龙文一对一2018-2019高中物理选修3-1《第三章磁场》状元培优单元测试题含答案解析
高中物理选修3-1《第三章.磁场》状元培优单元测试题(人教版附答案)
2019-2020学年高中物理选修3-1《第三章.磁场》状元培优单元测试题（人教版附答案）一、选择题1、一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的A．磁感应强度大 B．磁通量较大 C．磁通量的变化较快 D．磁通量的变化量大2、如图所示，一个带正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中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是( )A. 始终做匀速运动B. 始终做减速运动，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3、下列说法中正确的是( )A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极4、下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )A．①③B．②③C．①④D．②④5、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用．这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就利用了这项技术，磁体悬浮的原理是下述中的（）A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反C.超导体使磁体处于失重状态D.超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡6、现代质谱仪示意图如图所示，其中加速电压恒定。
质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。
此离子和质子的质量比约为（）A. 11B.12C. 121D.1447、如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B．则（）A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针方向转动 D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB8、如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
高二物理(选修3-1)第三章磁场单元测试题及答案
《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。
2018-2019高中同步新课标高中物理人教版选修3-1练习：第三章 磁场3.3
3．几种常见的磁场(本栏目内容，在学生用书中分册装订！)1.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定解析： 离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B正确．答案： B2．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是( )A．二者均为假想的线，实际上并不存在B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的C．任意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的解析： 两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线．而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对．故正确答案为ACD.答案： ACD3.右图为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则( )A．A点的磁感应强度一定大B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．条件不足，无法判断解析： 由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱．答案： D4．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/m 2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： 磁感应强度的方向与导线受力方向垂直，故A 错．由于安培力F 安＝BIL sin θ，即安培力与B 、I 、L 、θ四者都有关，故B 、D 错．由磁通量的定义式Φ＝BS sin θ可知B ＝，故C 正确．ΦS sin θ答案： C 5.右图是等腰直角三棱柱，其中面ABCD 为正方形，边长为L ，按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，下面说法中正确的是( )A ．通过ABCD 平面的磁通量大小为L 2·B 22B ．通过BCFE 平面的磁通量大小为L 2·B 22C ．通过ADFE 平面的磁通量大小为L 2BD ．通过ABE 平面的磁通量为L 2B 12解析： 面BCFE 的面积为L 2，选项B 正确；L 2为面ABCD 的有效面积，通过2222ABCD 平面的磁通量大小为L 2·B ，选项A 正确；ADFE 平面和ABE 平面分别与磁感线平22行，通过平面的磁通量均为零，选项C 、D 错误．答案： AB6．取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当在该螺线管中通以大小为I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B .若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以大小也为I 的电流，则在该螺线管内中部的磁感应强度大小为( )A．0 B．0.5BC．B D．2B解析： 长导线对折后绕成的螺线管相当于两个反向流动的电流绕成的螺线管，根据右手定则判定管内中部两个反向电流产生的磁感应强度方向相反、大小相等，矢量和为零．所以A正确．答案： A7．有两根长直导线a、b互相平行放置，下图为垂直于导线的截面图，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是( )A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．线段MN上只有一点的磁感应强度为零解析： 根据安培定则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，C错误、D正确．答案： BD8.如图所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA与ΦB的大小关系是( ) A．ΦA>ΦB B．ΦA＝ΦBC．ΦA<ΦB D．无法比较解析： 在磁体的外部磁感线从N极到S极，且A环面积大于B环面积(S A>S B)，所以向下穿过A环的磁感线条数比穿过B环的多，所以穿过A环的合磁通量小，即ΦA<ΦB，选项C正确．答案： C9.如图所示，条形磁铁放在水平地面上，两个完全相同的线圈a和b在等高处水平放置，a线圈在N极的正上方，b线圈位于磁铁的正中央．关于穿过a、b线圈的磁通量Φa和Φb，下列判断正确的是( )A．Φa>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．无法判定解析： 根据条形磁铁周围磁场的分布情况可知，穿过a线圈的磁通量不为零，且磁感线是从下向上穿过线圈平面，而穿过b线圈的磁通量恰好为零，故选项A正确．答案： A10.南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示．下列说法正确的是( )A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大D．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变解析： 分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化，关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用情况．一方面，可以将地球等效处理为一个大磁铁，地理南极相当于磁铁的N极，因而在南极附近地磁场方向近似竖直向上，如图所示．另一方面，可利用安培定则判定通电螺线管在周围产生的磁场方向，再根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况，故正确选项为A 、C.答案： AC11．已知山东某地地面处的地磁场水平分量约为3×10－5 T ，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示．小磁针静止时N 极指向y 轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N 极指向与y 轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)解析： 接通电源后，小磁针N 极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示．由题意知地磁场水平分量B y ＝3×10－5T ，设通电螺线管产生的磁场为B x .由图知＝tan 60°得B x ＝3×10－5× T ≈5×10－5 T.Bx By 3答案： 5×10－5 T12.如图所示，ab 、cd 为两根相距2 m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A 的电流时，质量为3.6 kg 的金属棒MN 沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A 时，棒能获得2 m/s 2的加速度．已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感应强度的大小．解析： 设磁感应强度为B ，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m ，金属棒在磁场中的有效长度L ＝2 m ．当棒中的电流I 1＝5 A 时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI 1L ＝μmg ①当金属棒中的电流I 2＝8 A 时，棒做加速运动，加速度大小为a ，根据牛顿第二定律得BI 2L －μmg ＝ma ②将①代入②得B ＝＝ T ＝1.2 T.ma (I 2－I 1)L 3.6×23×2 答案： 1.2 T。
2018-2019学年高中物理第三章磁场章末综合检测新人教版选修3-1
