西城区高二物理选修31第三章测试
教科高二版物理选修3—1第3章 磁场练习含答案
（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，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．牛顿D．伽利略2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域6、如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B8、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)．从图中情况可以确定()A．粒子从a到b，带正电B．粒子从a到b，带负电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C．在a、b表面都聚集正电荷D．无法判断a、b表面聚集何种电荷10、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝33T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷q m；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，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．牛顿D．伽利略A[奥斯特发现了电流的磁效应，即把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，故A正确．]2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大D[闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大．]3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC[将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电ACD[ 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选A、C、D.]5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域C[粒子穿过铝板受到铝板的阻力，速度将减小. 由r＝m vBq可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小，故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域，结合左手定则可知粒子带负电，选项A、B、D错误；由T＝2πmBq可知粒子运动的周期不变，粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t＝12T＝πmBq，选项C正确．]6、如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下A[等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下．再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边．]7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]8、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)．从图中情况可以确定()A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电D [垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m v qB .由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a 运动；另据左手定则，可判定粒子带负电．]9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况( )A ．在b 表面聚集正电荷，而a 表面聚集负电荷B ．在a 表面聚集正电荷，而b 表面聚集负电荷C ．在a 、b 表面都聚集正电荷D ．无法判断a 、b 表面聚集何种电荷A [金属导体靠自由电子导电，金属中正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成．根据左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向．也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a 表面的作用力，并在a 表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b 的表面“裸露”出正电荷层，并使b 表面电势高于a 表面电势，A 正确．]10、如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小A [导体棒受力如图所示．tan θ＝Fmg＝BILmg；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误．]11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误B[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．解析：如图所示，由于质子在O 点的速度垂直于板NP ，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O ′一定位于NP 所在的直线上．如果直径小于ON ，则轨迹将是圆心位于ON 之间的一段半圆弧．(1)如果质子恰好从N 点射出，R 1＝d 4，q v 0B 1＝m v 20R 1. 所以B 1＝4m v 0dq .(2)如果质子恰好从M 点射出R 22－d 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2－d 22，q v 0B 2＝m v 20R 2，得B 2＝4m v 05dq . 所以B 应满足4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq .答案：4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m ，电压为10 V ；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B 0＝0.1 T ，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R 为0.1 m 、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝33 T ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A 点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD 方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v 的大小；(2)离子的比荷q m ；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.解析：(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力大小相等，即：B 0q v ＝qE 0E 0＝U d解得v ＝2 000 m/s.(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：Bq v ＝m v 2r由几何关系有：tan θ2＝R r解得离子的比荷为：q m ＝2×104 C/kg.(3)弧CF 对应圆心角为θ，离子在圆形磁场区域中运动时间t ，t ＝θ2π·TT ＝2πm qB解得t ＝3π6×10－4 s ≈9×10－5 s.答案：(1)2 000 m/s (2)2×104 C/kg (3)9×10－5 s。
2020—2021学年人教版高二物理选修3—1第三章 磁场同步训练含答案
2020—2021人教版高中物理选修3—1第三章磁场同步训练含答案人教选修3—1第三章磁场一、选择题1、一科考船进行环球科考活动从北极附近出发，一路向南直到南极附近，沿途不断测量地磁场的大小和方向，他的测量结果可能是()A．地磁场的大小一直不变，磁场方向始终沿正南、正北方向B．地磁场的大小不断变化，磁场方向始终沿正南、正北方向C．地磁场的大小一直不变，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角D．地磁场的大小不断变化，磁场的方向与正南、正北方向间有一较小的偏角2、磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体。
在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。
若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中() A．鸽子仍能如平时一样辨别方向B．鸽子会比平时更容易的辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向3、如图所示，在空间某点A仅存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为()A．7 T B．1 TC．5 T D．大于3 T小于4 T4、一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。
已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是()A．一直变大B．一直变小C．先变大后变小D．先变小后变大5、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小，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无关D．通电直导线跟磁场方向斜交时肯定有作用力6、如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖。
高二物理选修3-1第三章综合测试卷1
