高二物理选修3-1第三章测试题
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第三章磁场
§1、2磁现象和磁场、磁感应强度【典型例题】【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（ ）A 、磁体的重心处B 、磁铁的某一磁极处C 、磁铁重心的北侧D 、磁铁重心的南侧【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。
在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。
a北京附近的地磁场方向如图（a ）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（b ）所示，显然不能水平。
若将悬挂点移至重心的北侧，如图（c ）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。
【答案】C【例2】如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I ，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B 垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（A ）A 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。
图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在a 点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c 点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b 、d 两点的合场强由平行四边形法则来确定。
【答案】A【例3】根据磁感应强度的定义式B=ILF ，下列说法中正确的是（D ） A 、在磁场中某确定位置，B 与F 成正比，与I 、L 的乘积成反比B 、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B 一定为零C 、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受磁场力F 的方向相同D 、一小段通电直导线放在B 为零的位置，那么它受到磁场力F 也一定为零【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，导线框中电流为I ，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B ，AB 与CD 相距为d ，则MN 所受安培力大小为( )A ．F ＝BIdB ．F ＝sin BIdC ．F ＝BId sin θD ．F ＝BId cos θ2．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（正电子质量和电量与电子大小相等，电性相反）分别以相同速度沿与x 轴成60°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 ．1D ．1∶13．如图，一质子以速度v 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转则A ．若电子以相同速度v 射入该区域，将会发生偏转B ．若质子的速度v ′＜v ，它将向下偏转而做类似的平抛运动C ．若质子的速度v ′＞v ，它将向上偏转，其运动轨迹是圆弧线D ．无论何种带电粒子（不计重力），只要都以速度v 射入都不会发生偏转4．如图，半径为R 的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，半径OC 与OB 夹角为60°．一电子以速率v 从A 点沿直径AB 方向射入磁场，从C 点射出。
电子质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力，下列说法正确的是（ ）A ．磁场方向垂直纸面向里 B．磁感应强度大小为3eRC．电子在磁场中的运动时间为3RvD ．若电子速率变为3v，仍要从C 点射出，磁感应强度大小应变为原来的3倍5．如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同。
它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处，且A 、B 两点处于同一水平面上。
两通电电线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ，则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A ．B 竖直向上 B ．B 水平向右 C水平向右 D竖直向上 6．如图所示，总长为L 、通有电流I 的导线，垂直磁场方向置于宽度为x 、磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为( )A ．BILB ．BIxC ．BI(L －x)D ．BI(L ＋x)7．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极，并把它们与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水．如果把玻璃皿放在磁场中，如图所示，通过所学的知识可知，当接通电源后从上向下看( )A ．液体将顺时针旋转B ．液体将逆时针旋转C ．若仅调换N 、S 极位置，液体旋转方向不变D ．若仅调换电源正、负极位置，液体旋转方向不变8．M 点是位于圆形匀强磁场边界的一个粒子源，可以沿纸面向磁场内各个方向射出带电荷量为q 、质量为m 、速度大小相同的粒子，如图所示。
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。
物理人教版高中选修3-1高二物理选修3-1第三章测试
高二物理选修3-1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2.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3．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.1v0C ．2v0 D.v024.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<Bed m 1＋cosθC ．v>Bedm 1＋sinθ D ．v<Bed m 1＋sinθ5．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6．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.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 ＝mg qB 向上运动C ．使磁场以v ＝mg qB 向右运动D ．使磁场以v ＝mg qB 向左运动 8.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 10.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6×10－2 kg ，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)12.(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e m ，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______________．13．(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Ek ，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________．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°.15．(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 2m t.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v0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 ，v0，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．第三章测试答案1. 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. 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. 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 ＝12qE m (d v0)2得E ＝2mv20qd ，所以E B ＝2v0.选项C 正确．答案 C4. 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 ＋Rcosθ＝d ，R ＝mv0eB ，解得v0＝Bed m 1＋cosθ，v>v0，即能从EF 射出． 答案 A5. 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. 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 ＝mv qB ，由于rN<rM ，可知vN<vM ，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. 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 ＝mg qB ，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. 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. 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 ＝V t ＝vbct t ＝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 ＝U b q ，得v ＝U bB ，则流量Q ＝U Bb ·bc ＝U B c ，故Q 与U成正比，与a 、b 无关．答案 BD10. 解析 由T ＝2πm qB ，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mgtanθ＝F ，F ＝BIL2，得I ＝mgtanθBL2＝9 A.答案 0.12 912. 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 ＝eBR m .由T ＝2πm eB ，得电子运动时间t ＝T 4＝πm 2eB .由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔEk ＝0.答案 eBR m πm 2eB 013. 