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：C2．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：D3.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：C4．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14时，洛伦兹力最大B ．当小球运动的弧长为圆周长的12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：D5．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 ＞3mv3aqB ．B ＜3mv 3aqC ．B ＞3mv aqD ．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：B6.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 qB2U ，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L1、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∶ 3D ．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L1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：BC8．一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：AD9．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( )A ．电子在磁场中的运动时间t ＝d vB ．电子在磁场中的运动时间t ＝C ．洛伦兹力对电子做的功是W ＝Bev 2t D ．电子在b 点的速度值也为v解析：由于电子做的是匀速圆周运动，故运动时间t ＝，A 错误，B 项正确；由洛伦兹力不做功可得C 错误，D 正确． 答案：BD10．为监测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大小为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口中从左向右流经该装置时，接在M 、N 两端间的电压表将显示两极间的电压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 ．N 端的电势比M 端的高B ．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零C ．电压表的示数U 跟a 和b 都成正比，跟c 无关D ．电压表的示数U 跟污水的流量Q 成正比解析：由左手定则可知，不管污水带何种电荷，都有φN ＞φM ，选项A 正确，选项B 错误．当电荷受力平衡时有qvB ＝q Ub ，v ＝U bB ，流量Q ＝Sv ＝cU B，选项C 错误，选项D 正确． 答案：AD三、非选择题(本题共3小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示，两根平行金属导轨M 、N ，电阻不计，相距0.2 m ，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m ＝ 5 ×10－2kg 的金属棒ab ，ab 的电阻为0.5 Ω.两金属导轨一端通过电阻R 和电源相连，电阻R ＝2 Ω，电源电动势E ＝6 V ，电源内阻r ＝0.5 Ω.如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab 对导轨的压力恰好是零，并使ab 处于静止状态，(导轨光滑，g 取10 m/s 2)求所加磁场磁感应强度的大小和方向．解析：因ab 对导轨压力恰好是零且处于静止状态，ab 所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B 的方向应为水平向右．ab 中的电流I ＝E R ＋r ＋r ab ＝62＋0.5＋0.5A ＝2 A ，F ＝ILB ＝mg ，B ＝mg IL ＝5×10－2×102×0.2T ＝1.25 T. 答案：1.25 T 水平向右12.(15分)(2017·高考全国卷Ⅲ)如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场．在x ≥0区域，磁感应强度的大小为B 0；x ＜0区域，磁感应强度的大小为λB 0(常数λ＞1)．一质量为m 、电荷量为q (q ＞0)的带电粒子以速度v 0从坐标原点O 沿x 轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x 轴正向时，求：(不计重力) (1)粒子运动的时间； (2)粒子与O 点间的距离．解析：(1)粒子的运动轨迹如图所示．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设在x ≥0区域，圆周半径为R 1；设在x ＜0区域，圆周半径为R 2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得qv 0B 0＝mv 20R 1①qv 0(λB 0)＝mv 20R 2②粒子速度方向转过180°时，所用时间t 1为t 1＝πR 1v 0③粒子再转过180°时，所用时间t 2为t 2＝πR 2v 0④联立①②③④式得，所求时间t 0＝t 1＋t 2＝λ＋πmλqB 0⑤(2)由几何关系及①②式得，所求距离为d ＝2(R 1－R 2)＝λ－mv 0λqB 0⑥答案：(1)λ＋πmλqB 0(2)λ－mv 0λqB 013．(16分)如图所示，一带电微粒质量为m ＝2.0×10－11kg 、 电荷量为q ＝＋1.0×10－5C ，从静止开始经电压为U 1＝100 V 的电场加速后，从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中，微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ＝30°，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D ＝34.6 cm 的匀强磁场区域．微粒重力忽略不计．求：(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v 1； (2)偏转电场中两金属板间的电压U 2；(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B 至少多大？ 解析：(1)带电微粒经加速电场加速后速率为v 1， 根据动能定理有U 1q ＝12mv 21，v 1＝2U 1q m＝1.0×104m/s.(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用， 设微粒进入磁场时的速度为v ′，则v ′＝v 1cos 30°，解得v ′＝233v 1.由动能定理有12m (v ′2－v 21)＝q U 22，解得U 2＝66.7 V.(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒恰好不从磁场右边射出时，做匀速圆周运动的轨道半径为R ， 由几何关系知R ＋R2＝D ，由牛顿运动定律及运动学规律qv ′B ＝mv ′2R，得B ＝0.1 T.若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B 至少为0.1 T. 答案：(1)1.0×104m/s (2)66.7 V (3)0.1 T。
高中物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动》状元培优同步训练题(人教版附答案)
2019-2020学年高中物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动》状元培优同步训练题（人教版附答案）一、选择题1、两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动( )A．若速率相等，则半径必相等 B．若质量相等，则周期必相等C．若动能相等，则周期必相等D．若质量相等，则半径必相等2、如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将( )A、向上偏转；B、向下偏转；C、向纸外偏转；D、向纸里偏转．3、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、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比（）A. 1：2B. 2：1C. 1：D. 1：14、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，运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示，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．洛伦磁力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间5、如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的速度为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则为（）A. B. C. D.6、三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示．规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向，下列i﹣t图象中正确的是（）A．B．C．D．7、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8、如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是（）A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流 B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C．始终有从b到a的电流 D．始终没有电流产生二、多项选择9、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( )10、两个粒子、带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动（）A、若大小相等，则半径必相等B、若相等，则周期必相等C、若大小相等，则半径必相等D、若相等，则周期必相等11、某电子以固定的正点电荷为圆心在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正点电荷的电场力是洛伦兹力的4倍．若电子电荷量为e、质量为m，磁感应强度为B，不计重力，则电子运动的角速度可能是（）A． B． C． D．12、如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（）A．微粒一定带负电 B．微粒动能一定减小C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加三、填空题13、已知氕（H）、氘（H）、氚（H）三个带电粒子，它们以相同的速度垂直射入同一匀强磁场中，做匀速圆周运动。
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：第三章磁场单元小测试一、单选题1.关于磁感强度，正确的说法是（）A. 磁感强度B是矢量，方向与F的方向相同B. 在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能相同，磁感线密的地方B大些，磁感线疏的地方B小些C. 磁感强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的方向相同D. 根据定义式B=F，磁场中某点的磁感强度B与F成正比，与IL成反比IL2.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”。