高二物理选修3-1第三章综合测试卷1一、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，选不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1．关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述正确的是（ ） A ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的 B ．磁极间的相互作用是通过磁场发生的 C ．磁感线总是从磁体的N 极指向S 极D ．不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在2．根据安培的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（ ） A ．带负电Ｂ．带正电C ．不带电 Ｄ．无法确定3．安培的分子环形电流假说不可以用来解释（ ）A ．磁体在高温时失去磁性；B ．磁铁经过敲击后磁性会减弱；C ．铁磁类物质放入磁场后具有磁性；D ．通电导线周围存在磁场。
4．磁感应强度ILFB =，与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法（ ）A ．加速度m F a =B ．电场强度q F E =C ．电容U Q C =D ．电阻I U R = 5．如图所示为两根互相平行的通电导线a ﹑b 的横截面图，a ﹑b 的电流方向已在图中标出，那么导线a 中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b 所受的磁场力的方向应分别是（ ）A ．磁感线顺时针方向，磁场力向左B ．磁感线顺时针方向，磁场力向右C ．磁感线逆时针方向，磁场力向左D ．磁感线逆时针方向，磁场力向右 6．一只磁电式电流表，其读数总是比标准电流表偏小，为纠正这一误差，可行的措施是（ ）A ．减小永久磁铁的磁性B ．减少表头线圈的匝数C ．增加表头线圈的匝数D ．减少分流电阻的阻值7．在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，现突然发现小磁针N 极向东偏转，则以下判断正确的是（ ）A ．若是用一条形磁铁对小磁针施加影响，可以让条形磁铁的N 极从其正东方向靠近小磁针B ．若是用一条形磁铁对小磁针施加影响，可以让条形磁铁的N 极从其正西方向靠近小磁针C ．若是用一束电子流对小磁针施加影响，可以让电子流从小磁针的正上方由南向北通过D ．若是用一束电子流对小磁针施加影响，可以让电子流从小磁针的正下方由南向北通过 8．如图，在竖直放置的金属板M 上放一个放射源C ，可向纸面内各个方向射出速率均为v 的α粒子，P 是与金属板M 平行的足够大的荧光屏，到M 的距离为d ．现在 P 与金属板M 间左右a b加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M 板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场综合测试题答案及详解
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第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，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些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．答案：ABD解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，而A、D中导线均与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60°，因此受安培力的作用，故正确选项为A、B、D.2．答案：D解析：因为带电小球静止，所以不受磁场力的作用．3．答案：A解析：用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内部磁感应强度为零．4．答案：C解析：通电后，弹簧的每一个圈都相当一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，形成弹簧上下跳动．正确答案为C.5．答案：A解析：离导线越远磁感应强度越小，电子的轨道半径越大．6．答案：A解析：由于m甲∶m乙＝4∶1，q甲∶q乙＝2∶1，v甲∶v乙＝1∶1，故R甲∶R乙＝2∶1.由于带电粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，由左手定则判断，甲、乙所受洛伦兹力方向相反，则可判断，A选项正确．7．答案：ABD解析：当磁场方向垂直斜面向下时，据平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL所以B＝mg2IL，因此选项A正确；当磁场方向竖直向下时，由左手定则知安培力应水平向左，直导体受力如图所示．由平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL cos30°所以B ＝mg3IL，故选项B 正确；若磁感应强度垂直斜面向上，由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不可能静止在斜面上，所以选项C 不正确；若B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，此时若满足BIL ＝mg ，即B ＝mgIL，则直导体仍可静止在斜面上，所以D 选项正确．8．答案：ACD解析：各粒子做圆周运动的周期T ＝2πmqB，根据粒子的比荷大小可知：T 1＝T 2<T 3，故A正确；由于r 1>r 2>r 3结合r ＝m vqB及粒子比荷关系可知v 1>v 2>v 3，故B 错误；粒子运动的向心加速度a ＝q v Bm，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3可得：a 1>a 2>a 3，故C 正确；由图可知，粒子运动到MN 时所对应的圆心角的大小关系为θ1<θ2<θ3，而T 1＝T 2，因此t 1<t 2，由T 2<T 3，且θ2<θ3，可知t 2<t 3，故D 正确．9．答案：ABD解析：带负电小球由槽口下滑到P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在P 点受磁场力方向竖直向上．根据机械能守恒mgR ＝12m v 2v ＝2gR在P 点N ＋Bq v －mg ＝m v 2RN ＝3mg －qB 2gRM 对地面压力N ′＝Mg ＋N ＝(M ＋3m )g －qB 2gR 当qB 2gR ＝2mg 时N ′＝(M ＋m )g 当qB 2gR ＝3mg 时N ′＝Mg 选项A 、B 、D 正确． 10．答案：CD解析：在A 图中刚进入复合场时，带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，所以水平方向受力不可能总是平衡，A 选项错误；B 图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力，小球要向外偏转，不可能沿直线通过复合场，B 选项错误；C 图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力，若三力的合力恰好为零，则小球将沿直线匀速通过复合场，C 正确；D 图中小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力可以沿直线通过复合场，D 正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．答案：由安培定则判定答案如下图所示．12．答案：竖直向下 垂直纸面向里 E 2ghgB2πEgB ＋32h g 22gh π13．答案：0.5T解析：金属杆偏离竖直方向后受力如图所示，杆受重力mg ，绳子拉力F 和安培力F 安的作用，由平衡条件可得：F sin30°＝BIL ① F cos30°＝mg ②①②联立，得mg tan30°＝BIL∴B ＝mg tan30°IL＝0.5T14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得：qE ＝qB v 进而可知：v ＝EB，可得速度相同，再由在后面只有磁场空间内半径相同，可得mq相同．三、论述·计算题(共5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)15．答案：11V解析：ab 棒受到的安培力：F ＝BIL ＝0.04N 所以I ＝2A I 总＝3AE ＝I 总(r ＋R ·R abR ＋R ab)＝11V .16．答案：P ＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，如图所示，根据左手定则判断出电流受力方向向右．F ＝BIh ，P ＝F S ＝F ah ＝BIh ah ＝BIa点评：本题的物理情景是：当电流I 通过金属液体沿图中方向向上时，电流受到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案：(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中的轨迹图，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 ＝12m v 2①粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：q v B ＝m v 2r②由几何关系得：r 2＝(r －L )2＋d 2③ 联立求解①②③式得：磁感应强度B ＝2L (L 2＋d 2)2mUq .18．答案：(1)6×10－3J (2)0.6m解析：(1)从M →N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚离开N 点时有 Eq ＝Bq v即v ＝E /B ＝42m/s ＝2m/s.根据动能定理mgh －W f ＝12m v 2所以W f ＝mgh ＋12m v 2＝1×10－3×10×0.8－12×1×10－3×22＝6×10－3(J)．(2)从已知P 点速度方向及受力情况分析如附图由θ＝45°可知 mg ＝Eq f 洛＝2mg ＝Bq v p所以v P ＝2mg Bq ＝2EB＝22m/s.根据动能定理，取M →P 全过程有mgH －W f －Eqs ＝12m v 2P求得最后结果s ＝mgH －W f －12m v 2PEq＝0.6m.19．答案：(1)3.46m (2)1.53s解析：(1)设垒球在电场中运动的加速度为a ，时间为t 1，有：qE ＝ma h ＝12at 21 d ＝v 0t 1代入数据得：a ＝50m/s 2，t 1＝35s ，d ＝23m ＝3.46m(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θtan θ＝at 1v 0＝3，θ＝60°进入磁场时的速度为v ＝v 0cos θ＝20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R由几何关系得：R ＝dsin θ＝4m又由R ＝m v qB ，得B ＝m vqR＝10T球在磁场中运动时间为：t 2＝360°－2×60°360°TT ＝2πm qB ，故t 2＝4π15s运动总时间为：t ＝2t 1＋t 2＝1.53s。
