离子，经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器（速度选择器内有相互正交的匀强电场E 和匀强磁场B 1），离子束保持原运动方向未发生偏转．接着进入另一匀强磁场B 2，发现这些离子分成几束．由此可得结论（ ）A ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内B ．这些离子通过狭缝P 的速率都等于E B 1 C ．这些离子的电量一定不相同D ．这些离子的比荷一定不相同6. 如图所示，在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场．一个质量为m 、电量为+q 的带电粒子（重力不计）从AB 边的中点O 以速度进入磁场，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°．若粒子能从AB 边穿出磁场，则粒子在磁场中运动的过程中，粒子到AB 边的最大距离为（ ）A.B. C. D.7.如图所示，通电导线MN 在纸面内从a 位置绕其一端M 转至b 位置时， 通电导线所受安培力的大小变化情况是（ ）A ．不变B ．变小C ．变大D ．不能确定二、多项选择题（本题共5道小题，每小题6分，共30分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得得0分）8. 医生在做手术时，需从血库里取血，为避免感染，都是利用电磁泵从血库里向外抽．如图为一个电磁泵的结构图，长方形导管的左右表面绝缘，上下表面为导体，管长为a ，内壁高为b ，宽为L ，且内壁光滑．将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正负离子，将上下表面和电源接通，电路中会形成大小为I 的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p ，从而将血浆抽出．其中v 为血液流动方向．若血浆的电阻率为ρ，所加电源的电动势为E ，内阻为r ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则（ ）A. 此装置中血浆的等效电阻为R=ρB ． 此装置中血浆受到的安培力大小为F=BILC ．此装置中血浆受到的安培力大小为F=BIbD. 前后两侧的压强差为P=9. 如图所示,虚线MN 上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1,带电粒子从边界MN 上的A 点以速度v0垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN 上的B 点射出.若在粒子经过的区域PQ 上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,让该粒子仍以速度v0从A 处沿原方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN 上的B'点射出(图中未标出)，不计粒子的重力.下列关于粒子的说法中,正确的是( )A.B'点在B 点的右侧B.从B'点射出的速度大于从B 点射出的速度C.从B'点射出的速度方向平行于从B 点射出的速度方向D.从A 到B'的时间小于从A 到B 的时间10.如图所示，一足够长的矩形区域abcd 内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B 的匀强磁场，在ad 边中点O ，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad 边夹角θ=30°、大小为v 0的带正电粒子，已知粒子质量为m ，电量为q ，ad 边长为L ，ab 边足够长，粒子重力不计，则粒子不能从ab 边上射出磁场的v 0为A ．03qBL qBL v m m <≤B ．0qBL v m >C ．03qBL v m ≤D ．02qBL v m≤11.如图所示，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。
2017版新课标物理一轮复习章末过关检测(08)第八章 磁场 Word版含解析
章末过关检测(八) 磁 场(限时：45分钟)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分) 1．(2016·江门三调)如图所示，带负电的金属环绕轴OO ′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时( )A ．N 极竖直向上B ．N 极竖直向下C ．N 极沿轴线向左D ．N 极沿轴线向右2.如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向A 极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是( )A ．将变阻器滑动触头P 向右滑动B ．将变阻器滑动触头P 向左滑动C ．将极板间距离适当减小D ．将极板间距离适当增大3.如图所示，一带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场，v 0的方向平行于x 轴。
运动中经过b 点，Oa ＝Ob ，若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，仍以v 0从a 点进入电场，粒子仍能通过b 点，不计重力，那么电场强度E 与磁感应强度B 之比为( )A ．v 0B ．1C ．2v 0 D.v 024．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a 、b ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。
若不计粒子的重力，则下列说法正确的是( )A ．a 粒子带正电，b 粒子带负电B ．a 粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C ．b 粒子动能较大D ．b 粒子在磁场中运动时间较长 5.(2016·浙江联考)如图所示，三根长为L 的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。
电流大小均为I ，其中A 、B 电流在C 处产生的磁感应强度的大小分别为B 0 ，导线C 位于水平面处于静止状态，则导线C 受到的静摩擦力是( )A.3B 0IL ，水平向左B.3B 0IL ，水平向右C.32B 0IL ，水平向左 D.32B 0IL ，水平向右 6．(2016·云南模拟)如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L ，劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒ab 相连，弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。
2017版新课标物理一轮复习过关检测 第八章 磁场(2) 含答案
最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理磁场考试时间：100分钟；满分：100分班级姓名.第I卷（选择题）一、单项选择题（本题共7小题，每小题3分, 共21分）1.下列说法正确的是A千克、牛顿、库仑均是中学物理中涉及的国际单位制的基本单位B质点、点电荷、匀速直线运动均属于理想化物理模型C卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量D 分别是加速度、电场强度、磁感应强度的定义式2.在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四导线中的电流大小关系为i1＜i2＜i3=i4，要使O点磁场增强．则应切断哪一导线中的电源（）A．切断i1 B．切断i2 C．切断i3 D．切断i43.如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域并沿直线运动，从C点离开场区；如果这个场区只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则这个粒子从D点离开场区。
设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2、和t3的大小，则（）A、t1=t2=t3B、t1=t2＜t3C、t1＜t2=t3D、t1＜t2＜t34.如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f将（）A、N减小，f=0B、N减小，f≠0C、N增大，f=0D、N增大，f≠05.如图1所示，两根通电的长直导线垂直于纸面平行放置，电流分别为I1和I2，且I1＝I2，电流的方向如图所示，O点位于两导线连线的中点。
则（）A．O点磁感应强度大小为零B．O点磁感应强度大小不为零C．I1和I2之间为引力D．I1和I2之间无作用力6.如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α角．为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若磁场分布为一个圆形区域，则这一圆形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（）Bcos2αsinαDsin2α7.如图所示，在x轴上方垂直于纸面向外的匀强磁场，两带电量相同而质量不同的粒子以相同的速度从O点以与x轴正方向成α=60°角在图示的平面内射入x轴上方时，发现质量为m1的粒子从a点射出磁场，质量为m2的粒子从b点射出磁场．若另一与a、b带电量相同而质量不同的粒子以相同速率与x轴正方向成α=30°角射入x轴上方时，发现它从ab的中点c射出磁场，则该粒子的质量应为（不计所有粒子重力作用）（）（m1+m2）C（m1+m2）D（m1+m2）对得6分，选对但不全得3分，有选错得得0分）8.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的恒力F拉乙物块，在使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上加速运动的阶段中（）9.如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R（比细管的内径大得多），在圆管内的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g．空间存在一磁感应强度大小未知（不为零），方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场．某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v0=的初速度，则以下判断正确的是（）A．无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C．无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D．小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，机械能不守恒10.如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压ER U21=C．直径qmERBPQ2=D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷11.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是（）的带电粒子的速率等于12.如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量q=6×10-7C，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零。