解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mv qB ，质子1H 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，RH ＝mv eB ，Rα＝mαvαqB .RH ＝Rα，得vα＝v 2，12mv2＝R2q2B22m .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)v 2(2)Ek(3)1：214. 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mgsinθ－BILcosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝E R ＋R1＋r② 由①②式联立并代入数据，得R1＝7 Ω.答案 7 Ω15. 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 ＝mv2r .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 ＝2mv qB .(2)离子到达P 时，圆心角α＝vt r .因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB 2m t.答案 (1)2mv qB(2)证明略16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t1＝T 4.带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t2＝O D v0.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t1为t1＝T 4＝πm 2Bq .带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t2为t2＝O D v0＝2r v0＝2mv0Bqv0＝2m Bq .所以粒子运动到D 点的时间为t ＝t1＋t2＝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Ek ，W ＝Ek －12 mv20，W ＝F 电r ＝mar.①而r ＝12 at22，所以W ＝2mr2t22.②由①②式得Ek ＝12 mv20＋2mr22r v02＝mv20.答案 (1)m Bq (π2＋2)(2)mv20。
高二物理选修3-1第三章测试题
第三章《磁场》单元测试题一、选择题1．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有A ．两个静止电荷之间的相互作用B ．两根通电导线之间的相互作用C ．两个运动电荷之间的相互作用D ．磁体与运动电荷之间的相互作用 2．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B ．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C ．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 3．关于磁铁磁性的起源，安培提出了分子电流假说，他是在怎样的情况下提出的 A ．安培通过精密仪器观察到了分子电流B ．安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的C ．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的D ．安培凭空想出来的4．如图1所示，在空间中取正交坐标系Oxyz （仅画出正半轴），沿x 轴有一无限长通电直导线，电流沿x 轴正方向，一束电子（重力不计）沿y =0，z =2的直线上（图中虚线所示）作匀速直线运动，方向也向x 轴正方向，下列分析可以使电了完成以上运动的是 A ．空间另有且仅有沿Z 轴正向的匀强电场B ．空间另有且仅有沿Z 轴负向的匀强电场C ．空间另有且仅有沿y 轴正向的匀强磁场D ．空间另有且仅有沿y 轴负向的匀强磁场5．如图2所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中。
则正、负电子A ．在磁场中的运动时间相同B ．在磁场中运动的轨道半径相同C ．出边界时两者的速度相同D ．出边界点到O 点处的距离相等6．如图3所示的圆形区域里，匀强磁场的方向垂直纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（不计重力）A ．运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大B ．运动时间越长，其轨迹越长C ．运动时间越长，其射出磁场区域时速率越大D ．运动时间越长，其射出磁场区域时速度的偏向角越大7．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图4所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F 1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F 2，且F 2＞F 1，根据这两个数据，可以确定A ．磁场的方向B ．磁感强度的大小C ．安培力的大小D ．铜棒的重力图1 图3图28．如图5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v 0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，一定受两个力，做匀速直线运动B ．若物块带负电，一定受两个力，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9．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴Ｏ在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图6所示．若小球运动到Ａ点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 Ａ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变Ｂ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小Ｃ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 Ｄ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小10．如图7所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。
高二物理(人教版)选修3-1第三章磁场 单元测试卷 含答案
高二物理人教版选修3-1第三章磁场单元测试卷一、单选题1.如图所示，在通电螺线管的周围和内部a、b、c、d四个位置分别放置了小磁针，小磁针涂黑的一端是N极．图中正确表示小磁针静止时的位置是A. aB. bC. cD. d2.下列说法中正确的是（）A. 通电导线受磁场作用力为零的地方磁感应强度一定为零B. 通电导线在磁感应强度大的地方受磁场作用力一定大C. 磁感应强度等于通电直导线在磁场中所受的安培力与导线中的电流及其长度乘积IL的比值D. 磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受磁场作用力的大小和方向无关3.在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，其中通有向纸面外的恒定电流，匀强磁场的磁感应强度为1T，以直导线为中心作一个圆，圆周上a处的磁感应强度恰好为零，则下述说法对的是A. b处磁感应强度为2T，方向水平向右B. c处磁感应强度也为零C. d处磁感应强度为，方向与匀强磁场方向成角D. c处磁感应强度为2T，方向水平向左4.如图所示,线框平面与匀强磁场方向垂直.现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是 ( )A. 变小B. 变大C. 不变D. 先变小后变大5.下列图是一根通电直导线在匀强磁场中的四种放置情况，其中通电直导线所受磁场力为零的是（）A. B. C. D.6.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图方向通与两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时靠近导线ABC. 逆时针方向转动，同时离开导线ABD. 顺时针方向转动，同时离开导线AB7.α粒子为氦原子核，质量约为质子的4倍，与质子电性相同，所带电荷量为质子电量的2倍。
若使质子、α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
关于它们的半径之比A. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为1：2B. 当质子、α粒子的速度大小相等时，半径之比为2：1C. 当质子，α粒子的动能大小相等时，半径之比为1：2D. 当质子、α粒子的动能大小相等时．半径之比为2：18.我们通常用阴极射线管来研究磁场、电场对运动电荷的作用，如图所示为阴极射线管的示意图。
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。
人教版高中物理选修3-1第三章测试.docx
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。
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试题(word含答案)
作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板
MN上的 A 点．测得 O、A 两点
间的距离为 L．不计粒子重力．
（ 1）试判断 P、 Q间的磁场方向；
（ 2）求粒子做匀速直线运动的速度大小 v；
（ 3）求粒子的电荷量与质量之比
q
．
m
24．一个静止在磁场中的 22688R（a 镭核），发生 α 衰变后转变为氡核 （元素符号为 Rn）．已
C．该磁场的磁感应强度大小为
mg q cos
mg sin
D．该电场的场强为
q
三、实验题 21 ．利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的 大小．实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中， 线框的短边置于蹄型磁体的 N、 S 极间磁场中的待测位置．
知衰变中释放出的 α 粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直．设镭核、氡核和
α 粒子的质量一次是 m1、 m2、 m3，衰变的核能都转化为氡核和 α 粒子的动能．求 :
（ 1）写出衰变方程． （ 2）氡核和 α 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比． （ 3）氡核的动能 EK
参考答案 1． A 2 ． A 3 ． B 4． B 5． A 6 ． A 7 ． D 8 ．D 9 ．A 10 ． B 11 ． C 12 ． D 13． A 14 ．A 15 ． B 16． BD 17． AC 18．ACD 19． AD 20．AC
B． Bx
3kE 9LB
C． Bx
3kE
30LR
D． Bx
3kE
27LR
12．如图所示， 是磁流体发电机示意图。 平行金属板 a、b 之间有一个很强的匀强磁场，
人教版物理选修3-1第三章磁场单元测试含答案