2020—2021学年度高中物理人教选修3—1第三章 磁场章末练及答案
2020—2021高中物理人教选修3—1第三章磁场章末练及答案人教选修3—1第三章磁场1、(双选)关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()甲乙丙A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发生的C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的2、关于地磁场，下列叙述正确的是()A．地球的地磁两极和地理两极重合B．我们用指南针确定方向，指南针指南的一极是指南针的北极C．地磁的北极与地理的南极重合D．地磁的北极在地理的南极附近3、(双选)关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是()A.磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大B．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关C．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大D．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关4、关于磁通量，下列说法中正确的是()A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度5、(双选)通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab 边与MN平行。
关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()A．线框有两条边所受到的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左D．线框所受的安培力的合力方向向右6、在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转7、质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为R p和Rα，周期分别为T p和Tα。
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。
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高中物理学习材料第三章测试(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．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内)1．在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为( )A．向北B．向南C．向上D．向下解析赤道上空的地磁场的方向是平行地面由南向北的，由安培定则，可知C选项正确．答案 C2.在倾角为α的光滑绝缘斜面上，放一根通电的直导线，如图所示，当加上如下所述的磁场后，有可能使导线静止在斜面上的是( ) A．加竖直向下的匀强磁场B．加垂直斜面向下的匀强磁场C．加水平向左的匀强磁场D．加沿斜面向下的匀强磁场解析对通电导线进行受力分析，有可能合力为零的情况下，磁场的方向可能的情况，A、B、C选项正确．答案ABC3．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场如图所示，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，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )A．v0 B.1 v0C．2v0 D.v0 2解析设Oa＝Ob＝d，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d即d＝mv0qB，得B＝mv0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d＝12qEm(dv0)2得E＝2mv20qd，所以EB＝2v0.选项C正确．答案 C 4.如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )A．v>Bedm(1＋cosθ)B．v<Bedm(1＋cosθ)C．v>Bedm(1＋sinθ)D．v<Bedm(1＋sinθ)解析由题意可知电子从EF射出的临界条件为到达边界EF时，速度与EF平行，轨迹与EF相切，如右图．由几何知识得R＋R cosθ＝d，R＝mv0eB，解得v0＝Bedm(1＋cosθ)，v>v0，即能从EF射出．答案 A5．如图所示，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( )A. 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解析带电金属环匀速转动，形成逆时针的等效电流(从右向左看)，根据安培定则可以确定通过金属环轴OO′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，故C选项正确．答案 C6．质量和电荷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的运行时间解析由左手定则，可判断带电粒子M带负电，N粒子带正电，选项A正确；根据qvB＝mv2r，得r＝mvqB，由于r N<r M，可知v N<v M，故选项B错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C错误；由T＝2πm qB可知，M、N两粒子运行周期相同．所以M、N两粒子在磁场中运行时间相同，选项D错误．答案 A7.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，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，应该( )A．使磁感应强度B的数值增大B．使磁场以v＝mgqB向上运动C．使磁场以v＝mgqB向右运动D．使磁场以v＝mgqB向左运动解析当带电粒子在磁场中垂直磁场运动时，受到洛伦兹力作用，当带电粒子静止，而磁场运动时，带电粒子同样会受到洛伦兹力作用，欲使带电小球飘起来，受洛伦兹力向上且等于小球重力，即qvB＝mg，得v＝mgqB，小球带正电，由左手定则可知小球应向右运动，故小球静止，磁场应水平向左运动，故D选项正确．答案 D8.如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，若使匀强磁场发生变化，则下列判断正确的是( )A．磁场B减小，油滴动能增加B．磁场B增大，油滴机械能不变C．使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场反向后再减小，油滴重力势能减小解析油滴带负电，在磁场中受洛伦兹力和重力，二力平衡做匀速直线运动，若磁场B减小，则洛伦兹力减小，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，故A选项正确；油滴在磁场中运动，只有重力做功，洛伦兹力不做功，故机械能守恒，B选项正确；当磁场反向后，洛伦兹力和重力都向下，油滴将向下运动，重力做正功，动能增加，重力势能减小，故D选项正确．答案ABD9.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关解析由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q＝Vt＝vbctt＝vbc，其中v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvB＝Ubq，得v＝UbB，则流量Q＝UBb·bc＝UBc，故Q与U成正比，与a、b无关．答案BD10.如图所示，一束电子从孔a射入正方形容器的匀强磁场中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，则( )A．从两孔射出的电子在容器中运动的时间比为1：2B．从两孔射出的电子速率的比为1：2C．从两孔射出的电子动能的比为2：1D．从两孔射出的电子在容器中加速度的比为1：2解析由T＝2πmqB，可知从d射出的电子和从c点射出的电子在磁场中运动的周期相同，从d点射出的电子运动轨迹为半个圆周，从c点射出的电子运动轨迹为14圆周，故在磁场中的运动时间之比2：1，故A选项正确．答案 A第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(共20分)11.(5分)如右图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为6×10－2kg，两端与长为1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，平衡时的偏转角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了________J；通电电流的大小为________A．(不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2)解析ΔE p＝mgL1(1－cos37°)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J以导体棒为研究对象，受力如图．受重力mg，悬线拉力T及安培力F，处于平衡状态，则mg tanθ＝F，F＝BIL2，得I＝mg tanθBL2＝9 A.答案0.12 912.(7分)如右图所示，有一半径为R、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B.今有一电子沿x轴正方向射入磁场，恰好沿y轴负方向射出．如果电子的比荷为em，则电子射入时的速度为____________，电子通过磁场的时间为____________，此过程中电子的动能增量为______________．解析如图所示电子运动的圆心为O′，由几何知识可知电子做圆周运动的轨迹半径为R.由evB＝mv2R，得v＝eBRm.由T＝2πmeB，得电子运动时间t＝T4＝πm2eB.