高考物理复习八章磁场章末验收卷
第八章磁场章末验收卷(八)(限时：45分钟)一、单项选择题1．磁场中某区域的磁感线如图1所示，则( )图1A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．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处受力小答案 A解析磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出B a＞B b，所以A 正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、通电导线中的电流I、通电导线的长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误．2．关于通电直导线在匀强磁场中所受到的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案 B解析安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面，因此，安培力总与磁场和电流垂直，A错误，B正确；安培力F＝BILsin θ，其中θ是导线与磁场方向的夹角，所以C错误；将直导线从中点折成直角，导线受到的安培力的大小不仅与导线的有效长度有关，还与导线在磁场中的相对位置有关，D错误．3．(2020·绿色联盟10月评估)某同学想利用“电磁弹簧秤”测量磁感应强度，如图2所示．一长为l的金属棒ab用两个完全相同的、劲度系数均为k的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关S与一电动势为E的电源相连，回路总电阻为R.开关S断开时，金属棒处于平衡状态，弹簧伸长长度为x0；闭合开关S，金属棒再次处于平衡状态时，弹簧伸长长度为x.重力加速度为g，则关于金属棒质量m和磁感应强度B，正确的是( )图2A．m＝kx0g，B＝Rk(x0－x)ElB．m＝kx0g，B＝Rk(x0＋x)ElC．m＝2kx0g，B＝2Rk(x0－x)ElD．m＝2kx0g，B＝2Rk(x0＋x)El答案 C解析断开S时，由ab棒受力平衡可知，mg＝2kx0，则m＝2kx0g；闭合开关S时，由左手定则知ab棒所受安培力向上，由ab棒受力平衡可知，2kx＋BIl＝mg，其中I＝ER ，可求得B＝2Rk(x0－x)El.4．如图3所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )图3A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl答案 C解析导线有效长度为2lsin 30°＝l，所以该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，故选C.5．粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图4所示，两根导线中通有相同的电流，电流方向垂直纸面向里，水平面上一带电滑块(电性未知)以某一初速度v沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面．下列说法正确的是( )图4A．滑块可能做加速直线运动B．滑块可能做匀速直线运动C．滑块可能做曲线运动D．滑块一定做减速运动答案 D解析根据题意两根导线产生的磁场如图所示，在两导线连线的上面磁场水平向右，在两导线连线的下面磁场水平向左，根据左手定则，带电滑块受到的洛伦兹力垂直纸面向里或向外，与运动方向垂直，只影响带电滑块受到的压力的大小，即摩擦力的大小，又因为带电滑块始终未脱离水平面，所以滑块一定做减速运动，A、B、C错误，D正确．6．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行，一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( )A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小答案 D解析由qvB＝m v2r知，r＝mvqB，B减小，r变大，而速度v不变，则角速度变小，故D正确．7．(2020·绍兴一中期末)在图5所示的宽度范围内，用匀强电场可使以初速度v0垂直射入电场的某种正离子偏转θ角，若改用垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场时偏转角度也为θ，则电场强度E 和磁感应强度B之比为( )图5A．1∶cos θ B．v0∶cos θC．tan θ∶1 D．v0∶sin θ答案 B解析设该离子的质量为m，电荷量为q，场区宽度为L，离子在电场中做类平抛运动，则有：L＝v0t①a＝qEm②tan θ＝atv0③由①②③得：tan θ＝qELmv 20④离子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，qv 0B ＝mv 02R⑤ 由几何知识得：sin θ＝LR⑥ 由⑤⑥得：sin θ＝qBLmv 0⑦由④⑦式解得：E B ＝v 0cos θ，B 正确，A 、C 、D 错误．8．如图6所示，粒子源P 会发出电荷量相等的带电粒子，这些粒子经装置M 加速并筛选后，能以相同的速度从A 点垂直磁场方向沿AB 射入正方形匀强磁场ABCD.粒子1、粒子2分别从AD 中点和C 点射出磁场．不计粒子重力，则粒子1和粒子2( )图6A ．均带正电，质量之比为4∶1B ．均带负电，质量之比为1∶4C ．均带正电，质量之比为2∶1D ．均带负电，质量之比为1∶2 答案 B解析 由左手定则可判断，粒子1、2均带负电．由题图可知粒子1和粒子2的轨道半径之比为1∶4.由qvB ＝m v 2r 和r 1r 2＝14可得1和2的质量之比为1∶4，故选B.9．如图7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电性分别是( )图7 A.3v2aB，正电荷 B.v2aB，正电荷 C.3v2aB，负电荷 D.v2aB，负电荷 答案 C解析 粒子穿过y 轴正半轴，由左手定则可判断粒子带负电；根据带电粒子在有界磁场中运动的对称性作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由图中几何关系可得r ＋rsin 30°＝a ，解得r ＝23a ，又qvB ＝m v 2r ，解得q m ＝3v2aB，C 正确．二、计算题10．如图8所示，在半径R ＝4 cm 的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.1 T ，圆的直径OA 恰好落在x 轴上，C 为圆心．在原点O 处有一粒子源，可向xOy 平面内的各个方向发射速度大小均为v ＝8×105 m/s 、比荷q m＝1×108C/kg 的带负电粒子，粒子重力不计．图8(1)当粒子的初速度方向与x 轴夹角为θ时，恰好能从A 点射出，求θ角；(2)调整粒子源的出射速度大小为2×105m/s ，试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积(取π≈3)． 答案 (1)30° (2)15 cm 2解析 (1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r 1，据qvB ＝mv2r 1，解得：r 1＝8 cm.分析知，粒子做圆周运动的圆心与O 、A 三点组成等边三角形，由几何关系知：θ＝30°(2)v 改变后，粒子做圆周运动的半径：r 2＝2 cm ，能到达的阴影区域如图所示S 半圆＝12πr 22S 扇形＝16π(2r 2)2S 弧＝S 扇形－12×2r 2·3r 2故S 阴影＝116πr 22－3r 22≈15 cm 2.11．(2020·宁波市9月联考)一圆筒的横截面如图9所示，其圆心为O ，筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d 的平行金属板M 、N ，其中M 板带正电荷，N 板带等量负电荷．质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子自M 板边缘的P 处由静止释放，经N 板的小孔S 以速度v 沿半径SO 方向射入磁场中，粒子与圆筒发生二次碰撞后仍从S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：图9(1)M 、N 间电场强度E 的大小； (2)圆筒的半径R ；(3)保持M 、N 两板电量不变，M 板上下移动，保证粒子在磁场中绕O 运动一周后能回到M 板边缘的P 点，求两板距离的可能值．答案 (1)mv 22qd (2)3mv 3qB (3)d 3tan 2πn ＋1，n ＝2,3,4，…解析 (1)由动能定理得qEd ＝12mv 2，可得E ＝mv22qd(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB ＝m v2r ，粒子与圆筒发生二次碰撞后仍从S 孔射出，由几何关系得r ＝Rtanπ3联立解得R ＝3mv 3qB(3)两板电量不变，Q ＝CU ＝εr S 4kπd ·Ed＝εr SE4kπ， 故改变两板距离时，电场强度E 不变 设粒子与圆筒碰撞n 次后回到S ， 则粒子在磁场中运动的半径为 r n ＝Rtan πn ＋1又有qv n B ＝mv n 2r n ，qEd n ＝12mv n 2得d n ＝d 3tan 2πn ＋1，n ＝2,3,4，…高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高考物理一轮总复习 第八章 磁场章末检测卷