在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Ф1、Ф2、Ф3且都不为0。
下列判断正确的是 ( )。
A. Ф1最大B. Ф2最大C. Ф3最大D. Ф1、Ф2、Ф3相等3.—小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是A. S极指向该点磁场方向B. N极指向该点磁场方向C. 该磁场是匀强磁场D. α点的磁场方向水平向右4.如图所示的匀强磁场，磁感应强度为0.1T，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为0.1m，导线中电流为1A．该导线所受安培力的大小为（）A. 0.01NB. 0.02NC. 0.03ND. 0.04N5.如图，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L，质量为m的导线，当通以如图方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B的大小与方向正确的有（）A. B=mgsinθIL ，方向垂直纸面向外 B. B=mgcosθIL，方向水平向左C. B=mgtanθIL ，方向竖直向下 D. B=mgIL，方向水平向右6.关于洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（）A. 洛伦兹力对带电粒子做功B. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能C. 洛伦兹力的大小与带点粒子速度无关D. 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向7.如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，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8.在匀强磁场中一带电粒子正在做匀速圆周运动，如果突然将它的速度增大到原来的3倍，则( )A. 粒子的运动轨迹半径不变，运动周期减为原来的三分之一B. 粒子的运动轨迹半径是原来的3倍，周期不变C. 粒子的运动轨迹半径和周期都是原来的3倍D. 粒子的运动轨迹半径是原来的4倍，周期不变9.如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
高中物理选修3-1第三章：磁场 单元测试(含解析)
高中物理选修3-1第三章：磁场单元测试一、单选题（本大题共10小题）1.如图所示，当导线中通有电流时，小磁针发生偏转．这个实验说明了A. 通电导线周围存在磁场B. 通电导线周围存在电场C. 电流通过导线时产生焦耳热D. 电流越大，产生的磁场越强2.如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则A. ab棒不受安培力作用B. ab棒所受安培力的方向向右C. ab棒中感应电流的方向由b到aD. 螺线管产生的磁场，A端为N极3.如图所示，A，B是两个完全相同的导线环，导线环处于磁场中，环面与磁场中心垂直，穿过导线环A，B的磁通量和大小关系是A.B.C.D. 无法确定4.在磁感应强度的定义式中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是A. B由F、I和L决定B. F由B、I和L决定C. I由B、F和L决定D. L由B、F和I决定5.如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为，则A. ，B. ，C. ，D. ，6.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动。
下列说法正确的是A. 微粒一定带负电B. 微粒动能一定减小C. 微粒的电势能一定增加D. 微粒的机械能不变7.英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究，于1922年荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子不计重力由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中不正确的是A. 该束粒子带正电B. 速度选择器的上极板带正电C. 在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小8.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9.如图所示，一个质量为m、带正电荷量为q的小带电体处于可移动的匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，为了使它对水平绝缘面刚好无压力，应该A. 使磁感应强度B的数值增大B. 使磁场以速率向上移动C. 使磁场以速率向右移动D. 使磁场以速率向左移动10.半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为A. B. C. D.二、填空题（本大题共5小题）11.一根长为的导线，用两根细绳悬挂着，当通以如图所示3A的电流时，则导线受到的安培力大小为，安培力的方向为______，则该处的磁感应强度B的大小是______如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度B的大小是______12.在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽、长、厚，水平放置在竖直向上的磁感应强度的匀强磁场中，bc方向通有的电流，如图所示，沿宽度产生的横向电压。
人教版高中物理选修3-1 第三章 磁场 测试含答(详细解析)
绝密★启用前人教版高中物理选修3-1 第三章磁场测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零2.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3.如图是电磁铁工作原理的示意图，由线圈、电源、开关和滑动变阻器等器材组成，P为滑动变阻器的滑片．闭合S，铁钉被吸附起来．下列分析正确的是()A．增加线圈匝数，被吸附的铁钉减少B．调换电源正负极，铁钉不能被吸附C．P向a端移动，被吸附的铁钉增多D．P向b端移动，被吸附的铁钉增多4.如图所示，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A．竖直向上B．竖直向下C．水平向里D．水平向外5.关于磁感线的描述，下列哪些是正确的()A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的南极C．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆6.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则()A．小磁针保持不动B．小磁针的N将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N极将垂直于纸面向外转动7.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用．如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图．现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这束质子在进入地球周围的空间将（）A．竖直向下沿直线射向地面B．向东偏转C．向西偏转D．向北偏转8.一根通有电流强度为I的直铜棒MN，用软导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向、电流方向如图所示，此时悬线中的张力大于零而小于直铜棒的重力．下列哪些情况下，悬线中的张力可能等于零()A．不改变电流方向，适当减小电流的大小B．不改变电流方向，适当增加电流的大小C．不改变电流方向，适当减小磁感应强度BD．使原来的电流反向，适当减小磁感应强度B9.利用质谱仪可以分析同位素，如图所示，电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2，从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场，初速度忽略不计，经电场加速后从S2射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为()A．B．C．D．10.如图所示，一足够长的直角绝缘粗糙斜面静止放置在水平地面上，一质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑．现给物体带上一定量的正电荷，且保证物体所带电荷量保持不变，在空间中加入垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间逐渐增大，物体在斜面上下滑的过程中，斜面相对地面一直保持静止，则下列说法中正确的是()A．物体一直沿斜面向下做加速运动B．斜面与地面间的静摩擦力始终保持不变C．斜面相对地面一直有水平向右的运动趋势D．地面对斜面的静摩擦力方向先水平向左后水平向右11.如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I.直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则选项图中O处磁感应强度和题图中O处磁感应强度相同的是()A．B．C．D．12.如图所示，平行板电容器内存在匀强电场，电容器下极板下方区域存在一定宽度的匀强磁场．质量相等的一价和三价正离子从电容器上极板进入电场(初速度可忽略不计)．经电场加速后，穿过下极板进入匀强磁场区域，已知一价正离子从磁场边界射出时速度方向偏转了30°，则一价正离子和三价正离子在磁场中运动的半径之比及速度方向偏转的角度之比分别为()A．∶11∶2B． 3∶11∶2C． 1∶1∶3D． 2∶31∶13.一直导线中通以恒定电流置于匀强磁场中，关于直导线中的电流方向、磁场方向和直导线所受安培力方向三者间的关系，下列说法正确的是()A．当安培力和电流方向一定时，磁场方向就一定B．当安培力和磁场方向一定时，电流方向就一定C．当磁场方向和电流方向一定时，安培力方向就一定D．电流方向、磁场方向、安培力方向三者必定两两垂直14.在国际单位制中，“安培”的定义是：截面可忽略的两根相距1 m的无限长平行直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10－7N，则每根导线中的电流为I“安培”，由此可知，在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为()A． 1 TB． 2×10－7TC． 1×10－7TD． 4×10－7T15.王爷爷退休后迷上了信鸽比赛，他饲养的信鸽小雪通体雪白，血统优秀，多次在“放飞—返回”比赛中获第一名．不知道让多少人羡慕！王爷爷也很得意，为奖励小雪，王爷爷给它戴上一个非常漂亮的磁性头套．这样做对小雪在比赛中将()A．不会影响它的导航B．不利于它的导航C．有助于它的导航D．不能确定是否会最影响它的导航第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.霍尔元件可以用来检测磁场及其变化．图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图．