由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔE k＝0.答案eBRmπm2eB13．(8分)一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得动能为E k，则(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交变电压频率与加速质子的交变电压频率之比为________．解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mvqB ，质子11H 的质量和电荷量的比值即m e ＝11，而α粒子质量和电量的比值为42，R H ＝mv eB ，R α＝m αv αqB .R H ＝R α，得v α＝v2，12mv 2＝R 2q 2B 22m. 所以α粒子动能与质子相同，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB.所以α粒子的周期是质子运动周期的2倍，即所加交变电场的周期的比为21的关系，则频率之比为1：2.答案 (1)v2(2)E k (3)1：2三、计算题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)14.(11分)如图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？设θ＝45°.解析先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．解：金属棒平衡时的平面受力图，如图所示．当MN平衡时，有mg sinθ－BIL cosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝ER ＋R 1＋r②由①②式联立并代入数据，得R 1＝7 Ω. 答案 7 Ω15．(14分)一个负离子，质量为m ，电荷量大小为q ，以速率v 垂直于屏S 经小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直，并垂直纸面向里．(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时间t 到达P 点，证明直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是θ＝qB 2mt .解析 (1)离子的初速度与磁场方向垂直，在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动，设圆半径为r ，则根据牛顿第二定律，可得qvB ＝mv 2r .得r ＝mv qB.如图，离子回到屏S 上的位置A 与O 的距离，AO ＝2r ，所以AO ＝2mvqB.(2)离子到达P 时，圆心角α＝vtr.因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB2mt . 答案 (1)2mvqB(2)证明略16．(15分)如下图所示，一个质量为m ，电量为＋q 的带电粒子从A 孔以初速度v 0垂直于AD 进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，并恰好从C 孔垂直于OC 射入匀强电场中，电场方向跟OC 平行，OC ⊥AD ，最后打在D 点，且O D ＝2O C .若已知m ，q ，v 0，B ，不计重力，试求：(1)粒子运动到D 点所需时间； (2)粒子抵达D 点时的动能．解析 带电粒子垂直进入磁场，在磁场中将做匀速圆周运动，运动时间t 1＝T4.带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t 2＝O D v 0.带电粒子在磁场中运动，由于洛伦兹力不做功，只有粒子在电场中运动时电场力对粒子做正功．由动能定理可求粒子抵达D 点时的动能．(1)带电粒子在磁场中运动时间t 1为t 1＝T 4＝πm 2Bq.带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t 2为t 2＝O D v 0＝2rv 0＝2mv 0Bqv 0＝2m Bq.所以粒子运动到D 点的时间为 t ＝t 1＋t 2＝πm 2Bq ＋2m Bq ＝m Bq (π2＋2)．(2)电场力对带电粒子做正功．由动能定理求粒子到达D点时动能E k，W＝E k－12mv20，W＝F电r＝mar.①而r＝12at22，所以W＝2mr2t22.②由①②式得E k＝12mv20＋2mr2(2rv0)2＝mv20.答案(1)mBq (π2＋2)(2)mv20。
人教版高中物理选修3-1第三章检测试题.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第三章检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.磁感应强度、磁通量4、102.安培力1、33.洛伦兹力 64.匀速圆周运动2、5、7、8、125.与磁场力有关的平衡问题11、136.组合场、复合场问题8、9一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.(2013江苏省扬州中学高二上学期期中考试)如图所示,通电导线均置于匀强磁场中,其中导线受安培力作用的是( ABD )解析:由于A、B、D各项中电流方向与磁场方向不平行,而C项中平行,由此得选项A、B、D正确.2.(2012南京调研)一带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动,要想确定该带电粒子的比荷,则只需要知道( B )A.运动速度v和磁感应强度BB.磁感应强度B和运动周期TC.轨迹半径R和运动速度vD.轨迹半径R和磁感应强度B解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,利用半径公式和周期公式可判断出选项B正确.3.(2013江苏省扬大附中高二考试)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是( BD )A.B=,方向垂直斜面向上B.B=,方向垂直斜面向下C.B=,方向竖直向上D.B=,方向水平向左解析:导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡,当磁场方向垂直斜面向上时,安培力沿斜面向下,三力不可能平衡,选项A错;当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上,则有mgsin α=BIL,故B=,选项B正确;当磁场方向竖直向上时,安培力水平向右,三力不可能平衡,选项C错;若磁场方向水平向左时,安培力竖直向上,有mg=BIL,故B=,选项D正确.4.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.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中均向纸里解析:由于合磁场的方向水平向左,则a、b中的电流产生的磁场方向应分别垂直于aP、bP且指向左方,由安培定则可知选项A正确. 5.三个质子1、2和3分别以大小相等的初速度v1、v2和v3经平板MN 上的小孔O射入匀强磁场,各初速度的方向如图所示,磁场方向垂直纸面向里,整个装置处在真空中,且不计质子重力.最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3,则( D )A.s1<s2<s3B.s2>s3>s1C.s1=s3>s2D.s1=s3<s2解析:质子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同,根据左手定则可以画出三个质子的轨迹,如图所示,v2与平板垂直,s2最大,v1和v3与平板的夹角相同,s1=s3,故选项D正确.6.(2012中山高二检测)初速度为v0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 )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:由安培定则可知,通电导线右方磁场方向垂直纸面向里,则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右,所以电子向右偏;由于洛伦兹力不做功,所以电子速率不变.7.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)( B )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解析:带电粒子所受的洛伦兹力不对它做功,动能不变,v2=v1,带电粒子从A点进入匀强磁场,从D点射出,轨迹如图所示,O1为轨迹的圆心,由对称性可知v2的方向必过圆心,正确的答案为B.8.如图所示,相距为d的两带电平行板间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m,带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域,带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动,运动轨迹如图中虚线所示,则( BC )A.小球一定带负电B.小球一定带正电C.两板间电压为D.小球在两板间的运动时间为解析:带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动,重力大小等于静电力,洛伦兹力提供向心力,则小球带正电,有mg=qE、qvB=,所以有mg=q 和T=,得出U=,小球在两板间的运动时间t==.所以正确选项是BC.9.(2013浙江省效实中学高二上学期期中)如图所示,一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动,速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t1,水平射程为s1,落地速率为v1.撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为s2,落地速率为v2,则( BD )A.t1<t2B.s1>s2C.s1<s2D.v1=v2解析:有磁场时,小球下落过程中要受重力和洛伦兹力共同作用,重力方向竖直向下,大小方向都不变;洛伦兹力的方向总是指向右上方,其作用相对于无磁场时会延长落地时间,增加水平射程,由此知选项A、C错误,选项B正确;无论有无磁场,下落过程中只有重力做功,因此落地速度大小相等,选项D正确.二、填空题(共20分)10.(6分)如图所示,若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1>S2,磁场限制在ABCD区域,则闭合电路abcd的磁通量为.