第八章 磁场一、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题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分．)1．(2017·河北省重点中学调研)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是( )A ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等 B ．从AC 边出射的电子的运动时间都相等 C ．入射速度越大的电子，其运动时间越长D ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长解析：电子做圆周运动的周期T ＝2πm eB ，保持不变，电子在磁场中运动时间为t ＝θ2πT ，轨迹对应的圆心角θ越大，运动时间越长．电子沿BC 方向入射，若从AB 边射出时，根据几何知识可知在AB 边射出的电子轨迹所对应的圆心角相等，在磁场中运动时间相等，与速度无关．故选项A 正确，选项C 错误；从AC 边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等．故选项B 、D 错误．答案：A2．(2017·烟台模拟)初速度为v 0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析：导线在电子附近产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知，电子受到的洛伦兹力方向向右，电子向右偏转，但由于洛伦兹力不做功，电子速率不变，A正确．答案：A3．(2016·新乡模拟)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′点(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，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，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，粒子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，故无法判断从O′点的上方还是下方穿出，选项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，故选项C 正确，D 错误．答案：C4．(2016·黄冈模拟)如图所示，在纸面内半径为R 的圆形区域中充满了垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一点电荷从图中A 点以速度v 0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是( )A ．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O 点B ．该点电荷的比荷q m ＝2v 0BRC ．该点电荷在磁场中的运动时间t ＝πR 3v 0D ．该点电荷带正电解析：根据左手定则可知，该点电荷带负电，选项D 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应的圆心角，根据题意，该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周，画出其运动轨迹并找出圆心O 1，如图所示，根据几何关系可知，轨道半径r ＝R 2，根据r ＝mv 0Bq 和t ＝πr v 0可求出，该点电荷的比荷为q m ＝2v 0BR 和该点电荷在磁场中的运动时间t ＝πR2v 0，所以选项B 正确，C 错误；该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过O 点，选项A 错误．答案：B5．(2016·张家界模拟)如图所示，铜质导电板(单位体积的电荷数为n)置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向．将电路接通，串联在AB 线中的电流表读数为I ，电流方向从A 到B ，并联在CD 两端的电压表的读数为U CD >0，已知铜质导电板厚h 、横截面积为S ，电子电荷量为e.则该处的磁感应强度的大小和方向可能是( )A .neSUIh、垂直纸面向外 B .nSUIh、竖直向上 C .neSUIh、垂直纸面向里 D .nSUIh、竖直向下 解析：铜质导电板靠电子导电，当铜质导电板通电时，Uh e ＝Bev ，式中v 为电子定向运动的速度，由电流的微观定义得I ＝neSv ，得B ＝neSUIh ，B 、D 错；根据左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，A 对，C 错．答案：A6．(2017·衡水模拟)如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U 加速后进入相互垂直的电场(E 方向竖直向上)和磁场(B 方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转．要使此离子沿直线通过电磁场，需要( )A．增加E，减小B B．增加E，减小UC．适当增加U D．适当减小E解析：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件Eq＝qvB.根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．增大电场强度E，即可以增大电场力，减小磁感应强度B，即减小洛伦兹力，不满足要求，故选项A错误；减小加速电压U，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E，则电场力增大，不满足要求，故选项B错误；加速电场中，根据eU＝12mv2可得v2＝2eUm，适当地增大加速电压U，从而增大洛伦兹力，故选项C正确；根据适当减小电场强度E，从而减小电场力，故选项D正确．答案：CD7．如图所示，虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是( )解析：带电小球进入复合场时受力情况：其中只有C 、D 两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，A 项中力qvB 随速度v 的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A 错．答案：CD8．(2017·绵阳模拟)粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D 形金属盒的半径为R ，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B 的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f ，加速电压为U ，若中心粒子源处产生的质子质量为m 、电荷量为＋e ，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确的是( )A ．不改变磁感应强度B 和交流电的频率f ，该加速器也可加速α粒子 B ．加速的粒子获得的最大动能随加速电压U 的增大而增大C ．质子被加速后的最大速度不能超过2πRfD ．质子第二次和第一次经过D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 2∶1解析：质子被加速获得的最大速度受到D 形盒最大半径的制约，v m ＝2πRT＝2πRf ，C 正确；粒子旋转频率为f ＝Bq2πm ，与被加速粒子的比荷有关，所以A 错误；粒子被加速的最大动能E km ＝mv 2m 2＝2m π2R 2f 2，与加速电压U 无关，B 错误；因为运动半径R ＝mv Bq ，nUq ＝mv 22，知半径比为 2∶1，D 正确．答案：CD二、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求作答，解答题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．)9．(8分)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？解析：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向F N＝mg，(2分)水平方向BIL－F f－Mg＝0，(2分)又F f＝μF N.(2分)联立解得I＝2 A．(1分)由左手定则知电流方向由a指向b.(1分)答案：2 A电流方向由a指向b10．(10分)横截面为正方形abcd的匀强磁场磁感应强度为B，一个带电粒子以垂直于磁场方向、在ab边的中点与ab边成30°角的速度v0射入磁场，如图所示，带电粒子恰好不从ad边离开磁场，已知粒子的质量为m，正方形边长为L，不计重力，求：(1)粒子带何种电荷？粒子的电荷量是多少？(2)粒子在磁场中运动的时间．解析：(1)根据左手定则，粒子带正电荷，设粒子做圆周运动的半径为r.由几何条件有r ＋r cos 60°＝L2，(1分)解得r ＝L3.(1分)根据牛顿第二定律qv 0B ＝mv 2r ，(2分)所以q ＝mv 0Br ＝3mv 0BL.(1分)(2)设周期为T ，由几何条件可知粒子轨道所对的圆心角为300°，(1分) 所以t ＝56T ，(1分)又T ＝2πr v 0＝2πL 3v 0，(2分)解得t ＝56T ＝5πL9v 0.(1分)答案：(1)粒子带正电荷，3mv 0BL (2)5πL9v 011．(10分)如图甲所示，M 、N 为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d ，两板中央各有一个小孔O 、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向．有一群正离子在t ＝0时垂直于M 板从小孔O 射入磁场．已知正离子质量为m 、带电荷量为q ，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T 0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求：(1)磁感应强度B 0的大小；(2)要使正离子从O′孔垂直于N 板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v 0的可能值． 解析：(1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力 qv 0B 0＝m v 2r ，(2分)做匀速圆周运动的周期T 0＝2πrv 0.(2分) 联立两式得磁感应强度B 0＝2πmqT 0.(1分) (2)要使正离子从O′孔垂直于N 板射出磁场，v 0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T 0时，有r ＝d4.(3分)当两板之间正离子运动n 个周期即nT 0时，有 r ＝d4n (n ＝1，2，3，…)．(1分) 联立求解，得正离子的速度的可能值为 v 0＝B 0qr m ＝πd 2nT 0(n ＝1，2，3，…)．(1分)答案：(1)2πm qT 0 (2)πd 2nT 0(n ＝1，2，3，…)12．(12分)(2014·重庆卷)某电子天平原理如图所示，E 形磁铁的两侧为N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均为B ，磁极宽度均为L ，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C 、D 与外电路连接，当质量为m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I 可确定重物的质量．已知线圈匝数为n ，线圈电阻为R ，重力加速度为g.问：(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？ (2)供电电流I 是从C 端还是从D 端流入？求重物质量与电流的关系； (3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？ 解析：(1)由右手定则可知线圈向下运动，感应电流从C 端流出．(1分) (2)设线圈受到的安培力为F A ，外加电流从D 端流入．(1分) 由F A ＝mg ，①(2分) F A ＝2nBIL ，②(2分) 得m ＝2nBLg I.③(1分)(3)设称量最大质量为m 0， 由m ＝2nBL g I ，④(2分)P ＝I 2R ，⑤(2分) 得m 0＝2nBL gPR.⑥(1分) 答案：(1)电流从C 端流出 (2)从D 端流入 m ＝2nBL g I (3)2nBLg P R13．(12分)(2015·浙江卷)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m ，速度为v 的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r 的圆，圆心在O 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P 点进入通道，沿通道中心线从Q 点射出．