人教版高二物理选修3-1第三章磁场 单元测试(含答案和详细解析)

《静电场》单元测试

一、选择题（每小题4分，共44分）

1、下列关于电场和磁场的说法中正确的是( )

A.电场线和磁感线都是封闭曲线

B.电场线和磁感线都是不封闭曲线

C.通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用

D.电荷在电场中一定受到电场力的作用

2、如图所示,一长直导线穿过载有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环所在的平面,导线和环中的电流方向如图所示,则圆环受到的磁场力为( )

A.沿环半径向外

B.沿环半径向里

C.水平向左

D.等于零

3、如图所示,a、b两金属环同圆心同平面水平放置,当a中通以图示方向电流时,b环中磁通量方向是( )

A.向上

B.向下

C.向左

D.0

4、如图所示,当开关S闭合的时候,导线ab受力的方向应为( )

A.向右

B.向左

C.向纸外

D.向纸里

5、如图所示,一带负电荷的滑块从粗糙绝缘斜面的顶端滑至底端时的速度为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速度( )

A.变大

B.变小

C.不变

D.条件不足,无法判断

6、一正电荷q以速度v沿x轴正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示,为了使电荷能做直线运动,则必须加一个电场进去,不计重力,此电场的场强应该是( )

A.沿y轴正方向,大小为Bv/q

B.沿y轴负方向,大小为Bv

C.沿y轴正方向,大小为v/B

D.沿y轴负方向,大小为Bv/q

7、(多选)用回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的动能增加为原来的4倍,原则上可以采用下列哪几种方法( )

A.将其磁感应强度增大为原来的2倍

B.将其磁感应强度增大为原来的4倍

C.将D形盒的半径增大为原来的2倍

D.将D形盒的半径增大为原来的4倍

8、一电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心在同一圆形轨道上运动,磁场方向垂直于运动平面,静电力恰好是磁场作用在电子上洛伦兹力的3倍,电子电荷量为e,质量为m,那么电子运动的角速度可能为( )

A. B. C. D.

9、如图所示,质子和氘核的质量和速度的乘积相等,垂直磁场边界MN进入匀强磁场区域,那么以下说法中正确的是( )

A.它们所受洛伦兹力相同

B.它们做圆周运动的向心加速度相同

C.它们的轨道半径相同

D.它们在磁场中运动时间相同

10、(多选)如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上,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,以下说法正确的是( )

A.两小球到达轨道最低点的速度v M>v N

B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M>F N

C.小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间

D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中不能到达轨道另一端

11、(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。设小球电荷量不变,小球由静止下滑的过程中( )

A.小球加速度一直增大

B.小球速度一直增大,直到最后匀速

C.棒对小球的弹力一直减小

D.小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变

二、填空题（每小题6分，共12分）

12、一矩形线圈的面积S=10-2 m2,线圈平面和匀强磁场方向之间的夹角θ1=30°,穿过线圈的磁通量Φ=1×10-3 Wb,则磁场的磁感应强度B=______;若线圈以一条边为轴旋转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Φ=______。

13、如图所示,在真空中半径为r=3×10-2m的圆形区域内有一匀强磁场,磁场的磁感应强度B=0.2 T,方向垂直纸面向外。一带正电粒子以v0=1.2×106m/s的初速度从磁场边界上的A点射入磁场,已知该粒子的比荷=1.0×108 C/kg,不计粒子的重力,则粒子在磁场中运动的最长时间为______s。

三、计算题(共44分)

14、（10分）如图所示,一束电子的电荷量为e,以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是30°,则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间又是多少?

15、（10分）如图所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆质量为m,水平放在导轨上。当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止。求:

(1)B至少多大?这时B的方向如何?

(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?

16、（12分）电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,如图所示,磁场方向垂直于圆面。磁场区域的中心为O,半径为r。当不加磁场时,电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P,需要加磁场,使电子束偏转一已知角度θ,此时磁场的磁感应强度B应为多少?

17、（12分）如图所示,空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面。图中虚线为磁场区的右边界。现有一质量为m、电荷量为-q的带电粒子,从电场中的P点以初速度v0沿x轴正方向开始运动,已知P点的坐标为(-L,0),且L=,试求:

(1)带电粒子运动到y轴上时的速度;

(2)要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中,磁场的宽度最大为多少?(不计带电粒子的重力)