山东省乐陵市第一中学高三一轮复习磁场含答案-精选教学文档

磁场
一、单选题（本大题共5小题）
1.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
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导线和磁场方向的夹角无关
D. 将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
2.正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子不计重力以一定速
度从AB边的中点M沿既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从AD
边的中点N射出若将磁感应强度B变为原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射
出磁场的位置是
A. A点
B. ND之间的某一点
C. CD之间的某一点
D. BC
之间的某一点
3.如图所示，矩形区域MPQN长，宽，一质量为不计重力、
电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度水平向右射出，若区域内只存在竖
直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场
强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为
A. B. C. D.
4.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
5.如图所示，长为L的直导线垂直放置于匀强磁场中，导线中的电流大小为I，磁场的
磁感应强度为关于导线受到的安培力，下列说法正确的是
A. 不受安培力
B. 大小为BIL，方向为垂直于导线
向左
C. 大小为BIL，方向为垂直于导线向右
D. 大小为BIL，方向为垂直于纸而向外
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
6.如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电
量为的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆
间的动摩擦因数为现对小球施加水平向右的恒力，在小球从静止开始至速
度最大的过程中，下列说法中正确的是
A. 直杆对小球的弹力方向不变
B. 直杆对小球的摩擦力先减小后增大
C. 小球运动的最大加速度为
D. 小球的最大速度为
7.如图所示，水平固定一截面为正方形绝缘方管的长度为L，空间存在场强
为E、方向水平向右的匀强电场和磁感应强度为方向竖直向下的匀强磁
场，将质量为m、带电量为的小球从左侧管口无初速度释放，已知小球
与管道各接触面间动摩擦因数均为，小球运动到右侧管口处时速度为v，
该过程
A. 洛伦兹力对小球做功为
B. 电场力对小球做功为qEL
C. 系统因摩擦而产生的热量为
D. 系统因摩擦而产生的热量为
8.如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ
的高和间距均为d，磁感应强度为质量为m的水平金属杆由静止释
放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。

金属杆在导轨间的电阻为R，与
导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。

金属杆
A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
9.如图所示，一对间距可变的平行金属板C、D水平放置，两板间有垂
直于纸面向里的匀强磁场两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连，这
种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态，即外界电压过低时能向外界
提供一定的供电电压，当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状
态，闭合开关S后，有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速
度射入两板间恰能做直线运动，现对入射粒子或对装置进行调整，
则下列有关描述正确的是
A. 若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子，也能直线通过
B. 若只增大两板间距到一定程度时可使铅蓄电池处于充电状态
C. 若将滑动变阻器触头P向a端滑动，可提高C板的电势
D. 若只减小入射粒子的速度，可使铅蓄电池处于充电状态
三、填空题（本大题共1小题）
10.匀强磁场中有一段长为的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，直导线受到
的磁力作用，拿走直导线后，该磁场的磁感应强度是______
四、实验题探究题（本大题共1小题）
11.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场现通
过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强
度大小、并判定其方向所用部分器材已在图中给出，其中D为位
于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为
直流电源；R 为电阻箱；为电流表；S为开关此外还有细沙、
天平、米尺和若干轻质导线．
在图中画线连接成实验电路图．
完成下列主要实验步骤中的填空
按图接线．
保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量．闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D______ ；然后读出______ ，并用天平称出______ ．
用米尺测量______ ．
用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出______ ．
判定磁感应强度方向的方法是：若______ ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．
五、计算题（本大题共3小题）
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12.如图所示，在xOy平面上，直线OM与x轴正方向夹角为，直线
OM左侧存在平行y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向直线OM右侧存
在垂直xOy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场一带电量为q，质
量为m带正电的粒子忽略重力从原点O沿x轴正方向以速度射入
磁场此后，粒子穿过磁场与电场的边界三次，恰好从电场中回到原点
粒子通过边界时，其运动不受边界的影响求：
粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径和周期；
匀强电场的强度；
粒子从O点射出至回到O点的时间．
13.如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向
外的匀强磁场一电量为q、质量为m的带正电的粒子，在轴上的点a以速率，方向和轴方向成射入磁场，然后经过y轴上处的b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c
点不计重力求
磁感应强度B的大小
电场强度E的大小
粒子在磁场和电场中的运动时间之比
14.如图所示，虚线OC与y轴的夹角，在此角范围内有方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大
小为B的匀强磁场，虚线OC与x轴所夹范围内有一沿x轴负方向的匀强电场一质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子不计重力从y轴的点沿x轴的正方向射入磁场
中．
若粒子能进入电场区域，则粒子的速度至少为多少？
若粒子从OC边界离开磁场后垂直进入电场，且从x轴上的点离开电场，则该粒子射入磁场的初速度和匀强电场的电场强度E分别为多大？
若P点处有一个反向装置能立即使粒子的速度反向而速度大小不变，则题中的带点粒子在P 点反向后，再次到达x轴时从何处离开电场？
1. B
2. A
3. B
4. A
5. B
6. BC
7. BD
8. BC
9. AB
10.
11. 重新处于平衡状态；电流表的示数I；细沙的质量为；金属框架下边的长度l；；
12. 解：带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由
牛顿第二定律得：
得：
粒子第二次进入电场后做类平抛运动
解得
粒子在磁场中时间
粒子在电场中做直线运动的时间
粒子在电场中做类平抛运动的时间
粒子从O点射出到回到O点的时间
总
答：粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径是，周期是；
匀强电场的强度是；
粒子从O点射出至回到O点的时间是．
13. 解：
１设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，，
则有：，粒子的运动轨迹如图所示：
由几何知识可得：，
解得：，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，
解得：；
２粒子在电场中做类平抛运动，到达c点时，竖直分速度为：，
水平方向：t，
竖直方向：v
且有：，
联立可得：；
粒子在磁场中做圆周运动的周期：，
由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角：，
粒子在磁场中做圆周运动的时间：，
粒子在电场中的运动时间：，
粒子在磁场和电场中的运动时间之比：。

14. 解：要使粒子进入电场，则粒子在磁场中做圆周运动的半径大于图甲中的半径，设圆周运动的半径为，
则由几何关系得：，，解得：；
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要使粒子垂直进入电场，则粒子在磁场中的轨迹如图乙所示，
显然，，
粒子在电场中做类平抛运动，在负y方向有
而在负y方向，解得：；
粒子从p点反向后，其轨迹如图丙所示：
粒子在Q点进入电场后做类平抛运动，运动到x轴所用的时间：，
粒子在x方向上移动的位移：
解得，所以带点粒子在P点反向后，再次到达x轴时从原点离开电场。