已知OQ 长度为L ，OQ 与OP 的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q 并判断其正负．(2)离子从P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′.(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B 不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小．解析：(1)离子做圆周运动Bqv ＝m v 2r，①(2分) 解得q ＝mv Br，正电荷．②(2分) (2)如图所示．O ′Q ＝R ，OQ ＝L ，O ′O ＝R －r.引出轨迹为圆弧B′qv＝m v 2R，③(2分) 解得R ＝mv B ′q.④(1分) 根据几何关系得R ＝r 2＋L 2－2rR cos θ2r －2L cos θ.⑤(1分)解得B′＝mv qR ＝2mv （r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）.⑥(1分) (3)电场强度方向沿径向向外⑦(1分)引出轨迹为圆弧Bqv －Eq ＝m v 2R，⑧(1分) 解得E ＝Bv －2mv 2（r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）.(1分) 答案：(1)q ＝mv Br，正电荷 (2)2mv （r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ） (3)沿径向向外 E ＝Bv －2mv 2（r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）。
2017届高三物理一轮复习 第八章 磁场章末检测提升
第八章磁场一、选择题(本大题共12小题，共48分．在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分)1．如图所示，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，导线中通电后与通电前相比较 ( )A．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≠0解析：(转换研究对象法)如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.答案：C2．如图所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽度为L ，共N 匝，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I 时(方向如图)，在天平左右两边加上质量各为m 1、m 2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平重新平衡．由此可知 ( )A ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m 1－m 2）gNILB ．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg2NILC ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m 1－m 2）gNILD ．磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg2NIL解析：当电流反向(大小不变)时，右边需再加质量为m 的砝码后方可平衡，可得此时安培力的方向竖直向上，由左手定则判定磁场方向垂直纸面向里，由两种情况的受力平衡可得：m 1g ＝m 2g ＋m′g ＋NBIL ，m 1g ＝m 2g ＋mg ＋m′g－NBIL ，其中m′为线圈质量，联解可得B ＝mg2NIL. 答案：B3．(多选)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P 3＋经电压为U 的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P ＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P ＋和P 3＋( )A ．在电场中的加速度之比为1∶1B ．在磁场中运动的半径之比为3∶1C ．在磁场中转过的角度之比为1∶2D ．离开电场区域时的动能之比为1∶3解析：磷离子P ＋与P 3＋电荷量之比q 1∶q 2＝1∶3，质量相等，在电场中加速度a ＝qEm ，由此可知，a 1∶a 2＝1∶3，选项A 错误；离子进入磁场中做圆周运动的半径r ＝mv qB ，又qU ＝12mv 2，故有r ＝1B2mU q，即r 1∶r 2＝3∶1，选项B 正确；设离子P 3＋在磁场中偏转角为α，则sin α＝d r 2，sin θ＝dr 1(d 为磁场宽度)，故有sin θ∶sin α＝1∶3，已知θ＝30°，故α＝60°，选项C 正确；全过程中只有电场力做功，W ＝qU ，故离开电场区域时的动能之比即为电场力做功之比，所以E k 1∶E k 2＝W 1∶W 2＝1∶3，选项D 正确．答案：BCD4．如图所示，长为3l 的直导线折成三段做成正三角形，并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当在该导线中通以如图所示的电流I 时，该通电导线受到的安培力大小为( )A ．2BIl B.32BIl C.2＋32BIl D ．0解析：导线AB 段和BC 段的有效长度为2l sin 30°＝l ，所以该通电导线受到的安培力大小为F ＝BIl ＋BIl ＝2BIl ，本题只有选项A 正确．答案：A5．(多选)地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，也分布有电场．假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里．此时一带电宇宙粒子，恰以速度v 垂直于电场和磁场射人该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况可能的是 ( )A ．仍做直线运动B ．立即向左下方偏转C ．立即向右上方偏转D ．可能做匀速圆周运动解析：比较Eq 与qvB ，因二者开始时方向相反，当二者相等时，A 项正确，当Eq>qvB 时，向电场力方向偏，当Eq<qvB 时，向洛伦兹力方向偏，B 、C 两项正确，有电场力存在，粒子不可能做匀速圆周运动，D 项错．答案：ABC6．如图所示，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为em的电子以速度v 0从A 点沿AB 方向射入，欲使电子能经过BC 边，则磁感应强度B 的取值应为 ( )A ．B ＞3mv 0ae B ．B ＜2mv 0aeC ．B ＜3mv 0aeD ．B ＞2mv 0ae解析：画出电子运动轨迹，如图所示，电子正好经过C 点，此时圆周运动的半径r ＝a 2cos 30°＝a3，要想电子经过BC 边，圆周运动的半径要大于a3，由带电粒子在磁场中运动的公式r ＝mv qB 有a 3＜mv 0eB ，即B ＜3mv 0ae，本题只有选项C 正确． 答案：C7．在x 轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O 点射入磁场，当入射方向与x 轴的夹角θ＝45°时，速度为v 1、v 2的两个粒子分别从a 、b 两点射出磁场，如图所示，当θ为60°时，为了使粒子从ab 的中点c 射出磁场，则速度应为( )A.12(v 1＋v 2)B.22(v 1＋v 2) C.33(v 1＋v 2) D.66(v 1＋v 2)解析：由qvB ＝m v 2R 得，R 1＝mv 1qB ，R 2＝mv 2qB ，R 3＝mv 3qB .由几何关系：Oc 之间的距离为22(R 1＋R 2)，则：R 3sin 60°＝12×22(R 1＋R 2)，v 3＝66(v 1＋v 2)，故D 项正确． 答案：D8．如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．有一个带电粒子以初速度v 0从x 轴上的P 点垂直进入匀强电场，恰好与y 轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x 轴进入下面的磁场．已知O 、P 之间的距离为d ，则带电粒子 ( )A ．在电场中运动的时间为2dv 0B ．在磁场中做圆周运动的半径为2dC ．自进入磁场至第二次经过x 轴所用时间为7πd4v 0D ．从进入电场时开始计时，粒子在运动过程中第二次经过x 轴的时间为（4＋7π）d2v 0解析：粒子在电场中做类平抛运动，沿x 轴方向上的平均速度为v 02，所以在电场中运动时间为2d v 0.由题意知，进入磁场时竖直方向速度等于水平方向速度v 0，故速度为2v 0，在磁场中做圆周运动的半径为22d ，在第一象限内运动时间为t 1＝38T ＝2πr 2v 0×38＝3πd 2v 0，在第四象限内运动时间为t 2＝12T ＝πr 2v 0＝2πdv 0，所以自进入磁场至第二次经过x 轴的时间为t ＝t 1＋t 2＝7πd2v 0，从进入电场到第二次经过x 轴的时间为t′＝2d v 0＋t ＝（4＋7π）d2v 0，所以只有D 项正确．答案：D9．如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，带电粒子在磁场中运动的动能E k 随时间t 的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是( )A ．高频电源的变化周期应该等于t n －t n －1B ．在E k t 图中应有t 4－t 3＝t 3－t 2＝t 2－t 1C ．粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D ．不同粒子获得的最大动能都相同解析：由题图可知粒子在单个D 形盒内运动的时间为t n －t n －1，由于在磁场中粒子运动的周期与速度无关，B 项正确；交流电源的周期为2(t n －t n －1)，A 项错误；由r ＝mvqB 知当粒子的运动半径等于D 形盒半径时加速过程就结束了，粒子的动能E k ＝B 2q 2r22m ，即粒子的动能与加速次数无关，C 项错误；粒子的最大动能还与粒子的质量和电荷量有关，D 项错误．答案：B10．(多选)如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R ＝0.50 m 的绝缘光滑槽轨，槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.50 T ．有一个质量m ＝0.10 g ，带电量q ＝＋1.6×10－3C 的小球在水平轨道上向右运动．若小球恰好能通过最高点，则下列说法正确的是 ( )A ．小球在最高点所受的合力为零B ．小球在最高点时的机械能与其在水平轨道上的机械能相等C ．小球到达最高点时的速率v 满足关系式mg ＋qvB ＝m v 2RD ．如果重力加速度取10 m/s 2，则小球在最高点时的速率为1 m/s解析：小球在最高点时对轨道的压力恰好为零，但合力不为零，A 项错；洛伦兹力不做功，机械能守恒，B 项正确；小球在最高点时洛伦兹力方向向上，mg －qvB ＝m v2R ，解得v ＝1 m /s ，C 项错误，D项正确．