高二物理选修3-1第三章磁场章节知识点过关单元测试一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．关于磁感线，下列说法正确的是（）A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B．磁感线总是从N极到S极C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交2．如图所示，一水平导线通以电流I，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中，正确的是（）A．沿路径a运动，其轨道半径越来越大B．沿路径a运动，其轨道半径越来越小C．沿路径b运动，其轨道半径越来越小D．沿路径b运动，其轨道半径越来越大3．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。
忽略带电粒子的重力。
下列表述正确的是（）A．M带正电N带负电B．M的速率大于N的速率C．洛伦兹力对M、N均做正功D．M的运行时间大于N的运行时间4．如图所示的速度选择器水平放置，板长为L，两板间距离也为L，两板间分布着如图所示的正交匀强电场与匀强磁场，一带正电的粒子(不计重力)从两板左侧中点O处沿图中虚线水平向右射入速度选择器，恰好做匀速直线运动；若撤去磁场，保留电场，粒子以相同的速度从O点进入电场，恰好从上板极右边缘d点离开场区；若撤去电场，保留磁场，粒子以相同的速度从O点进入磁场，则粒子圆周运动的半径为（）A．L B．2LC．5L/4 D．L/25．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，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．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A．减小粒子的入射速率B．减小磁感应强度C．增大粒子的入射速率D．增大带电粒子的比荷7．关于地磁场，下列说法正确的是（）A．地球是一个巨大的磁体，地磁N极在地理北极附近，S极在地理南极附近B．地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直地面竖直向上，在北半球垂直于地面竖直向下C．地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D．在地球表面各点地磁场强弱相同8．如图所示，两个圆环A、B同心放置，且半径R A＜R B。
物理人教版高中选修3-1高二物理选修3-1第三章测试
高二物理选修3-1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2.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3．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.1v0C ．2v0 D.v024.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>Bed m1＋cosθ B ．v<Bed m 1＋cosθC ．v>Bed m 1＋sinθD ．v<Bed m 1＋sinθ5．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6．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7.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8.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9.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10.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6×10－2 kg，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)12.(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______________．13．(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Ek，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________．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°.15．(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＝qB2mt.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v0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，v0，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．第三章测试答案1. 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. 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. 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 C4. 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＋Rcosθ＝d，R＝mv0eB，解得v0＝Bedm1＋cosθ，v>v0，即能从EF射出．答案 A5. 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. 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 ＝mv qB，由于rN<rM ，可知vN<vM ，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. 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 ＝mg qB，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. 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. 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 ＝V t ＝vbct t＝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 ＝U b q ，得v ＝U bB ，则流量Q ＝U Bb ·bc＝U Bc ，故Q 与U 成正比，与a 、b 无关．答案 BD10. 解析 由T ＝2πm qB，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 A11. 解析 ΔEp＝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mgtanθ＝F ，F ＝BIL2，得I ＝mgtanθBL2＝9 A. 答案 0.12 912. 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 ＝eBR m. 由T ＝2πm eB，得电子运动时间 t ＝T 4＝πm 2eB. 由于洛伦兹力不做功，故动能不变，动能增量ΔEk＝0.答案 eBR m πm 2eB0 13. 解析 回旋加速器的最大半径是一定的，由R ＝mv qB，质子1H 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， RH ＝mv eB ，Rα＝mαvαqB. RH ＝Rα，得vα＝v 2， 12mv2＝R2q2B22m. 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)v 2(2)Ek(3)1：214. 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mgsinθ－BILcosθ＝0①由电路欧姆定律，得I ＝E R ＋R1＋r② 由①②式联立并代入数据，得R1＝7 Ω.答案 7 Ω15. 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 ＝mv2r .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 ＝2mv qB .(2)离子到达P 时，圆心角α＝vt r. 因为α＝2θ，所以θ＝α2＝vt 2r ＝qB 2mt. 答案 (1)2mv qB(2)证明略16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t1＝T 4. 带电粒子在电场中做类似平抛运动，在电场中运动时间 t2＝O D v0. 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t1为t1＝T 4＝πm 2Bq. 带电粒子在电场中做类平抛运动，运动时间t2为t2＝O D v0＝2r v0＝2mv0Bqv0＝2m Bq. 所以粒子运动到D 点的时间为t ＝t1＋t2＝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Ek ，W ＝Ek －12mv20，W ＝F 电r ＝mar.① 而r ＝12at22， 所以W ＝2mr2t22.② 由①②式得Ek ＝12 mv20＋2mr22r v02＝mv20.答案 (1)m Bq (π2＋2) (2)mv20。
高二物理人教版选修3-1第三章过关检测 含解析
答案:2 200 m/s 正
10.一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为-q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为 。(不计粒子重力)
解析:要使粒子不从右边界飞出,则当速度达到最大时运动轨迹应与磁场右边界相切,由几何知识可知半径r满足r+rcosθ=L
1.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.磁感应强度的方向就是通电直导线在磁场中的受力方向
B.磁感应强度大的地方,通电导线所受的力也一定大
C.磁感应强度的单位可以用Wb/m2表示
D.通电导线在某处所受磁场力为零,则该处的磁感应强度一定为零
解析:磁感应强度的方向为小磁针静止时N极所指方向或N极受力方向,故选项A错误;由于安培力F=BILsinθ,即安培力与B、I、L及电流和磁场方向的夹角θ四者都有关,故选项B、D错误;由磁通量的定义式Φ=BSsinθ可知B=(θ为平面和磁场方向的夹角),故选项C正确。
答案:C
2.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是( )
解析:由安培定则可知,只有选项A是正确的。
答案:A
3.
两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两铝环的运动情况是( )
A.都绕圆柱体转动
B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度
答案:ABD
7.