由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，直导线通有垂直纸面向里的电流，测量原理如图乙所示，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好．(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件________(填“前表面”或“后表面”)电势高；(2)在图乙中画线连接成实验电路图；(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，还必须测量的物理量有________(写出具体的物理量名称及其符号)，计算式B＝________.三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)17.如图所示, 匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α=的光滑斜面上,静止一根长为L=1 m，重G=3 N，通有电流I=3 A的金属棒.求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）导体棒对斜面的压力大小.18.如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ＝37°，两轨道之间的距离L＝0.50 m．一根质量m＝0.20 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中．在导轨的上端接有电动势E＝36 V、内阻r＝1.6 Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，重力加速度g＝10 m/s2.(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻R1＝2.0 Ω时，金属杆ab静止在轨道上．①如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；②如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向；(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B＝0.40 T的匀强磁场中，当电阻箱接入电路中的电阻值R2＝3.4 Ω时，金属杆ab仍保持静止，求此时金属杆ab受到的摩擦力F f大小及方向．19.如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子．在放射源右边有一很薄的挡板，挡板与xOy平面交线的两端M、N与原点O 正好构成等腰直角三角形．已知带电粒子的质量为m，带电量为q，速度为，MN的长度为L．（不计带电粒子的重力）（1）若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN 上，则电场强度E0的最小值为多大？在电场强度为E0时，打到板上的粒子动能为多大？（2）若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，磁场的磁感应强度不能超过多少？（用m、、q、L表示）若满足此条件，放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边？答案解析1.【答案】D【解析】若通以逆时针方向的电流，根据左手定则可知：各边所受的安培力如图所示：由公式F＝BIL得出各边的安培力的大小，从而得出安培力大小与长度成正比，因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向．所以线圈所受磁场力的合力为零．故D正确，A、B、C错误．2.【答案】A【解析】导体棒受力如图所示，A、棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；B、两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；C、金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；D、磁感应强度变大，θ角变大，故D错误；故选A．3.【答案】C【解析】当增加线圈的匝数时，导致线圈的磁场增加，则被吸附的铁钉增多，故A错误；当调换电源正负极，导致线圈的磁性方向相反，但仍有磁性，因此铁钉仍能被吸附，故B错误；当P向a 端移动，导致电路中电流增大，那么被吸附的铁钉增多，若P向b端移动，电路中电流减小，则被吸附的铁钉减少，故C正确，D错误．4.【答案】C【解析】橡胶盘带负电荷转动后产生环形电流，由左手定则可以确定导线受力方向为水平向里．5.【答案】C【解析】磁感线在磁体的内部从S极指向N极，在磁体的外部从N极指向S极，A错误；在磁体内部的小磁针的N极指向磁体的N极，B错误；磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，C正确；通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组不等间距同心圆，D错误．6.【答案】C【解析】由安培定则知，通电直导线在下方产生的磁场方向垂直纸面向里，而磁场方向即小磁针静止时N极指向，故小磁针N极会垂直纸面向里转动，选项C正确，其余错误．7.【答案】B【解析】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转，故B正确，A、C、D错误．8.【答案】B【解析】铜棒开始受重力、向上的安培力、软导线的拉力处于平衡．不改变电流方向，适当减小电流的大小，根据F＝BIL知，安培力减小，则悬线的张力变大．故A 错误．不改变电流方向，适当增加电流的大小，根据F＝BIL知，安培力增大，则悬线的张力会变为零．故B正确．不改变电流的方向，适当减小磁感应强度，根据F＝BIL知，安培力减小，悬线的张力变大．故C错误．使原来电流反向，安培力反向，则拉力增大．故D错误．9.【答案】C【解析】由洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有：Bqv＝m即由此可得R＝它们的距离之比为，故C正确，ABD错误．10.【答案】C【解析】物体带正电，因下滑产生速度，根据左手定则可知受到洛伦兹力垂直斜面向下，导致压力增大，小物块受到的摩擦力增大，则当滑动摩擦力等于重力的下滑分力后，随磁感应强度的增大，洛伦兹力增大，则物体做减速运动，故A错误；以物块和斜面组成的整体为研究对象，由于开始时物块沿斜面向下做加速运动，所以可知，整体沿水平方向必定受到地面向左的摩擦力，而由A的分析可知，物块速度增大时受到的洛伦兹力增大，则根据受力分析可知物块受到斜面的支持力增大，受到的摩擦力逐渐增大，所以摩擦力由于支持力的合力一定增大；根据摩擦力与支持力的关系f＝μF N可知，摩擦力与支持力的合力的方向不变．然后根据牛顿第三定律可知，物块对斜面的压力与摩擦力的合力也方向不变，大小随物块速度的增大而增大，以斜面为研究对象，开始时受到竖直向下的重力、地面的竖直向上的支持力、物块对斜面的压力与摩擦力、地面对斜面的摩擦力，物块对斜面的压力与摩擦力的合力方向不变，大小随物块速度的增大而增大，则该力沿水平方向的分量随物块速度的增大而增大，根据沿水平方向受力平衡可知，地面对斜面的摩擦力也一定方向不变，始终向左，大小随物块速度的增大而增大，故B、D错误，C正确．11.【答案】A【解析】由题意可知，题图中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；A图中根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；同理，B图中四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直纸面向里，故B错误；由上分析可知，C图中右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故C错误；与C选项分析相同，D图中四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误．12.【答案】A【解析】离子在电场中加速，根据动能定理得，qU＝mv2，在磁场中做匀速圆周运动时：qvB＝m，解得：R＝，又m1∶m2＝1∶1，q1∶q2＝1∶3，则R1∶R2＝∶1.设磁场区域的宽度为d，离子从磁场边界射出时速度方向偏转的角度为θ，则有sinθ＝，因为R1∶R2＝∶1，θ1＝30°，则有＝解得：θ2＝60°，则θ1∶θ2＝1∶2，故A正确，B、C、D错误．13.【答案】C【解析】根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，那么安培力方向始终垂直于通电直导线与磁场所决定的平面，故A、B、D错误，C正确．14.【答案】B【解析】由题知：将其中一根导线看作场源电流，另一根看作是电流元，电流元的电流为1 A，长度为L＝1 m，所受磁场力大小为F＝2×10－7N，则在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为B＝＝2×10－7T.15.【答案】B【解析】鸽子体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向，由题意知，给信鸽戴上一个非常漂亮的磁性头套，由此可见，小磁铁产生的磁场干扰了信鸽的飞行方向，从而不能辨别方向．.故B正确，A、C、D错误．16.【答案】(1)前表面(2)如解析图所示(3)电压表读数U，电流表读数I【解析】(1)磁场由通电直导线产生，根据安培定则，霍尔元件处的磁场方向向下；霍尔元件内的电流向右，根据左手定则，安培力向内，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高．(2)变阻器控制电流，用电压表测量电压，电路图如图所示：(3)设前、后表面的距离为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有：q＝qvB根据电流微观表达式，有：I＝neSv＝ne(dh)v联立解得：B＝故还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I.17.【答案】（1）T（2）6 N【解析】（1）由左手定则知金属棒受水平向右的安培力，对金属棒进行受力分析，运用合成法，如图:由平衡条件得：F安=BIL=G tanα则（2）由上图，根据三角函数关系知：18.【答案】(1)①0.30 T②0.24 T垂直于轨道平面斜向下(2)0.24 N沿轨道平面向下【解析】(1)①设通过金属杆ab的电流为I1，根据闭合电路欧姆定律可知：I1＝E/(R1＋r)设磁感应强度为B1，由安培定则可知金属杆ab所受安培力沿水平方向，金属杆ab受力如图所示．对金属杆ab，根据共点力平衡条件有：B1I1L＝mg tanθ解得：B1＝＝0.30 T②根据共点力平衡条件可知，最小的安培力方向应沿导轨平面向上，金属杆ab受力如图所示．设磁感应强度的最小值为B2，对金属杆ab，根据共点力平衡条件有：B2I1L＝mg sinθ解得：B2＝＝0.24 T根据左手定则可判断出，此时磁场的方向应垂直于轨道平面斜向下．(2)设通过金属杆ab的电流为I2，根据闭合电路欧姆定律可知：I2＝E/(R2＋r)假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿轨道平面向下，根据共点力平衡条件有：BI2L＝mg sinθ＋F f解得：F f＝0.24 N结果为正，说明假设成立，摩擦力方向沿轨道平面向下．19.【答案】（1）（2）【解析】（1）由题意知，要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上，其临界条件为：沿y轴方向运动的粒子做类平抛运动，且落在M或N点．则MO′=L=①加速度a=②OO′=L=at2③解①②③式得E0=④由动能定理知qE0×L=E k﹣⑤解④⑤式得：E k=（2）由题意知，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L．R0=L=B0=放射源O发射出的粒子中，打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示．因为OM=ON，且OM⊥ON所以OO1⊥OO2所以⊥所以放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左侧．。