答案：BD11．如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E ，在竖直平面内建立坐标系xOy ，在y <0的空间里有与场强E 垂直的匀强磁场B ，在y >0的空间内，将一质量为m 的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液滴则沿y 轴的负方向，以加速度a ＝2g (g 为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y <0的空间运动．液滴在y <0的空间内的运动过程中 ( )A ．重力势能一定不断减小B ．电势能一定先减小后增大C ．动能不断增大D ．动能保持不变解析：带电液滴在y>0的空间内以加速度a ＝2g 做匀加速直线运动，可知液滴带正电且电场力等于重力，且方向相同，当液滴运动到坐标原点时变为带负电，液滴进入y<0的空间内运动，电场力等于重力，且方向相反，液滴做匀速圆周运动，重力势能先减小后增大，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能保持不变，故选D .答案：D12．如图所示，在x 轴上存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B2的匀强磁场，一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成30°角斜向上的速度v 射入磁场，且在x 轴上方运动半径为R .则 ( )A ．粒子经偏转一定能回到原点OB ．粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2：1C ．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm3qBD ．粒子第二次射入x 轴上方磁场时，沿x 轴前进3R 解析：由r ＝mvqB 可知，粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，所以B 项错误；粒子完成一次周期性运动的时间t ＝16T 1＋16T 2＝πm 3qB ＋2πm 3qB ＝πm qB ，所以C 项错误；粒子第二次射入x 轴上方磁场时沿x 轴前进l ＝R ＋2R ＝3R ，粒子经偏转不能回到原点O ，所以A 项错误，D 项正确．答案：D二、计算题(本大题共4小题，共52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)13．(12分)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m ，速度为v 的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r 的圆，圆心在O 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B .为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O ′点(O ′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P 点进入通道，沿通道中心线从Q 点射出．已知OQ 长度为L ，OQ 与OP 的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q 并判断其正负；(2)离子从P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B ′，求B ′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B 不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小.解析：(1)离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB ＝mv 2r可得q ＝mvBr由左手定则可知，粒子带正电荷(2)如图所示O′Q＝R ，OQ ＝L ，O′O＝R －r 引出轨迹为圆弧，洛伦兹力提供向心力，qvB ′＝mv2R可得R ＝mvqB ′根据几何关系得R ＝r 2＋L 2－2rL cos θ2r －2L cos θ解得B′＝mv qR ＝mv （2r －2L cos θ）q （r 2＋L 2－2rL cos θ） (3)电场强度方向沿径向向外 引出轨迹为圆弧，则有qvB －Eq ＝mv2RE ＝Bv －mv 2（2r －2L cos θ）q （r 2＋L 2－2rL cos θ） 答案：(1)正 mvBr(2)、(3)见解析14．(12分)如图所示，与水平面成37°的倾斜轨道AC ，其延长线在D 点与半圆轨道DF 相切，全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内，整个空间存在水平向左的匀强电场，MN 的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C 点处于MN 边界上)．一质量为0.4 kg 的带电小球沿轨道AC 下滑，至C 点时速度为v C ＝1007m/s ，接着沿直线CD 运动到D 处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且恰好能通过F点，在F 点速度v F ＝4 m/s(不计空气阻力，g ＝10 m/s 2，cos 37°＝0.8)．求：(1)小球带何种电荷？(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功；(3)小球从F 点飞出时磁场同时消失，小球离开F 点后的运动轨迹与直线AC (或延长线)的交点为(G 点未标出)，求G 点到D 点的距离．解析：)(1)正电荷(2)依题意可知小球在CD 间做匀速直线运动 在D 点速度为v D ＝v C ＝1007m /s在CD 段受重力、电场力、洛伦兹力且合力为0，设重力与电场力的合力为F ＝qv C B又F ＝mgcos 37°＝5 N解得qB ＝F v C ＝720在F 处由牛顿第二定律可得 qv F B ＋F ＝mv 2FR把qB ＝720代入得R ＝1 m小球在DF 段克服摩擦力做功WF f ，由动能定理可得－W F f －2FR ＝m （v 2F －v 2D ）2W F f ＝27.6 J(3)小球离开F 点后做类平抛运动，其加速度为a ＝Fm ，由2R ＝at 22得 t ＝4mR F ＝225s 交点G 与D 点的距离 GD ＝v F t ＝1.6 2 m ＝2.26 m答案：(1)正 (2)27.6 J (3)2.26 m15．(14分)(2014·湖南长沙示范性高中联考)如图所示，在同一平面内三个宽度均为d 的相邻区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅰ区内的匀强磁场垂直纸面向外；Ⅲ区内的匀强磁场垂直纸面向里；Ⅱ区内的平行板电容器垂直磁场边界，板长、板间距均为d ，且上极板电势高，OO ′为电场的中心线．一质量为m 、电荷量为＋q 的粒子(不计重力)，从O 点以速度v 0沿与OO ′成30°方向射入Ⅰ区，恰好垂直边界AC 进入电场．(1)求Ⅰ区的磁感应强度B 1的大小；(2)为使粒子进入Ⅲ区，求电容器板间所加电压U 的范围； (3)为使粒子垂直Ⅲ区右边界射出磁场，求Ⅲ区的磁感应强度B 2与电容器板间电压U 之间应满足的关系．解析：(1)因粒子垂直边界AC 射入电场， 由几何关系R sin 30°＝d. 由洛伦兹力提供向心力qv 0B ＝m v 2R ，解得B 1＝mv 02dq.(2)为使粒子均能进入Ⅲ区，最大电压为U m ，d ＝v 0t ，y m ＝12at 2，qU md ＝ma ，y m ＝d2＋(2－3)d ，解得U m ＝(5－23)mv 2q .所加电压范围：U<(5－23)mv 2q.(3)粒子射入Ⅲ区时速度偏向角为α，粒子沿电场强度方向速度为v y ，合速度为v ，则sin α＝v yv，v y ＝at.因粒子垂直Ⅲ区右边界射出磁场，设圆周运动半径为R′，R ′＝mv qB 2. 由几何关系：R′sin α＝d. 故B 2与电压U 间应满足：B 2＝Udv 0.答案：(1)mv 02dq (2)U<(5－23)mv 20q (3)B 2＝Udv 016．(14分)如图(a)所示，水平直线MN 下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷qm＝106C/kg 的正电荷置于电场中的O 点由静止释放，经过π15×10－5 s 后，电荷以v 0＝1.5×104m/s 的速度通过MN 进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B 按图(b)所示规律周期性变化(图(b)中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN 时为t ＝0时刻)．(1)求匀强电场的电场强度E ；(2)求图(b)中t ＝4π5×10－5s 时刻电荷与O 点的水平距离；(3)如果在O 点右方d ＝68 cm 处有一垂直于MN 的足够大的挡板，求电荷从O 点出发运动到挡板所需的时间． (cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)解析：(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t 1，有：v 0＝at 1Eq ＝ma解得：E ＝mv 0qt 1＝7.2×103N /C .(2)当磁场垂直纸面向外时， 电荷运动的半径：r 1＝mv 0qB 1＝5 cm .周期T 1＝2πm qB 1＝2π3×10－5s当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径：r 2＝mv 0qB 2＝3 cm周期T 2＝2πm qB 2＝2π5×10－5s故电荷从t ＝0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图甲所示．t ＝4π5×10－5s 时刻电荷与O 点的水平距离：Δd ＝2(r 1－r 2)＝4 cm .(3)电荷从第一次通过MN 开始，其运动的周期为： T ＝4π5×10－5s ，根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个，电荷沿ON 运动的距离：s ＝15Δd ＝60 cm ，故最后8 cm 的距离如图乙所示，有： r 1＋r 1cos α＝d －s解得：cos α＝0.6，则α＝53°. 故电荷运动的总时间：t 总＝t 1＋15T ＋12T 1－53°360°T 1≈3.86×10－4s .答案：(1)7.2×103N /C (2)4 cm (3)3.86×10－4s。
浙江2017版高考物理总复习 第八章 磁场章末质量检测8(选考部分,b版)
第八章磁场(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1．磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质点等微观粒子几乎都会呈现出磁性。
地球就是一个巨大的磁体，其表面附近的磁感应强度约为3×10－5～5×10－5T，甚至一些生物体内也会含有微量强磁性物质如Fe3O4。
研究表明：鸽子正是利用体内所含有的微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助辨别方向的。
