高三物理一轮复习磁场章末质量检测(100分)

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江苏省高考物理一轮复习精选精练专题九电磁感应章末质量检测

第九章电磁感应(时间100分钟，满分120分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．如图1所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是 ( )A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右2．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里，如图2甲所示．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图2乙所示，那么第3 s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是 ( )A．大小恒定，沿顺时针方向与圆相切B．大小恒定，沿着圆半径指向圆心C．逐渐增加，沿着圆半径离开圆心D．逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切3．如图3所示，光滑绝缘水平面上有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么( )A ．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B ．线圈在磁场中某位置停下C ．线圈在未完全离开磁场时即已停下D ．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来4．两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图4所示，两板间有一个质量为m 、电荷量＋q 的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A ．磁感应强度B 竖直向上且正增强，ΔΦΔt ＝dmg nqB ．磁感应强度B 竖直向下且正增强，ΔΦΔt ＝dmg nqC ．磁感应强度B 竖直向上且正减弱，ΔΦΔt ＝dmg (R ＋r )nqRD ．磁感应强度B 竖直向下且正减弱，ΔΦΔt ＝dmgr (R ＋r )nqR5．如图5所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R ，匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ 垂直导轨放置．今使棒以一定的初速度v 0向右运动，当其通过位置a 、b 时，速率分别为v a 、v b ，到位置c 时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a 到b 与b 到c 的间距相等，则金属棒在由a 到b 和由b 到c 的两个过程中 ( )A ．回路中产生的内能相等B ．棒运动的加速度相等C ．安培力做功相等D ．通过棒横截面积的电荷量相等6．如图6所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示位置匀速向右拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 拉出，外力所做的功为W 1，通过导线横截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则 ( )A．W1＜W2，q1＜q2B．W1＜W2，q1＝q2C．W1＞W2，q1＝q2 D．W1＞W2，q1＞q27．如图7所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面．一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向，则如图13所示的四个E－t关系示意图中正确的是 ( )二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)8．如图9所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的．从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( )A．I1开始较大而后逐渐变小B．I1开始很小而后逐渐变大C．I2开始很小而后逐渐变大D．I2开始较大而后逐渐变小9．如图10所示，竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则 ( )A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率10．如图11所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放，三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的正方形，A线圈有一个缺口，B、C线圈闭合，但B线圈的导线比C线圈的粗，则 ( )A．三个线圈同时落地B．A线圈最先落地C．A线圈最后落地 D．B、C线圈同时落地11．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了保护线路不至于被压坏，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如图12所示．如果输电导线输送的电流很大，那么，以下说法正确的是 ( )A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C ．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的12．如图13所示，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，表面光滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在上面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停下来，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( )A．在棒PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒B．在棒PQ棒右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C．将导轨的a、c两端用导线连接起来D．将导轨的a、c两端和b、d两端分别用导线连接起来三、计算题(本题共4小题，共55分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(12分)如图14所示，光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨的宽度为L，其长度足够长，M′、M之间接有一个阻值为R的电阻，其余部分电阻不计．一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上，并与导轨接触良好．给棒施加一个水平向右的瞬间作用力，棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行．求：(1)开始运动时，棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大？(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中，棒中产生的焦耳热Q是多少？14．(14分)一根电阻R＝0.6 Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r＝1 m，圆形线圈质量m ＝1 kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B ＝0.5 T的匀强磁场，如图15所示．若线圈以初动能E0＝5 J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5 m时，线圈中产生的电能为E＝3 J．求：(1)此时线圈的运动速度的大小；(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；(3)此时线圈加速度的大小．15．(12分)如图16所示，竖直放置的等距离金属导轨宽0.5 m，垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度为B＝4 T，轨道光滑、电阻不计，ab、cd为两根完全相同的金属棒，套在导轨上可上下自由滑动，每根金属棒的电阻为1 Ω.今在ab棒上施加一个竖直向上的恒力F，这时ab、cd恰能分别以0.1 m/s的速度向上和向下做匀速滑行．(g 取10 m/s2)试求：(1)两棒的质量；(2)外力F的大小．16．(17分)如图17所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知：l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，s＝1 m)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度B的大小；(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－B2l2m(R＋r)x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线．第九章电磁感应【参考答案与详细解析】(时间100分钟，满分120分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．解析：当磁铁沿矩形线圈中线AB 正上方通过时，线圈中向下的磁通量先增加后减小，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向(从上向下看)先逆时针再顺时针，则线圈先上方为N 极下方为S 极，后改为上方为S 极下方为N 极，根据同名磁极相斥、异名磁极相吸，则线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg ，线圈受到向右的安培力，则水平方向的运动趋势向右．D 项正确．答案：D2．解析：由图乙知，第3 s 内磁感应强度B 逐渐增大，变化率恒定，故感应电流的大小恒定．再由楞次定律，线圈各处受安培力的方向都使线圈面积有缩小的趋势，故沿半径指向圆心．B 项正确．答案：B3．解析：线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减少．同理，线圈冲出匀强磁场时，动能也减少，进、出时减少的动能都等于安培力做的功．由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功也多，减少的动能也多，线圈离开磁场过程中，损失的动能少于它在磁场外面时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动．D 项正确．答案：D4．解析：由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感应强度B 竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A 、D 错误；因mg ＝q U d ，U ＝ER ＋r R ，E ＝n ΔΦΔt ，联立可求得ΔΦΔt ＝dmg (R ＋r )nqR，故只有C 项正确．答案：C5．解析：棒由a 到b 再到c 的过程中，速度逐渐减小．根据E ＝Blv ，E 减小，故I 减小．再根据F ＝BIl ，安培力减小，根据F ＝ma ，加速度减小，B 错误．由于a 与b 、b 与c 间距相等，故从a 到b 安培力做的功大于从b 到c 安培力做功，故A 、C 错误．再根据平均感应电动势E＝ΔΦΔt ＝B ΔS Δt ，I ＝E R ，q ＝I Δt 得q ＝B ΔS R，故D 正确．答案：D6．解析：设线框长为L 1，宽为L 2，其电阻为R .第一次拉出速度为v 1，第二次拉出速度为v 2，则v 1＝3v 2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W 1＝F 1L 1＝BI 1L 2L 1＝B 2L 22L 1v 1/R ，同理W 2＝B 2L 22L 1v 2/R ，故W 1＞W 2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q ＝It ＝BL 2v R t ＝BL 1L 2Rt t ＝BL 1L 2R ＝ΔΦR，得：q 1＝q 2.故正确答案为选项C. 答案：C7．解析：由右手定则和E ＝Blv 判定水平位移从0～l 时E ＝Blv ；从l ～2l 时，E ＝0；从2l ～3l 时，E ＝3Blv ；从3l ～4l 时，E ＝－2Blv ，可知图C 正确．答案：C二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)8．解析：闭合开关S 时，由于L 是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始时I 2很小而I 较大，随着电流达到稳定，线圈的自感作用减小，I 2开始逐渐变大，由于分流导致稳定电路中R 1中的电流减小．故选A 、C.答案：AC9．解析：线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情况比较复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比较当运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：上升过程中克服安培力做功多；上升过程时间短，故正确选项为A 、C.答案：AC10．解析：由于A 线圈上有缺口，A 中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以A 线圈先落地，B 正确．B 、C 线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足：mg －B 2L 2v R＝ma m ＝ρ密·4L ·S R ＝ρ电4L S 所以4ρ密LSg －B 2LSv 4ρ电＝4ρ密LSa 4ρ密g －B 2v4ρ电＝4ρ密aa ＝g －B 2v16ρ密ρ电，由于B 、C 线圈起始下落高度相同，材料相同，所以a 相同，进入相同的磁场，B 、C 线圈同时落地，D 选项正确．答案：BD11．解析：若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的，B 正确．输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，因此在输电过程中输电线因电流变化引起自感现象，当输电线上电流很大时，强大的自感电流有可能将钢管融化，造成事故，所以甲方案是不可行的．在乙方案中，两条输电线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，使自感现象的影响减弱到可以忽略不计的程度，是可行的，C 正确．此题类似于课本中提到的“双线并绕”．答案：BC12．解析：在棒PQ 右侧放金属棒时，回路中会有感应电流，使金属棒加速，棒PQ 减速，当两者获得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将做匀速运动，A 、B 项错误．当一端或两端用导线连接时，棒PQ 的动能将转化为内能而最终静止，C 、D 两选项正确．答案：CD三、计算题(本题共4小题，共55分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．解析：(1)开始运动时，棒中的感应电动势：E ＝BLv 0棒中的瞬时电流：i ＝E 2R ＝BLv 02R棒两端的瞬时电压：u ＝R R ＋R E ＝12BLv 0. (2)由能量守恒定律知，闭合电路在此过程中产生的焦耳热：Q 总＝12mv 02－12m (110v 0)2＝ 99200mv 02 棒中产生的焦耳热为：Q ＝12Q 总＝99400mv 02. 答案：(1)BLv 02R 12BLv 0 (2)99400mv 02 14．解析：(1)设线圈的速度为v ，由能量守恒定律得E 0＝E ＋12mv 2.解得：v ＝2 m/s.(2)线圈切割磁感线的有效长度 L ＝2 r 2－14r 2＝ 3 m ，电动势E ＝BLv ＝ 3 V ，电流I ＝E R ＝30.6A ，两交接点间的电压U ＝IR 1＝30.6×0.6×23 V ＝233 V. (3)F ＝ma ＝BIL ，所以a ＝2.5 m/s 2.答案：(1)2 m/s (2)233V (3)2.5 m/s 2 15．解析：(1)根据右手定则，可以判定电路中电流方向是沿acdba 流动的．设ab 棒的质量为m 1，cd 棒的质量为m 2.取cd 棒为研究对象，受力分析，根据平衡条件可得BIL ＝m 2g 其中I ＝E 2R ＝2BLv 2R ，得m 2＝B 2L 2v gR＝0.04 kg ，根据题意判断可知m 1＝0.04 kg.(2)取两根棒整体为研究对象，根据平衡条件可得F ＝m 1g ＋m 2g ＝0.8 N.答案：(1)0.04 kg 0.04 kg (2)0.8 N16．解析：(1)金属棒做匀加速直线运动R 两端电压U ∝I ∝E ∝v ，U 随时间均匀增大，即v 随时间均匀增大．所以加速度为恒量．(2)F －B 2l 2R ＋rv ＝ma ，将F ＝0.5v ＋0.4代入得：(0.5－B 2l 2R ＋r)v ＋0.4＝a 因为加速度为恒量，与v 无关，所以a ＝0.4 m/s 20．5－B 2l 2R ＋r＝0 代入数据得：B ＝0.5 T.(3)设外力F 作用时间为t .x 1＝12at 2 v 0＝B 2l 2m (R ＋r )x 2＝at x 1＋x 2＝s ，所以12at 2＋m (R ＋r )B 2l2at ＝s 代入数据得0.2t 2＋0.8t －1＝0，解方程得t ＝1 s 或t ＝－5 s(舍去)．(4)可能图线如下：答案：(1)见解析(2)0.5 T (3)1 s (4)见解析。

高考物理人教版一轮复习单元质检九磁场+Word版含解析.docx

单元质检九磁场(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。

全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2018·黑龙江大庆模拟)在地磁场作用下处于静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针左偏30°,则当小磁针左偏60°时,通过导线的电流为(已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)()A.2IB.3IC.ID.无法确定B地,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30°;当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60°联立两式解得:I1=3I,故A、C、D错误,B正确。

故选B。

2.(2018·江西南昌模拟)如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B,沿边缘内壁放一个圆环形电极A,把A、B分别与电源的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来。

若从上向下看,下列判断正确的是()A.A接电源正极,B接电源负极,液体顺时针旋转B.A接电源负极,B接电源正极,液体顺时针旋转C.A、B与50 Hz的交流电源相接,液体持续旋转D.仅磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向不变A接电源正极,B接电源负极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心,玻璃皿所在处的磁场竖直向下,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿顺时针方向,因此液体沿顺时针方向旋转,故A正确;同理,若A接电源负极,B接电源正极,根据左手定则可知,液体沿逆时针方向旋转,故B错误;A、B与50Hz的交流电源相接,液体不会持续旋转,故C错误;若磁场的N、S极互换后,重做该实验发现液体旋转方向变化,故D错误。

