人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元测试卷 B卷(解析版)
人教版高中物理选修3-1第三章-《磁场》单元测试题(解析版)
第三章《磁场》单元检测题学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(每小题只有一个正确答案）1.与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是(）A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D．放在该点的小磁针静止时S极所指的方向2。
回旋加速器工作原理如图甲所示,D1、D2为D形金属盒，A粒子源位于回旋加速器正中间，其释放出的带电粒子质量为m，电荷量为＋q,所加匀速磁场的磁感应强度为B，两金属盒之间加的交变电压变化规律如图乙所示,其周期为T＝，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，则下列说法中正确的是(）A．t1时刻进入回旋加速器的粒子记为a，t2时刻进入回旋加速器的粒子记为b,a，b在回旋加速器中各被加速一次，a,b粒子增加的动能相同B．t2,t3,t4时刻进入回旋加速器的粒子会以相同的动能射出回旋加速器C．t3，t4时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中的绕行方向相反D．t2时刻进入回旋加速器的粒子在回旋加速器中被加速的次数最多3.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是(）A．B． C．D．4。
如图所示,相同的带正电粒子A和B，同时以v A和v B的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以60°和30°（与边界的夹角)方向射入磁场,又恰好不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是()A．A、B两粒子的速度之比＝B．A、B两粒子在磁场中的位移之比1∶1C．A、B两粒子在磁场中的路程之比1∶2D．A、B两粒子在磁场中的时间之比2∶15。
在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开,如图所示，初速度可忽略的质子和α粒子经电压为U的电场加速后，进入分离区．如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是（)A．只能用电场B．只能用磁场C．电场和磁场都可以D．电场和磁场都不可以6。
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。
人教版高中物理选修31第三章磁场综合测试题及详解
高中物理学习资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 ()和第 Ⅱ 卷 (非 )两部分． 分100 分，90 分 ．第Ⅰ卷(共 40 分)一、 (共 10 小 ，每小4 分，共 40 分，在每小 出的四个 中，有的小只有一个 吻合 目要求，有些小 有多个 吻合 目要求，全部 的得 4 分，不全的得 2 分，有 或不答的得0 分 )1． 答案： ABDA 、D 中 均与磁解析： 只有当通 和磁 平行 ，才不受安培力的作用，而垂直， B 中 与磁 方向 角60°，因此受安培力的作用，故正确 A 、B 、 D.2． 答案： D解析： 因 小球静止，因此不受磁 力的作用． 3．答案： A解析：用双 成的螺 管， 双 中的 流 好相反， 其在周 空 生的磁 相互抵消，因此螺 管内部磁感 度 零．4．答案： C解析：通 后， 簧的每一个圈都相当一个 形 流， 且各 圈都通以相同方向的 流，依照同向 流相互吸引， 簧收 ，下端走开水 面，使 路断开， 路断开后， 簧中的 流消失， 磁 作用失去， 簧在 力和自己重力作用下下落，于是 路又接通， 簧又收 ⋯⋯ 这样周而复始，形成 簧上下跳 ．正确答案C.5．答案： A解析： 离 越 磁感 度越小， 子的 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 粒子只受洛 力的作用， 而洛 力充当粒子做 周运 的向心力， 由左手定 判 断，甲、乙所受洛 力方向相反， 可判断， A 正确．7．答案： ABD解析： 当磁 方向垂直斜面向下 ，据平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL 因此 B ＝mg，因此 A 正确；2IL当磁场方向竖直向下时， 由左手定则知安培力应水平向左， 直导体受力以以下图． 由平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL cos30 ° 因此 B ＝mg，应选项 B 正确；3IL若磁感觉强度垂直斜面向上， 由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不能能静止在斜面上，因此选项 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，mg 此时若满足 BIL ＝ mg ，即 B ＝ IL ，则直导体仍可静止在斜面上，因此D 选项正确． 8． 答案： ACDT ＝2πm ，依照粒子的比荷大小可知： T 1＝ T 2<T 3，故 A 解析： 各粒子做圆周运动的周期qB 正确；由于 r 1>r 2 >r 3 结合 r ＝mv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 qB 加速度 a ＝qvB，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，m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 θ ，可知 t ，故 D 正确．2<θ32<t 39．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．依照机械能守恒mgR ＝ 12mv 2v ＝ 2gR2在 P 点 N ＋Bqv －mg ＝mvRN ＝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，带电小球碰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，因此水平方向受力不能能总是平衡， A 选项错误； B 图中小球要碰到向下的重力、向上的电场力、 向外的洛伦兹力， 小球要向外偏转， 不能能沿直线经过复合场， B 选项错误； C 图中小球碰到向下的重力、 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经过复合场， C 正确； D 图中小球只碰到竖直向下的重力和竖直向 上的电场力能够沿直线经过复合场， 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：由安培定则判断答案以以下图所示．12．答案：竖直向下垂直纸面向里E 2gh gB2πE2h 22gh＋ 3gπgB13．答案：解析：金属杆偏离竖直方向后受力以以下图，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：Fsin30 ＝°BIL ①Fcos30 °＝ mg②①②联立，得 mgtan30 °＝ BIL∴ B＝mgtan30 °＝IL14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得： qE ＝ qBv进而可知： v＝E，可得速度相同，再由在后边只有m相同．B磁场空间内半径相同，可得q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够得分，有数值计算的题，答案中必定明确写出数值和单位) 15．答案： 11V解析： ab 棒碰到的安培力：F＝BIL ＝因此 I＝2AI 总＝3AR·R abE＝ I 总 (r ＋R＋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，以以下图，依照左手定则判断出电流受力方向向右．F F BIh BIF＝BIh ， P＝S＝ah＝ah＝a议论：本题的物理情况是：当电流I 经过金属液体沿图中方向向上时，电流碰到磁场的作用力，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2L2mU(2)(L2＋d2)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＝1m v2①2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：2vqvB＝ m②r由几何关系得： r2＝ (r－ L)2＋ d2③联立求解①②③ 式得：磁感觉强度 B＝2L2mU22q. (L＋ d )18．答案： (1)6×10－3J解析： (1)从 M→ N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚走开N 点时有Eq＝Bqv4即 v＝E/B＝ m/s＝ 2m/s.212依照动能定理 mgh－ W f＝2mv1210－31× 1×10－32＝6× 10－3因此 W f＝mgh ＋ mv ＝1××10×－× 2(J)．22(2)从已知 P 点速度方向及受力情况解析如附图由 θ＝45°可知 mg ＝ Eqf 洛 ＝ 2mg ＝ Bqv p因此 v P ＝ 2mg＝ 2E ＝ 2 2m/s.Bq B依照动能定理，取 M →P 全过程有12mgH － W f － Eqs ＝2mv P1 2mgH － W f －2mv P求得最后结果s ＝＝ 0.6m.Eq19．答案：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 ＝ma1 2 h ＝ 2at 1 d ＝ v 0t 1代入数据得：a ＝ 50m/s 2， t 1＝3s ，5d ＝ 2 3m ＝(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θat 1tan θ＝ ＝ 3， θ＝ 60°进入磁场时的速度为v ＝ v 0＝ 20m/scos θ设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为 Rd由几何关系得： R ＝＝ 4m又由 R ＝ mv qB ，得 B ＝ mvqR ＝ 10T球在磁场中运动时间为：360 °－ 2× 60°t 2＝T360 °T ＝2πm ，故 t 2＝ 4πqB s15 运动总时间为： t ＝ 2t 1＋ t 2＝。
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第三章磁场单元练习(含答案)