如图所示,质量为m的通电导体棒AB置于倾角为θ的导轨上。若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,在图中所加的各种磁场中,导体棒均处于静止状态,则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是( )
人教版高中物理选修3-1：测试卷(三)含答案
高中同步测试卷(三)第三单元电容和带电粒子在电场中的运动(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1.如图，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态．现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )A．保持静止状态B．向左上方做匀加速运动C．向正下方做匀加速运动D．向左下方做匀加速运动2.平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两极板间有一个正检验电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容，E表示两极板间的场强，φ表示P点的电势，W表示正电荷在P点的电势能．若正极板保持不动，在将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中，各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( )3.两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OA＝h，此电子具有的初动能是( )A.edhUB．edUhC.eUdhD.eUhd4．一个带正电的粒子，在xOy平面内以速度v0从O点进入一个匀强电场，重力不计．粒子只在电场力作用下继续在xOy平面内沿图中虚线轨迹运动到A点，且在A点时的速度方向与y轴平行，则电场强度的方向可能是( )A．沿x轴正方向B．沿x轴负方向C．沿y轴正方向D．垂直于xOy平面向里5．如图所示，从炽热的金属丝飘出的电子(速度可视为零)，经加速电场后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计．在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是( )A．仅将偏转电场极性对调B．仅增大偏转电极板间的距离C．仅增大偏转电极板间的电压D．仅减小偏转电极板间的电压6．如图所示，矩形区域内有水平方向的匀强电场，一个带负电的粒子从A点以某一速度v A射入电场中，最后以另一速度v B从B点离开电场，不计粒子所受的重力，A、B两点的位置如图所示，则下列判断中正确的是( )A．电场强度的方向水平向左B．带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能C．粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处为B点D．粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处为B点7.a、b、c三个α粒子(重力不计)由同一点M同时垂直场强方向进入带有等量异种电荷的两平行金属板的电场间，其轨迹如图所示，其中b恰好沿板的边缘飞出电场，由此可知( )A．进入电场时a的速度最大，c的速度最小B．a、b、c在电场中运动经历的时间相等C．若把上极板向上移动，则a在电场中运动经历的时间增长D．若把下极板向下移动，则a在电场中运动经历的时间增长二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.如图所示，一带电小球沿曲线由M运动到N，图中A、B、C、D为匀强电场的水平等势面，且有φA<φB<φC<φD，由此可判断( )A．小球可带正电也可带负电B．小球在M点初速度为零C．由M运动到N小球的电势能减小D．由M运动到N小球的动能、电势能之和减小9.如图所示，平行板电容器A、B两极板水平放置，现将其与理想的二极管(二极管具有单向导电性)串联接在电源上，已知上极板A通过二极管和电源正极相连，一带电小球沿一确定的位置水平射入，打在下极板B上的N点，小球的重力不能忽略，现仅竖直上下移动A板来改变两极板A、B间距(下极板B不动，两极板仍平行，小球水平射入的位置不变)，则下列说法正确的是( ) A．若小球带正电，当A、B间距离增大时，小球打在N点的右侧B．若小球带正电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的左侧C．若小球带负电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的右侧D．若小球带负电，当A、B间距离减小时，小球打在N点的左侧10．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球( ) A．将打在下板中央B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出C．不发生偏转，沿直线运动D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央11．如图所示，M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两极板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为＋q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N极板上的C点，已知AB＝BC.不计空气阻力，则可知( ) A．微粒在电场中做抛物线运动B．微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等C．MN板间的电势差为2mv20/qD．MN板间的电势差为Ev20/(2g)12．如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中( )A．它们运动的时间t Q＝t PB．它们运动的加速度a Q<a PC．它们所带的电荷量之比q P∶q Q＝1∶2D．它们的动能增加量之比ΔE k P∶ΔE k Q＝1∶2题号123456789101112答案三、计算题(本题共4小题，共42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，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.(10分)有一平行板电容器倾斜放置，极板AB、CD与水平面夹角θ＝45°，板间距离为d，AB板带负电、CD板带正电，如图所示，有一质量为m、电荷量大小为q的带电微粒，以动能E k0沿水平方向从下极板边缘A处进入电容器，并从上极板边缘D处飞出，运动轨迹如图中虚线所示，试求：(1)带电微粒的电性；(2)两极板间的电势差；(3)微粒飞出时的动能E k(重力加速度为g)．14．(10分)绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中xOy所在平面与光滑水平面重合，电场方向与x轴正向平行，电场的半径为R＝ 2 m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E＝2 N/C.