高考物理一轮复习成套课时练习第八章磁场章末质量检测选修31

高考物理一轮复习成套课时练习第八章磁场章末质量检测选修31(时间90分钟，满分100分)命题设计难度题号目标较易中等稍难带电粒子在磁场中的运动1、5、78、9、10带电粒子在复合场中的运动及应用3、4、611、1213综合应用21415、16一、选择题(本大题共12个小题，每小题5分，共60分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2010·六安模拟)带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图1所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 ( )A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带正电D．粒子的电性无法确定解析：由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以A对B错；由左手定则得粒子应带负电，C、D错．答案：A2. 如图2所示，三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，ac ⊥bd ，且ab ＝ad ＝ac ，则a 点处磁感应强度的方向为 ( ) A ．垂直于纸面向外 B ．垂直于纸面向里 C ．沿纸面由a 向d D ．沿纸面由a 向c解析：因为ab ＝ad ，则b 与d 两直线电流产生的磁场可互相抵消，a 点磁感应强度的方向决定于c 中的电流，根据安培定则可判断，a 点的磁感应强度的方向沿纸面由a 到d . 答案：C3．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图3所示．它的核心部分是两个D 形金属76D2，两盒相距很近，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(13H)和α粒子(24He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有 ( ) A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大解析：由题意知m H m α＝34，q H q α＝12，回旋加速器交流电源的周期应与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期相等．由T ＝2πm Bq 可得T H T α＝32，故加速氚核的交流电源的周期较大，因为粒子最后直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，由R ＝mvBq＝2mE kqB可得氚核和α粒子的最大动能之比E kH E kα＝13，氚核获得的最大动能较小．故选项B 正确．答案：B4．如图4所示，一带电小球质量为m ，用丝线悬挂于O 点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为 ( ) A ．0 B ．2mgC ．4mgD ．6mg解析：若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为F ，则F －mg ＝mv 2l①由能量守恒得：mgl (1－cos60°)＝12mv 2②联立①②得F ＝2mg .当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F 洛＝2mg 当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变，方向必向下可得F ′－F 洛－mg ＝mv 2l所以此时绳中的张力F ′＝4mg .C 项正确．答案：C5．如图5所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )A.3v 2aB ，正电荷B.v2aB ，正电荷 C.3v 2aB ，负电荷 D.v2aB，负电荷解析：从“粒子穿过y 轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如右图．根据几何关系有r ＋r sin30°＝a ，再结合半径表达式r ＝mv qB 可得q m ＝3v 2aB，故C项正确．答案：C6．如图6所示，相距为d 的水平金属板M 、N 的左侧有一对竖直金属板P 、Q ，板P 上的小孔S 正对板Q 上的小孔O ，M 、N 间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔S 处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB 的中点时，带负电粒子恰能在M 、N 间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到A 点后( )A ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能一定不变B ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能一定增大C ．粒子在M 、N 间运动过程中，动能一定减小D ．以上说法都不对解析：当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到A 处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动．而加在PQ 间的电压始终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了．综上所述，A 项正确．答案：A7．如图7所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，不计重力，在a 点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd 运动，ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t .规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化的关系可能是图8中的 ( )解析：由左手定则可判断出磁感应强度B 在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里、向外，在三个区域中均运动14圆周，故t ＝T 4，由于T ＝2πm qB ，求得B ＝πm 2qt .只有C选项正确．答案：C8．(2010·巢湖模拟)如图9所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于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( )A ．电子在磁场中运动的时间为πLv 0B ．电子在磁场中运动的时间为πL3v 0C ．磁场区域的圆心坐标(3L 2，L 2) D ．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L )解析：由图可以计算出电子做圆周运动的半径为2L ，故在磁场中运动的时间为t ＝π3·2L v 0＝2πL 3v 0，A 、B 错；ab 是磁场区域圆的直径，故圆心坐标为(32L ，L2)，电子在磁场中做圆周运动的圆心为O ′，计算出其坐标为(0，－L )，所以C 正确，D 错误．答案：C9．(2010·阜阳模拟)如图10所示，为了科学研究的需要，常常将质子(11H)和α粒子(42He)等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场(偏转磁场)中，磁感应强度为B .如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示)，偏转磁场也相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能E H 和E α、运动的周期T H 和T α 的大小关系是 ( ) A ．E H ＝E α，T H ≠T α B ．E H ＝E α，T H ＝T α C ．E H ≠E α，T H ≠T α D ．E H ≠E α，T H ＝T α解析：由mv 2R ＝qvB 可得：R ＝mv qB ＝2mE k qB ，T ＝2πm qB ，又因为m αq α∶m H q H ＝1∶1，m αq α∶m Hq H＝2∶1，故E H ＝E α，T H ≠T α.A 项正确．答案：A10．一电子以与磁场垂直的速度v 从P 处沿PQ 方向进入长为d 、宽为h 的匀强磁场区域，从N 点射出，如图11所示，若电子质量为m ，电荷量为e ，磁感应强度为B ，则 ( ) A ．h ＝dB ．电子在磁场中运动的时间为dvC ．电子在磁场中运动的时间为PNvD ．洛伦兹力对电子做的功为Bevh解析：过P 点和N 点作速度的垂线，两垂线的交点即为电子在磁场中做匀速圆周运动时PN 的圆心O ，由勾股定理可得(R －h )2＋d 2＝R 2，整理知d ＝2Rh －h 2，而R ＝mveB，故d ＝2mvheB－h 2，所以A 错误．由带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动，得t ＝PN v，故B 错误，C 正确．又由于洛伦兹力和粒子运动的速度总垂直，对粒子永远也不做功，故D 错误．答案：C11.用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一极小开口．匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里，如图 12所示，框架以速度v 1向右匀速运动，一带电油滴质量为m ，电荷量为q ，以速度v 2从右边开口处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，则 ( ) A ．油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动 B ．油滴带负电，且逆时针做匀速圆周运动 C ．圆周运动的半径一定等于mv 1BqD ．油滴做圆周运动的周期等于2πv 1g解析：金属框架在磁场中切割磁感线运动，由右手定则可知上板带正电，下板带负电．油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，说明油滴受的重力与电场力平衡，可判定油滴带负电．由左手定则可知，油滴沿顺时针方向做匀速圆周运动，A 、B 错；r ＝mv 2qB，C 错；设框架宽为l ，F ＝Eq ＝qBlv 1l ＝qBv 1＝mg ，T ＝2πm qB ＝2πq ·qv 1g ＝2πv 1g，D 对．答案：D12．带电粒子以速度v 沿CB 方向射入一横截面为正方形的区域．C 、B 均为该正方形两边的中点，如图13所示，不计粒子的重力．当区域内有竖直方向的匀强电场E 时，粒子从A 点飞出，所用时间为t 1；当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场时，粒子也从A 点飞出，所用时间为t 2，下列说法正确的是 ( ) A ．t 1<t 2 B ．t 1>t 2C.E B ＝45vD.E B ＝32v 解析：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向上做匀速运动，而在匀强磁场中做匀速圆周运动，水平方向上做减速运动，所以t 2>t 1，A 项正确，B 项错；设正方形区域的边长为l ，则当加电场时，有l ＝vt 1和l 2＝qE 2m t 12，得E ＝mv 2ql .当加磁场时，根据几何关系，有(R －l 2)2＋l 2＝R 2，得R ＝54l ，再由R ＝mv qB 得B ＝4mv 5ql .所以E B ＝54v ，C 、D项错．答案：A二、计算题(本大题共4个小题，共40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)13．(8分)如图14所示，回旋加速器D 形盒的半径为R ，用来加速质量为m 、电荷量为q 的质子，使质子由静止加速到能量为E 后，由A 孔射出，求：(1)加速器中匀强磁场B 的方向和大小；(2)设两D 形盒间距为d ，其间电压为U ，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数； (3)加速到上述能量所需时间．解析：(1)带电粒子在磁场中做匀圆周运动，由Bqv ＝mv 2R 得，v ＝BqR m ，又E ＝12mv2＝12m (BqR m )2，所以B ＝2mERq，方向垂直于纸面向里．(2)带电粒子每经过一个周期被电场加速二次，能量增加2qU ，则：E ＝2qUn ，n ＝E2qU . (3)可以忽略带电粒子在电场中运动的时间，又带电粒子在磁场中运行周期T ＝2πmBq，所以t 总＝nT ＝E 2qU ×2πm Bq ＝πmE q 2BU ＝πR 2mE 2qU. 答案：(1)2mERq方向垂直于纸面向里(2)E 2qU (3)πR 2mE 2qU14．(10分)据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图15所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通电流后，炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d ＝0.10 m ，导轨长 L ＝5.0 m ，炮弹质量m ＝0.30 kg.导轨上的电流I 的方向如图中箭头所示．可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B ＝2.0 T ，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为 v ＝2.0×103m/s ，求通过导轨的电流I .(忽略摩擦力与重力的影响)解析：当导轨通有电流I 时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F ＝IdB ①设炮弹加速度的大小为a ，则有F ＝ma ②炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而v 2＝2aL ③联立①②③式得 I ＝12mv 2BdL代入题给数据得I ＝6.0×105A. 答案：6.0×105A15．(10分)一质量为m 、电荷量为q 的带负电的带电粒子，从A 点射入宽度为d 、磁感应强度为B 的匀强磁场，MN 、PQ 为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，磁场区域足够长．如图16所示．带电粒子射入时的初速度与PQ 成45°角，且粒子恰好没有从MN 射出．(不计粒子所受重力)求： (1)该带电粒子的初速度v 0；(2)该带电粒子从PQ 边界射出的射出点到A 点的距离x . 解析：(1)若初速度向右上方，设轨道半径为R 1，如图甲所示．则R 1＝(R 1－d )/cos45°，R 1＝(2＋2)d .又R 1＝mv 0qB ，解得v 0＝(2＋2)dqBm.若初速度向左上方，设轨道半径为R 2，如图乙所示．则(d －R 2)/cos45°＝R 2，R 2＝(2－2)d ，v 0＝(2－2)dqBm.(2)若初速度向右上方，设射出点C 到A 点的距离为x 1，则x 1＝2R 1＝2(2＋1)d .若初速度向左上方，设射出点到A 点的距离为x 2，则x 2＝2R 2＝2(2－1)d . 答案：见解析16．(12分)(2009·江苏高考)1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图17所示，置于高真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，A 处粒子源产生的粒子，质量为m ，电荷量为＋q ，在加速器中被加速，加速电压为U .加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．(1)求粒子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比； (2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制．若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B m 、f m ，试讨论粒子能获得的最大动能E km .解析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1，速度为v 1qU ＝12mv 12 qv 1B ＝m v 12r 1解得r 1＝1B2mU q同理，粒子第2次经过狭缝后的半径r 2＝1B4mUq则r 2∶r 1＝2∶1.(2)设粒子到出口处时被加速了n 圈 2nqU ＝12mv 2qvB ＝m v 2RT ＝2πmqBt ＝nT解得t ＝πBR22U.(3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即f ＝qB2πm当磁感应强度为B m 时，加速电场的频率为f B m ＝qB m2πm粒子的动能E k ＝12mv 2当f B m ≤f m 时，粒子的最大动能由B m 决定qv m B m ＝m v m 2R解得E km ＝q 2B m 2R 22m当f B m ≥f m 时，粒子的最大动能由f m 决定v m ＝2πf m R解得E km ＝2π2mf m 2R 2.答案：(1)2∶1 (2)πBR22U (3)见解析。

整章一轮复习专题练习(五)附答案高中物理选修3-1磁场

高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）请点击修改第I 卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，放置在xoy 平面中第二象限内P 点的粒子放射源连续放出质量均为m 、电量为-q 的一簇粒子，已知入射粒子以同一速度v 朝x 轴以上向不同方向散开，垂直纸面的匀强磁场B 将这些粒子聚焦于R 点（磁场区域大致如图所示），其中已知PR=2a ，离子的轨迹关于y 轴对称的。

试确定磁场区域的边界函数方程。

不计粒子重力及相互间的作用。

2．如图所示，在直角坐标系的x 轴上方有沿x 轴负向的匀强电场，x 轴下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B ，x 轴为匀强磁场和匀强电场的理想边界，一个质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子从y 轴上A 点以v0沿y 轴负向运动。

已知OA=L ，粒子第一次经过x 轴进入匀强磁场的坐标是（―2L，0）.当粒子第二次经过x 轴返回匀强电场时，x 轴上方的电场强度大小不变，方向突然反向。

不计粒子重力（1）求电场强度E的大小；（2）粒子经过电场和磁场之后，能否回到A点？如果不能回到A点，请通过计算说明；如能回到A点，则粒子从A点出发再次回到A点所用的时间是多少？3．如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内分布着匀强电场，电场强度大小为E，方向沿y轴负向，在此平面的第四象限分布着方向垂直纸面向外的匀强磁场。

现有一重力不计的带正电的粒子，以初速度v0，从M（0，1）点，沿+x方向射入电场，接着从p（2l，0）点进入磁场后由y轴上的Q点（图中未标出）射出，射出时速度方向与y轴垂直，求：（1）带电粒子的比荷) (mq；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）粒子从M点运动到Q点所用的时间t。

4．如图甲所示，在真空中，有一边长为a的正方形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距及板长均为b，板间的中心线O1O2与正方形的中心O在同一直线上．有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子以速度v0从正方形的底边中点P沿PO方向进入磁场，从正方形右侧O1点水平飞出磁场时，立即给M、N两板加上如图乙所示的交变电压，最后粒子刚好以平行于M板的速度从M板的边缘飞出．（不计粒子所受到的重力、两板正对面之间为匀强电场，边缘电场不计）。

