第三章-磁场章末测试

章末测试

(时间：60分钟满分：100分)

一、选择题（本题共10小题，每小题5分,共5０分。1~6 题为单项选择题，7～１0题为多项选择题。)

１．指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是( ) A．指南针可以仅具有一个磁极

B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C.指南针的指向不会受到附近铁块的干扰

Ｄ.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

答案B

２.如图１所示,圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、ｃ三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )

图1

Ａ．a、b、c的N极都向纸里转

B.b的N极向纸外转，而a、c的Ｎ极向纸里转

C.b、c的Ｎ极都向纸里转,而a的Ｎ极向纸外转

D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转

解析由于圆环带负电荷,故当圆环沿顺时针方向转动时,等效电流的方向为逆时针,由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内,磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N极的指向，所以b的N极向纸外转，a、c的N极向纸里转。选项Ｂ正确。

答案Ｂ

3．(2017·四川成都石室中学二诊)如图２所示,一个边长为L的正方形金属框竖直放置,各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直于金属框向里的匀强磁场中，若A、B两端与导线相连,由A到B通以如图所示方向的电流(由A 点流入,从B点流出),流过AＢ边的电流为Ｉ，则金属框受到的安培力大小和方向分别为( )

图2

Ａ.2ＢＩＬ,竖直向下 B.4

3BI

Ｌ，竖直向上

C．BＩL，竖直向上ﻩ D.错误!BIL，竖直向下

解析设流过DC边的电流为I′,根据并联电路知识有Ｉ′·３R＝ＩR，得I′=＼f(Ｉ,３)，AD、BC边所受的安培力的合力为零，DC边中的电流方向向右,根据左手定则可知，DC边所受安培力方向向上，大小为F DC＝B·＼ｆ（I，3)·L=＼f(1,3）BIL，AＢ边所受的安培力方向向上，大小为FＡＢ＝BIL，所以金属框受到的安培力为F安=F DC＋F AB＝错误!BＩL,方向竖直向上，故选项B 正确。

答案 B

4.如图３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等远处有一处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( )

图3

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 因为通电直导线周围磁场的磁感线是多组以导线上各点为圆心垂直于导线的同心圆,所以直导线a 中电流在P 处激发的磁场方向垂直于a 、P 连线;直导线ｂ中电流在P 处激发的磁场方向垂直于b 、Ｐ连线。又因为P 点合磁感应强度B 的方向水平向左，所以由矢量合成法则可知，a 中电流在P 处激发的磁场方向垂直a Ｐ向下,ｂ中电流在P 处激发的磁场方向垂直bP 向上，再根据安培定则很容易判断ａ、b 中的电流方向,ａ中向纸里,ｂ中向纸外，Ａ正确。

答案 A

5.带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图4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v 0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( )

图4

A.v ０ Ｂ.错误! Ｃ.２ｖ0 ﻩD ．错误!

解析 设Oa ＝O ｂ=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=错误!，得B ＝错误!。

如果换成匀强电场,带电粒子做类平抛运动，那么有

d =12·错误!·错误!错误!

得E ＝错误!,所以错误!=2ｖ0，选项C 正确。

答案 C

６.电磁轨道炮工作原理如图5所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I 从一条轨道流入,通过导电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面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与Ｉ成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的２倍，理论上可采用的办法是( )

图5

Ａ.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I减为原来的一半

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的２倍，其他量不变

解析由题意可知磁感应强度B=ｋI，安培力F＝ＢId＝ｋI2d，由动能定理可得F Ｌ＝错误!mｖ2，解得v=Ｉ错误!，由此式可判断只有选项D正确。

答案D

７．如图6所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从点Ｏ以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负离子在磁场中（)

图６

Ａ.运动时间相同

Ｂ．运动轨迹的半径相同

Ｃ.重新回到边界时速度的大小和方向相同

D.重新回到边界的位置与O点距离不相等

解析粒子在磁场中运动的周期T=错误!,

则知两个离子做圆周运动的周期相等。根据左手定则分析可知，

正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离

子的速度偏转角为(２π-2θ),轨迹的圆心角为（2π－２θ)，运动时间t＝错误!T。同理，负离子运动时间t=2θ

２πT,显然时间不等,A错误；根据牛顿第二定律得

ｑｖB ＝ｍ错误!，得r＝错误!，由题意可知m、q、v、B大小均相同,则r相同,B正确；正、负离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同,Ｃ正确；根据几何知识可知重新回到边界的位置与Ｏ点距离s=2r sｉn θ，r、θ相同,则ｓ相同,D错误。

答案BＣ

8.如图７所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中,其中一部分从c孔射出,一部分从ｄ孔射出，容器处在真空中，下列说法中正确的是（）

图7

A．从两孔射出的电子速率之比ｖc∶vｄ＝２∶１

B.从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比t c∶t d=1∶2

C．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比aｃ∶ａd=2∶1

Ｄ．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比aｃ∶a d=２∶1

解析从c孔射出的粒子与从d孔射出的粒子做圆周运动的半径之比Ｒc∶Ｒｄ＝

2∶1,根据qvＢ＝＼ｆ（mｖ2，Ｒ)可知vｃ

v d=错误!＝错误!，Ａ正确；根据T=错误!可

知Ｔc=T d，但二者圆心角αc∶αd=1∶2，因此＼f（tｃ,ｔｄ）=错误!＝错误!,B正确；根据a=错误!,可得错误!＝错误!·错误!=错误!·错误!＝错误!，C错误,Ｄ正确。

答案ABD

9．１932年，美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图8所示,置于高真空中的两Ｄ形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