如果在鸽子的身上绑一块永磁体材料，且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则( )A．鸽子仍能辨别方向B．鸽子更容易辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向答案 C2．(2016·温岭市联考)小磁针放置在匀强磁场中，小磁针静止时的指向正确的是( )解析小磁针静止时，N极的指向与该处的磁感应强度方向相同，选项B正确。
答案 B3．如图所示，两根通电金属杆MN和PQ平行放置在匀强磁场中，关于各自受安培力的方向，下列说法正确的是( )A．两者都向下B．两者都向上C．MN的向下，PQ的向上D．MN的向上，PQ的向下解析 根据左手定则可知，MN 所受安培力的方向向上，PQ 所受安培力的方向向下，选项D 正确。
答案 D4．(2016·宁波市联考)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。
电磁血流计由一对电极a 和b 以及一对磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的。
使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。
由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差。
在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。
在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV ，磁感应强度的大小为0.040 T 。
则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为( )A ．1.3 m/s ，a 正、b 负B ．2.7 m/s ，a 正、b 负C ．1.3 m/s ，a 负、b 正D ．2.7 m/s ，a 负、b 正解析 血液中的粒子在磁场的作用下会在a 、b 之间形成电势差，当电场给粒子的力与洛伦兹力大小相等时达到稳定状态(与速度选择器原理相似)，血流速度v ＝E B≈1.3 m/s，又由左手定则可得a 为正极，b 为负极，故选A 。
高三物理一轮复习 第八章 磁场综合检测课时检测 新人教版
第八章磁场综合检测一、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，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，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小解析安培力不仅与B、I、L有关，还与I和B的夹角有关．答案 D2．带电粒子(不计重力)可能所处的状态是( )①在磁场中处于平衡状态②在磁场中做匀速圆周运动③在匀强磁场中做抛体运动④在匀强电场中做匀速直线运动A．①② B．①③ C．②③ D．②④解析由粒子的初始条件和受力条件得①②有可能．答案 A3．一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( )解析由左手定则知D正确．答案 D4．如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里，云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子( )A．带正电，由下往上运动B．带正电，由上往下运动C．带负电，由上往下运动D．带负电，由下往上运动解析从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R＝mvqB可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A.答案 A5．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法正确的是( )A. a粒子动能最大B. c粒子速率最大C. c粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期T a<T b<T c解析由r＝mvqB，v＝qBrm，由图得，a粒子半径最小，c粒子半径最大，所以a粒子动能最小，c粒子速率最大，A错，B对；做图找圆心，可以看出a转过的圆心角最大，在磁场中的运动时间最长，C 错；由T ＝2πmqB可知周期相等，D 错．答案 B6．如图所示，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 、带电荷量为＋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 解析滑块下滑的过程中，受力分析如图所示，C 对；摩擦力F f ＝μF N ，而F N ＝G 2＋F 洛＝G 2＋QvB ，由于G 2不变，v 增大，故F N 增大，F f 增大，A 错；由于摩擦力的大小与B 有关，而滑块到达地面时的动能与重力做功和摩擦力做功有关，故B 错；若B 很大时，摩擦力增大较快，当摩擦力增大到F f ＝G 1之后，滑块将保持匀速，不可能静止于斜面上，D 错．答案 C7．如图为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的O 点．安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a 点逐渐移动到b 点，下列哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转( )解析 电子在偏转线圈产生的磁场中偏转，开始一段时间内，洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场应向外，当电子束打在O 点以下后，磁场方向应向里，故A 正确．答案 A8．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为( )A ．1:2B ．2:1C ．1: 3D ．1:1解析 由于T ＝2πm qB ，正电子在磁场中运动时间t 1＝T 3，负电子在磁场中运动时间t 2＝T6，t 1:t 2＝2:1.答案 B9．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D 形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是( )A．减小磁场的磁感应强度B．减小狭缝间的距离C．增大高频交流电压D．增大金属盒的半径解析设粒子的最终速度为v，由R＝mvqB及E k＝12mv2得E k＝qBR22m，粒子的动能与交流电压无关，选项D可使射出的粒子动能增大．答案 D10．如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是图中的( )解析由左手定则可知，圆环所受洛伦兹力竖直向上，如果恰好qv0B＝mg，圆环与杆间无弹力，不受摩擦力，圆环将以v0做匀速直线运动，故A正确；如果qv0B<mg，则a＝μmg－qvB，随着v的减小，a增大，直到速度减为零后静止，如果qv0B>mg，则a＝mμqvB－mg，随着v的减小，a也减小，直到Bqv0＝mg，以后将以剩余的速度做匀速直m线运动，故D正确，B、C错误．答案AD二、本题共6小题，共60分．按题目要求作答．解答题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．11．(6分)在磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段通电导线．若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q.则每个电荷所受的洛伦兹力f＝______，该段直导线所受的安培力F＝__________.解析根据洛伦兹力公式f＝qvB，又由安培力是洛伦兹力的宏观表现，可得导线所受安培力F＝NqvB.答案qvB NqvB12．(6分)如图所示，用两根极轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小是____________，方向____________．解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力为最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力三角形可知(如图所示)，安培力的最小值为F min ＝mg sin θ，即B min Il ＝mg sin θ，得B min ＝mgIlsin θ.所加磁场的方向应平行悬线向上． 答案mgIlsin θ 平行悬线向上 13．(12分)如图所示是测量带电粒子质量的仪器——质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A 中，使它受到电子束轰击，从而失去一个电子成为正一价的离子，离子从狭缝S 1以很小的速度(即初速度不计)进入电压为U 的加速电场区加速后，再通过狭缝S 2、S 3射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，射入方向垂直于磁场区的界面PQ .最后，离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S 3的细线．若测得细线到狭缝S 3的距离为d ，请导出离子的质量m 的表达式．解析 若以m 、q 表示离子的质量和电荷量，用v 表示离子从狭缝S 2射出时的速度，粒子在加速电场中，由动能定理得qU ＝12mv 2①射入磁场后，在洛伦兹力作用下离子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得qvB ＝m v 2R②式中R 为圆的半径．感光片上细线到S 3缝的距离为d ＝2R ③联立①②③式，解得m ＝qB 2d 28U .答案 m ＝qB 2d 28U14.(12分)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图①，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B 中，在薄片的两个侧面a 、b 间通以电流I 时，另外两侧c 、f 间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c 、f 间建立起电场E H ，此时产生霍尔电势差U H .当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E H 和U H 达到稳定值，U H 的大小与I 和B 以及霍尔元件厚度d 之间满足关系式U H ＝R H IBd，其中比例系数R H 称为霍尔系数，仅与材料性质有关．(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l，请写出U H和E H的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图①中c、f哪端的电势高；(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R H的表达式．(通过横截面积S的电流I＝nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率)；(3)图②是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图③所示．a．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式．b．