人教版高考物理一轮总复习课后习题第十章磁场单元质检十磁场

单元质检十磁场(时间:75分钟满分:100分)一、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.(湖南常德芷兰实验学校三模)在图甲所示的螺线管中通以如图乙所示的电流,取电流沿图甲中箭头方向为正值、与图中箭头方向相反为负值,竖直向上为磁感应强度正方向,线圈中心的磁感应强度B随时间t的变化关系可能为( )答案:B解析:图中为同一直导线正反缠绕螺线管,任意时刻螺线管中两导线的电流方向相反,根据安培定则可知任意时刻两导线电流产生的磁场方向相反、大小相等,故任意时刻线圈中心的磁感应强度都为零,故B正确。

2.云南—广州特高压直流输电工程的局部仰视图如图所示,两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2,且I1>I2。

a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等。

不考虑地磁场的影响。

下列说法正确的是( )A.a点和c点处的磁感应强度相同B.导线B和A之间因安培力的作用而相互吸引C.导线B对A的安培力大于导线A对B的安培力D.b点处的磁感应强度方向竖直向下答案:B解析:由右手定则可知导线A在其左侧产生的磁场竖直向下,在其右侧产生的磁场竖直向上,导线B在其左侧产生的磁场竖直向下,在其右侧产生的磁场竖直向上,因此a点磁场竖直向下,c点磁场竖直向上,故A错误;导线A和B电流方向相同,同种导线相互吸引,则导线A、B相互吸引,故B 正确;导线B对A的安培力与导线A对B的安培力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,故C错误;由题知I1>I2,则导线A在b点产生的磁感应强度比导线B在b点产生的磁感应强度大,导线A在b点产生的磁场竖直向上,导线B在b点产生的磁场竖直向下,因此b点磁场竖直向上,故D错误。

3.(湖南长郡中学二模)如图所示,一绝缘容器内部为长方体空腔,容器内盛有NaCl的水溶液,容器上下端装有铂电极A和C,置于与容器表面垂直的匀强磁场中,开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高,闭合开关后( )A.M处钠离子浓度等于N处钠离子浓度B.M处钠离子浓度小于N处钠离子浓度C.M处电势高于N处电势D.P管中液面高于Q管中液面答案:D解析:根据左手定则可以知道,钠离子在洛伦兹力作用下,向M处偏转,因此M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度,故A、B错误;根据正离子的定向移动方向与电流方向相同,而负离子移动方向与电流方向相反,根据左手定则可以知道,正负离子均偏向同一方向,可见,M处和N处仍呈电中性,因此电势相等,故C错误;当开关闭合时,液体中有从A到C方向的电流,根据左手定则可以知道,液体将受到向M处的安培力作用,在液面内部将产生压强,因此P端的液面将比Q端的高,故D正确。

高中物理第三章磁场章末检测新人教版选修31

磁场时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单选题，9～12题为多选题)1．下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场，正确的是( )【解析】根据安培定则可判断A、C均错误；离直导线越近，电流产生的磁场越强，D 错误，B正确．【答案】B2．根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想如果对地磁场也通用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断地球应该( )A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定【解析】根据地球磁场的N极在地球的南极附近，由安培定则，大拇指指向地球南极，四指的指向应为电流的方向，四指的指向与地球自转方向相反，故应带负电．【答案】A3．带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能的是( )A．静止B．匀速运动C．匀加速运动D．匀速圆周运动【解析】带电粒子静止时，不受洛伦兹力，故A可能．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，故B可能．带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时，做螺旋线运动．带电粒子运动方向与磁场方向垂直时，做匀速圆周运动，故D可能．【答案】C4．如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是( )A．沿竖直方向向下B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左D．沿水平方向向右【答案】D5．如图所示，O为圆心，和是半径分别为ON、OM的同心圆弧，在O处垂直纸面放置一载流直导线，电流方向垂直于纸面向外，用一根导线围成回路KLMN，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路( )A ．将向左平动B ．将向右平动C ．将在纸面内绕通过O 点并垂直纸面的轴转动D ．将这样运动：KL 边垂直于纸面向外运动，MN 边垂直于纸面向里运动【解析】先用右手螺旋定则判断出I 1周围磁场磁感线的方向，、不受安培力，再用左手定则判断KL 、MN 受力方向可确定D 正确．【答案】 D6．质量为m 、电荷量为q 的带正电小物块在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v 0开始向左运动，如图所示．物块移动距离s 后停了下来，设此过程中q 不变，则( )A ．s>v 202μgB ．s<v 202μgC ．s ＝v 202μgD ．无法判断【解析】假若无磁场，由动能定理得mgs ＝12mv 20，解得s ＝v 22μg.由于磁场的存在，地面对物块向上的弹力变大，摩擦力也变大，故移动距离会小于v 202μg.【答案】 B7．如图所示，MN 是一条水平放置的固定长直导线，P 是一个通有电流I 2的与MN 共面的金属环，可以自由移动．长直导线与金属圆环均包有绝缘漆皮．当MN 中通上图示方向的电流I 1时，金属环P 在磁场力作用下将( )A ．沿纸面向上运动B ．沿纸面向下运动C ．水平向左运动D ．由于长直导线包有绝缘漆皮，其磁场被屏蔽，金属环P 将静止不动【解析】由安培定则和左手定则可知，金属环P 受到的磁场力沿金属环所在平面向下，故B 选项正确．绝缘漆皮不会屏蔽磁场，D 选项错误．【答案】 B8．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 .3：2：1 【解析】如图所示，设带电粒子在磁场中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 ＝＝Rαv ＝mv 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】 C9．(多选)如图所示，回旋加速器D 形盒的半径为R, 所加磁场的磁感应强度为B, 用来加速质量为m 、电荷量为q 的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量E 后由A 孔射出，则下列说法正确的是( )A ．回旋加速器不能无限加速粒子B ．增大交变电压U, 则质子在加速器中运行时间将变短C ．回旋加速器所加交变电压的频率为qB2πmD ．下半盒内部质子的轨道半径之比(由内到外)为1∶3∶5∶…【解析】当粒子速度很大，接近光速时其质量会变化，偏转周期与交流电周期不等导致加速不同步，故回旋加速器不能无限加速粒子，选项A 正确；粒子加速的最大速度由D 形盒的半径决定，当D 形盒半径确定时，粒子的最大动能确定，对加速全过程，由动能定理有nqU ＝E km ，增大交变电压U, 加速的次数减少，在磁场里回旋的圈数减少，运行时间将变短，选项B 正确；回旋加速器所加交变电压的频率与粒子做圆周运动的频率相等，即f ＝qB2πm，选项C 正确；下半盒内部质子分别加速的次数(由内到外)为2、4、6……质子的轨道半径之比(由内到外)为速度之比，也为加速次数开方之比，即2∶4∶6∶…，选项D 错误．【答案】 ABC10．(多选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．图为质谱仪的原理示意图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A 下方的小孔S 由静止飘入电势差为U 的加速电场，经加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D 上，形成a 、b 、c 三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是( )A ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C ．a 、b 、c 三条质谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚D ．a 、b 、c 三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕【解析】设粒子离开加速电场时的速度为v ，则qU ＝12mv 2，可得v ＝2qUm，所以质量最小的氕核的速度最大，质量最大的氚核的速度最小，选项B 正确，选项A 错误；打到底片上的位置与进入磁场时的位置的距离x ＝2R ＝2mv qB ＝2B 2mUq，所以质量最大的氚核所形成的“质谱线”距离进入磁场时的位置最远，选项C 错误，选项D 正确．【答案】 BD11．(多选)如图所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t ＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图甲中I 所示方向为电流正方向．则金属棒( )A ．一直向右移动B ．速度随时间周期性变化C ．受到的安培力随时间周期性变化D ．受到的安培力在一个周期内做正功【解析】在0～T2时间内，由左手定则可知，金属棒所受安培力方向向右，金属棒向右加速，在T2～T 时间内，金属棒所受安培力方向向左，金属棒向右减速，t ＝T 时，速度恰好减为零，以后又周期性重复上述运动，可知金属棒一直向右移动，其速度随时间周期性变化，受到的安培力随时间周期性变化，选项A 、B 、C 正确；安培力在一个周期内对金属棒先做正功，后做负功，由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零，选项D 错误．【答案】 ABC12．(多选)带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以v 甲、v 乙、v 丙速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图所示，则下列说法正确的是( )A ．v 甲>v 乙>v 丙B ．v 甲<v 乙<v 丙C ．甲的速度一定变小D ．丙的速度一定变大【解析】由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上，而它们所受的电场力向下，由运动轨迹可判断qv 甲B>qE ，即v 甲>E B ，同理可得v 乙＝E B ，v 丙<EB，所以v 甲>v 乙>v 丙，故A 正确，B 错误；对甲，电场力做负功，速度减小；对丙，电场力做正功，速度增大．故D 正确．【答案】 ACD第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(12分)如图所示，铜棒ab 长0.1 m ，质量为6×10－2kg ，两端与长为1 m 的轻铜线相连，静止于竖直平面内．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.5 T ，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒再次静止时悬线与竖直方向夹角为37°，则在此过程中铜棒的重力势能增加了多少？通电电流的大小为多少？(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m /s 2)【解析】ΔE p ＝mgL 1(1－cos θ)＝6×10－2×10×1×(1－0.8) J ＝0.12 J . 对铜棒ab 受力分析如图所示，IL 2B ＝mg tan θ，I ＝mg tan θL 2B ＝6×10－2×10×0.750.1×0.5 A ＝9 A .【答案】 0.12 J 9 A 14．(12分)如图所示，一束电子的电荷量为e ，以速度v 垂直射入磁感应强度为B ，宽度为a 的有界磁场中，穿出磁场时的速度方向与入射方向的夹角是30°.(1)则电子穿过磁场的时间为多少？ (2)如果原磁场空间改为匀强电场，要满足电子飞入电场和飞出电场的位置与飞入原磁场空间时的位置不变，则电场的方向如何？场强多大？【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示，由几何关系可得 r ＝a/sin 30°＝2a ， ①且r ＝mvqB ， ②t ＝θ360°·T＝θ360°·2πm qB. ③ 由①②③式可得：t ＝πa3v.(2)当电场方向与v 垂直向上时，电子做类平抛运动，且AA′＝r －r·sin 60°＝(2－3)a.AA′＝12·eE m t 2，t ＝av .由以上各式可得E ＝22－3mv2ea.【答案】 (1)πa3v(2)方向与v 垂直且向上 22－3mv2ea15．(14分)一足够长的矩形区域abcd 内充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad 宽为L ，现从ad 中点O 垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v 0，方向与ad 边夹角为α＝30°，如图所示．已知粒子的电荷量为q 、质量为m(重力不计)．(1)若粒子带负电，且恰能从d 点射出磁场，求v 0的大小；(2)若粒子带正电，且粒子能从ab 边射出磁场，求v 0的取值范围．【解析】 (1)若粒子带负电，则进入磁场后沿顺时针方向偏转，如图所示，O 1为轨迹圆心，由对称性可知，速度的偏转角θ1＝2α＝60°，故轨迹半径r 1＝Od ＝L2根据牛顿第二定律得：qv 0B ＝mv 20r 1，得v 0＝qBr 1m ＝qBL2m.(2)若粒子带正电，则沿逆时针方向偏转，当v 0最大时，轨迹与cd 相切，轨迹圆心为O 2，半径为r 2，由几何关系得r 2－r 2cos 60°＝L2，得r 2＝L即v max ＝qBr 2m ＝qBLm当v 0最小时，轨迹与ab 相切，轨迹圆心为O 3，半径为r 3，由几何关系可得r 3＋r 3sin 30°＝L 2，得r 3＝L 3则v min ＝qBr 3m ＝qBL 3m ，所以qBL 3m ＜v 0≤qBLm.【答案】 (1)qBL2m(2)qBL 3m ＜v 0≤qBL m16．(14分)如图所示，在足够长的竖直放置的绝缘真空管中，有一电荷量为4×10－4C 、质量为0.1 g 的带正电的小圆柱体，恰好可在管内部自由滑动．将此管放在相互垂直的水平匀强磁场和水平匀强电场中，已知E ＝10 N /C ，B ＝5 T ，小圆柱体与管壁的动摩擦因数μ＝0.2.设圆柱体在管内静止下落，下落过程中最大和最小的加速度及与此相对应的速度大小为多少？【解析】对小圆柱受力分析，水平方向：F N ＋qvB ＝Eq ，竖直方向：mg －μF N ＝ma 当F N ＝0时，即mg ＝ma ，a ＝g ＝10 m /s 2，此时qvB ＝Eq 得v ＝E/B ＝2 m /s .当速度继续增大时，洛伦兹力随之增大，管壁对小圆柱体的弹力要反向增大，经受力分析得：水平方向：Eq ＋F N ＝qvB.竖直方向：mg －μF N ＝ma.当a ＝0时，速度达到最大值，即mg ＝μ(qv max B －Eq)．得v max ＝(mg ＋μEq)/μqB，代入数据得v max ＝4.45 m /s .【答案】最大加速度为10 m /s 2，对应速度v ＝2 m /s ；最小加速度为0，对应速度v ＝4.45 m /s。