人教版选修3-1 第三章磁场一、单选题1.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′（图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小2.如图所示，一根长度L的直导体棒中通以大小为I的电流，静止在导轨上，已知垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与竖直方向成θ角.下列说法中正确的是（）A．导体棒受到磁场力大小为BLI s inθB．导体棒对轨道压力大小为mg+BLI s inθC．导体棒受到导轨摩擦力为D．导体棒受到导轨摩擦力BLI cosθ3.下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，所以磁场不是客观存在的B．将小磁针放在磁体附近，小磁针会发生偏转是因为受到磁场力的作用C．把磁体放在真空中，磁场就消失了D．当磁体周围撒上铁屑时才能形成磁场，不撒铁屑磁场就消失4.如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A． N极竖直向上B． N极竖直向下C． N极沿轴线向右D． N极沿轴线向左5.如图所示，一根通电直导线置于水平向右的匀强磁场中，电流方向垂直于纸面向里，该导线所受安培力大小为F.将导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为()A．B．C．FD． 2F6.质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图．设想有一个静止的带电粒子P(不计重力)，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D 点，设OD＝x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是()A．B．C．D．7.如图所示，通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止，N极指向正确的是()A．小磁针aB．小磁针bC．小磁针cD．小磁针d8.如图，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v变小B．v变大C．v不变D．不能确定v的变化9.关于磁场对通电直导线作用力的大小，下列说法中正确的是()A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小，但不为零B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关D．通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力10.如图所示，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等远处有一点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()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中均向纸里二、多选题11.(多选)如图所示的xOy平面内，存在正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向里，匀强电场大小为E，方向沿y轴正方向．将一质量为m、带电量为q的粒子从O点由静止释放，粒子的运动曲线如图所示，运动周期为T，P点距x轴的距离为粒子运动过程中距x轴最大距离的一半，粒子的重力忽略不计．以下说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子运动到最低点时，粒子所受电场力与洛伦兹力大小相等C．粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为D．粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为12.(多选)如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()A．电荷B．质量C．速度D．比荷13.（多选）安培的分子环流假设，可用来解释（）A．两通电导体间有相互作用的原因B．通电线圈产生磁场的原因C．永久磁铁产生磁场的原因D．铁质类物体被磁化而具有磁性的原因三、填空题14.在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________．15.一矩形线圈面积S＝10－2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10－3Wb，则磁场的磁感应强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转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Ф0＝________________.16.边长为a的正方形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．求出下列四种情况下，穿过线圈的磁通量．17.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：A．不偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________．(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________．(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将________．(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将________．18.如图所示，一个质量为m带正电的带电体电荷量为q，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面向里的匀强磁场B垂直，则能沿绝缘面水平滑动的速度方向________，大小应不小于________，若从速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为________．四、实验题19.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N 间出现电压U H，这种现象称为霍尔效应，U H称为霍尔电压，且满足U H＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量U H时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”）端通过导线相连．(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的U H值，记录数据如下表所示.根据表中数据在图乙中画出U H－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”），S2掷向________(填“c”或“d”）．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．20.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1)如图甲所示，某长方体导体abcd－a′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e，导体处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为U H，此导体中单位体积内自由电子的个数为________．(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H＝定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1 cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差U H，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：______________.②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、U H外，还需要知道物理量__________________．推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_____________.五、计算题21.如图所示，空间内有方向垂直纸面（竖直面）向里的界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度大小未知，区域Ⅰ内有竖直向上的匀强电场，区域Ⅱ内有水平向右的匀强电场，两区城内的电场强度大小相等，现有一质量、电荷量的带正电滑块从区域Ⅰ左侧与边界相距的点以的初速度沿粗糙、绝缘的水平面向右运动，进入区域Ⅰ后，滑块立即在竖直平面内做匀速圆周运动，在区域Ⅰ内运动一段时间后离开磁场落回点.已知滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度.（1）求匀强电场的电场强度大小和区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小;（2）求滑块从点出发到再次落回点所经历的时间（可用分数表示，圆周率用字母π表示）；（3）若滑块在点以的初速度沿水平面向右运动，当滑块进入区域Ⅱ后恰好能做匀速直线运动，求有界磁场区域Ⅰ的宽度及区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小.（可用分数表示）.22.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，一根质量为 3.6 kg金属棒，当通以 5 A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到8 A时，金属棒能获得 2 m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小．23.如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场(各点的磁感应强度大小和方向均相同)中，导线长8m，磁感应强度B的值为 2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．答案解析1.【答案】C【解析】a粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运动，故对粒子a有：Bqv＝Eq即只要满足E＝Bv，无论粒子带正电还是负电，都可以沿直线穿出复合场区，当撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性不确定，故无法判断是从O′点的上方还是下方穿出，故A、B错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故C项正确，D项错误．2.【答案】D【解析】根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示.因为B与I垂直，故导体棒受到磁场力大小为，故A错误；根据共点力平衡规律得：，得导体棒对轨道的压力大小为，故B错误；由题意知导体棒受到的是静摩擦力，由平衡条件可得：，故C错误，D正确.3.【答案】B【解析】4.【答案】C【解析】等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N 极受力向右，故C正确．5.【答案】B【解析】电流与磁场垂直，安培力：F＝BIL当导线长度减少为原来的一半时，导线受到的安培力为：F′＝BI·联立解得：F′＝.6.【答案】A【解析】根据动能定理qU＝mv2得，v＝粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力qvB＝m，则R＝.x＝2R＝.知x2∝U.故A正确，B、C、D错误．7.【答案】C【解析】根据安培定则，判断出通电螺线管左边为N，右边为S，则静止时小磁针N极指向磁场方向，所以图中正确的只有小磁针c.8.