一带电荷量为q＝－1×10－5 C、质量m＝1×10－5 kg的粒子，由坐标原点O处以速度v0＝1 m/s沿y轴正方向射入电场(重力不计)，求：(1)粒子在电场中运动的时间；(2)粒子出射点的位置坐标；(3)粒子射出时具有的动能．15.(10分)在场强为E＝100 V/m的竖直向下的匀强电场中有一块水平放置的足够大的接地金属板，在金属板的正上方高为h＝0.8 m处有一个小的放射源，放射源放在一端开口的铅盒内，如图所示．放射源以v0＝200 m/s的初速度向水平面以下各个方向均匀地释放质量为m＝2×10－15kg、电荷量为q＝＋1×10－12C的带电粒子．粒子最后落在金属板上．不计粒子重力，试求：(1)粒子下落过程中电场力做的功；(2)粒子打在金属板上时的动能；(3)落在金属板上的粒子图形的面积大小．(结果保留2位有效数字)16．(12分)如图甲所示，真空中有竖直放置的平行金属板A、B和水平放置相距为d的平行金属板C、D，C、D板长为L，A、B板间加有恒定电压U0，质量为m、电荷量为q的带电粒子从A板静止释放，经A、B间的电场加速后进入C、D两板的正中间．在带电粒子进入C、D间的同时，给C、D两板加上如图乙所示周期性变化的交变电压．(粒子重力不计)(1)求带电粒子进入C、D间的速度大小；(2)若此粒子在T/2时间内从C、D间飞出，求飞出时在电场方向的位移是多少？(3)若此粒子从C、D间飞出时恰能以平行于两板的速度飞出，求交变电压U1的取值范围.参考答案与解析1．[导学号66870033] 【解析】选D.两板水平放置时，放置于两板间a点的带电微粒保持静止，带电微粒受到的电场力与重力平衡．当将两板逆时针旋转45°时，电场力大小不变，方向逆时针偏转45°，受力如图，则其合力方向沿二力角平分线方向，微粒将向左下方做匀加速运动．选项D 正确．2．[导学号66870034] 【解析】选 C.因为平行板电容器的电容为C ＝εr S4πkd＝εr S 4πk （d 0－x ），而Q 一定，所以电容器内部电场强度为E ＝4πkQεr S ，可见A 、B 均错；P 点电势φ＝E (x 0－x )，W ＝q φ，所以C 正确，D 错误．3．[导学号66870035] 【解析】选D.电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小．根据题意和图示判断，电子仅受电场力，不计重力．这样，我们可以用能量守恒定律来研究问题．即12mv 20＝eU OA .因E ＝U d ，U OA ＝Eh ＝Uh d ，故12mv 20＝eUhd，所以D 正确．4．[导学号66870036] 【解析】选B.在O 点粒子速度有水平向右的分量，而到A 点时水平分量变为零，说明该粒子所受电场力向左或有向左的分量，又因为粒子带正电，故只有B 正确．5．[导学号66870037] 【解析】选C.改变偏转电场的极性，只能改变电子的受力方向，但电子的偏转角大小不变，A 错误；根据E ＝Ud可知，当两极板间距离d 增大时，E 减小，所以电子受到的电场力减小，其偏转角也减小，B 错误；电子进入偏转电场后做类平抛运动，则L ＝v 0t 、e U d ＝ma 、tan θ＝at v 0，可得：tan θ＝eUL mdv 20，当U 增大时偏转角也增大，C 正确、D 错误．6．[导学号66870038] 【解析】选D.根据力和运动的关系，可判定电场强度的方向水平向右，A 错；粒子在电场中运动的全过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先增大后减小，所以带电粒子在A 点的电势能大于在B 点的电势能，粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处应在A 点的右下方，粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处应为B 点，故D 对，B 、C 错．7．[导学号66870039] 【解析】选D.由题意知a 、b 、c 三个α粒子做类平抛运动，加速度方向和电场方向一致，均向下，下落时间由竖直高度决定．进入电场时a 的速度最小，c 的速度最大，c 在电场中运动经历的时间最短，所以A 、B 均错；把上极板向上移动，电场强度不变，所以a 在电场中运动经历的时间不变，即C 错误；把下极板向下移动，电场强度不变，但a 在电场中运动的竖直位移增大，所以经历的时间增长，即D 正确．8．[导学号66870040] 【解析】选AD.带电小球考虑其重力，由电场线与等势面的关系作出电场线方向应竖直向下，结合曲线运动受力特点指向轨迹圆弧内侧可知小球带电情况，可带正电也可带负电，选项A 正确；若M 点速度为零，小球将做匀变速直线运动，选项B 错误；若小球带正电，电场力做负功，电势能增加，若小球带负电，则电场力做正功，电势能减小，选项C 错误；带电小球受重力、电场力作用，由功能关系可得，动能、重力势能、电势能三者之和为定值，带电小球由M 运动到N 重力势能增加，可得动能、电势能之和减小，选项D 正确．9．[导学号66870041] 【解析】选BC.因为二极管具有单向导电性，所以电容器两极板上的电荷量只能增大，不能减小；若小球带正电，小球受到的电场力竖直向下，当A 、B 间距离增大时，电容器的电容减小，但极板上的电荷量不变，两极板电场强度不变，小球受力不变，所以仍会打在N 点，A 错误；若A 、B 间距离减小，电容器的电容变大，极板上电荷量变大，两极间的电场强度增大，小球受到的竖直向下的合力变大，加速度变大，运动时间变小，水平位移变小，所以小球打在N 点的左侧，B 正确；同理C 正确，D 错误．10．[导学号66870042] 【解析】选BD.将电容器上板或下板移动一小段距离，电容器带电荷量不变，由公式E ＝U d ＝Q Cd ＝4k πQεr S可知，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动．当上板不动，下板向上移动时，小球可能打在下板的中央．11．[导学号66870043] 【解析】选AB.微粒所受合外力为恒力，故微粒做抛物线运动，A 项正确；因AB ＝BC ，即v 02·t ＝v C2·t ，可见v C ＝v 0，故B 项正确；A →C 由动能定理得：W 电－W重＝ΔE k ＝0，所以W 电＝W 重，即：q U 2＝mgh ，而h ＝v 202g ，所以U ＝mv 20q ，故C 项错误；又由mg ＝qE 得q ＝mg E ，代入U ＝mv 20q ，得U ＝Ev 2g，故D 项错误．12．[导学号66870044] 【解析】选AC.设P 、Q 两粒子的初速度为v 0，加速度分别为a P 和a Q ，粒子P 到上极板的距离是h /2，它们做类平抛运动的水平距离为l .则对P ，由l ＝v 0t P ，h 2＝12a P t 2P ，得到a P ＝hv 20l 2.同理对Q ，l ＝v 0t Q ，h ＝12a Q t 2Q ，得到a Q ＝2hv 2l2.由此可见t P ＝t Q ，a Q ＝2a P ，而a P ＝q P E m ，a Q ＝q Q Em，所以q P ∶q Q ＝1∶2.由动能定理，它们的动能增加量之比ΔE k P ∶ΔE k Q ＝ma P h2∶ma Q h ＝1∶4.综上所述，A 、C 正确． 13．[导学号66870045] 【解析】(1)根据微粒做直线运动可知，电场力与重力的合力沿直线方向，受力分析如图，电场力又与极板垂直，可知电场力垂直于极板向上，与电场强度方向相反，所以该微粒带负电．(2)根据受力分析图有：电场力F ＝2mg ，又F ＝qE 所以两极板间的电势差：U ＝Ed ＝2mgdq.(3)根据动能定理得：qU ＝E ′k －E k0，则得微粒飞出时的动能为：E ′k ＝E k0＋qU ＝E k0＋2mgd .【答案】(1)负电 (2)2mgdq(3)E k0＋2mgd14．