高考物理一轮复习章末质量检测第8章磁场(含解析)

章末质量检测(八) 磁场（含解析）(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。

在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。

)1．(2016·甘肃兰州模拟)如图1所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直。

A导线中的电流方向垂直纸面向里，闭合开关S，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )图1A．水平向左 B．水平向右C．竖直向下 D．竖直向上解析先根据安培定则判断通电螺线管在A处的磁场方向水平向左，再根据左手定则可判断A受力竖直向上。

答案 D2.在绝缘圆柱体上a、b两位置固定有两个金属圆环，当两环通有如图2所示电流时，b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环移到位置c，则通有电流为I2的金属圆环受到的安培力为F2。

今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力( )图2A．大小为|F1＋F2|，方向向左B．大小为|F1＋F2|，方向向右C．大小为|F1－F2|，方向向左D．大小为|F1－F2|，方向向右解析 b 处金属圆环受到的安培力F 1即为两圆环间相互作用的安培力，由于电流方向相反，安培力为斥力，因此a 处金属圆环同时也受到大小为F 1、方向向左的安培力；当b 处圆环移到位置c 时，F 2也向左，且F 1＞F 2；若在c 位置再放一个金属圆环，电流大小为I 2而方向与I 1相同，则c 处电流对a 处金属圆环的安培力大小为F 2，方向向右。

所以a 处金属圆环受到的安培力大小为|F 1－F 2|，方向向左，C 项正确。

答案 C3. (2014·新课标全国卷Ⅰ，16)如图3所示，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)。

一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O 。

高考物理沪科版一轮复习章末质量检测磁场 Word版含解析

章末质量检测(九)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分。

1～5 题为单项选择题，6～7题为多项选择题)1.如图1所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，D为弧AC中点，A、D、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，A、C两处电流垂直纸面向里，D处电流垂直纸面向外，整个空间再加一个大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度刚好为零，如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为()图1A.(3＋22)BB.2(2＋1)BC. 2BD. 0解析设A、D、C处的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小均为B0，则对O 点的磁场：B20＋B20＝B＋B0，即B＝(2－1)B0，B的方向沿左上方45°的方向；如果将D处电流反向，则O处磁场的大小：B20＋B20＋B0－B＝2(2＋1)B，故选项B正确。

答案 B2.(2019·天津红桥区质检)如图所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中。

A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线连线的中垂线；B中＋Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；C中I是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D 中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外，其中，带电粒子不可能做匀速直线运动的是()解析图A中两条垂直纸平面的长直导线中通有等大反向的电流，在中垂线上产生的合磁场方向水平向右，带电粒子将沿中垂线做匀速直线运动；图B中等量同种正点电荷在中垂线上的合场强先水平向左后水平向右，带电粒子受电场力作用，粒子不可能做匀速直线运动；图C中粒子运动方向与磁感线平行，粒子做匀速直线运动；图D是速度选择器的原理图，只要v0＝EB，粒子也会做匀速直线运动，故选项B正确。

答案 B3.(2020·河南调研联考)如图2所示，在竖直向上的匀强磁场中，金属棒ab两端由等长轻质软导线水平悬挂，平衡时两导线与水平面的夹角均为θ(θ＜90°)，缓慢调节滑动变阻器的滑片位置以改变通过棒中的电流I。

2024届高考一轮总复习章末检测卷：第八章磁场全真演练物理试题

2024届高考一轮总复习章末检测卷：第八章　磁场全真演练物理试题学校：_______ 班级：__________姓名：_______ 考号：__________（满分：100分时间：75分钟）总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图甲，先将开关S掷向1，给平行板电容器C充电，稳定后把S掷向 2，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息导入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的图象如图乙所示．将电容器C两板间的距离增大少许，其他条件不变，重新进行上述实验，得到的I-t图象可能是A．B．C．D．第(2)题足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱。

如图所示为四种与足球有关的情景。

下列说法正确的是（）A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C．丙图中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变第(3)题如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外机的重心恰好与横梁AO和斜梁BO连接点O在同一竖直平面内，且两支架各承担一半空调重力，空调重力大小为240N，AO水平，BO与AO的夹角为。

假定横梁对O点的拉力总沿OA方向，斜梁对O点的支持力总沿BO方向。

下列判断正确的是（）A．横梁对O点的拉力为320NB．斜梁对O点的支持力为400NC．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁对O点的作用力将变小D．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对O点的作用力将变大第(4)题设房间的温度时室内空气的总质量为m，现打开空调使室内温度降到。

人教版高中物理选修3-1：第三章磁场章末检测

《磁场》检测试题(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共14个小题，每小题3分，共42分.1～10小题为单项选择题，11～14小题为多项选择题．)1．[2019·郑州高二检测]如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是()A．a点B．b点C．c点D．d点解析：画出a、b、c、d的磁感线的分布图，又I1>I2故该点距I1距离应比I2大，故C项正确，A、B、D三项错误．答案：C2.[2019·武汉高二检测]法拉第电动机原理如图所示．条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上．一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连．电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中．从上往下看，金属杆()A．向左摆动B．向右摆动C．顺时针转动D．逆时针转动解析：由左手定则知，图示位置金属杆所受安培力方向与金属杆垂直向里，从上往下看，金属杆逆时针转动，D项正确．答案：D3.[2019·安庆高二检测]如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对．在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则()A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面擦力水平向右B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面擦力水平向左C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零解析：做出两磁铁的磁场经过C点的磁感线，并标出两磁场在C点的磁场方向，由矢量合成可知，合磁场的方向竖直向上．根据左手定则可知，导线受到的安培力水平向右，A、B两项错误；根据牛顿第三定律可知，木板和磁铁组成的整体受到通电导线对它们水平向左的作用力，因此木板受到地面的摩擦力的方向水平向右，C项正确，D项错误．答案：C4．[2019·贵阳高二检测]一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平位置(如正面图)．现在通电导体棒所处位置加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的位置．如果所加磁场的强弱不同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图均是在侧面图的平面内画出的，磁感应强度的大小未按比例画)()解析：要使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的位置，则安培力的范围是由竖直向上顺时针转到沿细线向下，可以竖直向上，但不能沿细线向下．再由左手定则可知磁感应强度的方向是由水平向右顺时针转到垂直于细线向下，但不能沿垂直于细线向下．所以C图正确．答案：C5.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直．现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中()A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小解析：初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡．在磁场方向＝BIL 由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下的过程，安培力的大小F安不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里．根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转．因为金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡，重力和安培力的合力与拉力等大反向，重力和安培力的大小不变，它们之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大．故A项正确．答案：A6．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的()A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小解析：由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受洛伦兹力作用，带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力提供所需的向心力，qvB＝m v2r，得到轨道半径r＝mvqB，由于洛伦兹力不做功，故带电粒子的线速度v大小不变，当粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，B减小，r增大，由角速度ω＝vr可知角速度减小，故D项正确，A、B、C三项错误．答案：D7．[2019·江苏省江阴四校期中考试]图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，O点为三角形的中心，则()A．O点的磁感应强度为零B．O点的磁场方向垂直Oc向下C．导线a受到的安培力方向竖直向上D．导线b受到的安培力方向沿bc连线方向指向c解析：根据右手螺旋定则，a中电流在O点产生的磁场平行于bc向左，b 中电流在O点产生的磁场平行ac指向右下方，c中电流在O点产生的磁场平行ab指向左下方，由于三导线中电流大小相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则可知，O点合场强的方向垂直Oc向下，故A项错误，B项正确；根据左手定则，结合矢量合成法则，导线a受到的安培力方向水平向左，而导线b受到的安培力方向平行于ac斜向左上方，故C、D两项错误．答案：B8．如图所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中．A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；B中＋Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；C中I是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外．带电粒子不可能做匀速直线运动的是()解析：A 中，根据安培定则判断知虚线上合磁场的方向沿虚线方向向右，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，因而带电粒子做匀速直线运动，故A 项不符合题意；B 中，根据等量同种电荷的电场线分布可知电场线与虚线重合，带电粒子所受的电场力方向与其速度方向平行，粒子做变速直线运动，故B 项符合题意；C 中，由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，带电粒子能做匀速直线运动，故C 项不符合题意；D 中，若粒子带正电，粒子所受的电场力向上，由左手定则判断知洛伦兹力方向向下，可能与电场力平衡，则带电粒子可能做匀速直线运动，若粒子带负电，结论相同，故D 项不符合题意．答案：B9．有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k 倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子( )A ．运动轨迹的半径是Ⅰ中的1kB ．加速度的大小是Ⅰ中的k 倍C ．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k 倍D ．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等解析：设Ⅱ中的磁感应强度为B ，电子速率为v ，质量为m ，带电荷量为q ，则Ⅰ中的磁感应强度为kB ，Ⅰ中的电子运动轨迹的半径为mv qkB ，Ⅱ中的电子运动轨迹的半径为mv qB ，所以Ⅱ中的电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k 倍，A 项错误；电子在磁场中运动受到的洛伦兹力充当向心力，所以Ⅰ中的电子加速度的大小为qvkB m ，Ⅱ中的电子加速度的大小为qvB m ，所以Ⅱ中的电子的加速度大小是Ⅰ中的1k，B 项错误；根据电子在磁场中运动的周期公式可知，Ⅰ中的电子运动周期为2πm qkB ，Ⅱ中的电子运动周期为2πm qB ，所以Ⅱ中的电子运动周期是Ⅰ中的k 倍，C项正确；做圆周运动的角速度ω＝2πT ，所以Ⅰ中的电子运动的角速度为qkB m ，Ⅱ中的电子运动的角速度为qB m ，所以Ⅱ中的电子做圆周运动的角速度是Ⅰ中的1k ，D 项错误．答案：C10.。

整章一轮复习专题练习(一)附答案高中物理选修3-1磁场

高中物理专题复习选修3-1磁场单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）请点击修改第I 卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．如图所示，K 与虚线MN 之间是加速电场。

P 、Q 是两平行极板，提供偏转电场，极板间的距离及板长均为d ，右侧紧挨匀强磁场，磁场宽度为2d ，最右侧是荧光屏。

图中A 点与O 点的连线垂直于荧光屏。

一带正电的粒子由静止被加速，从A 点离开加速电场，垂直射入偏转电场，离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。

已知加速电压为1U ，偏转电压21U U ，磁场区域在竖直方向足够长，磁感应强度为B ，不计粒子的重力。

求：（1）粒子穿出偏转电场时的速度偏转角；（2）粒子的比荷。

（3）若磁场的磁感应强度可从0逐渐增大，则荧光屏上出现的亮线长度是多少?2．如图lO所示，在x≥O的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面朝里。

假设一系列质量为m、电荷量为q的正离子初速度为零，经过加速电场加速后从O点沿Ox轴正方向进人匀强磁场区域。

有一块厚度不计、高度为d的金属板竖直放置在磁场中，截面如图，M、N分别为金属板截面的上、下端点，M点的坐标为（d，2d）, N点的坐标为（d，d）。

不计正离子的重力。

（1）加速电场的电压在什么范围内，进入磁场的离子才能全部打在金属板上？（2）求打在金属板上的离子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值？（sin37°=0.6 cos37°=0.8）3．直角坐标系xoy界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场（第三象限除E=、方外），匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外，匀强电场场强vB向沿x轴负方向。