【答案】A【解析】根据左手定则，带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体与斜面间的摩擦力增大，从而使物体滑到斜面底端时速度变小，故A正确．9.【答案】B【解析】由于安培力F＝BIL sinθ，θ为导线和磁场的夹角，当导线的方向与磁场的方向平行时，所受安培力为0；当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力最大．10.【答案】A【解析】若a中向纸里，b中向纸外，根据安培定则判断可知：a在P处产生的磁场Ba方向垂直于aP连线向下，如图所示．b在P处产生的磁场Bb方向垂直于bP连线向上，如图所示，根据平行四边形定则进行合成，则得P点的磁感应强度方向水平向左．符合题意．故A正确．若a中向纸外，b中向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向水平向右．故B错误．若a、b中均向纸外，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向上．故C错误．若a、b中均向纸里，同理可知，P点的磁感应强度方向竖直向下．故D错误．11.【答案】AC【解析】粒子由静止开始运动，故开始时电场力向下，故粒子带正电，故A正确；粒子运动到最低点时，合力向上，电场力向下，合力提供向心力，故洛伦兹力大于电场力，故B错误；粒子的初速度为零，将初速度沿着水平方向分解为水平向左和水平向右的两个相等分速度v1和v2，大小均为v，向右的分速度v2，对应的洛伦兹力与电场力平衡，故：qv2B＝qE①向左的分速度v1，做逆时针的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：qv1B＝m②其中：v1＝v2＝v③联立①②③解得：R＝T＝＝粒子由P点运动到与之等高的Q点所用时间为：t＝·T＝粒子在运动过程中，距x轴的最大距离为：ym＝2R＝故C正确，D错误．12.【答案】CD【解析】离子在区域Ⅰ内不偏转，则有qvB＝qE，v＝，说明离子有相同速度，C对；在区域Ⅱ内半径相同，由r＝知，离子有相同的比荷，D对；至于离子的电荷与质量是否相等，由题意无法确定，故A、B错．13.【答案】CD【解析】两通电导体有相互作用，是通过磁体之间的磁场的作用产生的，故A错误；通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场，与分子电流无关，故B错误；安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故C正确；安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性，故D正确．14.【答案】6.4×10－2N00.8 T【解析】当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式B＝可知F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8 T.15.【答案】0.2 T2×10－3Wb0【解析】线圈的磁通量Ф＝B·S⊥＝BS sin 30°，所以B＝＝＝0.2 T若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量ΔФ＝Ф－Ф′＝1×10－3Wb－(－1×10－3)Wb＝2×10－3Wb线圈平面和磁场方向之间的夹角变为0°，则Ф0＝0.16.【答案】0Ba20.5Ba2【解析】由图1可知，线圈与磁场的方向平行，根据可知，穿过线圈的磁通量等于0；由图2可知，线圈与磁场垂直，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图3可知，线圈与磁场之间的夹角是30°，根据可知，穿过线圈的磁通量为；由图4可知，线圈与磁场之间的夹角额60°，根据可知，穿过线圈的磁通量为．17.【答案】(1)A(2)A(3)B(4)C【解析】设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B.带电粒子以速度v0垂直射入互相正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速通过时，显然有Bqv0＝qE，v0＝，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量无关．如果粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍然成立．所以，(1)(2)两小题应选 A.若质子以大于v0的速度射入两板之间，由于磁场力F＝Bqv，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，第(3)小题应选 B.磁场的磁感应强度B增大时，电子射入的其他条件不变，所受磁场力F ＝Bqv0也增大，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4)小题应选择 C.18.【答案】水平向右，，m[v－()2]【解析】19.【答案】(1)M(2)如图所示 1.5(1.4或 1.6)(3)b c S1E(或S2E)【解析】(1)根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“＋”接线柱与M端通过导线相连．(2)U H—I图线如图所示．根据U H＝k知，图线的斜率为k＝k＝0.375，解得霍尔系数k＝1.5×10－3V·m·A－1·T－1.(3)为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保护电路，定值电阻应串联在S1和E(或S2和E)之间．20.【答案】(1)(2)①应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)②探头沿磁场方向的宽度lB＝【解析】(1)设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有I＝nehlv当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛伦兹力相等，因此有evB0＝e解得n＝.(2)①应调整探杆的放置方位(或调整探头的方位)，使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直)．②设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压U H 时，有qvB＝q又因I＝nqhlv和H＝联立可解得B＝所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.21.【答案】（1）（2）（3）【解析】(1)滑块在区域Ⅰ内做匀速圆周运动时，重力与电场力平衡，则有：.解得：滑块在A、N间运动时，由牛顿第二定律可得：由运动公式可得：代入数据得：平抛运动过程满足：做圆周运动满足联立方程求解得：.（2）滑块在A、N间的时间：在磁场中做匀速圆周运动的时间：平抛运动的时间：总时间为：。
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．。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场单元测试卷 B卷(解析版)
2020-2021学年高二人教版选修3—1物理单元测试卷第三章磁场B 卷1.如图，在磁感应强度大小为0B 的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。
如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )A ．0B 0C 0D ．02B2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )A ．增大匀强电场间的加速电压B ．减小磁场的磁感应强度C．减小狭缝间的距离D．增大D形金属盒的半径3.如图所示,一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为90︒的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线R,流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.则abcd导段ab和cd的长度均为2线受到的安培力的方向和大小为( )A.方向沿纸面向上,B.方向沿纸面向上,C.方向沿纸面向下,D.方向沿纸面向下,4.世界上多数新建和改建的重离子加速器是回旋加速器。
如图所示，回旋加速器的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在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，则（）A.加速器可以同时加速氢离子和α粒子，且氢离子获得的最大动能较大B.电场和磁场交替加速带电粒子C.加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大D.增大加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的总时间变短5.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6.如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴上固定一带负电的点电荷A，一带正电的点电荷B绕A在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在O点，1234P P P P、、、为椭圆轨道与坐标轴的交点。
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-1第三章《磁场》检测题（包含答案）1 / 9《磁场》检测题一、单选题1．如图所示为一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外，MN 、PQ 为其两个边界，两边界间的距离为L .现有两个带负电的粒子同时从A 点以相同速度沿与PQ 成30°的方向垂直射入磁场，结果两粒子又同时离开磁场．已知两带负电的粒子质量分别为2m 和5m ，电荷量大小均为q ，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则粒子射入磁场时的速度为( )AC ．2BLq mD ．5BLq m 2．方向如图所示的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感应强度为B ）共存的场区，电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度0v 射入场区，则（ ）A ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > B ．若0E v B>，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v > C ．若0E v B<，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度0v v > D ．若0E v B <，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度0v v < 3．如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I ，则下列说法不正确的是（ ）A．导电圆环有收缩的趋势 B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ4．1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，核心部分为两个铜质D 形盒构成，其间留有空隙，将其置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，下列说法正确的是（）A．粒子被加速后的最大动能随加速电场电压的增大而增大B．粒子由加速器的边缘进入加速器C．电场变化周期由粒子的质量、电荷量和磁感应强度决定D．为使被加速的粒子获得的动能增加为原来的4倍，可只将D形盒的半径增大为原来的4倍5．如图所示，竖直平面内粗糙绝缘细杆（下）与直导线（上）水平平行固定，导线足够长。