解析:因为Φ=BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积,穿过S1和S2的磁通量是相同的,Φ=BS2.答案:BS211.(14分)如图为“电流天平”,可用于测定磁感应强度.在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数n=5,底边cd长L=20 cm,放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直.当线圈中通入如图所示方向的电流I=100 mA时,调节砝码使天平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平右盘加质量m=8.2 g的砝码,才能使天平再次平衡.则cd边所受的安培力大小为N,磁感应强度B 的大小为T(g=10 m/s2).解析:电流方向反向,则安培力大小不变,由竖直向下变为竖直向上,则ΔF=2nBIL=mg,所以cd边所受安培力大小F安=mg=4.1×10-2 N,磁T=0.41 T.感应强度B==--答案:4.1×10-20.41三、计算题(共35分)12.(15分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外,磁感应强度为B,一带正电的粒子(不计粒子重力)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为θ,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,求该粒子的带电荷量和质量之比q/m.解析:由图可知:=Rsin θ①又R=②由①②得:=.答案:13.(20分)如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里,一质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与磁场方向垂直,与电场方向成45°角射入复合场中,恰能做匀速直线运动.求电场强度E和磁感应强度B的大小.解析:由于带电微粒所受洛伦兹力方向与v垂直,电场力的方向与电场线平行,所以微粒还要受重力作用才能做匀速直线运动,若微粒带负电荷,则电场力水平向左,则它受的洛伦兹力F就应向右下与v垂直,这样粒子就不能做匀速直线运动,所以粒子应带正电荷,其受力如图所示,根据平衡知识得mg=qvBsin 45°qE=qvBcos 45°解得B=,E=.答案:见解析.。
2017-2018学年高二物理选修3-1习题：第3章 磁场 3 达
第三章 31．(2017·宁夏中卫一中高二上学期期末)关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是导学号 74700592(A) A．磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线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解析：磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故A 正确C错误；磁感线和电场线不一定互相平行，故B错误，磁感线和电场线不仅能表示方向，分布疏密可以反映场的强弱，越密越强，反之越弱，故D错误。
2．(2017·甘肃省嘉峪关一中高二上学期期末)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导学号74700593(B)解析：本题考查了对地磁场的认识，由安培定则可知环形电流应自东向西，B项正确。
3．(2017·黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2＝S3，且“3”线圈处于磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3。
则它们的大小关系是导学号74700594(C)A．Φ1＞Φ2＞Φ3 B．Φ1＞Φ2＝Φ3C．Φ1＜Φ2＜Φ3 D．Φ1＜Φ2＝Φ3解析：在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通，而内部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，总磁通越少，1,2 在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通大，故Φ2＞Φ1,2,3面积一样，3位置外部B小，则外部向右磁通小，则Φ3＞Φ2；可知：Φ1＜Φ2＜Φ3，选项C正确。
高二上学期物理人教版选修3-1第三章磁场 同步检测(含答案)
2020—2021物理（人教）选修3—1第三章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是()A．沿导线方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上B．垂直导线方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方2、(双选)下列关于磁场的说法正确的是()A．磁场最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B．磁场是看不见、摸不着、实际不存在的，是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无3、下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，不正确的是() A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同思路点拨：4、(双选)如图所示，在与直导线垂直的平面上放置几个小磁针。
将开关S断开或闭合，观察小磁针并记录现象。
下图中能准确反应俯视整个装置时电流方向及小磁针指向的是(小磁针N极涂黑)()A B C D5、如图所示，将通电直导线AB用丝线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关S的瞬间()A．A端向上运动，B端向下运动，悬线张力不变B．A端向下运动，B端向上运动，悬线张力不变C．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大6、(双选)如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动。
已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是()A．若物块带正电，可能受两个力，做匀速直线运动B．若物块带负电，可能受两个力，做匀速直线运动C．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动D．若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动7、(双选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍。
2020--2021学年教科版高二物理选修3—1第3章 磁场练习含答案
2020--2021教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、如图，金属杆ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，结果ab静止且紧压于水平导轨上．若磁场方向与导轨平面成θ角，金属杆ab与水平导轨间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是()A．金属杆ab所受的安培力大小为BILsin θB．金属杆ab所受的安培力大小为BILcos θC．金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsin θD．金属杆ab所受的摩擦力大小为μmg2、为了解释地球的磁场，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( )3、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场的方向相同B．安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，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，但不一定跟磁场方向垂直D．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直4、(双选)如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置．当导线中通以如图所示电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上．这一现象说明( )A．小磁针感知到了电流的磁场B．小磁针处磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处磁场方向垂直纸面向外D．若把小磁针移走，该处就没有磁场了5、(多选)如图所示，一个带负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B中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A．始终做匀速运动B．开始做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动6、(双选)如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出．下列说法正确的是( )A．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子的能量E将越大B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大，质子的能量E将越大C．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越长D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，若加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越短7、如图所示是某个磁场的磁感线分布，则A点和B点的磁感应强度的大小关系是( )A．A点的磁感应强度大B．B点的磁感应强度大C．A点的磁感应强度等于B点的磁感应强度D．无法确定8、如图所示，标出了磁场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磁场力F的方向，其中正确的是( )9、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷．由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律．例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示点磁荷所受磁场力，q m表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )A．F＝HqmB．H＝FqmC．H＝Fq m D．q m＝HF10、如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该()A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率v ＝mg qB向上移动 C ．使磁场以速率v ＝mg qB向右移动 D ．使磁场以速率v ＝mg qB向左移动 11、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12、正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电荷在磁场中一定受洛伦兹力．( ) (2)洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直．( ) (3)电荷运动速度越大，它的洛伦兹力一定越大．( ) (4)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，半径越大．( ) (5)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，周期越大．( ) 13、回旋加速器的工作原理如甲所示，置于真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间狭缝的间距为d ，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m ，电荷量为＋q ，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U 0.周期T ＝2πm qB .一束该种粒子在0～T 2时间内从A 处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：(1)出射粒子的动能E m；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E m所需的总时间t0.教科版选修3--1第三章磁场1、如图，金属杆ab的质量为m，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，结果ab静止且紧压于水平导轨上．若磁场方向与导轨平面成θ角，金属杆ab与水平导轨间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是( )A．金属杆ab所受的安培力大小为BILsin θB．金属杆ab所受的安培力大小为BILcos θC．金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsin θD．金属杆ab所受的摩擦力大小为μmgC[对ab杆受力分析如图所示F＝BILFcos(90°－θ)＝f解得f＝BILsin θ，故C正确．]2、为了解释地球的磁场，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( )B[地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，除地磁场的两极外地表上空的磁场都具有向北的分量，由安培定则可知，环形电流内部磁场方向向南，可知B正确，A、C、D错误．故选B.]3、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场的方向相同B．安培力的方向一定跟磁场的方向垂直，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，但不一定跟磁场方向垂直D．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D[由左手定则知安培力的方向既垂直于磁场又垂直于电流，即安培力垂直于磁场和电流决定的平面，B与I不一定垂直．]4、(双选)如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时二者在纸面内平行放置．当导线中通以如图所示电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上．这一现象说明( )A．小磁针感知到了电流的磁场B．小磁针处磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处磁场方向垂直纸面向外D．若把小磁针移走，该处就没有磁场了AB[电流在导线周围产生了磁场，小磁针N极的指向为磁场的方向，所以A、B正确，C错误；该处的磁场与通电电流有关，与小磁针无关，所以D错误．] 5、(多选)如图所示，一个带负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B中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A．始终做匀速运动B．开始做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动ABD[带电滑环向右运动所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关，由于滑环初速度的大小未具体给出，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力开始等于重力时，则滑环做匀速运动，A对．(2)当洛伦兹力开始小于重力时，滑环将做减速运动，最后停在杆上，B对．(3)当洛伦兹力开始大于重力时，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动，D对．]6、(双选)如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E 后，由A 孔射出．下列说法正确的是( )A ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高，质子的能量E 将越大B ．磁感应强度B 不变，若加速电压U 不变，D 形盒半径R 越大，质子的能量E 将越大C ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高，质子在加速器中的运动时间将越长D ．D 形盒半径R 、磁感应强度B 不变，若加速电压U 越高，质子在加速器中的运动时间将越短BD [由q v B ＝m v2R 得，v ＝qRB m ，则最大动能E k ＝12m v 2＝q2B2R22m ，知最大动能与加速器的半径、磁感应强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关，故A 错误，B 正确；由动能定理得：ΔE k ＝qU ，加速电压越大，每次获得的动能越大，而最终的最大动能与加速电压无关，是一定的，故加速电压越大，加速次数越少，加速时间越短，故C 错误，D 正确；故选BD.] 7、如图所示是某个磁场的磁感线分布，则A 点和B 点的磁感应强度的大小关系是( )A ．A 点的磁感应强度大B ．B 点的磁感应强度大C ．A 点的磁感应强度等于B 点的磁感应强度D ．无法确定A [根据磁感线的分布特点知，磁感线密的地方磁感应强度大．A 项正确．] 8、如图所示，标出了磁场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磁场力F 的方向，其中正确的是( )C [由左手定则判断可知，C 项正确．]9、对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N 极上聚集着正磁荷，在S 极上聚集着负磁荷．由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律．例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H 表示磁场强度，F 表示点磁荷所受磁场力，q m 表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )A ．F ＝H qmB ．H ＝F qmC ．H ＝Fq mD ．q m ＝HFB [题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，故：H ＝F qm .]10、如图所示，一个带正电q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，若小带电体的质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该( )A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率v ＝mg qB向上移动 C ．使磁场以速率v ＝mg qB向右移动 D ．使磁场以速率v ＝mg qB向左移动 D[为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B ，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力，A 不对；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，不可能平衡重力；磁场以v 向右移动，等同于电荷以速率v 向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力，故B 、C 不对；磁场以v 向左移动，等同于电荷以速率v 向右运动，此时洛伦兹力向上．当q v B ＝mg 时，带电体对绝缘水平面无压力，即v ＝mg qB，选项D 正确．] 11、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 D [带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB ，该粒子运动等效的环形电流I ＝q T ＝q2B 2πm，由此可知，I ∝q 2，选项A 错误；I 与速率无关，选项B 错误；I ∝1m ，即I 与m 成反比，选项C 错误；I ∝B ，选项D 正确．]12、正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电荷在磁场中一定受洛伦兹力．( ) (2)洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直．