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。
2018-2019学年粤教版选修3-1 磁场 单元测试
章末综合测评(三) 磁场(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．如图1所示，螺线管、蹄形铁芯，环形导线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N极(黑色的一端)的指向错误的是()图1A．小磁针a N极的指向B．小磁针b N极的指向C．小磁针c N极的指向D．小磁针d N极的指向A[小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向，即磁感线的切线方向．根据安培定则，蹄形铁芯被磁化后右端为N极，左端为S极，小磁针c指向正确；通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似，内部磁场向左，外部磁场向右，所以小磁针b指向正确，小磁针a指向错误；环形电流形成的磁场左侧应为S极，故d 的指向正确，故选A.]2．如图2所示，电流从A点分两路通过环形电路汇合于B点，已知两种电流大小相等，则在环形电路的中心处的磁场为()图2A．垂直环形电路所在平面，且指向“纸内”B．垂直环形电路所在平面，且指向“纸外”C．在环形电路所在平面，且指向A点D．零D[根据安培定则可以判断：上半圆环中电流产生的磁场在环中心处磁感应强度方向垂直纸面向里，下半圆环中电流产生的磁场在环中心处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，由对称性特征可知垂直纸面向里和向外的磁场叠加后相抵消，因此在环形电路的中心处的合磁场为零，故D正确，A、B、C错误．] 3．磁场中某区域的磁感线如图3所示，则()【导学号：52592132】图3A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．a、b两处磁场方向一定相同D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零B[由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A 错误，B正确．磁场中某点的磁场方向与磁感线在该点的切线方向相同，由题图判断，a、b两点磁场方向不同，故C错误．磁感线是用来描述磁场的，不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，那样将会与不画磁感线产生相同的效果，故D错误．]4．如图4所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是()图4A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将沿直线运动B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转C ．若一电子以速率v 从右向左飞入，则该电子将向下偏转D ．若一电子以速率v 从左向右飞入，则该电子将向下偏转B [正离子以速率v 沿直线从左向右水平飞越此区域，则有q v B ＝Eq .即v B ＝E ，若一电子的速率v 从左向右飞入此区域时，也必有e v B ＝Ee ，电子沿直线运动．而电子以速率v 从右向左飞入时，电子所受的电场力和洛伦兹力均向上，电子将向上偏转，B 正确，A 、C 、D 均错误．]5．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图5所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H)和α粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大速度的大小，有( )【导学号：52592133】图5A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度也较大B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度较小C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度也较小D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度较大B [带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T ＝2πm qB ，知氚核(31H)的质量与电量的比值大于α粒子(42He)的，所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大，根据q v B ＝m v 2r 得，最大速度v ＝qBr m ，则最大动能E km ＝12m v 2＝q 2B 2r 22m ，氚核的质量是α粒子的34倍，氚核的电量是12倍，则氚核的最大动能是α粒子的13倍，即氚核的最大动能较小，故B 正确，A 、C 、D 错误．]6．如图6是质谱仪的原理图，若速度相同的同一束粒子沿极板P 1、P 2的轴线射入电磁场区域，由小孔S 0射入右边的偏转磁场B 2中，运动轨迹如图所示，不计粒子重力．下列相关说法中正确的是( )图6A ．该束带电粒子带负电B ．速度选择器的P 1极板带负电C ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q /m 越小D [带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故A 错误；在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P 1极板带正电，故B 错误；进入B 2磁场中的粒子速度是一定的，根据q v B ＝m v 2r 得，r ＝m v qB ，知r 越大，荷质比q m 越小，而质量m 不一定大，故C 错误，D 正确．]7．带正电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v 0，先通过匀强电场E ，后通过匀强磁场B ，如图7甲所示，电场和磁场对该粒子做功为W 1.若把该电场和磁场正交叠加，如图乙所示，再让该带电粒子仍以水平向右的初速度v 0(v 0<E B )穿过叠加场区，在这个过程中电场和磁场对粒子做功为W 2，则( )图7A ．W 1<W 2B ．W 1＝W 2C ．W 1>W 2D ．无法判断C [在乙图中，由于v 0<E B ，电场力qE 大于洛伦兹力qB v .根据左手定则判断可知洛伦兹力有与电场力方向相反的分力．则在甲图的情况下，粒子沿电场方向的位移较大，电场力做功较多，所以选项A 、B 、D 错误，选项C 正确．]8．南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电的螺线管，如图8所示．下列说法正确的是( )【导学号：52592134】图8A ．若将a 端接电源正极，b 端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B ．若将a 端接电源正极，b 端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C ．若将b 端接电源正极，a 端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大D ．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变AC [分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化，关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用情况．一方面，可以将地球等效处理为一个大磁铁，地理南极相当于磁铁的N 极，因此在南极附近地磁场方向近似竖直向上，如图所示；另一方面，可利用安培定则判定通电螺线管在周围产生的磁场方向，再根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况，故正确选项为A 、C.]9.如图9所示的区域共有六处开口，各相邻开口之间的距离都相等，匀强磁场垂直于纸面，不同速度的粒子从开口a 进入该区域，可能从b 、c 、d 、e 、f 五个开口离开，粒子就如同进入“迷宫”一样，可以称作“粒子迷宫”．以下说法正确的是( )图9A ．从d 口离开的粒子不带电B ．从e 、f 口离开的粒子带有异种电荷C ．从b 、c 口离开的粒子运动时间相等D ．从c 口离开的粒子速度是从b 口离开的粒子速度的2倍AD [从d 口离开的粒子不偏转，所以不带电，选项A 正确；根据左手定则，从e 、f 口离开的粒子带有同种电荷，选项B 错误；从b 口离开的粒子运动时间是12T ，从c 口离开的粒子运动时间是14T ，选项C 错误；从c 口离开的粒子轨道半径是从b 口离开的粒子轨道半径的2倍，因此速度也是2倍关系，选项D 正确．]10．如图10所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L ，质量为m 的导体棒．在导体棒中通以电流I 时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( )图10A ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向上B ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向下C ．B ＝mg tan αIL ，方向竖直向下D．B＝mg tan αIL，方向竖直向上AD[若磁场方向垂直斜面向上，受到的安培力沿斜面向上，由平衡知识可知：mg sin θ＝BIL，解得B＝mg sin αIL，故A正确；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则棒受沿斜面向下的安培力、支持力与重力，故棒不可能处于平衡状态，故B错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则棒受水平向左的安培力、支持力与重力，故棒不可能处于平衡状态，故C错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则棒受水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则mg tan θ＝BIL，解得B＝mg tan αIL，故D正确；故选A、D.]11．如图11所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则()【导学号：52592135】图11A．从P射出的粒子速度大B．从Q射出的粒子速度大C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D．两粒子在磁场中运动的时间一样长BD[作出各自的轨迹如图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q点射出时，与AC边夹角相同，故可判定从P、Q点射出时，半径R1<R2，所以，从Q点射出的粒子速度大，B正确；根据图示，可知两个圆心角相等，所以，从P、Q点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．