一不计重力的带正电的粒子，从坐标原点O以速度为v、沿x 轴负方向射入磁场，随后从界线上的P点垂直电场方向进入电场，并最终飞离电、磁场区域。

高三物理一轮复习章末检测3：电磁感应

第九章电磁感应(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分)1．(2015届河南天一大联考高三阶段测试)奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验．图中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接．实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是()A．线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强B．线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了C．线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场D．线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场2．(2015届广东省中山一中等七校高三联考)如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计．导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动．则金属棒运动过程中()A ．金属棒中的电流方向为由N 到MB ．电阻R 两端的电压为BLvC ．金属棒受到的安培力大小为B 2L 2v r ＋RD ．电阻R 产生焦耳热的功率为B 2L 2v R3．(2015届江苏省盐城市高三质检)如图所示，足够长的U 形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )A ．运动的平均速度大于12v B ．下滑的位移大小为qR BLC ．受到的最大安培力大小为B 2L 2v Rsin θ D ．产生的焦耳热为qBLv4．(2015届黄山市高三第一次质检)如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动一段距离时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g .则此过程( )A．轻杆在做匀加速直线运动B．流过导体棒的电流从a→bC．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D．恒力F做的功、安培力做的功与摩擦力做的功三者之和等于杆动能的变化量5．如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速度释放，在圆环从a摆向b 的过程中()A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向6．(2015届北京市房山区高三期末考试)物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验．如图所示，A是由铜片和绝缘细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来．当线圈通电时，铜片迅速停止摆动．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，均没出现摆动迅速停止的现象．对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致实验失败的原因可能是()A．电源的正负极接反B．电源的电压过高C．所选线圈的匝数过多D．构成摆的材料与老师的不同7．(2015届北京市丰台区高三期末考试)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R 连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘如图示方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，圆盘半径为l ，圆盘匀速转动的角速度为ω.下列说法正确的是( )A ．圆盘产生的电动势为12Bωl 2，流过电阻R 的电流方向为从b 到a B ．圆盘产生的电动势为12Bωl 2，流过电阻R 的电流方向为从a 到b C ．圆盘产生的电动势为Bωπl 2，流过电阻R 的电流方向为从b 到aD ．圆盘产生的电动势为Bωπl 2，流过电阻R 的电流方向为从a 到b8．右图中有A 、B 两个线圈．线圈B 连接一电阻R ，要使流过电阻R 的电流大小恒定，且方向由c 点流经电阻R 到d 点．设线圈A 中电流i 从a 点流入线圈的方向为正方向，则线圈A 中的电流随时间变化的图象是( )9．(2015届福建省泉州市高三上学期质检)如图所示，平放在水平面的铁芯上分别绕有线圈L 1、L 2，每个线圈各接有两条光滑的平行金属导轨，金属棒MN 、PQ 均垂直于导轨放置，MN 棒可自由移动而PQ 棒固定．MN 所在轨道之间有竖直向上的匀强磁场B 1 , PQ 棒所在轨道之间有沿竖直方向的变化磁场B 2，规定竖直向上为B 2的正方向．当B 2变化时，MN 在磁场B 1的作用下向右运动，则B 2随时间变化的B 2-t 图象可能是下图中的( )10．(2015届甘肃省天水市高三期末考试)如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中保持速度方向与ab边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在通过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律()11．如图所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN，MN垂直于OD.拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的()A．感应电动势保持不变B．感应电流保持不变C．感应电动势逐渐增大D．感应电流逐渐增大12．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中()A．导体框中产生的感应电流方向相同B．导体框中产生的焦耳热相同C．导体框ad边两端电势差相同D．通过导体框截面的电荷量相同第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、计算题(本题共3小题，共40分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位) 13．(11分)(2015届青岛市高三上学期期末考试)如图所示，光滑绝缘水平面上方有两个方向相反的水平方向匀强磁场，竖直虚线为其边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1＝B，B2＝3B.竖直放置的正方形金属线框边长为l、电阻为R、质量为m.线框通过一绝缘细线与套在光滑竖直杆上的质量为M的物块相连，滑轮左侧细线水平．开始时，线框与物块静止在图中虚线位置且细线水平伸直．将物块由图中虚线位置静止释放，当物块下滑h时速度大小为v0，此时细线与水平夹角θ＝30°，线框刚好有一半处于右侧磁场中．(已知重力加速度g，不计一切摩擦)求：(1)此过程中通过线框截面的电荷量q；(2)此时安培力的功率；(3)此过程在线框中产生的焦耳热Q.14．(14分)(2015届江苏省盐城市高三质检)如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B，一单匝边长为L，质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置．已知线框与桌面间动摩擦因数为μ，磁场宽度大于L，线框电阻为R，重力加速度为g，求：(1)当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压U ab；(2)水平拉力F的大小和磁场的宽度d；(3)匀速翻转过程中线框产生的热量Q.15．(15分)(2015届合肥市高三质检)如图(a)所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨间距L＝0.5 m，导轨左端M、P间接有一阻值R＝0.2 Ω的定值电阻，导体棒ab质量m＝0.1 kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d＝1.0 m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计．整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t ＝0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图(b)所示，不计感应电流磁场的影响．取重力加速度g＝10 m/s2.(1)求t＝0时棒所受到的安培力F0；(2)分析前3 s时间内导体棒的运动情况并求前3 s内棒所受的摩擦力f随时间t变化的关系式；(3)若t＝3 s时，突然使ab棒获得向右的速度v0＝8 m/s，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F，使棒的加速度大小恒为a＝4 m/s2、方向向左．求从t＝3 s到t＝4 s 的时间内通过电阻的电荷量q.『答案』1.『解析』闭合与断开开关S 的瞬间，A 线圈中的电流发生了变化，穿过线圈B 的磁通量发生变化，电流表G 中产生感应电流．闭合开关S 后，穿过线圈B 的磁通量都不发生变化，电流表G 中没有感应电流，感应电流只出现在磁通量变化的暂态过程中，这是在法拉第研究电磁感应现象的过程中的瓶颈所在．故选项D 符合题意．『答案』D2.『解析』由右手定则判断得知金属棒MN 中的电流方向为由N 到M ，故选项A 正确；MN 产生的感应电动势为E ＝BLv ，回路中的感应电流大小为I ＝E r ＋R ＝BLv R ＋r，则电阻R 两端的电压为U ＝IR ＝BLvR R ＋r ，故选项B 错误；金属棒MN 受到的安培力大小为F ＝BIL ＝B 2L 2v R ＋r，故选项C 正确；电阻R 产生焦耳热的功率为P ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫BLv R ＋r 2R ＝B 2L 2v 2R R ＋r 2，故选项D 错误．『答案』AC3.『解析』金属棒ab 开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于12v ，根据速度时间图象面积表示位移可知，棒的变加速运动的位移大于匀加速运动的位移，则平均速度应大于12v ，故选项A 正确；由公式q ＝n ΔΦR ＋r ＝BLs R可得，下滑的位移大小为s ＝qR BL ，故选项B 正确；金属棒ab 受到的最大安培力大小为F ＝BIL ＝B BLv R L ＝B 2L 2v R，故选项C 错误；产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝qIR ，而这里的电流I 比棒的速度大小为v 时的电流I ′＝BLv R小，故这一过程产生的焦耳热小于qBLv ，故选项D 错误．『答案』AB4.『解析』导体棒切割磁感线运动，由右手定则可知流过导体棒的电流为从b 到a ，选项B 错误；导体棒在恒力F 作用下做加速运动，随着速度的变化，导体棒受到的安培力发生变化，所以导体棒不可能做匀加速运动，选项A 错误；导体棒达到最大速度的过程中，外力对导体棒做功，安培力和摩擦力对导体棒做负功，由动能定理可知，合外力做功等于物体的动能变化量，故选项D 正确，选项C 错误．『答案』D5.『解析』分两组研究．先看感应电流方向，根据法拉第电磁感应定律，铜制圆环内磁通量先向里并增大，铜制圆环感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针；铜制圆环越过最低点过程中，铜制圆环内磁通量向里的减小，向外的增大，所以铜制圆环感应电流的磁场向里，感应电流为顺时针；越过最低点以后，铜制圆环内磁通量向外并减小，所以铜制圆环感应电流的磁场向外，感应电流为逆时针．再看安培力方向，根据左手定则，铜制圆环所受安培力因为左右不等，合力方向始终沿水平方向．故选项A 、D 正确．『答案』AD6.『解析』当铜片进入和离开磁场区域时，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片中产生感应电流，同时受到安培力作用，铜片克服安培力做功将机械能转化为铜片产生的焦耳热，所以，铜片会迅速停止摆动，如果通过磁场区域的是非导体材料则不会产生电磁阻尼现象，故选项D 正确．『答案』D7.『解析』由题意可知圆盘转动过程中切割磁感线，由右手定则可知经过R 的电流方向为由b 到a ，故选项B 、D 错误；圆盘产生的感应电动势E ＝Bl ωl 2＝12Bωl 2，故选项A 正确，选项C 错误．『答案』A8.『解析』若流过电阻R 的电流方向为由c 到d ，由楞次定律可知通过B 线圈的磁通量应为水平向右均匀减小或水平向左均匀增加，由此可知，线圈a 中若流入正方向电流，则电流应均匀增加，或者线圈a 中电流为负方向，且均匀减小，故选项A 正确．『答案』A9.『解析』导体棒MN 在磁场B 1中受安培力向右运动，则可知MN 中电流方向为由M 到N ，由楞次定律可知，通过L 1的磁通量为向上的减小或向下的增加，在PQ 中的电流应为由Q 到P 的减小或由P 到Q 的增加，由此可知，B 2向上应为非线性增加或向下非线性减小，故选项D 正确．『答案』D10.『解析』根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，可以定性地表示线框在通过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律的是图D.『答案』D11.『解析』根据E ＝BLv ，可知金属棒MN 向右匀速运动过程中，其切割磁感线的有效长度L 逐渐增大，故E 逐渐增大；设导体的单位长度电阻为R 0，则根据I ＝E R，得I ＝Bv sin α1＋cos α＋sin αR 0，可以判断出感应电流保持不变．『答案』BC12.『解析』由右手定则可得两种情况导体框中产生的感应电流方向相同，选项A 正确；热量Q ＝I 2Rt ＝⎝⎛⎭⎫Blv R 2R ·l v ＝B 2l 3v R ，可知导体框产生的焦耳热与运动速度有关，选项B 错误；电荷量q ＝It ＝Blv R ·l v ＝Bl 2R，故通过截面的电荷量与速度无关，电荷量相同，选项D 正确；以速度v 拉出时，U ad ＝14Blv ，以速度3v 拉出时，U ad ＝34Blv ，选项C 错误．『答案』AD13.『解析』(1)此过程的平均感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ＝2Bl 2Δt通过线框截面的电荷量：q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦR解得：q ＝2Bl 2R. (2)此时线框的速度为：v ＝v 0cos60°＝v 02线框中的感应电动势：E ＝B 1lv ＋B 2lv ＝2Blv 0线框中的感应电流：I ＝E R此时安培力的功率：P ＝I 2R ＝4B 2l 2v 20R . (3)对于系统由功能关系：Q ＝Mgh －12Mv 20－12mv 2＝Mgh －12Mv 20－18mv 20. 『答案』(1)2Bl 2R (2)4B 2l 2v 20R (3)Mgh －12Mv 20－18mv 2014『解析』(1)E ＝BLvI ＝E R ＝BLv RU ab ＝I 34R ＝34BLv . (2)F ＝F A ＋μmg ＝B 2L 2v R＋μmg ，撤去拉力后，线框匀减速运动，x 1＝v 22μg，所以，d ＝L ＋v 22μg.(3)线框在绕ab 轴翻转过程中，E m ＝BL 2ω，有效值E ＝BL 2ω2，t ＝14T ＝π2ω 产生焦耳热Q ＝I 2Rt ＝E 2R t ＝πB 2L 4ω4R . 『答案』(1)U ab ＝34BLv (2)d ＝L ＋v 22μg (3)Q ＝πB 2L 4ω4R15.『解析』(1)由图知ΔB Δt ＝0.22T/s ＝0.1 T/s t ＝0时棒的速度为零，故只有感生电动势：E ＝ΔΦΔt ＝ΔBLd Δt＝0.1×0.5×1 V ＝0.05 V I ＝E R ＝0.050.2A ＝0.25 A 得：t ＝0时棒所受到的安培力F 0＝IB 0L ＝0.025 N.(2)棒与轨道间的最大静摩擦力f m ＝μmg ＝0.1×0.1×10 N ＝0.1 N ＞F 0＝0.025 N 所以t ＝0时棒静止不动，加速度为零，这以后磁感应强度B 都小于B 0，棒所受到的安培力都小于最大静摩擦力，故前3 s 时间内导体棒静止不动，电流恒为I ＝0.25 A在0～3 s 的时间内，磁感应强度B ＝B 0－kt ＝0.2－0.1t因导体棒静止不动，故棒在水平方向受安培力和静摩擦力，合力为零． f ＝BIL ＝(0.2－0.1t )×0.25×0.5 N ＝0．012 5(2－t ) N(t ＜3 s)．(3)3 s ～4 s 时间内磁感应强度大小恒为B 2＝0.1 T ，ab 棒做匀变速运动，Δt 2＝4－3 s ＝1 s ，设t ＝4 s 时速度大小为v ，位移为x ，则v ＝v 0－a Δt ＝4 m/s x ＝v 0＋v 2Δt ＝6 m ，在这段时间内的平均电动势为E ＝ΔΦΔt 2在这段时间内通过电阻的电量为q ＝I Δt 2＝E R Δt 2＝ΔΦR ＝B 2Lx R＝1.5 C. ⎝⎛⎭⎫或Δq ＝B 2Lv R Δt ＝B 2L R Δx ，故q 2＝∑Δq ＝B 2Lx R ＝1.5 C 『答案』(1)0.025 N (2)见解析 (3)1.5 C。