人教版物理选修【3-1】第三章《磁场》章末检测(B)及答案
章末检测(B)(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分) 1．关于磁场的下列说法正确的是( ) A ．磁场和电场一样，是同一种物质B ．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用C ．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律D ．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的 2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )A ．一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大B ．由B ＝FIL可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正比，与导线的IL 成反比C ．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D ．小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向3．如图1所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )图1A ．N 极竖直向上B ．N 极竖直向下C ．N 极沿轴线向左D ．N 极沿轴线向右 4．下列说法中正确的是( )A ．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F 与该导线的长度L 、通过的电流I 乘积的比值．即B ＝FILB ．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零C ．磁感应强度B ＝FIL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F 、I 、L 以及通电导线在磁场中的方向无关D ．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向5．下面所述的几种相互作用中，通过磁场发生的有( )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图26．两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A 、B 处，如图2所示，两通电导线在C 处的磁感应强度均为B ，则C 处总磁感应强度为( )A ．2B B ．BC ．0 D.3B7．如图3所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I 通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( )图3A ．沿路径a 运动B ．沿路径b 运动C ．沿路径c 运动D ．沿路径d 运动8. 如图4所示，M 、N 为一对水平放置的平行金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度v 穿过平行金属板．若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动不发生偏转．若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是( )图4A ．若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度v 射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转B ．带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度v 入射，都不会发生偏转C ．若带电粒子的入射速度v′>v，它将做匀变速曲线运动D ．若带电粒子的入射速度v′<v，它将一定向下偏转9．如图5所示，环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( )图5A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm 越大，磁感应强度B 越大B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B 越小C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期越大D ．对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期都不变10．如图6所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O 和y 轴上的点a(0，L)．一质量为m 、电荷量为e 的电子从a 点以初速度v 0平行于x 轴正方向射入磁场，并从x 轴上的b 点射出磁场．此时速度方向与x 轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是( )图6A ．电子在磁场中运动的时间为πLv 0 B ．电子在磁场中运动的时间为2πL3v 0C ．磁场区域的圆心坐标为(3L 2，L 2) D姓 二、填空题(本题共2个小题，满分12分)11．(6分) 如图7所示，阴极射线管(A 为其阴极)放在蹄形磁铁的N 、S 两极间，射线管的A 、B 两极分别接在直流高压电源的________极和______极．此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(选填“向上”“向下”或“不”)．图712．(6分)地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4 T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20 m，载有从东往西的电流30 A．则地磁场对这根导线的作用力大小为________，方向为________．三、计算题(本题共4个小题，满分38分)13．(9分)在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4 N．求：(1)该位置的磁感应强度多大？(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？(3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？14．(9分) 如图8所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电源内阻不计，问：若导轨光滑，电源电动势E为多大时才能使导体杆静止在导轨上？图815．(10分)如图9所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线．一带电粒子从ad边的中点O与ad边成θ＝30°角且垂直于磁场方向射入．若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m(重力不计)，则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？图916．(10分) 如图10所示，一质量为m 、电荷量为q 带正电荷的小球静止在倾角为30°足够长的绝缘光滑斜面顶端时，对斜面的压力恰为零，若迅速把电场方向改为竖直向下，则小球能在斜面上滑行多远？图10第三章 磁 场(B) 答案1．BD [电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质，二者虽然都是客观存在的，但有本质的区别，A 项错；磁体与磁体、磁体与电流，电流与电流间的相互作用的磁场力与其它性质的力一样，都遵循牛顿第三定律，所以C 项错误；根据磁场的性质判断B 、D 项正确．]2．D [磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及磁场中的位置决定，与F 、I 、L 都没有关系，B ＝FIL只是磁感应强度的定义式．同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处B 和放置的方式共同决定，所以A 、B 、C 都是错误的；磁感应强度的方向就是该处小磁针N 极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以D 正确．]3．C [从左向右看圆盘顺时针转动，环形电流方向为逆时针方向，由安培定则可知，环的左侧相当于磁铁的N 极，故小磁针最后平衡时N 极沿轴线向左．]4．C [磁感应强度B ＝FIL是反应磁场力的性质的物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式，磁场中各处的B 值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向无关．]5．BCD [在磁铁的周围和通电导线周围都存在着磁场，磁体间、电流间、磁体与电流间的相互作用都是通过磁场发生的，而静止电荷间的相互作用是通过电场发生的．]6．D [根据安培定则(右手螺旋定则)可以判断A 导线在C 处的磁感应强度为B A ，大小为B ，方向在纸面内垂直于连线AC ，B 导线在C 处的磁感应强度为B B ，大小为B ，方向在纸面内垂直于连线BC.如图所示，由B A 、B B 按平行四边形定则作出平行四边形，则该平行四边形为菱形，故C 处的总磁感应强度B′＝2×Bcos 30°＝ 3B.]7．B [由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上．则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C 、D 必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B 正确，A 错误．]8．B [本题实际上是一个速度选择器的模型，带电粒子以速度v 平行于金属板穿出，说明其所受的电场力和洛伦兹力平衡，即qE ＝qvB ，可得v ＝E B .只要带电粒子的速度v ＝EB，方向为如题图所示方向，均可以匀速通过速度选择器，与粒子的种类、带电的性质及电荷量多少无关，因此A 错误，B 正确．若v′>v，则有qv′B>qE，洛伦兹力大于电场力，粒子将向洛伦兹力方向偏转而做曲线运动，电场力做负功，粒子的速度将减小，但当粒子速度变化，洛伦兹力也随之发生变化，所以粒子所受合外力时刻发生变化，因此粒子不做匀变速曲线运动，C 错．若v′<v ，则qv′B<qE，将向电场力方向偏转，由于粒子电性不知，故D 错．]9．BD 10.BC 11．