正确的选项应是B、D.]12.如图12所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，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、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的a点由静止释放，下列判断正确的是()图12A．小球能越过d点并继续沿环向上运动B．当小球运动到d点时，不受洛伦兹力C．小球从a点运动到b点的过程中，电势能减少D．小球经过c点时速度最大BC[电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”，关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”，速度最大；由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，故A错误；由于bc弧的中点相当于“最低点”，即速度最大，而d点速度最小为零，则不受洛伦兹力，故B正确，D错误；小球从a到b，重力和电场力都做正功，重力势能和电势能都减少，故C正确．]二、非选择题(本题共4小题，共52分)13．(8分)金属滑杆ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图13所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图所示，合上开关S，弹簧伸长2 cm，测得电路中的电流为5 A，已知弹簧的劲度系数为20 N/m，ab的长L＝0.1 m．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？【导学号：52592136】图13【解析】ab受到的安培力为：F＝BIL，根据胡克定律：f＝kΔx，由平衡条件得：BIL ＝k Δx ，代入数据解得：B ＝kΔx IL ＝20×0.025×0.1T ＝0.8 T. 【答案】 0.8 T14. (12分)如图14所示为质谱仪的原理图，M 为粒子加速器，电压为U 1＝5 000 V ；N 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1＝0.2 T ，板间距离为d ＝0.06 m ；P 为一个边长为l 的正方形abcd 的磁场区，磁感应强度为B 2＝0.1 T ，方向垂直纸面向外，其中dc 的中点s 处开有小孔，外侧紧贴dc 放置一块荧光屏．今有一比荷为q m ＝108C/kg 的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a 孔以平行于ab 方向进入abcd 磁场区，刚好经过小孔s 打在荧光屏上．求：图14(1)粒子离开加速器时的速度v ；(2)速度选择器的电压U 2；(3)正方形abcd 的边长l .【解析】 (1)粒子加速过程有qU 1＝12m v 2粒子离开加速器时的速度v ＝2qU 1m＝106m/s. (2)在速度选择器中的运动过程有q v B 1＝qE ，E ＝U 2d速度选择器的电压U 2＝B 1v d ＝1.2×104V .(3)粒子在磁场区域做匀速圆周运动，有q v B 2＝m v 2r ，r ＝m v qB 2＝0.1 m 由几何关系得r 2＝(l －r )2＋l 24 解得：l ＝85r ＝0.16 m.【答案】 (1)106m/s (2)1.2×104V (3)0.16 m15．(14分)如图15所示，直径分别为D 和2D 的同心圆处于同一竖直面内，O 为圆心，GH 为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d 的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m 、电量为＋q 的粒子由小孔下方d 2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v 射出电场，由H 点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．图15(1)求极板间电场强度的大小；(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小．【解析】 (1)设极板间电场强度的大小为E ，对粒子在电场中的加速运动，由动能定理得qE d 2＝12m v 2①由①式得E ＝m v 2qd . ② (2)设Ⅰ区磁感应强度的大小为B ，粒子做圆周运动的半径为R ，由牛顿第二定律得q v B ＝m v 2R ③如图所示，粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况．若粒子轨迹与小圆外切，由几何关系得R ＝D 4 ④联立③④式得 B ＝4m v qD⑤ 若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得 R ＝3D 4 ⑥ 联立③⑥式得 B ＝4m v 3qD .⑦ 【答案】 (1)m v 2qd (2)4m v qD 或4m v3qD16．(18分)如图16所示，在纸面内直线MN 的左侧存在磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场．在纸面内的整个空间还存在范围足够大的匀强电场，现有一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子，以速度v 0沿直线AP 匀速运动，并从直线MN 上的P 点离开磁场．已知A 点到直线MN 的距离AO ＝PO ＝2m v 0qB ，粒子重力不计．图16(1)求匀强电场的场强大小和方向；(2)粒子离开磁场后再次经过直线MN 时到O 点的距离；(3)若粒子的初速度大小变为原来的一半，仍沿AP 方向开始运动，此运动过程中粒子离开AP 的最远距离d ＝m v 0qB ，求此时粒子的速度大小及加速度大小．【解析】 (1)粒子以速度v 0沿直线AP 匀速运动，说明电场力与洛伦兹力平衡，则：qE ＝q v 0B匀强电场的场强大小E ＝v 0B ，方向垂直AP 斜向下．(2)粒子离开磁场后，做类平抛，轨迹为PD ，如图因AO ＝PO ，则θ＝45°，PC ＝CD ＝v 0t ＝12at 2 ，a ＝qEm 再次经过直线MN 时到O 点的距离：DO ＝2PC ＋PO 由以上各式联立，得DO ＝32m v 0qB .(3)若粒子的初速度大小变为原来的一半，轨迹如图，离开AP 的最远距离为F ，速度为v .粒子由A 到F ，由动能定理，得：Eqd ＝12m v 2－12m v 20，d ＝m v 0qB ， 由上式，得：v ＝3v 0由q v B－qE＝ma此时粒子的加速度大小α＝(3－1)q v0Bm【答案】(1)B v0方向垂直AP斜向上(2)32m v0qB(3)3v0(3－1)q v0Bm。
高中物理选修3-1《磁场》单元测试题(含答案)
高中物理选修3-1《磁场》单元测试题高二物理阶段性复习质量检测一本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。
考试时间90分钟。
注意事项：1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。
2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。
其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。
第一卷（选择题，共48分）一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大2．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( )A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同3．在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带( ) A．正电荷 B．负电荷C．正、负电荷共存 D．无法判断4．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图1(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺旋管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )A．0B．0.5BC．BD．2B5．如图所示，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )6.如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数μ<tan θ.则在下图中小球运动过程中的速度—时间图象可能是( )7.如图3所示，带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过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.1vC．2v0 D.v2二、不定项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，至少有一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)8．我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光．极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动(如图4所示)，这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光．地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关( )A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力做负功，使其动能减小C．靠近南北两极，磁感应强度增强D．以上说法都不对9．如图5所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核(21H)和氦核(42He)．下列说法中正确的是( )A．它们的最大速度相同B．它们的最大动能相同C．它们在D形盒中运动的周期相同D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能10．如图6所示，带电平行板间匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内( )A．小球的重力势能可能会减小 B．小球的机械能可能不变C．小球的电势能一定会减少 D．小球动能可能减小11.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7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12.如图8所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )A．半径之比为3∶1B．速度之比为1∶ 3C．时间之比为2∶3D．时间之比为3∶2第Ⅱ卷(非选择题，共52分)三、计算题(本题共4小题，共52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)13．(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上水平放置一条长为0.2 m的直导线PQ，两端以很软的导线通入5 A的电流．