新人教版高三物理一轮复习电磁感应复习题及答案解析

章末检测(九)(时间:60分钟，分值:100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题6分，共36分，每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I ，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )A ．穿过线框的磁通量保持不变B ．线框中感应电流方向保持不变C ．线框所受安培力的合力为零D ．线框的机械能不断增大 2.如图所示的电路，D 1和D 2是两个相同的灯泡，L 是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R 相同，由于存在自感现象，在开关S 接通和断开时，灯泡D 1和D 2先后亮暗的次序是( )A ．接通时D 1先达最亮，断开时D 1后灭B ．接通时D 2先达最亮，断开时D 2后灭C ．接通时D 1先达最亮，断开时D 1先灭 D ．接通时D 2先达最亮，断开时D 2先灭 3.如图所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场区域中，有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框，现用外力使线框以恒定的速度v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB 边始终与磁场右边界平行．已知AB ＝BC ＝l ，线框的总电阻为R ，则线框离开磁场的过程中( )A ．线框A 、B 两点间的电压不变B ．通过线框导线横截面的电荷量为Bl 22RC ．线框所受外力的最大值为2B 2l 2vRD ．线框的热功率与时间成正比 4.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨的下端接有电阻．当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨，ab上升的最大高度为h.两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好．关于上述情景，下列说法中正确的是() A．比较两次上升的最大高度，有H＝hB．比较两次上升的最大高度，有H<hC．无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D．有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生5.如图所示，直角坐标系xOy的第一、三象限内有匀强磁场，第一象限内的磁感应强度大小为2B，第三象限内的磁感应强度大小为B，方向均垂直于纸面向里．现将半径为l，圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R，规定与图中导线框的位置相对应的时刻为t＝0，逆时针的电流方向为正．则导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象为()6.如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时()A．电阻R1消耗的热功率为F v 3B．电阻R2消耗的热功率为F v 6C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmg v sin θD．整个装置消耗的机械功率为F v二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题意)7.如图所示，正方形线框的边长为L，电容器的电容为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k为变化率均匀减小时，则()A．线框产生的感应电动势大小为kL2B．电压表没有读数C．a点的电势高于b点的电势D．电容器所带的电荷量为零8．(原创题)正三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示．规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abca的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向．关于线框中的电流i与ab边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列选项正确的是()9.如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距L＝0.4 m，导轨所在平面与水平面的夹角为30°，其电阻不计．把完全相同的两金属棒(长度均为0.4 m)ab、cd分别垂直于导轨放置，并使每棒两端都与导轨良好接触．已知两金属棒的质量均为m＝0.1 kg、电阻均为R ＝0.2 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B＝0.5 T，当金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下沿导轨向上匀速运动时，金属棒cd恰好能保持静止．(g ＝10 m/s2)，则()A．F的大小为0.5 NB．金属棒ab产生的感应电动势为1.0 VC．ab棒两端的电压为1.0 VD．ab棒的速度为5.0 m/s三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10．(14分)如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝0.2 m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B＝0.1 T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3 Ω，桌面高H＝0.8 m，金属杆ab的质量m＝0.2 kg，电阻r＝1 Ω，在导轨上距桌面h＝0.2 m的高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4 m，g＝10 m/s2.求:(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小；(2)整个过程中R上产生的热量．11．(16分)如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，两导轨的上端接有电阻，阻值R＝2 Ω.虚线OO′下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 T．现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻．已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示．(g取10 m/s2)求:(1)金属杆刚进入磁场时速度多大？下落了0.3 m时速度多大？(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻R上产生多少热量？12.(16分)如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x＝9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R 的电荷量q ； (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q 2； (3)外力做的功W F .章末检测(九)1．[解析]选B.当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，A 错误，B 正确；因线框上下两边所在处的磁感应强度不同，线框所受的安培力的合力一定不为零，C 错误；整个线框所受的安培力的合力竖直向上，对线框做负功，线框的机械能减小，D 错误．2．A3．[解析]选B.在线框离开磁场的过程中有效切割长度逐渐变大，因此产生的感应电动势变大，线框A 、B 两点间的电压变大，A 错误；通过线框导线横截面的电荷量为Q ＝ΔΦR ＝Bl 22R ，B 正确；当感应电流最大时，线框所受安培力最大，此时线框所受外力最大，F ＝Il B ＝BlvRl B＝B 2l 2v R ，C 错误；线框的热功率P ＝F v ＝B 2l 2v 2R，D 错误．4．[解析]选D.没有磁场时，只有重力做功，机械能守恒，没有电热产生，C 错误；有磁场时，ab 切割磁感线产生感应电流，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab 上升的最大高度变小，A 、B 错误，D 正确．5．[解析]选C.导线框从题图位置开始(t ＝0)转过90°的过程中，产生的感应电动势为E 1＝12·2B·ω·l 2，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为I 1＝E 1R ，联立以上各式解得I 1＝Bl 2ωR，同理可求得导线框进入第三象限的过程中，回路中的电流为I 2＝Bl 2ω2R .经分析可知0～π2ω时间内，感应电流为I 1＝Bl 2ωR ；π2ω～πω时间内，感应电流为－I 1＝－Bl 2ωR ；πω～3π2ω时间内，感应电流为I 2＝Bl 2ω2R ；3π2ω～2πω时间内，感应电流为－I 2＝－Bl 2ω2R ，结合已知可得C 正确．6.[解析]选B.上滑速度为v 时，导体棒受力如图所示，则B 2L 2vR ＋R 2＝F ，所以P R 1＝P R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫BLv 2×32R2R ＝16F v ，故选项A 错误，B 正确；因为F f ＝μF N ，F N ＝mg c os θ，所以PF f ＝F f v ＝μmg vc os θ，选项C 错误；此时，整个装置消耗的机械功率为P ＝P F ＋PF f ＝F v ＋μmg vc os θ，选项D 错误．7．[解析]选BC.由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为kL 2/2，A 错误；由于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，外电压等于电动势，内电压为零，而接电压表的这部分相当于回路的内部，因此，电压表两端无电压，电压表没有读数，B 正确；根据楞次定律可以判断，a 点的电势高于b 点的电势，C 正确；电容器所带电荷量为Q ＝C kL 22，D 错误．8．[解析]选AD.根据欧姆定律及法拉第电磁感应定律可得，i ＝E R ＝SΔB RΔt ∝ΔBΔt＝k ，又由楞次定律可知，在0～1 s 和3 s ～4 s 时间段，感应电流均取正值，所以选项A 正确，选项B错误；ab 边所受的安培力F ＝B iL ＝B L SΔB RΔt ＝BSL R ·ΔB Δt ＝BSLR·k ，在0～1 s 时间段内，通过ab边的感应电流从a 到b ，根据左手定则可知，安培力水平向右，又B －t 图象的斜率k 不变，所以F ∝B ，显然选项C 错误，选项D 正确．9．[解析]选BD.对于cd 棒有mgsin θ＝B IL ，解得回路中的电流I ＝2.5 A ，所以回路中的感应电动势E ＝2IR ＝1.0 V ，B 正确；U ab ＝IR ＝0.5 V ，C 错误；对于ab 棒有F ＝B IL ＋mgsin θ，解得F ＝1.0 N ，A 错误；根据法拉第电磁感应定律有E ＝B L v ，解得v ＝5.0 m /s ，D 正确．10．[解析](1)设金属杆ab 刚进入磁场时的速度为v 1，刚离开磁场时的速度为v 2，则有mgh ＝12m v 21(2分)E ＝Bdv 1，I ＝ER ＋r＝0.01 A ．(3分)(2)金属杆飞出桌面后做平抛运动，H ＝12gt 2(2分)s ＝v 2t (2分)整个过程回路中产生的总热量Q ＝12m v 21－12m v 22＝0.3 J (3分)整个过程中R 上产生的热量Q R ＝R R ＋r·Q ＝0.225 J ．(2分)[答案](1)0.01 A (2)0.225 J 11．[解析](1)刚进入磁场时， a 0＝10 m /s 2，方向竖直向上(1分) 由牛顿第二定律有 B I 0L －mg ＝m a 0(2分)若进入磁场时的速度为v 0，有I 0＝E 0R，E 0＝B L v 0(2分)得v 0＝m (g ＋a 0)RB 2L 2代入数值有:v 0＝0.1×(10＋10)×222×12m /s ＝1 m /s (2分)下落0.3 m 时，通过a －h 图象知a ＝0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有mg ＝B IL (2分)其中I ＝ER，E ＝B L v ，可得下落0.3 m 时金属杆的速度v ＝mgRB 2L2(2分)代入数值有:v ＝0.1×10×222×12m /s ＝0.5 m /s .(1分)(2)从开始到下落0.3 m 的过程中，由能的转化和守恒定律有mgh ＝Q ＋12m v 2(2分)代入数值有Q ＝0.29 J ．(2分) [答案](1)1 m /s 0.5 m /s (2)0.29 J12．[解析](1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt ，回路的磁通量的变化量为ΔΦ，回路中的平均感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt①(1分) 其中ΔΦ＝B lx ②(1分) 设回路中的平均电流为I ，由闭合电路欧姆定律得 I ＝ER ＋r ③(1分) 则通过电阻R 的电荷量为q ＝I Δt ④(2分)联立①②③④式，得q ＝BlxR ＋r代入数据得q ＝4.5 C ．(1分)(2)设撤去外力时金属棒的速度为v ，对于金属棒的匀加速运动过程，由运动学公式得 v 2＝2a x ⑤(1分)设金属棒在撤去外力后的运动过程中克服安培力所做的功为W ，由动能定理得W ＝0－12m v 2⑥(2分)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q 2＝－W ⑦(2分)联立⑤⑥⑦式，代入数据得Q 2＝1.8 J ．⑧(1分)(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1，可得Q 1＝3.6 J ⑨(1分)在金属棒运动的整个过程中，外力F 克服安培力做功，由功能关系可知W F ＝Q 1＋Q 2⑩(2分)由⑧⑨⑩式得W F ＝5.4 J ．(1分) [答案](1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J。