负 正 向下12．3.0×10－2N 竖直向下解析 地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T ，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20 m ，载有电流30 A ，则其所受安培力F ＝BIL ＝0.5×10－4×30×20 N＝3.0×10－2N ，根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向竖直向下．13．(1)0.1 T (2)0.1 T (3)0解析 (1)根据公式B ＝FIL得：B ＝5×10－40.01×0.5T ＝0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变，B ＝0.1 T.(3)电流元平行磁场放置时，所受磁场力为零，F ＝0.14.mgRtan θBd解析 由闭合电路欧姆定律得：E ＝IR ，导体杆受力情况如图所示，则由共点力平衡条件可得F 安＝mgtan θ，F 安＝BId ，由以上各式可得出E ＝mgRtan θBd.15.5πm 3qB v≤qBL 3m解析 从题设的条件中，可知带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，它做匀速圆周运动，粒子带正电，由左手定则可知它将向ab 方向偏转，带电粒子可能的轨道如下图所示(磁场方向没有画出)，这些轨道的圆心均在与v 方向垂直的OM 上．带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB ＝mv 2r ，r ＝mvqB①运动的周期为T ＝2πr v ＝2πmqB②由于带电粒子做匀速圆周运动的周期与半径和速率均没有关系，这说明了它在磁场中运动的时间仅与轨迹所对的圆心角大小有关．由图可以发现带电粒子从入射边进入，又从入射边飞出，其轨迹所对的圆心角最大，那么，带电粒子从ad 边飞出的轨迹中，与ab 相切的轨迹的半径也就是它所有可能轨迹半径中的临界半径r 0：r ＞r 0，在磁场中运动时间是变化的，r≤r 0，在磁场中运动的时间是相同的，也是在磁场中运动时间最长的．由上图可知，三角形O 2EF 和三角形O 2OE 均为等腰三角形，所以有∠OO 2E ＝π3.轨迹所对的圆心角为a ＝2π－π3＝5π3运动的时间t ＝Ta 2π＝5πm3qB由图还可以得到r 0＋r 02＝L 2，r 0＝L 3≥mv qB得v≤qBL 3m带电粒子在磁场中飞行时间最长是5πm 3qB ；带电粒子的速度应符合条件v≤qBL3m.16.3m 2g 2q 2B2解析 由分析知：当小球静止在斜面顶端时，小球受重力mg 、电场力Eq ，且mg ＝Eq ，可得E ＝mgq当电场反向时，小球由于受到重力和电场力作用而沿斜面下滑，产生速度，同时受到洛伦兹力的作用，F ＝qvB ，方向垂直斜面向上．速度v 是在不断增大的，直到mg 和Eq 的合力在垂直斜面方向上的分力等于洛伦兹力，小球就要离开斜面了，此时qvB ＝(mg ＋Eq)cos 30°，v ＝3mgqB又因为小球在下滑过程中只有重力和电场力做功，所以由动能定理可得：(mg ＋Eq)h ＝12mv 2，所以h ＝3m 2g4q 2B2所以小球在斜面上下滑的距离为x ＝h sin 30°＝2h ＝3m 2g2q 2B 2.。
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。
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试试题(含答案)
人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试试题（含答案）1 / 9第三章《磁场》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．电场强度是表征电场的力的性质的物理量，在磁场中也存在类似的物理量，它是（ ）A ．磁通量B ．磁感应强度C ．洛仑兹力D ．磁通量变化率2．下列用来定量描述磁场强弱和方向的是（ ）A ．磁感应强度B ．磁通量C ．安培力D ．磁感线3．如图所示，一个可以自由运动的通电线圈套在一条形磁铁正中并与其同轴放置，则线圈将（ ）．A ．不动，扩张趋势B ．向左移动，扩张趋势C ．向右移动，收缩趋势D ．不动，收缩趋势 4．如图，在天花板下用细线悬挂一半径为R 的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A 、B 与圆心O 连线的夹角为120 ，此时悬线的张力为F ．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是（ ）ABCD5．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图，推进器内部充满海水，前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c=0.5m×0.4m×0.3m。
空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B=10.0T ，方向竖直向下。
若在推进器前后方向通以电流I=1.0×103A，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103NB ．推进器对潜艇规供向右的驱动为，大小为5.0×103NC ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103ND ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103N6．下列有关磁感线的说法中，正确的是（ ）A ．在磁场中存在着一条一条的磁感线B ．磁感线是起于N 极，止于S 极C ．磁感线越密集处磁场越强D ．磁感线的切线方向就是磁场对电流的作用力的方向7．三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计），沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为090、060、030，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）A ．1:1:1B ．1:2:3C ．3:2:1D ．238．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体．当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是( )A ．磁体的吸铁性B ．磁极间的相互作用规律C ．电荷间的相互作用规律D ．磁场对电流的作用原理9．下列说法正确的是（ ）A ．加速度v a t ∆=∆、电流U I R=、电场强度F E q =都用到了比值定义法 B ．基本物理量和基本单位共同组成了单位制C ．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D ．1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试试题（含答案）律，并测出了静电力常量k的值10．如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左 B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右 D．磁通量增加且合磁通量向右11．如图所示是表示电荷运动方向v、磁感应强度B和电荷所受的洛伦兹力F的相互关系图，四个图均为立体图且B、v、F两两相互垂直，其中正确的是A．B．C．D．12．如图所示，一条形磁铁放在粗糙水平面上，在其N极左上方放有一根长直导线，当导线中通以垂直纸面向里的电流I时，磁铁所受支持力和摩擦力的变化情况，正确的是（）A．支持力变大，摩擦力向左 B．支持力变大，摩擦力向右C．支持力变小，摩擦力向左 D．支持力变小，摩擦力向右13．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是（）A．线框所受的安培力的合力方向为零B．线框所受的安培力的合力方向向左C．线框有两条边所受的安培力方向相同D．线框有两条边所受的安培力大小相等3/ 914．关于磁场，以下说法正确的是（）A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=FIL，它跟F，I，L都有关C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量15．关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是A．电场和磁场都对带电粒子起加速作用B．电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C．只有电场力对带电粒子起加速作用D．同一带电粒子最终获得的最大动能只与交流电压的大小有关二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力（）A．方向垂直纸面向外B．方向垂直纸面向里C．大小为BIL D．大小为B IL17．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电极连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）A．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大B．粒子射出时的最大动能与加速电压无关，与D形金属盒的半径和磁感应强度有关人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试试题（含答案）5 / 9C ．若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将减小D ．粒子第518．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 的复合场中（E 、g 和B 已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A ．小球带负电B ．小球做匀速圆周运动过程中机械能保持不变C ．小球做匀速圆周运动过程中周期2E T Bgπ= D ．若电压U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大19．如图，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射．它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示．若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，可以采取下列的正确措施为 （ ）A ．使入射速度增大B ．使粒子电量增大C ．使电场强度增大D ．使磁感应强度增大20．一金属条放置在相距为d 的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v 0的初速度从AA ′进入水平轨道，再由CC ′进入半径为r 的竖直圆轨道，金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v ，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好．已知由外电路控制、流过金属条的电流大小始终为I ，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B ，A 、C 间的距离为L ，金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动．重力加速度为g ，则由题中信息可以求出()A．金属条的质量B．金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向C．金属条运动到DD′时的瞬时速度D．金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数三、实验题21．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等。