当有一个竖直向上的B＝0.6 T 的匀强磁场时，PQ恰好平衡，则导线PQ的重力为多少？(sin 37°＝0.6)14．(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术来实现的．电子束经过电场加速后，以速度v进入一圆形匀强磁场区，如图所示．磁场方向垂直于圆面．磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点打到屏幕的中心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？(已知电子质量为m，电荷量为e)15．(15分)在空间存在一个变化的匀强电场和另一个变化的匀强磁场，电场的方向水平向右(如图11甲中由点B到点C)，场强变化规律如图乙所示，磁感应强度变化规律如图丙所示，方向垂直于纸面．从t＝1 s开始，在A点每隔2 s 有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v0射出，恰好能击中C点，若AB＝BC＝l，且粒子在点A、C间的运动时间小于1 s，求：(1)磁场方向(简述判断理由)．(2)E0和B0的比值．(3)t＝1 s射出的粒子和t＝3 s射出的粒子由A点运动到C点所经历的时间t1和t2之比．16. (15分)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球，从y轴上的A点水平向右抛出．经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.高中物理选修3-1《磁场》单元测试题高二物理阶段性复习质量检测二本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。
人教版高中物理选修3-1第三章 磁场单元测试题.docx
图8-1高中物理学习材料桑水制作人教版选修3-1 第三章 磁场单元测试题一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共32分，漏选得2分，错选和不选得零分） 1．关于磁感线和电场线，下述说法正确的是（ ）A ．磁感线是闭和曲线，而静电场的电场线不是闭和曲线。
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。
2．有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内，如图8-1所示，当竖直长导线内通以方向向上的电流时，若重力不计，则三角形金属框将 （ ）A ．水平向左运动B ．竖直向上C ．处于平衡位置D ．以上说法都不对3．如图8-2所示，一个带少量正电的小球沿着光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，其速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，小球飞离桌面边缘后最后落到水平地板上。
设其在空中飞行时间为t 1，水平射程为s 1，着地时速率为v 1；撤去磁场，其余条件不变。
小球飞行时间为t 2，水平射程为s 2着地时速率为v 2，若不计空气阻力，则以下答案中正确的是 （ ）A ．s 1>s 2B ．t 1>t 2C ．v 1>v 2D ．v 1=v 24．如图8-3所示，区域中存在着匀强磁场和匀强电场，且两者平行，但方向相反，质量为m 电量为－q 的粒子（不计重力）沿电场强度方向以v 0射入，下述说法正确的是（ ） A ．电荷所受洛伦兹力不变B ．电荷动量方向保持不变C ．电荷所受电场力不变图8-2v 0图8-4D ．电荷向右的最大位移为qEmv2205．如图8-4所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块，a 、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F 拉b 物块，使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段 （ ） A ．a 、b 一起运动的加速度减小。
高中物理选修3-1《3.1磁场》状元培优同步训练题(人教版附答案)
深圳市龙文一对一2018-2019学年高中物理选修3-1《3.1磁场》状元培优同步训练题（人教版附答案）一、选择题1、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( )2、下列说法中正确的是( )A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场，电流不能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极3、根据麦克斯韦电磁理论，下列叙述正确的是( )A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场4、如图所示，小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动，后受到磁极的侧向作用力而作图示的曲线运动到达D点，由图可知磁极的位置及极性可能是（）A．磁极在A位置，极性一定是N极 B．磁极在B位置，极性一定是S极C．磁极在C位置，极性一定是N极 D．磁极在B位置，极性无法确定5、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t＝0，在以下四个图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是( )6、如图所示，在通电螺线管的周围和内部分别放置了四个相同的小磁针a、b、c、d，图中表示它们静止时N极（阴影部分）的指向，其中正确的是（）A．a B．b C．c D．d7、下列关于磁通量的说法正确的是（）A．面积大，磁通量一定大 B．磁感应强度大，磁通量一定大C．磁感应强度大，面积大，则磁通量一定大 D．磁感应强度大，面积大，而磁通量不一定大8、如图，是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图，其中电流方向与磁感线方向关系正确的是A． B． C． D．9、在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，B a>B b B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处大D．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处小二、填空题10、如图所示，甲图中的小磁针上有一直导线通以图中所示方向的电流时，小磁针北极N将向（填“纸内”或“纸外”）偏转．11、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______。
人教版高中物理选修3-1高二第三章《磁场》单元测试题1.docx
高中物理学习材料桑水制作高二物理选修3—1 第三章《磁场》单元测试题1一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分） 1．下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（ ） A ．磁场只存在于磁极周围B ．磁感线总是从磁铁的北极出发，终止于南极C ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向D ．在磁场中运动的电荷一定受磁场力作用 2．由磁感应强度的定义式ILFB可知，磁场中某处的磁感应强度的大小（ ） A ．随通电导线中的电流I 的减小而增大 B ．随IL 乘积的减小而增大C ．随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D ．跟F 、I 、L 的变化无关3．指南针静止时，其位置如图中虚线所示．若在其上方放置一水平方向的导线，并通以恒定电流，则指南针转向图中实线所示位置．据此可能是（ ） A ．导线南北放置，通有向北的电流 B ．导线南北放置，通有向南的电流 C ．导线东西放置，通有向西的电流 D ．导线东西放置，通有向东的电流4. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（ ）A ．螺线管的P 端为N 极，a 接电源的正极B ．螺线管的P 端为N 极，a 接电源的负极C ．螺线管的P 端为S 极，a 接电源的正极D ．螺线管的P 端为S 极，a 接电源的负极5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab 上, 挂有两个相同的金属环M 和N ．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（ ）A ．两环静止不动B ．两环互相靠近C ．两环互相远离D ．两环同时向左运动6．赤道附近，自西向东水平运动的电子流，由于受到地磁场的作用，它将（ ）A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向东偏转D ．向西偏转7．如图所示为带电粒子(不计重力)在匀强磁场中的运动轨迹．中央是一块金属薄板，粒子穿过金属板时有动能损失．则( ) A ．粒子带正电B ．粒子的运动路径是abcdeC ．粒子的运动路径是edcbaD ．粒子在下半周的运动时间比上半周运动的时间长8．如图所示，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。
物理选修3-1《第三章 磁场》测试卷A(含答案)
物理选修3-1《第三章 磁场》测试卷A （含答案）试卷满分：100分 考试时间：100分钟一、选择题(本题共12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48分)1．下列哪些物理量是矢量------------------------------------ ( )A ．电流B ．电势差C ．电势能D ．磁感应强度2．根据定义式IL FB ，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粒子带正电，b粒子带负电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。
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。