(新课标)2019届高考物理：一轮复习第9章磁场章末过关检测(九)(含答案).doc

第9章磁场章末过关检测(九)(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如图所示，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时的位置是( )A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右解析：选C.负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO′向左．由于磁针N极指向为磁场方向，可知选项C正确．2．如图所示是电子射线管的示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向上(z轴正方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )A．加一沿y轴正方向的磁场B．加一沿y轴负方向的磁场C．加一沿z轴正方向的磁场D．加一沿z轴负方向的磁场解析：选B.若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故A错误．若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，故B正确．若加一沿z轴正方向的磁场，电子受沿y轴正向的磁场力作用，亮线向y轴正方向偏转，故C错误．若加一沿z轴负方向的磁场，电子受沿y轴负向的磁场力作用，亮线向y轴负方向偏转，故D错误．3.如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A 极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是( )A ．将变阻器滑动头P 向右滑动B ．将变阻器滑动头P 向左滑动C ．将极板间距离适当减小D ．将极板间距离适当增大解析：选D.电子射入极板间后，偏向A 板，说明qE >qvB ，由E ＝U d可知，减小场强E 的方法有增大板间距离和减小板间电压，故C 错误，D 正确；而移动变阻器滑动头P 并不能改变板间电压，故A 、B 均错误．4.不计重力的两个带电粒子M 和N 经小孔S 垂直磁场边界且垂直磁场方向进入匀强磁场，在磁场中的轨迹如图．分别用v M 与v N ，t M 与t N ，q M m M 与q N m N表示它们的速率、在磁场中运动的时间、比荷，下列说法正确的是( )A ．如果q M m M ＜q N m N，则v M >v N B ．如果q M m M ＜q N m N，则t M <t N C ．如果v M ＝v N ，则q M m M ＜q N m ND ．如果t M ＝t N ，则q M m M >q N m N解析：选C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由qvB ＝m v 2r ，得v ＝B ·r ·q m，由它们在磁场中的轨迹可知两个带电粒子M 和N 轨迹半径关系为r M ＞r N ，结合上式可知，如果q M m M ＜q N m N，v M 不一定大于v N ，选项A 错误．由题意可知，两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中的轨迹均为半个圆周，运动时间均为半个周期，如果q M m M ＜q N m N ，由T ＝2πr v ＝2πm qB可知，两个带电粒子M 和N 在匀强磁场中运动周期关系为T M ＞T N ，则t M ＞t N ，选项B 错误．由q m ＝v rB且r M ＞r N 可知，如果v M ＝v N ，则q M m M ＜q N m N ，选项C 正确．由t ＝T 2＝πm qB 可知q m ＝πBt，如果t M ＝t N ，则q M m M ＝q N m N，选项D 错误． 5．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R ，磁场方向垂直于横截面．一质量为m 、电荷量为q (q ＞0)的粒子以速率v 0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为( )A.3mv 03qR B ．mv 0qR C.3mv 0qR D ．3mv 0qR解析：选A.如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv 0B ＝m v 20r，据几何关系，粒子在磁场中的轨道半径r ＝R tan 60°＝3R ，解得B＝3mv03qR，选项A正确．二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分) 6．(2018·河北定州中学模拟)速度相同的一束粒子(不计重力)经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( )A．该束带电粒子带正电B．速度选择器的P1极板带负电C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B 1D．若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小解析：选ACD.由图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电，故A 正确．在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P 1极板带正电，故B 错误．粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：qvB 1＝qE ，解得：v ＝E B 1，故C 正确．粒子进入匀强磁场B 2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qvB ＝m v 2r ，解得：r ＝mv qB.可见，由于v 是一定的，B 不变，半径r 越大，则q m越小，故D 正确. 7.(2018·江西吉安一中段考)如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图，在一半径为R ＝10 cm 的圆柱形桶内有B ＝10－4T 的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出．现有一粒子源发射比荷为q m＝2×1011 C/kg 的正粒子，粒子束中速度分布连续，当角α＝45°时，出射粒子速度v 的大小错误的是( ) A.2×106 m/s B ．22×106 m/sC．22×108 m/s D ．42×106 m/s解析：选ACD.粒子从小孔a 射入磁场，与ab 方向的夹角为α＝45°，则粒子从小孔b 离开磁场时速度与ab 的夹角也为α＝45°，过入射速度和出射速度方向作垂线，得到轨迹的圆心O ′，画出轨迹如图，由几何知识得到轨迹所对应的圆心角为：θ＝2α＝90° ，则粒子的轨迹半径有关系：2r ＝2R ，由牛顿第二定律得：Bqv ＝m v 2r ，解得：v ＝qBr m＝22×106 m/s ，故选项B 正确．8.(2018·长沙市长郡中学模拟)绝缘光滑斜面与水平面成α角，质量为m、带电荷量为－q(q>0)的小球从斜面上的h高度处释放，初速度为v0(v0>0)，方向与斜面底边MN平行，如图所示，整个装置处在匀强磁场B中，磁场方向平行斜面向上．如果斜面足够大，且小球能够沿斜面到达底边MN.则下列判断正确的是( )A．匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤mgqvB．匀强磁场磁感应强度的取值范围为0≤B≤mg cos αqvC．小球在斜面做变加速曲线运动D．小球达到底边MN的时间t＝2h g sin2α解析：选BD.对小球受力分析，受重力、支持力、洛伦兹力，根据左手定则，可知，洛伦兹力垂直斜面向上，即使速度的变化，不会影响重力与支持力的合力，由于速度与合力垂直，因此小球做匀变速曲线运动，故C错误；根据小球能够沿斜面到达底边MN，则小球受到的洛伦兹力0≤f＝qvB≤mg cos α，解得磁感应强度的取值范围为0≤B≤mg cos αqv，故A错误，B正确；小球做类平抛运动，则在斜面上，沿着斜面方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据力的分解法则及牛顿第二定律，则小球的加速度a＝mg sin αm，再由运动学公式，球到达底边MN的时间t＝2hg sin2α，故D正确．三、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(10分)如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？解析：对导体棒ab受力分析，由平衡条件得，竖直方向F N ＝mg水平方向BIL－F f－Mg＝0又F f＝μF N联立解得I＝2 A由左手定则知电流方向由a指向b.答案：2 A 电流方向由a指向b10．(12分)(2018·山西大同联考)如图所示，在平面直角坐标系内，第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、带电荷量为q的带电粒子从电场中Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第一象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h，2h)，不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)粒子在磁场中的运动时间．解析：(1)粒子在电场中运动时由几何关系可知粒子水平方向位移为2h ，竖直方向位移为h ，由类平抛运动规律得2h ＝v 0t ，h ＝12at 2，由牛顿第二定律可知Eq ＝ma ，联立解得E ＝mv 202qh. (2)粒子到达O 点，沿＋y 方向的分速度v y ＝at ＝Eq m ·2h v 0＝v 0，则速度与x 正方向的夹角α满足tan α＝v y v x＝1，α＝45°，粒子从MP 的中点垂直于MP 进入磁场，垂直于NP 射出磁场，粒子在磁场中的速度v ＝2v 0，轨道半径R ＝2h ，又Bqv ＝m v 2R，解得B ＝mv 0qh. (3)由题意得，带电粒子在磁场中转过的角度为45°，故运动时间t ＝18T ＝2πm Bq ·18＝πh 4v 0. 答案：(1)mv 202qh (2)mv 0qh (3)πh 4v 011.(15分)(2018·河南开封高三考试)如图所示，竖直平面内的空间中，有沿水平方向、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在磁场中建立竖直的平面直角坐标系xOy ，在x <0的区域内有沿x 轴负向的匀强电场，电场强度大小为E ，在x >0的区域内也存在匀强电场(图中未画出)．一个带正电的小球(可视为质点)从x 轴上的N 点竖直向下做匀速圆周运动至P点后进入x<0的区域，沿着与水平方向成α＝30°角斜向上做直线运动，通过x轴上的M点，求：(重力加速度为g，不计空气阻力)(1)小球运动速度的大小．(2)在x>0的区域内所加的电场强度的大小．(3)小球从N点运动到M点所用的时间．解析：(1)带电小球做直线运动时的受力情况如图1所示由受力分析图1得qE＝mg tan 30°mg＝qvB cos 30°联立得v＝2E B.(2)小球在x＞0的区域内做匀速圆周运动，则带电小球所受电场力应与所受重力相平衡qE1＝mg解得E1＝3E.(3)小球的运动轨迹如图2所示，由几何关系可知∠OPO′＝α＝30°，∠NO ′P ＝120°由匀速圆周运动特点，可知小球做圆周运动的半径R ＝mv qB由几何知识可知，线段MP ＝Rtan α＝3R带电小球做直线运动的时间t 1＝MP v ＝3R v ＝3m qB ＝3E gB带电小球做圆周运动的周期T ＝2πR v ＝23πE gB所以小球做圆周运动从N 到P 所用的时间t 2＝T 3＝2πE 3gB则带电小球从N 点到M 点所用的时间t ＝t 1＋t 2＝E gB ⎝⎛⎭⎪⎪⎫3＋2π3. 答案：(1)2E B (2)3E (3)E gB ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3＋2π312．(15分)(2018·浙江省名校协作体高三联考)如图所示，LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN 水平且足够长，LM 下端与MN 相切．在OP 与QR 之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .C 、D 是质量为m 和4m 的绝缘小物块(可视为质点)，其中D 带有电荷量q ，C 不带电．现将物块D 静止放置在水平轨道的MO 段，将物块C 从离水平轨道MN 距离h 高的L 处由静止释放，物块C 沿轨道下滑进入水平轨道，然后与D 相碰，碰后物体C 被反弹滑至斜面h 9处，物体D 进入虚线OP 右侧的复合场中继续运动，最后从RQ 侧飞出复合场区域．求：(1)物块D 进入磁场时的瞬时速度v D ；(2)若物块D 进入磁场后恰好做匀速圆周运动，求所加匀强电场的电场强度E 的值及物块D 的电性；(3)若物块D 飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60°，求物块D 飞出QR 边界时与水平轨道的距离d .解析：(1)对物块C ，根据动能定理有mgh ＝12mv 2 反弹后12mv 21＝mg h 9得：v 1＝v 3碰撞时由动量守恒定律：mv ＝－mv 1＋4mv D代入得：v D ＝v 3＝2gh 3. (2)若物块D 做匀速圆周运动，则电场力与重力相等： 4mg ＝Eq得：E ＝4mg q 带正电．(3)由几何关系得d ＝(1－cos 60°)R ＝R2R ＝4mv 3Bq ＝4m 2hg 3Bq 得：d ＝R 2＝2m 2hg 3Bq.2hg 3(2)4mgq带正电(3)2m2hg3Bq答案：(1)。

高中物理(人教选修31)配套章末检测卷：第三章磁场(含解析)

章末检测卷(三)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)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值越大答案 D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的强弱，疏密程度表示大小．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答案 C解析当带电粒子带负电时，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反，当带电粒子带正电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由U AB＝Wq知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直．故C正确，D 错误．所以选C.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．无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项B正确．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()图1A．0 B．0.5BC．B D．2B答案 A解析用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内中部磁感应强度为零．5．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()答案 A6.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()图2答案 C解析带电小球静止时受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力F N和沿斜面向上的摩擦力F f，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F，沿斜面方向有：mg sin θ－μ(mg cos θ－F)＝ma，在垂直于斜面方向有：F N＋F＝mg cos θ，由于球加速运动，据F＝q v B，F增大而支持力F N 减小，据F f＝μF N，摩擦力减小，导致加速度a增加；当速度v增到某个值时，mg cos θ－F＝0，有mg sin θ＝ma，此时加速度最大；此后，F＞mg cos θ，支持力F N反向，且速度继续增大，支持力F N 增大，摩擦力F f也随着增大，最后出现mg sin θ＝F f，之后小球匀速下滑；所以只有C选项正确．7.如图3所示，带电粒子以初速度v 0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v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( )图3A ．v 0 B.1v 0 C ．2v 0 D.v 02答案 C解析设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d 即d ＝m v 0qB ，得B ＝m v 0qd.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝qE 2m (d v 0)2得E ＝2m v 02qd ，所以E B＝2v 0.选项C 正确．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( )图4A ．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 ．以上说法都不对答案 BC解析洛伦兹力不做功，空气阻力做负功．由r ＝m v qB 得B ＝m vqr ，速率减小，B 增大，所以半径减小．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( )图5A ．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答案 AC10．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( )图6A ．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 ．小球动能可能减小答案 AC11.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( )图7A ．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 无关答案 BD解析由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Q ＝V t ＝v bctt ＝v bc ，其中v 为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，所受洛伦兹力和电场力达到平衡，即q v B ＝U b q ，得v ＝U bB ，则流量Q ＝U Bb bc ＝UB c ，故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v 1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v 2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()图8A ．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答案 AC解析设磁场半径为R ，当第一次以速度v 1沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r 12R ＝cos 30°，即r 1＝3R .当第二次以速度v 2沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r 2＝R ，所以r 1r 2＝31，A 正确．两次情况下都是同一个带电粒子在相等的磁感应强度下运动的，所以根据公式r ＝m v Bq ，可得v 1v 2＝r 1r 2＝31，B 错误．因为周期T ＝2πm Bq ，与速度无关，所以运动时间比为t 1t 2＝60°360° T 90°360°T ＝23，C 正确，D 错误．故选A 、C.三、计算题(本题共4小题，共52分)13．(10分)如图9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)图9答案 0.8 N解析对PQ 画出截面图且受力分析如图所示由平衡条件得F 安＝mg tan 37°，又F 安＝BIL 代入数据得G ＝mg ＝BIL tan 37°＝0.6×5×0.23/4N ＝0.8 N14．(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10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 )图10答案m v er tan θ2解析如图所示，作入射速度方向的垂线和出射速度方向的垂线，这两条垂线的交点就是电子束在圆形磁场内做匀速圆周运动的圆心，设其半径为R ，用m 、e 分别表示电子的质量和电荷量，根据牛顿第二定律得e v B ＝m v 2R根据几何关系得tan θ2＝rR联立解得B ＝m v er tan θ215．(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v 0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：图11(1)磁场方向(简述判断理由)． (2)E 0和B 0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t 1和t 2之比．答案 (1)垂直纸面向外(理由见解析) (2)2v 0 (3)2∶π解析 (1)由题图可知，电场与磁场是交替存在的，即同一时刻不可能同时既有电场，又有磁场．据题意对于同一粒子，从点A 到点C ，它只受电场力或磁场力中的一种，粒子能在电场力作用下从点A 运动到点C ，说明受向右的电场力，又因场强方向也向右，故粒子带正电．因为粒子能在磁场力作用下由A 点运动到点C ，说明它受到向右的磁场力，又因其带正电，根据左手定则可判断出磁场方向垂直于纸面向外．(2)粒子只在磁场中运动时，它在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动．因为AB ＝BC ＝l ，则运动半径R ＝l .由牛顿第二定律知：q v 0B 0＝m v 20R ，则B 0＝m v 0ql粒子只在电场中运动时，它做类平抛运动，在点A 到点B 方向上，有l ＝v 0t 在点B 到点C 方向上，有a ＝qE 0m ，l ＝12at 2.解得E 0＝2m v 20ql ，则E 0B 0＝2v 0(3)t ＝1 s 射出的粒子仅受到电场力作用，则粒子由A 点运动到C 点所经历的时间t 1＝lv 0.t ＝3 s 射出的粒子仅受到磁场力作用，则粒子由A 点运动到C 点所经历的时间t 2＝14T ，因为T ＝2πmqB 0，所以t 2＝πm2qB 0；故t 1∶t 2＝2∶π. 16. (15分)如图12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：图12(1)电场强度E 的大小和方向；(2)小球从A 点抛出时初速度v 0的大小； (3)A 点到x 轴的高度h .答案 (1)mg q 竖直向上 (2)qBL 2m cot θ (3)q 2B 2L 28m 2g解析 (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 ＝mg ① E ＝mgq②重力的方向是竖直向下，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，如图所示．设半径为r ，由几何关系知 L2r＝sin θ③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 v 2r④ 由速度的合成与分解知v 0v ＝cos θ ⑤ 由③④⑤式得v 0＝qBL2mcot θ⑥ (3)设小球到M 点时的竖直分速度为v y ，它与水平分速度的关系为v y ＝v 0tan θ ⑦ 由匀变速直线运动规律v 2y ＝2gh⑧由⑥⑦⑧式得h ＝q 2B 2L 28m 2g。