人教版高二物理选修3-1第三章磁场 单元测试(包含答案和详细解析)
《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.04、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/qB.沿y轴负方向,大小为BvC.沿y轴正方向,大小为v/BD.沿y轴负方向,大小为Bv/q7、(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 NB.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力F M>F NC.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。
人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试试卷(精品整理含答案)
人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试卷限时：90分钟总分：100分一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的B．一切磁现象都起源于运动电荷C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D．有磁必有电，有电必有磁2．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3．如图所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A．v2>v1，v2的方向必过圆心B．v2＝v1，v2的方向必过圆心C．v2>v1，v2的方向可能不过圆心D．v2＝v1，v2的方向可能不过圆心4．如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90˚、60˚、30˚，则它们在磁场中运动时间之比为()A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．3∶2∶1D.3∶2∶15．电磁轨道炮工作原理如下图所示，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()A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍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6．如图所示，甲是一带正电的小物块，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段()A．甲、乙两物块间摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间摩擦力不断减小C．甲、乙两物块间摩擦力大小不变D．乙物块与地面间摩擦力不断增大7．利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上的两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m，电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．射出粒子的最大速度为qB(3d＋L)2mC．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，有一矩形线圈abcd，且ab＝L1，ad＝L2，通有逆时针方向的电流I，让它绕cd边转过某一角度时，使线圈平面与磁场夹角为θ，则()A．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2sinθB．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2cosθC．cd边受到的安培力为F＝BIL1sinθD．ad边受到的安培力为F＝BIL1cosθ9．如图，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场．t＝0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向．A点坐标为(－R2，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径．不计重力影响，则() A．电子经过y轴时，速度大小仍为v0B．电子在t＝πR6v0时，第一次经过y轴C．电子第一次经过y轴的坐标为(0，2－32R)D．电子第一次经过y轴的坐标为(0，－2－32R)10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子二、填空题(每小题5分，共20分)11．如图所示，比荷为em的电子，以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子从BC边穿出，磁感应强度B的取值应为________．12．如图所示，质量为m，带电量为－q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两板间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．粒子落到极板上的动能为________．13．如图所示，A、B为粗细均匀的铜环直径两端，若在A、B两端加一电压U，则环心O处的磁感应强度为________．(已知圆环直径为d)14.如图所示，质量为m的带电微粒，在相互垂直的匀强电磁场中运动，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力)，微粒一定带________电(填“正”或“负”)，微粒的线速度大小为________．三、计算题(共40分)15．(10分)如图所示，平行金属导轨间距为0.5 m，水平放置，电源电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.2 Ω，金属棒电阻R＝2.8 Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B＝2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中，则开始接通电路瞬间，金属棒受到的安培力的大小和方向如何？若棒的质量为m＝5×10－2 kg，此时它对轨道的压力是多少？(g取10 m/s2)16．(10分)如图所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα＝0.6)，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E＝50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外．一带电量q＝＋4.0×10－2C，质量m＝0.40 kg的光滑小球，以初速度v0＝20 m/s，从斜面底端A冲上斜面，经过3 s离开斜面，求磁场的磁感应强度．(取g＝10 m/s2)17．图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R，圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧FG所对应的圆心角为θ，不计重力，求(1)离子速度的大小；(2)离子的质量．18．(10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.人教版高中物理选修3-1《磁场》单元测试试卷参考答案一、选择题(每小题4分，共40分)1．下列说法正确的是()A．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的B．一切磁现象都起源于运动电荷C．一切磁作用都是运动电荷通过磁场产生的D．有磁必有电，有电必有磁解析：磁现象的电本质，一切磁现象都起源于运动电荷．答案：BC2．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值越大解析：磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关，而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小．答案：D图13．如图1所示，一圆形区域内存在匀强磁场，AC为直径，O为圆心，一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场，初速度为v1，从D点射出磁场时的速率为v2，则下列说法中正确的是(粒子重力不计)()A．v2>v1，v2的方向必过圆心B．v2＝v1，v2的方向必过圆心C ．v 2>v 1，v 2的方向可能不过圆心D ．v 2＝v 1，v 2的方向可能不过圆心答案：B图24．如图2所示，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90˚、60˚、30˚，则它们在磁场中运动时间之比为( )A ．1∶1∶1B ．1∶2∶3C ．3∶2∶1 D.3∶2∶1解析：如图3所示，图3设带电粒子在磁场做圆周运动的圆心为O ，由几何关系知，圆弧MN ︵ 所对应的粒子运动的时间t ＝MN ︵v ＝Rαv ＝m v qB ·αv ＝mαqB ，因此，同种粒子以不同速度射入磁场，经历时间与它们的偏角α成正比，即t 1∶t 2∶t 3＝90˚∶60˚∶30˚＝3∶2∶1.答案：C5．(2011·新课标卷)电磁轨道炮工作原理如下图4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4A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍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，安培力做功使炮弹的速度逐渐增大．假设轨道宽度为L′，则由动能定理可知F安培力L＝12，而F安培力＝BIL′，又根据题意可知B＝KI(K2m v为常数)，三个式子整理可得到弹体的出射速度v＝I2KLL′，从而判断B，Dm正确．答案：BD6．如图5所示，甲是一带正电的小物块，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段()图5A．甲、乙两物块间摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间摩擦力不断减小C ．甲、乙两物块间摩擦力大小不变D ．乙物块与地面间摩擦力不断增大答案：BD图67．利用如图6所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上的两条宽度分别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m ，电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )A ．