( ) (3)电荷运动速度越大，它的洛伦兹力一定越大．( ) (4)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，半径越大．( ) (5)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，周期越大．( )【答案】（1）× （2）√ （3）× （4）√ （5）×13、回旋加速器的工作原理如甲所示，置于真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间狭缝的间距为d ，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m ，电荷量为＋q ，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U 0.周期T ＝2πm qB .一束该种粒子在0～T 2时间内从A 处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：word 版 高中物理11 / 11(1)出射粒子的动能E m ；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E m 所需的总时间t 0.解析：(1)粒子在磁场中运动半径为R 时q v B ＝m v2R且E m ＝12m v 2 解得E m ＝q2B2R22m. (2)粒子被加速n 次达到动能E m ，则E m ＝nqU 0粒子在狭缝间做匀加速运动，设n 次经过狭缝的总时间为Δt ，加速度a ＝qU0md匀加速直线运动v ＝aΔt由t 0＝(n －1)·T 2＋Δt ，解得t 0＝πBR2＋2BRd 2U0－πm qB. 答案：(1)q2B2R22m (2)πBR2＋2BRd 2U0－πm qB。
高二人教物理选修3—1第3章 磁场含答案
1、磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子， 几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体。在一些生物体内也会含有微量磁 性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。若在鸽子身 上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行 中( ) A．鸽子仍能如平时一样辨别方向 B．鸽子会比平时更容易的辨别方向 C．鸽子会迷失方向 D．不能确定鸽子是否会迷失方向 C [永久磁铁会产生磁场，该磁场干扰鸽子识别地磁场，影响鸽子通过地磁场 识别方向，所以鸽子会迷失方向，C 项正确。] 2、(双选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反
A．32BIL，方向竖直向上 B．2BIL，方向竖直向上 C．34BIL，方向竖直向下 D．3BIL，方向竖直向下 *10、(双选)如图所示，用丝线吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场 中，空气阻力不计，当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时( )
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方向竖直向上，故 A 正确。] *10、(双选)如图所示，用丝线吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场 中，空气阻力不计，当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时( )
A．小球的动能相同 B．丝线所受的拉力相同 C．小球所受的洛伦兹力相同 D．小球的向心加速度相同 *11、如图所示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。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的 磁感应强度为 B，匀强电场的电场强度为 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 下方有磁感应强度为 B0 的匀强磁场。下列 表述不正确的是( )
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。
人教版高二物理选修3-1 第三章 磁场 同步测试
人教版2020—2021学年高中物理选修3—1第三章磁场练习含答案人教选修3—1第三章磁场1、如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来，如图所示。
原来，棋盘和棋子都是由磁性材料做成的。
棋子不会掉落是因为()A．质量小，重力可以忽略不计B．受到棋盘对它向上的摩擦力C．棋盘对它的吸引力与重力平衡D.它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力2、如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角；导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，下列方法不正确的是()A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转过30°D．使导线在纸面内逆时针转过60°3、(双选)如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是()A．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向里C．ΦB＞ΦCD．ΦB＜ΦC4、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．以相等的加速度相背运动5、大量的带电荷量均为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是() A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向但大小不变，与磁场方向不平行，则洛伦兹力的大小方向均不变C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D．带电粒子受到的洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度就越小6、(双选)在垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的()A B C D*7、先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。
(word完整版)西城区高二物理选修3-1第三章测试题库
西城区高二物理选修3－1第三章测试班级________ 学号________ 姓名________ 得分________试卷满分：100分 考试时间：100分钟一、选择题(本题共13小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。
每小题4分，共52分) 1．下列哪些物理量是矢量( ) A ．电场强度 B ．电势差 C ．电势能D ．磁感应强度 2．根据定义式ILFB，下列说法正确的是( ) A ．B 的大小与F 成正比，与L 、I 成反比 B ．B 的方向由F 的方向所决定C ．处在磁场中的通电导线L ，在任何情况下所受磁场力F 与L 、I 之比都恒定，且不为零D .只有当B 与L 垂直时，定义式才有意义3．下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( )4．如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一束电子垂直于磁场射入，则电子束将( )A ．向上偏转B ．向下偏转C ．垂直于纸面向里偏转D．垂直于纸面向外偏转5．如图所示，ab两个带电粒子分别沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，圆弧为两粒子的运动轨迹，箭头表示运动方向，则( )A．a粒子带负电，b粒子带正电B．若ab两粒子的质量、电量相等，则a粒子运动的动能较大C．若ab两粒子的速率、质量相等，则a粒子带的电量较多D．若ab两粒子的速率、电量相等，则a粒子的质量较小6．一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。
假设粒子的动量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是( )A．粒子由a向b运动，带正电B．粒子由a向b运动，带负电C．粒子由b向a运动，带正电D．粒子由b向a运动，带负电7．两通电直导线的电流方向分别为a→b，c→d，两导线垂直但不相交，ab水平放置，可自由移动，cd竖直放置且固定不动，如图所示。
通电后( )A．ab将顺时针转动，同时靠近cdB．ab将逆时针转动，同时靠近cdC．ab将顺时针转动，同时远离cdD．ab将逆时针转动，同时远离cd8．在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电子定向运动方向是从东向西，则导线受到地磁场的作用力的方向为( ) A．向南B．向北C．向上D．向下9．如图所示的磁场中，与磁场方向垂直放置一个含有铁芯的小通电螺线管，给螺线管通以如图所示的电流，则螺线管的运动情况为( )A．P端向外Q端向里旋转B．P端向里Q端向外旋转C．PQ将上下平动D．PQ将左右平动10．如图所示，ab是一细弯管，其中心线是一半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面(纸面)，并且指向纸外。
教科版高中物理选修3-1第三章阶段质量检测.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的。
选对得6分，有错选或不选不得分)1．一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图1所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是()A．增大电荷质量B．增大电荷电量图1 C．减小入射速度D．增大磁感应强度解析：粒子在穿过这个区域时所受的力为：竖直向下的电场力Eq和竖直向上的洛伦兹力q v B，且此时Eq＝q v B。
若要使电荷向下偏转，需使Eq>q v B，则减小速度v、减小磁感应强度B或增大电场强度E均可。
答案：C2．(2011·全国卷)如图2，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直。