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深圳市龙文一对一2018-2019高中物理选修3-1《第三章磁场》状元培优单元测试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将()A．静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向2．一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的( )A．磁感应强度大B．磁通量较大C．磁通量变化量较大D．磁通量的变化率较大3．如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B．一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,在图乙中给出的线框EF两端的电压U EF与线框移动距离x的关系图象正确的是( )A．B．C．D．4．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中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时初速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的情况不可能的是（）A．始终做匀速运动B．始终做减速运动，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5．一束几种不同的正离子，垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束，如图所示．对这些正离子，可得出结论()A．它们的动能一定各不相同B．它们的电量一定各不相同C．它们的质量一定各不相同D．它们的比荷一定各不相同6．如图，一束负离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及相互作用力) （）A．E向上，B向上B．E向下，B向下C．E向上，B向下D．E向下，B向上7．如图，一匝数为N、面积为S、总电阻为R的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面．当线圈由原位置翻转180°过程中，通过线圈导线横截面的电荷量为A ．NBS RB ．2NBS RC ．BS RD ．2BS R8．带电粒子a 、b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a 运动的半径大于b 运动的半径．若a 、b 的电荷量分别为q a 、q b ，质量分别为m a 、m b ，周期分别为T a 、T b .则一定有( )A ．q a <q bB ．m a <m bC ．T a <T bD ．a b a b q q m m = 9．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是( )A ．m a >m b >m cB ．m b >m a >m cC ．m c >m a >m bD ．m c >m b >m a二、多选题 10．如图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．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场分别为B 和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A 1A 2．平板S 下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是（ ）A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内C ．能通过的狭缝P 的带电粒子的速率等于E/BD ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越小11．关于磁场中的通电导线和运动电荷的有关说法中正确的是( )A ．磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直B ．通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用C．带电粒子在磁场中也可能做匀速直线运动D．在磁场中运动的带电粒子，其动能一定不变，而速度一定变化12．带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示．不计空气，则（）A．一定有h1=h3B．一定有h1＜h4C．h2与h4无法比较D．h1与h2无法比较13．如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重力)沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则A．从Q点射出的粒子速度大B．从P点射出的粒子速度大C．两个粒子在磁场中运动的时间一样长D．从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长14．如图所示,匀强磁场的边界为直角三角形,∠EGF=30°,已知磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,F处有一粒子源,沿FG方向发射出大量带正电荷q的同种粒子,粒子质量为m,粒子的初速度v0大小可调,则下列说法正确的是( )A．若粒子能到达EG边界,则粒子速度越大,从F运动到EG边的时间越长B．无论v0取何值,粒子都无法到达E点C．能到达EF边界的所有粒子所用的时间均等D．粒子从F运动到EG边所用的最长时间为5πm12qB15．如图所示，通电直导线ab质量为m、水平地放置在两根倾角均为θ的光滑绝缘导体轨道上，通以图示方向的电流，电流强度为E，两导轨之间距离为l，要使导线ab静止在导轨上，则关于所加匀强磁场方向（从b向a看）、大小的判断正确的是A．磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为tan mgIlθB．磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为tan mgIlθC．磁场方向水平向右，磁感应强度大小为mg IlD．磁场方向垂直斜面向上时，磁感应强度有最小值sin mgIlθ三、填空题16．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能．如图是磁流体发电机的装置：A、B组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感强度为B的匀强磁场，现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的带电粒子，而整体呈中性)垂直喷射入磁场，A、B两板间便产生电压．A、B板哪一个是发电机的正极________每个离子的速度为v，电量大小为q，稳定时，磁流体发电机的电动势E＝________17．如图所示为一磁流体发电机示意图，A、B是平行正对的金属板，等离子体（电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性）从左侧进入，在t时间内有n个自由电子落在B板上（电子电量为e），则R中的电流大小为________方向为_________18．如图所示，三块完全相同的磁铁套在固定于水平面的光滑竖直杆上．相邻磁铁间同名磁极相对．平衡后AB都悬浮在空中，则此时磁铁间的距离满足h1______h2（选填“＞”、“＜”或“=”）．用手缓慢下压A磁铁，忽略AC之间的作用，则磁铁之间因为相互作用力而产生的势能将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．19．如图所示直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷量为e），它们从磁场中射出时相距___________；射出的时间差是__________20．如图所示，导体框架有一匀强磁场垂直穿过，磁感应强度B=0.2T，电阻R1=R2=1Ω，可动导体的电阻为0.5Ω，导体框的电阻不计，AB长度为0.5m，当AB以10m/s的速度匀速移动的过程中，AB两端的电压U AB=______V，所需外力的大小F=______N，外力的功率P F=______W四、解答题21．如图所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从A点入射到C点射出磁场时速度方向改变了60º（1）该离子带何种电荷；（2）求该离子的电荷量与质量之比q m22．如图所示，水平放置的两块带金属极板a、b平行正对.极板长度为l,板间距为d,板间存在着方向竖直向下、场强大小为E 的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场.假设电场、磁场只顾在于两板间.一质量为m 、电荷量为q 的粒子，以水平速度v 0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向入极板间，恰好做匀速直线运动.不计重力及空气阻力.（1）求匀强磁场感应强度B 的大小；（2）若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离； （3）若撤去磁场，并使电场强度变为原来的2倍，粒子将打在下极板上，求粒子到达下极板时动能的大小.23．如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E ＝3×105N/C 、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．质荷比(,)m -+∞的带正电的粒子，以初速度v 0＝2×107m/s 从x 轴上的A 点垂直x 轴射入电场，OA ＝0.15 m ，不计粒子的重力．(1)求粒子经过y 轴时的位置到原点O 的距离；(2)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，画出粒子运动轨迹，求磁感应强度B 的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)．参考答案1．C【详解】滑片P向右滑动过程中，电流增大，线圈处的磁场变强，磁通量增大，根据“阻碍”含义，线圈将阻碍磁通量增大而顺时针转动；A. Φa>Φb，，与结果不一致，故A错误；B. Φa＝Φb，与结果不一致，故B错误；C. Φa<Φb，与结果一致，故C正确；D. 条件不足，与结果不一致，故D错误；2．D【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，即磁通量的变化快慢，而与磁通量、磁通量变化量、磁感应强度没有直接关系，D正确；考点：考查了法拉第电磁感应定律【名师点睛】根据法拉第电磁感应定律，分析感应电动势大小的决定因素．磁通量变化率反映磁通量变化的快慢，与磁通量没有直接的关系3．D【详解】由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，E的电势始终高于F电势，则U EF为正值；EF和CD边切割磁感线时产生的感应电动势为E＝Bav，在0﹣a内，EF切割磁感线，EF的电压是路端电压，则U EF3344E Bav==；在a﹣2a内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则U EF＝E＝Bav；在2a﹣3a内，E、F两端的电压等于路端电压的14，则U EF1144E==Bav．故D正确．4．C【解析】试题分析：A、当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好等于自身的重力时，则环与杆没有相互作用力，所以没有摩擦力存在，因此环做匀速运动．故A正确；B、当带负电的环进入磁场时的竖直向上的洛伦兹力小于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环在摩擦力作用下，做减速运动，直到停止．故B 正确； C 、当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力，其大小决定环是否受到摩擦力，所以环不可能加速运动．故C 错误；D 、当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好大于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环做减速运动，导致洛伦兹力大小减小，当其等于重力时，环开始做匀速直线运动．故D 正确；本题不正确，故选：C5．D【详解】离子束保持原运动方向未发生偏转，说明所受洛伦兹力和电场力平衡，即qE=qvB 1，则1E v B =，粒子速度相同，进入B 2磁场半径不同，根据2mv R qB =，可知粒子的荷质比一定各不相同，它们的电量可能各不相同，动能()222k qB r Em =大小不确定，质量大小不确定，故D 正确，ABC 错误。