粒子带正电B ．射出粒子的最大速度为qB (3d ＋L )2mC ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析：粒子要从右边的缝中射出，粒子进入磁场后向右偏，根据左手定则可以判断粒子带负电，A 项错误；由q v B ＝m v 2r 得v ＝qBr m ，可见半径越大，速率越大，最大半径为3d ＋L 2，因此射出的最大速度为qB (3d ＋L )2m，B 项正确；同理可求得最小速度为qBL 2m ，最大速度与最小速度之差为3qBd 2m ，这个值与L 无关，可以分析，C 项正确，D 项错误．答案：BC8．如图7所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，有一矩形线圈abcd ，且ab ＝L 1，ad ＝L 2，通有逆时针方向的电流I ，让它绕cd 边转过某一角度时，使线圈平面与磁场夹角为θ，则( )图7A．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2sinθB．穿过线圈的磁通量为Φ＝BL1L2cosθC．cd边受到的安培力为F＝BIL1sinθD．ad边受到的安培力为F＝BIL1cosθ解析：沿cd转过某一角度，使线圈平面与磁场夹角为θ，此时穿过线圈的有效面积为L1L2sinθ，所以穿过线圈的磁通量为BL1L2sinθ，cd边与磁场方向垂直，受到的安培力为BIL1，ad边与磁场方向平行，受到的安培力为0.答案：A9．如图8，空间有垂直于xOy平面的匀强磁场．t＝0的时刻，一电子以速度v0经过x轴上的A点，方向沿x轴正方向．A点坐标为(－R2，0)，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径．不计重力影响，则()图8A．电子经过y轴时，速度大小仍为v0B．电子在t＝πR6v0时，第一次经过y轴C．电子第一次经过y轴的坐标为(0，2－32R)D．电子第一次经过y轴的坐标为(0，－2－32R)解析：因电子在匀强磁场中运动，只受洛伦兹力，做匀速圆周运动，故A正确；画出轨迹，由几何关系可知，当电子转过30˚角时，到达y轴对应时间t＝112T＝1 12×2πRv0＝πR6v0，故B正确；电子应向下方偏转．故穿过y轴时坐标为∶y＝－R(1－cos30˚)＝－2－32R，故D正确．答案：ABD10．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图9所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是()图9A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子解析：由于回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动的周期相同，则粒子的最大速度为2πfR，A项正确；质子被加速后的最大速度v m＝BqRm，与加速电场的电压大小无关，B项正确；R足够大，质子速度不能被加速到任意值．因为按相对论原理，质子速度接近光速时光子质量发生变化，进一步提高速度就不可能了，C 项错误；因为回旋加速器所加交变电压周期与粒子转动周期应相同，粒子转动周期T＝2πmBq，α粒子与质子的比荷不相同，应调节f或B，故D项错误．答案：AB二、填空题(每小题5分，共20分)图1011．如图10所示，比荷为e m 的电子，以速度v 0沿AB 边射入边长为a 的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子从BC 边穿出，磁感应强度B 的取值应为________．解析：画出刚好不出BC 边的临界状态对应的轨迹，应与BC 相切，根据轨迹确定半径，再根据r ＝m v 0eB 求B .答案：B ≤3m v 0ae图1112．如图11所示，质量为m ，带电量为－q 的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v 飞入．已知两板间距为d ，磁感应强度为B ，这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．粒子落到极板上的动能为________．解析：由题意：q U d ＝q v B ，又当粒子落到极板上有：－q ·U 2＝E k －12m v 2，所以E k ＝m v 2－q v Bd 2. 答案：m v 2－q v Bd 213．如图12所示，A 、B 为粗细均匀的铜环直径两端，若在A 、B 两端加一电压U，则环心O处的磁感应强度为________．(已知圆环直径为d)图12答案：014.如图13所示，质量为m的带电微粒，在相互垂直的匀强电磁场中运动，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，此微粒在垂直于磁场的竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动(不计空气阻力)，微粒一定带________电(填“正”或“负”)，微粒的线速度大小为________．图13解析：粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力等大反向，故电场力竖直向上，则微粒带负电，又R＝m vqB 且mg＝qE，所以v＝qBRm＝gBRE.答案：负；BRg E三、论述计算题(共40分)图1415．(10分)如图14所示，平行金属导轨间距为0.5 m，水平放置，电源电动势为E＝1.5 V，内阻r＝0.2 Ω，金属棒电阻R＝2.8 Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B＝2.0 T、方向与水平方向成60˚角的匀强磁场中，则开始接通电路瞬间，金属棒受到的安培力的大小和方向如何？若棒的质量为m＝5×10－2 kg，此时它对轨道的压力是多少？(g取10 m/s2)解：电路刚接通的瞬间，金属棒瞬时速度为零，金属棒受三个力作用，即：重力、支持力、安培力，由于此时金属棒未动，不会产生感应电动势，这时回路中的电流只由电源及回路电阻决定．由闭合电路欧姆定律有I＝ER＋r ＝ 1.52.8＋0.2A＝0.5 A.F＝BIL＝2.0×0.5×0.5 N＝0.5 N.方向由左手定则可知，与轨道成30˚角斜向左上方，其竖直的分力F sinθ＝0.5×sin30˚ N＝0.25 N.因F sin30˚＝0.25 N，小于重力mg＝5×10－2×10 N＝0.5 N.说明轨道对金属棒仍有支持力F N存在，由竖直方向受力平衡知：F N＋F sin30˚－mg＝0，F N＝mg－F sin30˚＝0.5 N－0.25 N＝0.25 N.由牛顿第三定律可知，金属棒对轨道的压力为0.25 N.图1516．(10分)如图15所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα＝0.6)，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E＝50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外．一带电量q＝＋4.0×10－2C，质量m＝0.40 kg的光滑小球，以初速度v0＝20 m/s，从斜面底端A冲上斜面，经过3 s离开斜面，求磁场的磁感应强度．(取g＝10 m/s2)解：带电小球的受力示意图如图16所示．小球沿斜面方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律，则有：mg sinα＋qE cosα＝ma.图16解得：a＝g sinα＋qEm cosα＝(10×0.6＋4×10－2×50×0.80.40) m/s2＝10 m/s2.设小球运动到最高点时速度v t＝0，所用时间为t1，则有：v t＝v0－at1＝0.解得：t1＝v0a＝2010s＝2 s.图17故带电小球上升至最高点后立即下滑，此时小球受力情况如图17所示．小球沿斜面加速下滑其加速度仍为：a＝10 m/s2，下滑时间：t2＝t－t1＝3 s－2 s＝1 s.小球下滑t2＝1 s时的速度为：v′＝at2＝10×1 m/s＝10 m/s.此时小球离开斜面，F N＝0.则垂直斜面方向有：qE sinα＋q v′B＝mg cosα，解得B＝mg cosα－qE sinαq v′＝5.0 T.17．图18中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R，圆心为O的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出，已知弧FG所对应的圆心角为θ，不计重力，求图18(1)离子速度的大小；(2)离子的质量．解：(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡q v B0＝qE0①式中，v是离子运动速度的大小，E0是平行金属板之间的匀强电场的强度，有E0＝Ud②由①②式得v ＝U B 0d ③ (2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动．由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q v B ＝m v 2r ④图19式中，m 和r 分别是离子的质量和它做圆周运动的半径．由题设，离子从磁场边界上的点G 穿出，离子运动的圆周的圆心O ′必在过E 点垂直于EF 的直线上，且在EG 的垂直平分线上(见上图)．由几何关系有r ＝R tan α⑤式中，α是OO ′与直线EF 的夹角．由几何关系有2α＋θ＝π⑥联立③④⑤⑥式得，离子的质量为m ＝qBB 0Rd U cot θ2⑦图2018．(10分)如图20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.解：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qE＝mg①E＝mg q ②重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．(2)小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN为弦长，∠MO′P＝θ，(P为MN 的中点)．设半径为r，由几何关系知L2r＝sinθ③小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有q v B＝m v2 r④由速度的合成与分解得v0v＝cosθ⑤由③④⑤式得v0＝qBL2m cotθ⑥(3)设小球到M点的竖直分速度为v y，它与水平分速度的关系为v y＝v0tanθ⑦由匀变速直线运动规律v2y＝2gh⑧由⑥⑦⑧式得h＝q2B2L2 8m2g⑨。
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。
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2020-2021学年高二人教版选修3—1物理单元测试卷第三章磁场B 卷1.如图，在磁感应强度大小为0B 的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l 。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。