[导学号66870046] 【解析】(1)粒子沿x 轴负方向做匀加速运动，加速度为a ，则有Eq ＝ma x ＝12at 2沿y 轴正方向做匀速运动，有 y ＝v 0t x 2＋y 2＝R 2解得t ＝1 s.(2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(－x 1，y 1)，则有x 1＝12at 2＝1 m ，y 1＝v 0t ＝1 m ，即为(－1 m ，1 m)．(3)射出时由动能定理得Eqx 1＝E k －12mv 20代入数据解得E k ＝2.5×10－5J.【答案】(1)1 s (2)(－1 m ，1 m) (3)2.5×10－5J15．[导学号66870047] 【解析】(1)粒子在下落过程中电场力做的功为W ＝qEh ＝1×10－12×100×0.8 J ＝8.0×10－11J.(2)粒子在整个运动过程中仅有电场力做功，由动能定理得：W ＝E k2－E k1E k2＝W ＋E k1＝8.0×10－11J ＋12×2×10－15×2002 J ＝1.2×10－10J.(3)粒子落到金属板上的范围是一个圆，设此圆的半径为r ，当粒子的初速度与电场的方向垂直时粒子落在该圆的边缘上，由运动学公式得：h ＝12at 2＝qE 2mt 2 代入数据求得t ≈5.66×10－3s 圆半径r ＝v 0t ≈1.13 m 圆面积S ＝πr 2≈4.0 m 2. 【答案】(1)8.0×10－11J (2)1.2×10－10J (3)4.0 m 216．[导学号66870048] 【解析】(1)带电粒子在经A 、B 间加速电场加速后进入C 、D间的过程中，根据动能定理得：qU 0＝12mv 2解得进入C 、D 间的速度大小为：v 0＝2qU 0m.(2)粒子在T /2时间内从C 、D 间飞出时，在C 、D 间的电压为恒压U 1，则粒子在C 、D 间的运动是类平抛运动，根据运动学规律得：E ＝U 1d ，F ＝qE ，a ＝F m ＝qU 1md ，t ＝L v 0当粒子从C 、D 间飞出时，沿电场方向的位移为： y ＝12at 2，y ＝qU 1L 22mdv 20＝U 1L 24dU 0. (3)带电粒子在沿电场方向做单方向的反复加速、减速运动，每次加速和减速过程中在沿电场方向的位移大小都相等，其大小为：y 0＝12at 21＝12qU 1md ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝qU 1T 28md欲使粒子恰能以平行于两板的速度飞出，则应有：Lv 0＝nT (n ＝1、2、3、…) 因2ny 0<d2故整理得：U 1<4nd 2U 0L2(n ＝1、2、3…)．【答案】见解析。
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。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(包含答案)
《磁场》检测题一、单选题1．如图所示，平行金属板M、N之间有竖直向下的匀强电场，虚线下方有垂直纸面的匀强磁场，质子和α粒子分别从上板中心S点由静止开始运动，经电场加速后从O点垂直磁场边界进入匀强磁场，最后从a、b两点射出磁场（不计重力），下列说法正确的是A．磁场方向垂直纸面向内B．从a点离开的是α粒子C．从b点离开的粒子在磁场中运动的速率较大D．粒子从S出发到离开磁场，由b点离开的粒子所用时间较长2．下列说法正确的是A．麦克斯韦认为恒定磁场周围存在电场 B．奥斯特认为电流周围存在磁场C．库仑提出用电场线来形象的描述电场 D．楞次首先发现了电磁感应现象3．如图所示，长方形abcd的长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心eb为半径的圆弧和以O为圆心Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(eb边界上无磁场)磁感应强度B=0.25T。
一群不计重力、质量m=3×10-7kg、电荷量q=2×10-3C 的带正电粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是（）A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C ．从Od 边射入的粒子，出射点分布在ab 边D ．从ad 边射人的粒子，出射点全部通过b 点4．如图所示，在xOy 坐标系的第Ⅰ象限中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒子在x 轴上的A 点垂直于x 轴射入磁场，第一次入射速度为v ，且经时间t 1恰好在O 点反向射出磁场，第二次以2v 的速度射入，在磁场中的运动时间为t 2，则t 1：t 2的值为( )A ．1：2B ．1；4C ．2；1D ：15．如图所示，始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平放置的导线通以图示方向的电流时，斜面体对磁铁的弹力N 和摩擦力f 的变化是A ．N 减小，f 不变B ．N 减小，f 增大C ．N 、f 都增大D ．N 增大，f 减小6．如图所示，半径为R 的圆形区域里有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，M 、N 是磁场边界上两点且M 、N 连线过圆心，在M 点有一粒子源，可以在纸面内沿各个方向向磁场里发射质量为m 、电荷量为q 、速度大小均为2v qBR m =的带正电粒子，不计粒子的重力，若某一个粒子在磁场中运动的时间为π2R t v=，则该粒子从M 点射入磁场时，入射速度方向与MN 间夹角的正弦值为（ ）A ．12B ．35CD ．457．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是： [ ]A．磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止B．任何磁场的磁感线都不会相交C．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D．匀强磁场的磁感线平行等距，但这只是空间磁场内局部范围内的情况，整体的匀强磁场是不存在的8．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是A．B．C．D．9．如图所示是一个常用的耳机，它内部有一个小线圈紧贴着一片塑料薄膜，在薄膜下面有一块很小的磁铁，磁铁的磁场对通电线圈产生作用力，使线圈运动，导致覆盖其上的薄膜发生振动，从而产生声波。
高中物理选修3-1第三章《磁场》习题及答案