利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程．除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想．解析(1)U H＝E H l；c端电势高．(2)由U H＝R H IBd①得R H＝U H dIB＝E H ldIB②当电场力与洛伦兹力相等时eE H＝evB得E H＝vB ③又I＝nevS ④将③④代入②，得R H＝vBl dIB＝vldnevS＝ldneS＝1ne.(3)a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则P＝mNt圆盘转速为N＝Pmt.b．提出的实例或设想合理即可．答案见解析15．(12分)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，方向平行于板面并垂直于纸面向里．图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域．不计重力．(1)已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后，从边界EF穿出磁场，求离子甲的质量；(2)已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点(图中未画出)穿出磁场，且GI长为34 a，求离子乙的质量；(3)若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么区域内可能有离子到达．解析(1)由题意知，所有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，有qvB 0＝qE 0 ① 式中，v 是离子运动的速度，E 0是平行金属板之间的匀强电场的强度，有E 0＝U d② 由①②式得v ＝U B 0d③ 在正三角形磁场区域，离子甲做匀速圆周运动．设离子甲质量为m ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB ＝m v 2r ④ 式中，r 是离子甲做圆周运动的半径，离子甲在磁场中的运动轨迹为半圆，圆心为O ；这半圆刚好与EG 边相切于K 点，与EF 边交于I ′点．在△EOK 中，OK 垂直于EG .由几何关系得12a －r ＝23r ⑤ 由⑤式得r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3－32a ⑥ 联立③④⑥式得，离子甲的质量为m ＝qaBB 0d U ⎝ ⎛⎭⎪⎫3－32. ⑦ (2)同理，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB ＝m ′v 2r ′⑧式中，m ′和r ′分别为离子乙的质量和做圆周运动的轨道半径．离子乙运动的圆周的圆心O ′必在E 、H 两点之间，由几何关系有r ′2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a －34a 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2－r ′2－2⎝ ⎛⎭⎪⎫a －34a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2－r ′cos60° ⑨由⑨式得r ′＝14a ⑩联立③⑧⑩式得，离子乙的质量为 m ′＝qaBB 0d 4U. (3)对于最轻的离子，其质量为m 2.由④式知，它在磁场中做半径为r 2的匀速圆周运动，因而与EH 的交点为O ，有OH ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3－32a 当这些离子中的离子质量逐渐增大到m 时，离子到达磁场边界上的点的位置从O 点沿HE 边变到I ′点；当离子质量继续增大时，离子到达磁场边界上的点的位置从K 点沿EG 边趋向于I 点．K 点到G 点的距离为KG ＝32a 所以，磁场边界上可能有离子到达的区域是：EF 边上从O 到I ′，EG 边上从K 到I . 答案 (1)qaBB 0d U ⎝ ⎛⎭⎪⎫3－32 (2)qaBB 0d 4U(3)见解析16．(12分)如图，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y＝h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力，求：(1)电场强度大小E；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.解析粒子的运动轨迹如图所示．(1)设粒子在电场中运动的时间为t 1x 、y 方向2h ＝v 0t 1 h ＝12at 21根据牛顿第二定律 Eq ＝ma 求出E ＝mv 202qh. (2)根据动能定理 Eqh ＝12mv 2－12mv 20 设粒子进入磁场时速度为v ，根据洛伦兹力提供向心力qvB ＝mv 2r 求出r ＝2mv 0Bq .(3)粒子在电场中运动的时间粒子在磁场中运动的周期 T ＝2πr v ＝2πm Bq设粒子在磁场中运动的时间为t 2 t 2＝38T 求出t ＝t 1＋t 2＝2h v 0＋3πm 4Bq. 答案 (1)mv 202qh(2)2mv 0Bq (3)2h v 0＋3πm 4Bq。
高考物理一轮复习单元质检八磁场(含解析)沪科版
单元质检八磁场（时间：60分钟满分:110分）单元质检第15页一、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 一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得 6分,选对但不全的得 3分, 有选错的得0分）1.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的。
在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）解析：地理的南极是地磁场的 N 极,由右手螺旋定则可知选项 B 正确。
答案：B 2.A. 所有微粒的动能都将增加B. 所有微粒的机械能都将不变如图所示,长为31的直导线折成三段做成正三角形 磁感应强度为 B,当在该导线中通以如图所示的电流 （ ）A.2BI1B. BIl ,并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中 I 时,该通电导线受到的安培力大小为2 +歯 C. BIlD.0解析：导线AB 段和BC 段的有效长度为 21 sin 30 ° =l,所以该通电导线受到的安培力大小为F=BII+BII=2BII, 本题只有选项 A 正确。
答案：A3. 如图所示，竖直放置的平行板电容器,A 板接电源正极,B 板接电源负极，在电容器中加一与电 场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。
一批带正电的微粒从 A 板中点小孔C 射入,射入的速度 大小、方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板 A 、B 间运动过程中（ ）C. 有的微粒可以做匀速圆周运动D. 有的微粒可能做匀速直线运动解析：微粒受重力、电场力和洛伦兹力。
电场力可能对微粒做功 ，也可能不做功，故选项A 、B错误。
电场沿水平方向，则重力和电场力不可能平衡，选项C 错误。
若微粒所受电场力和洛伦 兹力的合力与重力等大、反向 ，则选项D 正确。
答案：D 4.如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自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，则①液滴一定带负电；② 液滴在C 点时动能最大；③液滴在 以上叙述正确的是（ ）中合力做正功，液滴在C 处时的动能最大。
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第八章 磁场一、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题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分．)1．(2015·河北省重点中学调研)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是( )A ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等 B ．从AC 边出射的电子的运动时间都相等 C ．入射速度越大的电子，其运动时间越长D ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长解析：电子做圆周运动的周期T ＝2πm eB ，保持不变，电子在磁场中运动时间为t ＝θ2πT ，轨迹对应的圆心角θ越大，运动时间越长．电子沿BC 方向入射，若从AB 边射出时，根据几何知识可知在AB 边射出的电子轨迹所对应的圆心角相等，在磁场中运动时间相等，与速度无关．故选项A 正确，选项C 错误；从AC 边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等．故选项B 、D 错误．答案：A2．(2015·烟台模拟)初速度为v 0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析：导线在电子附近产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知，电子受到的洛伦兹力方向向右，电子向右偏转，但由于洛伦兹力不做功，电子速率不变，A正确．答案：A3．(2016·新乡模拟)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′点(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，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，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，粒子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，故无法判断从O′点的上方还是下方穿出，选项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，故选项C 正确，D 错误．答案：C4．(2016·黄冈模拟)如图所示，在纸面内半径为R 的圆形区域中充满了垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一点电荷从图中A 点以速度v 0垂直磁场射入，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是( )A ．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O 点B ．该点电荷的比荷q m ＝2v 0BRC ．该点电荷在磁场中的运动时间t ＝πR 3v 0D ．该点电荷带正电解析：根据左手定则可知，该点电荷带负电，选项D 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应的圆心角，根据题意，该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周，画出其运动轨迹并找出圆心O 1，如图所示，根据几何关系可知，轨道半径r ＝R 2，根据r ＝mv 0Bq 和t ＝πr v 0可求出，该点电荷的比荷为q m ＝2v 0BR 和该点电荷在磁场中的运动时间t ＝πR2v 0，所以选项B 正确，C 错误；该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过O 点，选项A 错误．