2019高中物理 第三章 磁场章末综合检测 新人教版选修3-1
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第三章磁场
章末综合检测
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分,每小题只有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1.关于磁通量,正确的说法有( )
A.磁通量不仅有大小而且有方向,是矢量
B.在匀强磁场中,a线圈面积比b线圈面积大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大
C.磁通量大,磁感应强度不一定大
D.把某线圈放在磁场中的M、N两点,若放在M处的磁通量比在N处的大,则M处的磁感应强度一定比N处大
解析:磁通量是标量,大小与B、S及放置角度均有关,只有C项说法完全正确.
答案:C
2.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中,线圈中的磁通量( )
A.是增加的
B.是减少的
C.先增加,后减少
D.先减少,后增加
解析:要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况,就必须知道条形磁体的磁极附近磁感线的分布情况.线圈位于位置Ⅱ时,磁通量为零,故线圈中磁通量是先减少,后增加的.
答案:D
3.如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处
于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零,可以( )
A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向
C.适当增大电流D.使电流反向
解析:首先对MN进行受力分析,受竖直向下的重力G,受两根软导线的竖直向上的拉力和竖直向上的安培力.处于平衡时有2F+BIL=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力BIL,所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I,或二者同时增大.
答案:C
4.如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶
端a 点由静止释放.下列判断正确的是( )
A .当小球运动的弧长为圆周长的1
4时,洛伦兹力最大
B .当小球运动的弧长为圆周长的1
2时,洛伦兹力最大
C .小球从a 点运动到b 点,重力势能减小,电势能增大
D .小球从b 点运动到c 点,电势能增大,动能先增大后减小
解析:将电场力与重力合成,合力方向斜向左下方与竖直方向成45°角,把电场与重力场看成一个等效场,其等效最低点在点b 、c 之间,小球从b 点运动到c 点,动能先增大后减小,且在等效最低点的速度和洛伦兹力最大,则A 、B 两项错,D 项正确;小球从a 点到b 点,电势能减小,则C 项错. 答案:D
5.如图所示,在边长为2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子(重力不计)从AB 边的中点O 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AB 边的夹角为60°.若要使粒子能从AC 边穿出磁场,则匀强磁场的大小B 需满足( )
A .
B >3mv 3aq
B .B <3mv 3aq
C .B >
3mv aq
D .B <
3mv aq
解析:粒子刚好达到C 点时,其运动轨迹与AC 相切,则粒子运动的半径为r 0=3a .由r =mv qB
得,粒子要能从AC 边射出,粒子运动的半径r >r 0,解得B <3mv
3aq
,选项B 正确. 答案:B
6.如图所示,一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的粒子(不计重力),经电压U 加速后垂直进
入磁感应强度为B 的匀强磁场中,粒子打至P 点,设OP =x ,能够正确反应x 与U 之间的函数
关系的是( )
解析:带电粒子在电场中做加速运动,由动能定理有qU =12mv 2,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动有x 2=mv
qB ,整
理得x 2
=8m
qB 2
U ,故B 正确.
答案:B
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分,每小题有多个选项符合题意,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
7.(2017·高考全国卷Ⅰ)如图,三根相互平行的固定长直导线L
1、L 2和L 3两两等距,均通有电
流I ,L 1中电流方向与L 2中的相同,与L 3中的相反.下列说法正确的是( ) A .L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直 B .L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直
C .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶ 3
D .L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1 解析:同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.对L
1受力分析,如图所示,可知L 1所受磁场力的方向与L 2、L 3所在的平面平行,故A 错误;对L 3受力分析,如图所示,可知L 3所受磁场力的方向与L 1、L 2所在的平面垂直,故B 正确;设三根导线间两两之间的相
互作用力为F ,则L 1、L 2受到的磁场力的合力等于F ,L 3受的磁场力的合力为3F ,即L 1、L 2、L 3
单位长度受到的磁场力之比为1∶1∶3,故C 正确,D 错误. 答案:BC
8.一个不计重力的带电粒子以初速度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,且分界线与电场方向平行,如下列图中的虚线所示.在选项图所示的几种情况下,可能出现的是( )
解析:A 、C 选项中粒子在电场中向下偏转,所以粒子带正电,在进入磁场后,A 图中粒子应逆时针转,C 图中粒子应顺时针转,A 正确,C 错误.同理可以判断,B 错误,D 正确. 答案:AD
9.电子以垂直于匀强磁场的速度v ,从a 点进入长为d 、宽为L 的磁场区域,偏转后从b 点离开磁场,如图所示,若磁场的磁感应强度为B ,那么( )