第三章 磁场单元测试一、不定项选择题：(每小题4分，全部选对得4分，部分选对得2分，共48分) ⒈关于磁感应强度，正确的说法是----------------------------------------------- ( ) (A)根据定义式ILFB，磁场中某点的磁感应强度B 与F 成正比，与IL 成反比 (B)磁感应强度B 是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同(C)磁感应强度B 是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 (D)在确定的磁场中，同一点的B 是确定的，不同点的B 可能不同 ⒉.下列单位中与磁感应强度B 的单位T 不相当．．．的是----------------------------------( ) (A)Wb/m 2(B)N/A ·m (C)N/C ·m (D)V ·s/m2⒊首先发现电流的磁效应的科学家是---------------------------------------- ( ) (A)安培 (B)奥斯特 (C)库伦 (D)麦克斯韦 ⒋如下左图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直流导线，电流方向指向读者，ａ、ｂ、ｃ、ｄ是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( ) (A)ａ、ｂ两点磁感应强度相同 (B)ａ点磁感应强度最大(C)ｃ、ｄ两点磁感应强度大小相等 (D)b 点磁感应强度最大⒌如上右图所示，直角三角形通电闭合线圈ABC 处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力为-----------------------------------------------------------------( ) (A)大小为零 (B)方向竖直向上 (C)方向竖直向下 (D)方向垂直纸面向里⒍.用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象-------------------------------( ) (A)永久磁铁的磁场 (B)直线电流的磁场 (C)环形电流的磁场 (D)软铁棒被磁化的现象⒎两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I 1和I 2，如图所示。
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。
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第三章《磁场》单元测试题一、选择题1．下面所述的几种相互作用中，通过磁场而产生的有A ．两个静止电荷之间的相互作用B ．两根通电导线之间的相互作用C ．两个运动电荷之间的相互作用D ．磁体与运动电荷之间的相互作用 2．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有A ．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B ．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向C ．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D ．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 3．关于磁铁磁性的起源，安培提出了分子电流假说，他是在怎样的情况下提出的 A ．安培通过精密仪器观察到了分子电流B ．安培根据环形电流的磁场与磁铁相似而提出的C ．安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的D ．安培凭空想出来的4．如图1所示，在空间中取正交坐标系Oxyz （仅画出正半轴），沿x 轴有一无限长通电直导线，电流沿x 轴正方向，一束电子（重力不计）沿y =0，z =2的直线上（图中虚线所示）作匀速直线运动，方向也向x 轴正方向，下列分析可以使电了完成以上运动的是 A ．空间另有且仅有沿Z 轴正向的匀强电场B ．空间另有且仅有沿Z 轴负向的匀强电场C ．空间另有且仅有沿y 轴正向的匀强磁场D ．空间另有且仅有沿y 轴负向的匀强磁场5．如图2所示，在边界PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O 点沿与PQ 成θ角的方向以相同的速度v 射入磁场中。
则正、负电子A ．在磁场中的运动时间相同B ．在磁场中运动的轨道半径相同C ．出边界时两者的速度相同D ．出边界点到O 点处的距离相等6．如图3所示的圆形区域里，匀强磁场的方向垂直纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（不计重力）A ．运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大B ．运动时间越长，其轨迹越长C ．运动时间越长，其射出磁场区域时速率越大D ．运动时间越长，其射出磁场区域时速度的偏向角越大7．用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图4所示），当棒静止时，弹簧秤的读数为F 1；若将棒中的电流方向反向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F 2，且F 2＞F 1，根据这两个数据，可以确定A ．磁场的方向B ．磁感强度的大小C ．安培力的大小D ．铜棒的重力图1 图3 图28．如图5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v 0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，一定受两个力，做匀速直线运动B ．若物块带负电，一定受两个力，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9．在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴Ｏ在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图6所示．若小球运动到Ａ点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 Ａ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变Ｂ．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小Ｃ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 Ｄ．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小10．如图7所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里。
现将一个带正电的金属小球从M 点以初速度v 0水平抛出，小球着地时的速度为v 1，在空中的飞行时间为t 1。
若将磁场撤除，其它条件均不变，那么小球着地时的速度为v 2，在空中飞行的时间为t 2。
小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v 1和v 2、t 1和t 2的大小比较，以下判断正确的是A ．v 1＞v 2，t 1＞t 2B ．v 1＜v 2，t 1＜t 2C ．v 1=v 2，t 1＜t 2D ．v 1=v 2，t 1＞t 2图5图6 图4图7《磁场》单元测试题答题卷班级 姓名 学号 分数一、选择题（每题4分，计40分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选项二、填空题（每题4分，计24分）11．如图8所示，带电液滴从 h 高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为 E ，磁感应强度为 B 。
已知液滴在此区域做匀速圆周运动，则圆周的半径 R =____ _。
12．如图9所示，ab 、为两根相距0.2m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为0.3kg 的通电导体棒MN 静止于水平导轨上，通以5A 的电流时，轻轻推动棒，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A 时，棒能获得2m/s 2的加速度，则匀强磁场的磁感强度的大小为 。