答案：B5．(2016·张家界模拟)如图所示，铜质导电板(单位体积的电荷数为n)置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向．将电路接通，串联在AB 线中的电流表读数为I ，电流方向从A 到B ，并联在CD 两端的电压表的读数为U CD >0，已知铜质导电板厚h 、横截面积为S ，电子电荷量为e.则该处的磁感应强度的大小和方向可能是( )A .neSUIh、垂直纸面向外 B .nSUIh、竖直向上 C .neSUIh、垂直纸面向里 D .nSUIh、竖直向下 解析：铜质导电板靠电子导电，当铜质导电板通电时，Uh e ＝Bev ，式中v 为电子定向运动的速度，由电流的微观定义得I ＝neSv ，得B ＝neSUIh ，B 、D 错；根据左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，A 对，C 错．答案：A6．(2015·衡水模拟)如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U 加速后进入相互垂直的电场(E 方向竖直向上)和磁场(B 方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转．要使此离子沿直线通过电磁场，需要( )A．增加E，减小B B．增加E，减小UC．适当增加U D．适当减小E解析：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件Eq＝qvB.根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．增大电场强度E，即可以增大电场力，减小磁感应强度B，即减小洛伦兹力，不满足要求，故选项A错误；减小加速电压U，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E，则电场力增大，不满足要求，故选项B错误；加速电场中，根据eU＝12mv2可得v2＝2eUm，适当地增大加速电压U，从而增大洛伦兹力，故选项C正确；根据适当减小电场强度E，从而减小电场力，故选项D正确．答案：CD7．如图所示，虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是( )解析：带电小球进入复合场时受力情况：其中只有C 、D 两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，A 项中力qvB 随速度v 的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A 错．答案：CD8．(2016·绵阳模拟)粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D 形金属盒的半径为R ，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B 的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f ，加速电压为U ，若中心粒子源处产生的质子质量为m 、电荷量为＋e ，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确的是( )A ．不改变磁感应强度B 和交流电的频率f ，该加速器也可加速α粒子 B ．加速的粒子获得的最大动能随加速电压U 的增大而增大C ．质子被加速后的最大速度不能超过2πRfD ．质子第二次和第一次经过D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 2∶1解析：质子被加速获得的最大速度受到D 形盒最大半径的制约，v m ＝2πRT＝2πRf ，C 正确；粒子旋转频率为f ＝Bq2πm ，与被加速粒子的比荷有关，所以A 错误；粒子被加速的最大动能E km ＝mv 2m 2＝2m π2R 2f 2，与加速电压U 无关，B 错误；因为运动半径R ＝mv Bq ，nUq ＝mv 22，知半径比为 2∶1，D 正确．答案：CD二、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求作答，解答题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．)9．(8分)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？解析：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向F N＝mg，(2分)水平方向BIL－F f－Mg＝0，(2分)又F f＝μF N.(2分)联立解得I＝2 A．(1分)由左手定则知电流方向由a指向b.(1分)答案：2 A电流方向由a指向b10．(10分)横截面为正方形abcd的匀强磁场磁感应强度为B，一个带电粒子以垂直于磁场方向、在ab边的中点与ab边成30°角的速度v0射入磁场，如图所示，带电粒子恰好不从ad边离开磁场，已知粒子的质量为m，正方形边长为L，不计重力，求：(1)粒子带何种电荷？粒子的电荷量是多少？(2)粒子在磁场中运动的时间．解析：(1)根据左手定则，粒子带正电荷，设粒子做圆周运动的半径为r.由几何条件有r ＋r cos 60°＝L2，(1分)解得r ＝L3.(1分)根据牛顿第二定律qv 0B ＝mv 2r ，(2分)所以q ＝mv 0Br ＝3mv 0BL.(1分)(2)设周期为T ，由几何条件可知粒子轨道所对的圆心角为300°，(1分) 所以t ＝56T ，(1分)又T ＝2πr v 0＝2πL 3v 0，(2分)解得t ＝56T ＝5πL9v 0.(1分)答案：(1)粒子带正电荷，3mv 0BL (2)5πL9v 011．(10分)如图甲所示，M 、N 为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d ，两板中央各有一个小孔O 、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向．有一群正离子在t ＝0时垂直于M 板从小孔O 射入磁场．已知正离子质量为m 、带电荷量为q ，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T 0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力．求：(1)磁感应强度B 0的大小；(2)要使正离子从O′孔垂直于N 板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v 0的可能值． 解析：(1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力 qv 0B 0＝m v 2r ，(2分)做匀速圆周运动的周期T 0＝2πrv 0.(2分) 联立两式得磁感应强度B 0＝2πmqT 0.(1分) (2)要使正离子从O′孔垂直于N 板射出磁场，v 0的方向应如图所示，两板之间正离子只运动一个周期即T 0时，有r ＝d4.(3分)当两板之间正离子运动n 个周期即nT 0时，有 r ＝d4n (n ＝1，2，3，…)．(1分) 联立求解，得正离子的速度的可能值为 v 0＝B 0qr m ＝πd 2nT 0(n ＝1，2，3，…)．(1分)答案：(1)2πm qT 0 (2)πd 2nT 0(n ＝1，2，3，…)12．(12分)(2014·重庆卷)某电子天平原理如图所示，E 形磁铁的两侧为N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均为B ，磁极宽度均为L ，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C 、D 与外电路连接，当质量为m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I 可确定重物的质量．已知线圈匝数为n ，线圈电阻为R ，重力加速度为g.问：(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？ (2)供电电流I 是从C 端还是从D 端流入？求重物质量与电流的关系； (3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？ 解析：(1)由右手定则可知线圈向下运动，感应电流从C 端流出．(1分) (2)设线圈受到的安培力为F A ，外加电流从D 端流入．(1分) 由F A ＝mg ，①(2分) F A ＝2nBIL ，②(2分) 得m ＝2nBLg I.③(1分)(3)设称量最大质量为m 0， 由m ＝2nBL g I ，④(2分)P ＝I 2R ，⑤(2分) 得m 0＝2nBL gPR.⑥(1分) 答案：(1)电流从C 端流出 (2)从D 端流入 m ＝2nBL g I (3)2nBLg P R13．(12分)(2015·浙江卷)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m ，速度为v 的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r 的圆，圆心在O 点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P 点进入通道，沿通道中心线从Q 点射出．已知OQ 长度为L ，OQ 与OP 的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q 并判断其正负．(2)离子从P 点进入，Q 点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′.(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B 不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P 点进入，Q 点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小．解析：(1)离子做圆周运动Bqv ＝m v 2r，①(2分) 解得q ＝mv Br，正电荷．②(2分) (2)如图所示．O ′Q ＝R ，OQ ＝L ，O ′O ＝R －r.引出轨迹为圆弧B′qv ＝m v 2R，③(2分) 解得R ＝mv B ′q.④(1分) 根据几何关系得R ＝r 2＋L 2－2rR cos θ2r －2L cos θ.⑤(1分)解得B′＝mv qR ＝2mv （r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）.⑥(1分) (3)电场强度方向沿径向向外⑦(1分)引出轨迹为圆弧Bqv －Eq ＝m v 2R，⑧(1分) 解得E ＝Bv －2mv 2（r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）.(1分) 答案：(1)q ＝mv Br，正电荷 (2)2mv （r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ） (3)沿径向向外 E ＝Bv －2mv 2（r －L cos θ）q （r 2＋L 2－2rR cos θ）。