如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为( )A ．0B 0C 0D ．02B2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )A ．增大匀强电场间的加速电压B ．减小磁场的磁感应强度C．减小狭缝间的距离D．增大D形金属盒的半径3.如图所示,一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为90︒的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直,线R,流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.则abcd导段ab和cd的长度均为2线受到的安培力的方向和大小为( )A.方向沿纸面向上,B.方向沿纸面向上,C.方向沿纸面向下,D.方向沿纸面向下,4.世界上多数新建和改建的重离子加速器是回旋加速器。
如图所示，回旋加速器的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在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，则（）A.加速器可以同时加速氢离子和α粒子，且氢离子获得的最大动能较大B.电场和磁场交替加速带电粒子C.加速比荷较大的带电粒子所需的交流电源的周期一定较大D.增大加速电场的电压，其余条件不变，带电粒子在D形盒中运动的总时间变短5.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6.如图所示，平面直角坐标系xOy的x轴上固定一带负电的点电荷A，一带正电的点电荷B绕A在椭圆轨道上沿逆时针方向运动，椭圆轨道的中心在O点，1234P P P P、、、为椭圆轨道与坐标轴的交点。
为使B绕A做圆周运动，某时刻起在此空间加一垂直于xOy平面的匀强磁场，不计B受到的重力。
下列说法可能正确的是( )A.当B 运动到1P 点时，加一垂直于xOy 平面向里的匀强磁场B.当B 运动到2P 点时，加一垂直于xOy 平面向外的匀强磁场C.当B 运动到3P 点时，加一垂直于xOy 平面向里的匀强磁场D.当B 运动到4P 点时，加一垂直于xOy 平面向外的匀强磁场7.在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。
某带正电粒子以速度0v E B=从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线从左向右匀速通过。
所有粒子不计重力，则下列说法正确的是( )A.带负电粒子以速度v 从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线从右向左匀速通过。
B.带电粒子以速度0v v <从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，一定向下偏转C.带电粒子以速度0v v >从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，一定向下偏转.D.带电粒子以速度v 从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，都能沿直线从左向右匀速通过。
8.如图所示，四根相互平行的固定长直导线1234L L L L 、、、，其横截面构成一角度为60 的菱形，均通有相等的电流I ，菱形中心为O 。
1L 中电流方向与2L 中的相同，与34L L 、中的相反，下列说法中正确的是( )A.菱彤中心O 处的磁感应强度不为零B.菱形中心O 处的磁感应强度方向沿1OLC.1L 所受安培力与3L 所受安培力大小不相等D.1L 所受安培力的方向与3L 所受安培力的方向相同9.如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。
若速度选择器中电场强度大小为1E ，磁感应强度大小为1B 、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为14圆弧，圆弧的半径()OP 为R ，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E ，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带电粒子以速度v沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点，不计粒子重力。
下列说法正确的是( )A.速度选择器的极板1P 的电势比极板2P 的低B.粒子的速度11B v E =C.粒子的比荷为2121E ERBD.P Q 、两点间的距离为22112ERB E B10.如图所示,等腰直角三角形OPQ 的直角边OP PQ 、的长度均为L ,直角三角形内(包括边界)有一垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B 。
一个粒子源在Q 点沿不同方向以不同速度发射质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,不计粒子的重力及粒子间的相互影响,在磁场中运动时间最长的粒子中,粒子速度的最大值是( )A.4BqL mC.BqL mD.4BqL m11.如图所示，在边长为L 的等边三角形区域ABC 内存在着垂直纸面的匀强磁场(未画出)，磁感应强度大小为B =，大量质量为m带电荷量为q的粒子从BC 边中点O 沿不同的方向垂直于磁场以速率0v射入该磁场区域，不计粒子重力，则下列说法正确的是( )A.B.所有粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为C.对于从AB 和ACD.对于从AB 和AC12.如图所示，场强E 的方向竖直向下，磁感应强度1B 的方向垂直于纸面向里，磁感应强度2B 的方向垂直于纸面向外，在S 处有四个二价正离子，甲、乙、丙、丁垂直于场强E 和磁感应强度1B 的方向射入，若四个离子质量==m m m m <甲乙丁丙，初速度v v v v <=<甲乙丁丙。
则运动到1234P P P P 、、、四个位置的正离子分别为( )A.甲、乙、丙、丁B.甲、丁、乙、丙C.丙、乙、丁、甲D.甲、乙、丁、丙13.如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向里，一电荷量为(0)q q >、质量为m 的粒子（不计重力）沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域.射入点ab 与的距离为2R ，已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为60︒，则粒子的速率为（不计重力）( )A.2qBR mB.qBR mC.32qBR mD.2qBR m14.如图所示,O 点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在xOy 平面内。
在直线x a =与2x a =之间存在垂直于xOy 平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60︒角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。
不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动,下列说法正确的是( )A.粒子的速度大小为2aBqm B.粒子的速度大小为aBq mC.与y 轴正方向成120︒角射出的粒子在磁场中运动的时间最长D.与y轴正方向成90︒角射出的粒子在磁场中运动的时间最长15.回旋加速器构造如图所示。
两个半圆金属D 形盒半径为R 高频交流电源的周期与带电粒子在D 形盒中的运动周期为T ，加速电压为U 。
粒子质量为m,电荷量为q,匀强磁场磁感应强度为B 。
粒子由静止开始加速最终由D 型盒边缘导出。
下列说法正确的是( )A.带电粒子获得的最大动能2222k q B R E m =B.带电粒子获得的最大动能2222k m E R T π=C.带电粒子在D 型盒中运动的总时间222m R t qUT=π D.带电粒子在D 型盒中运动的总时间224qB R t TmU=16.如图所示，一个半径为R 的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B 大小相等、方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。
若导电圆环上载有如图所示的恒定电流I ，则下列说法中正确的是( )A．导电圆环所受安培力方向竖直向下B．导电圆环所受安培力方向竖直向上C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRπD．导电圆环所受安培力的大小为2sinπBIRθ17.如图所示为一种质谱仪的示意图，其由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。
若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射的电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。
一质量为m、电荷量为q 的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。
不计粒子重力。
下列说法正确的是( )A.极板M比极板N的电势高B.加速电场的电压U ER=C.直径2PQ=D.若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷18.如图所示，M N 、为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为q +，质量为m （不计重力），从点P 经电场加速后，从小孔Q 进入N 板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外，CD 为磁场边界上的一绝缘板，它与N 板的夹角为30θ=︒，孔Q 到板的下端C 的距离为L ，当M N 、两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD 板上，则( )A ．两板间电压的最大值22m 2qB L U m=B ．CD 板上可能被粒子打中区域的长度23s L ＝C ．粒子在磁场中运动的最长时间πm t m qB＝D ．能打到N 板上的粒子的最大动能为22218q B L m19.质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。
由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN 上的123P P P 、、三点，已知底板MN 上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为12B B 、，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E ，不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则( )A ．速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子均带正电B ．三种粒子的速度大小均为2E BC ．如果三种粒子的电荷量相等，则打在1P 点的粒子质量最大D ．如果三种粒子电荷量均为q，且13P P 、的间距为x ∆，则打在13P P 、两点的粒子质量差为122qB B x E∆20.如图,以2AB L =为直径的半圆内有垂直纸面向外的磁感应强度大小为B 的匀强磁场,半径OP 与半径OA 夹角为60°。