13．如图10所示，铜棒ab 长0.1m ，质量为6×10-2kg ，两端与长为1m 的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B =0.5T 。
现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动。
已知最大偏转角为370，则在此过程中铜棒的重力势能增加了_________J ；恒定电流的大小为_________A 。
（不计空气阻力，sin370=0.6，cos370=0.8，g =10m/s 2）14．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为22B ，式中Ｂ是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知量。
为了近似测得条形磁铁磁极附近的磁感应强度B ，某人用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl ，并测出拉力F ，如图11所示，因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可以得出磁感应强度B 与F 、A 之间的关系为Ｂ＝_________。
15．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。
图12表示出了它的发电原理。
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，从整体来说是呈电中性）喷射入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场中有两块图11 图8图9 图10面积为S ，相距为d 的平行金属板A 、B 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 ，则电流表的示数为 ；流过外电阻R 的电流的方向为 。
16．如图13所示，两块竖直放置的平行金属板长为L ，两板间距离为d ，接在电压为U 的直流电源上。
在两板间还有与电场方向垂直的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。
一个质量为m ，电量为 + q 的油滴，从距金属板上端为h 高处由静止开始自由下落，并经两板上端的中点P 进入板间。
设油滴在P 点所受的电场力与磁场力恰好大小相等，方向相反，过P 点后不断向一侧偏转，最后恰好从这侧金属板的下边缘离开两板间的电、磁场区域。
则（1）油滴下落的高度h= ；（2）油滴在离开电磁场时的速度大小v = 。
三、计算题（共36分）17．（14分）如图14所示，在O —XYZ 的空间中，分布着以XOZ 平面为边界的匀强磁场，XOZ 平面的上方磁场的磁感应强度为B 1，XOZ 平面下方磁场的磁感应强度为B 2，两磁场方向均沿Z 轴正方向，且B 2=3B l 。
今有一带正电的粒子：在XOY 平面内自X 轴上的P 点出发，以初速度V 0，进入磁场B l 中，V 0的方向与X 轴正方向成30°角，大小为6.28m/s 。
，(粒子的重力不计，π的值取3.14)（1）画出粒子自P 点出发后的运动轨迹示意图(至少画出二次经过X 轴的情况)：（2）求出粒子自P 点出发后到第四次经过X 轴的时间内平均速度的大小。
18．（10分）如图16所示，oxyz 坐标系的y 轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x 轴平行．从y 轴上的M 点（0，H ，0）无初速释放一个质量为m 、电荷量为q 的带负电的小球，它落在xz 平面上的N （l ，0，b ）点（l >0，b >0）．若撤去磁场则小球落在xz 平面的P 点（l ，0，0）．已知重力加速度为ｇ． （1）已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向． （2）求电场强度E 的大小． （3）求小球落至N 点时的速率v ．图13yx zoM(0,H ,0)N (l ,0,b )P (l ,0,0) 0V 图1419．（12 分）如图17所示，有一质量M=2 kg的平板小车静止在光滑水平面上，小物块A 、B 静止在板上的C 点，A 、B间绝缘且夹有少量炸药。
已知m A＝2 kg，m B＝1kg，A 、B 与小车间的动摩擦因数均为μ=0.2。
A 带负电，电量为q , B 不带电。
平板车所在区域有范围很大的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，且qB=10 N·s / m ．炸药瞬间爆炸后释放的能量为12 J，并全部转化为A 、B的动能，使得A 向左运动，B 向右运动．取g＝10 m/s2，小车足够长，求：B在小车上滑行的距离。
图17《磁场》单元测试题参考答案一、选择题 1．BCD 2．AB 3．B 4．AC 5．BCD 6．AD 7．ACD 8．D 9．ACD 10．D 二、填空题 11．ghBE 2 12．1.0T 13．0.12，4 14．AF μ215． d SR BdvS I +=σσ；A R B →→ 16．U 2/2gB 2d 2，m qUgL dB U -+2222 三、计算题17．解析：设粒子运行的轨迹半径分别为r 1、r 2；周期分别为T 1、T 2(1)粒子在B 1磁场中的轨迹长度是以r 1为半径的圆周长的1/6，粒子在B 2磁场中的轨迹长度是以r 2为半径的圆周长的5/6；又r 2=r 1/3，故轨迹如图21所示。
(2)qV 0B 1=mV 02/r 1 ① T 1=2πr 1 /V 0 ② 由①②得r 1=mV 0/qB 1 ③ T 1=2πm/qB 1 ④ 同理可得r 2=r 1/3 ⑤ T 2=T 1/3 ⑥粒子前进的位移S=PP 4=2(r 1-r 2)=4mV 0/3qB 1 ⑦粒子前进的时间t =2(61T 652T +)=16πm /9qB 1 ⑧粒子运行的平均速度V=S/T =3V 0/4π=1.5m/s ⑨18．解析：（1）用左手定则判断出：磁场方向为－x 方向或－y 方向．（2）在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P 点，设运动时间为t ，小球自由下落，有 212H gt =① 小球沿x 轴方向只受电场力作用 E F qE = ②小球沿x 轴的位移为 212l at = ③小球沿x 轴方向的加速度 E Fa m= ④图21联立求解，得 qHmglE =⑤ （3）带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛仑兹力不做功 电场力做功为 W E =qEl ⑥ 重力做功为 W G =mgH ⑦ 设落到N 点速度大小为v ,根据动能定理有221mv qEl mgH =+ ⑧ 解得 Hl H g v 222+= ⑨19．解：炸开瞬间，对A 、B 有： 0=m A v A －m B v B ① 12= 12 m A v A 2+12m B v B 2 ②解得：v A =2m/s,v B =4m/s 爆炸后对A 有：qBv A =m A g =20N ③因此，A 与车之间无摩擦力而做匀速运动，从左端滑离小车， 对B 与小车组成的系统有： m B v B =(m B +M )v ④－μm B g Δs =12 (M+m B )v 2－12 m B v B 2 ⑤解得：Δs ＝83 m ⑥。