磁感应强度可能为零的点是() 图2A．a点B．b点C．c点D．d点解析：根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下，由于I1>I2，且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小，故B1a>B2a，则a处磁感应强度不可能为零，A错；两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac连线向下，故B错；I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上，且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大，故B1c与B2c有可能等大反向，C对；两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角，且夹角一定不为180°，D错。
答案：C3．如图3所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上，由于磁场的作用，则()A．板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势B．板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势图3 C．板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势D．板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势解析：铜板中形成电流的是电子，由左手定则可判断出电子受的洛伦兹力方向向左，电子将聚集到板的左侧，而右板将剩余正电荷，使b点电势高于a点电势，故A正确。
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西城区高二物理选修3－1第三章测试
班级________ 学号________ 姓名________ 得分________
试卷满分：100分 考试时间：100分钟
一、选择题(本题共13小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。
每小题4分，
共52分)
1．下列哪些物理量是矢量( ) A ．电场强度 B ．电势差 C ．电势能
D ．磁感应强度 2．根据定义式IL
F
B
，下列说法正确的是( ) A ．B 的大小与F 成正比，与L 、I 成反比 B ．B 的方向由F 的方向所决定
C ．处在磁场中的通电导线L ，在任何情况下所受磁场力F 与L 、I 之比都恒定，且不为零
D .只有当B 与L 垂直时，定义式才有意义
3．下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( )
4．如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一束电子垂直于磁场射入，则电子束将( )
A ．向上偏转
B ．向下偏转
C ．垂直于纸面向里偏转
D ．垂直于纸面向外偏转
5．如图所示，ab 两个带电粒子分别沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，圆弧为两粒子的运动轨迹，箭头表示运动方向，则( )
A ．a 粒子带负电，b 粒子带正电
B ．若ab 两粒子的质量、电量相等，则a 粒子运动的动能较大
C ．若ab 两粒子的速率、质量相等，则a 粒子带的电量较多
D ．若ab 两粒子的速率、电量相等，则a 粒子的质量较小
6．一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。
假设粒子的动量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是( )
A．粒子由a向b运动，带正电
B．粒子由a向b运动，带负电
C．粒子由b向a运动，带正电
D．粒子由b向a运动，带负电
7．两通电直导线的电流方向分别为a→b，c→d，两导线垂直但不相交，ab水平放置，可自由移动，cd竖直放置且固定不动，如图所示。
通电后( )
A．ab将顺时针转动，同时靠近cd
B．ab将逆时针转动，同时靠近cd
C．ab将顺时针转动，同时远离cd
D．ab将逆时针转动，同时远离cd
8．在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电子定向运动方向是从东向西，则导线受到地磁场的作用力的方向为( )
A．向南B．向北
C．向上D．向下
9．如图所示的磁场中，与磁场方向垂直放置一个含有铁芯的小通电螺线管，给螺线管通以如图所示的电流，则螺线管的运动情况为( )
A．P端向外Q端向里旋转
B．P端向里Q端向外旋转
C．PQ将上下平动
D．PQ将左右平动
10．如图所示，ab是一细弯管，其中心线是一半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面(纸面)，并且指向纸外。
有一束粒子对准a端射入弯管，都是一价正离子，但粒子具有不同的质量不同的速度。
则沿中心线通过弯管的粒子是( )
A．速度大小相同的粒子
B．质量大小相同的粒子
C．动能大小相同的粒子
D．动量大小相同的粒子
11．a粒子(4
2He)和质子(1
1
H)从匀强磁场中的同一点，沿着与磁场垂直的方向以相同的初速率v0反向
射出如图所示。
它们第一次可能相遇时所经过的路程之比为( )
A ．2∶1
B ．1∶2
C ．1∶1
D ．4∶1
12．如图所示，两带电平行金属板之间有相互正交的匀强电场和匀强磁场。
现使一个带正电的粒子以
某一初速度沿垂直于电场和磁场的方向射入两板间，测得它飞出该场区时的动能比射入时的动能小。
为使带电粒子飞出场区时的动能比射入时的动能大，以下措施中可行的是( )
A ．增大射入时的速度
B ．保持金属板所带电荷量不变增大两板间的距离
C ．保持两板间的距离不变增大两金属板所带的电荷量
D ．增大磁场的磁感应强度
13．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内
横截面的流体的体积)。
为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ，流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)。
图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。
当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值。
已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )
A ．
)(b a cR B I ρ+ B ．)(C b aR B I ρ+
C ．)(a c bR B I ρ+
D ．)(a
bc
R B I ρ
+ 二、填空题(每空2分，共30分)
14．磁体之间通过磁体周围的______发生相互作用。
15．丹麦物理学家奥斯特发现了______，著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方，
通电时______。
16．如图所示，从粒子源S 处发出不同的粒子其初动量相同，则表示电荷量最小的带正电的粒子运动
径迹的是______。
17．有电子、质子、氘核、氚核和a粒子，穿过如图所示的速度选择器以后垂直射入同一匀强磁场，则轨道半径最大的是______，周期最大的是______。
18．如图所示，一束电子(e)以速度v垂直射入一磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°，则电子的质量为______。
穿过磁场所需的时间为______。
19．三个质量相同，带相同正电荷的小球，从同一高度开始下落。
其中甲直接落地，乙在下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，丙经过一个水平方向的匀强磁场区。
如图所示，不计空气阻力，则落到同一水平地面上时，______球的速度最大，______球最后到达地面。
20．如图所示，一足够长的绝缘材料的光滑斜面与地面成 角，其上端放有一块质量为m，带有负电荷q的金属块，整个装置放在垂直于纸面向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，那么金属块开始下滑时其加速度a＝______，它沿斜面的最大速度为______。
21．如图所示，两根完全相同的轻质弹簧下面悬挂一根质量为m的长为L的通电金属棒AB，弹簧伸长量为某一值．若再加上一个垂直于纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场，弹簧伸长量减少为原来的一半，则AB中电流强度大小为______，若保持电流大小、方向不变，改加一个竖直向下的匀强磁场，弹簧偏离竖直方向37°角，这时磁感应强度B2＝______，此时每根弹簧的弹力为______。
三、计算题(本题共2小题，共18分，解答时应画出必要的受力图，写出必要的文字说明和原始方程。
只写出最后答案不能得分。
有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位)
22．两根平行放置的金属导轨框架与水平面的夹角为θ，导轨间距离为L，有一根垂直于导轨放置的，质量为m的均匀金属棒。
电源的电动势为E，内电阻为r，导轨和金属棒的总电阻为R，整个装置位于竖直向上的匀强磁场中。
要使金属棒静止，磁感应强度B为多大?要使金属棒静止，磁感应强度B至少为多大?方向如何?
23．如图所示，一质量为m、带电量为q的粒子，以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面。
粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向成θ＝30°，重力忽略不计，求：
(1)圆形磁场区域的最小面积；
(2)粒子从O进入磁场到达b点所经历的时间及b点的坐标。
参考答案
西城区高二物理选修3－1第三章测试
1．AD 2．D 3．B 4．B 5．AB 6．D 7．B 8．C 9．A 10．D 11．C 12．C 13．C
14．磁场 15．电流周围存在磁场；小磁针发生了偏转 16．b 17．氚核，氚核 18．
v d v Bed 3π2 19．乙 丙 20．gsin θ，qB mg θ
cos
21．
L
B mg 12 231B 85mg
22．
,sin )(,tan )(EL
mg r R EL mg r R θ
θ++垂直于导轨向上
23．(1)面积最小时，图如
（2）2
22
24π3B q v m S = )33π2(+=qB m t b 点的作标
)0；3(0Bq mv。