高三物理一轮复习章末检测7：电磁感应

章末质量检测(十)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分。

1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题)1.如图1所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是()图1A.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大B.仅使圆环绕水平轴ab如图转动30°C.仅使圆环绕水平轴cd如图转动30°D.保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动解析原磁场的方向竖直向上，圆环中顺时针(从上向下看)方向的感应电流的磁场方向竖直向下，与原磁场的方向相反，所以穿过圆环的磁通量应增大。

仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环产生顺时针(从上向下看)方向的感应电流，选项A正确；仅使圆环绕水平轴ab 或cd按题图所示方向转动30°，转动过程中穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针(从上向下看)方向的感应电流，选项B、C错误；保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动，穿过圆环的磁通量保持不变，不能产生感应电流，选项D错误。

答案 A2.美国《大众科学》月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能。

具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图2所示。

A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。

现对A进行加热，则()图2A.B中将产生逆时针方向的电流B.B中将产生顺时针方向的电流C.B线圈有收缩的趋势D.B线圈有扩张的趋势解析合金材料加热后，合金材料成为强磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，选项C错误，D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，选项A、B错误。

高三物理一轮复习章末检测3：磁场

第八章磁场(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分)1．(2015届河北省重点中学12月调研考试)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC，其中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是()A．从AB边出射的电子的运动时间都相等B．从AC边出射的电子的运动时间都相等C．入射速度越大的电子，其运动时间越长D．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长2．(2015届豫晋冀高三联考)如图所示是质谱仪的一部分，两个具有相同电荷量的离子a、b以相同的速度从孔S沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，在磁场中分成两条轨迹，最终打到照相底片上．下列说法正确的是()A．离子a，b均带负电B．离子a的质量小于b的质量C ．离子a 的运动周期等于b 的运动周期D ．离子a 的运动时间大于b 的运动时间3．(2015届唐山市高三联考)如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B ，导轨宽度为L ，一端与电源连接．一质量为m 的金属棒ab 垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝33，在安培力的作用下，金属棒以v 0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向成( )A ．37°B ．30°C ．45°D ．60°4．(2015届北京市朝阳区高三期末考试)如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v 0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是( )A ．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为12mv 20 B ．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为12mv 20－m 3g 22B 2q2 C ．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为12mv 20D ．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为12mv 20－m 3g 22B 2q2 5．(2015届北京市东城区高三期末考试)如图甲所示，两个平行金属板正对放置，板长l ＝10 cm ，间距d ＝5 cm ，在两板间的中线OO ′的O 处一个粒子源，沿OO ′方向连续不断地放出速度v 0＝1.0×105 m/s 的质子．两平行金属板间的电压u 随时间变化的u -t 图线如图乙所示，电场只分布在两板之间．在靠近两平行金属板边缘的右侧分布有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B ＝5×10－3 T ，方向垂直于纸面向里，磁场边缘MN 与OO ′垂直．质子的比荷取q m ＝1.0×108 C/kg ，质子之间的作用力忽略不计，下列说法正确的是( )A．有质子进入磁场区域的时间是0.15 sB．质子在电场中运动的最长时间是0.10 sC．质子在磁场中做圆周运动的最大半径是0.5 mD．质子在磁场中运动的最大速度是v0的2倍6．(2015届泉州市高三质检)如图所示，仅在xOy平面的第I象限内存在垂直纸面的匀强磁场，一细束电子从x轴上的P点以大小不同的速度射入该磁场中，速度方向均与x轴正方向成锐角θ.速率为v0的电子可从x轴上的Q点离开磁场，不计电子间的相互作用，下列判断正确的是()A．该区域的磁场方向垂直纸面向里B．所有电子都不可能通过坐标原点OC．所有电子在磁场中运动的时间一定都相等D．速率小于v0的电子离开磁场时速度方向改变的角度均为θ7．(2015届河南天一大联考高三阶段测试)如图所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．两个质量均为m、带电荷量为＋q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中()A．甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B．甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C．甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同D．两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等8．(2015届衡水市高三大联考)如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转．要使此离子沿直线通过电磁场，需要()A．增加E，减小B B．增加E，减小UC．适当增加U D．适当减小E9．(2015届开封市高三二模)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是()A．此粒子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．粒子在C点时机械能最大D．粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点10．(2015届扬州市高三模拟)如图所示，两平行金属板水平放置，开始开关S合上使平行板电容器带电．板间存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子恰能以水平向右的速度沿直线通过两板．在以下方法中，能使带电粒子仍沿水平直线通过两板的是()A．将两板的距离增大一倍，同时将磁感应强度增大一倍B．将两板的距离减小一倍，同时将磁感应强度增大一倍C．将开关S断开，两板间的正对面积减小一倍，同时将板间磁场的磁感应强度减小一倍D．将开关S断开，两板间的正对面积减小一倍，同时将板间磁场的磁感应强度增大一倍11．(2015届银川市宁大附中高三模拟)如图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12．(2015届德州市高三质检)如图所示，在重力、电场力和洛伦兹力作用下，一带电液滴做直线运动，下列关于带电液滴的性质和运动的说法中正确的是()A．液滴可能带负电B．不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线C．液滴一定做匀速直线运动D．液滴可能在垂直电场的方向上运动第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、实验题(本题共1小题，共8分)13．(8分)(2015届北京市东城区高三期末考试)如图所示为奥斯特实验所用装置，开关闭合前将小磁针置于水平桌面上，其上方附近的导线应与桌面平行且沿________(选填“东西”、“南北”)方向放置，这是由于考虑到________的影响；开关闭合后，小磁针偏转了一定角度，说明________；如果将小磁针置于导线正上方附近，开关闭合后小磁针________发生偏转(选填“会”、“不会”)．三、计算题(本题共2小题，共32分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位) 14．(15分)(2015届潍坊市高三上学期期末考试)提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值．右图是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的原理图，x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，初速度为0的质子、氘核混合物经电压为U的电场加速后，从x轴上的A(－L,0)点沿与＋x成θ＝30°的方向进入第二象限(速度方向与磁场方向垂直)，质子刚好从坐标原点离开磁场．已知质子、氘核的电荷量均为＋q，质量分别为m、2m，忽略质子、氘核的重力及其相互作用．(1)求质子进入磁场时速度的大小；(2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比；(3)若在x轴上接收氘核，求接收器所在位置的横坐标．15．(17分)(2015届德州市高三期末考试)如图所示，在坐标系xOy的第二象限内有沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E.第三象限内存在匀强磁场I，y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ，Ⅰ、Ⅱ磁场的方向均垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量为＋q的粒子自P(－l，l)点由静止释放，沿垂直于x轴的方向进入磁场Ⅰ，接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ，不计粒子重力．(1)求磁场Ⅰ的磁感应强度B1；(2)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2＝3B1，求粒子从第一次经过y轴到第四次经过y轴的时间t及这段时间内的平均速度．『答案』1.『解析』电子做圆周运动的周期T ＝2πm eB ，保持不变，电子在磁场中运动时间为t ＝θ2πT ，轨迹对应的圆心角θ越大，运动时间越长．电子沿BC 方向入射，若从AB 边射出时，根据几何知识可知在AB 边射出的电子轨迹所对应的圆心角相等，在磁场中运动时间相等，与速度无关．故选项A 正确，选项C 错误；从AC 边射出的电子轨迹对应的圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中运动时间不相等．故选项B 、D 错误．『答案』A2.『解析』由题意可知带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用做圆周运动，由左手定则可判断带电粒子带正电，选项A 错误；根据qvB ＝mv 2r 得，r ＝mv qB，由于a 、b 两粒子带电荷量相同，进入磁场的速度相同，而r a ＞r b ，所以m a ＞m b ，故选项B 错误；根据T ＝2πm qB，可知a 粒子在磁场中运动周期大于b 粒子运动周期，故选项C 错误，选项D 正确．『答案』D3.『解析』金属棒以v 0的速度向右做匀速运动，欲使电流最小，则导体棒受到的安培力最小，由于导体棒处于平衡状态，故导体棒受到的摩擦力最小，导体棒受到的安培力可分解为水平向右和竖直向上的两个分力，设磁场与竖直方向夹角为θ，由平衡方程有BIL cos θ＝μ(mg －BIL sin θ)得I ＝μmg BL cos θ＋μsin θ，当cos θ＋μsin θ有最大值时电流I 有最小值．cos θ＋33sin θ＝233sin(60°＋θ)，当θ＝30°时，电流I 有最小值，故选项B 正确．『答案』B4.『解析』如果磁场垂直纸面向里，带电小环受到竖直向上的洛伦兹力作用，若洛伦兹力最初大于小环的重力，小环先做减速运动，当洛伦兹力等于重力时小环将做匀速运动，此时有qvB ＝mg ，得v ＝mg qB ，由动能定理有W f ＝12mv 20－12mv 2＝12mv 20－12m m 2g 2q 2B 2＝12mv 20－m 3g 22q 2B 2，故选项A 、B 错误；如果磁场方向垂直纸面向外，则带正电小环受到洛伦兹力竖直向下，小球受到摩擦力作用最大停止运动，由动能定理可知，小环克服摩擦力做功一定为12mv 20，故选项C 正确，选项D 错误．『答案』C5.『解析』质子通过电场所用时间很小，可以认为质子在电场中运动时两极板电压保持不变，设当质子在电场中侧移量为d 2时的电压为U ，则有d 2＝12qU dm ⎝⎛⎭⎫l v 02，解得U ＝25 V ，所以在0～0.2 s 时间区间内有0.05 s 时间有质子进入磁场，选项A 错误；质子在电场运动的最长时间为t ＝l v 0＝0.1105 s ＝10－6 s ，选项B 错误；质子离开电场时的最大速度为v m ，由动能定理有12qU ＝12mv 2m －12mv 20，得v m ＝qU ＋mv 20m ＝52×105 m/s ，由R m ＝mv m qB＝0.5 m ，故选项C 正确，选项D 错误．『答案』C6.『解析』由题意可知电子在磁场中受到的洛伦兹力作用下做圆周运动能通过Q 点，由左手定则可知磁场方向应为垂直纸面向外，选项A 错误；由于磁场仅在第Ⅰ象限内，所以电子不可能通过坐标原点O ，选项B 正确；到达x 轴和到达y 轴的粒子在磁场中运动时间不同，选项C 错误；速率小于v 0的电子离开磁场时速度方向改变的角度均为360°－2θ，故选项D 错误．『答案』B7.『解析』小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，故：mg cos θ＝qv m B ，解得：v m ＝mg cos θqB ，故斜面倾角越大，飞离时速度越小，故甲飞离速度大于乙，故选项A 正确；甲斜面倾角小，平均加速度小，但是末速度大，故甲在斜面上运动时间比乙的长，故选项B 错误；根据动能定理mgl sin θ＝12mv 2，代入数据化简l ＝m 2g cos 2θ2B 2q 2sin θ，故甲的位移大于乙的位移，故选项C 错误；重力的平均功率为重力乘以竖直方向的分速度的平均值P ＝mg v sin θ＝mg ×mg cos θ2qBsin θ，代入数据相等，故选项D 正确．『答案』AD8.『解析』要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件：Eq ＝qvB .根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力．增大电场强度E ，即可以增大电场力，减小磁感强度B ，即减小洛伦兹力，不满足要求．故选项A 错误；减小加速电压U ，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E ，则电场力增大，不满足要求，故选项B 错误；加速电场中，根据eU ＝mv 2/2可得v 2＝2eU /m ，适当地增大加速电压U ，从而增大洛伦兹力，故选项C 正确；根据适当减小电场强度E ，从而减小电场力，故选项D 正确．『答案』CD9.『解析』从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负电，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，可知粒子带正电．故选项A 正确；离子具有速度后，它就在向下的电场力F 及总与速度垂直并不断改变方向的洛伦兹力f 作用下沿ACB 曲线运动，因洛伦兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而离子到达B 点时的速度为零，所以从A 到B 电场力所做正功与负功加起来为零．这说明离子在电场中的B 点与A 点的电势能相等，即B 点与A 点位于同一高度．故选项B 正确；在由A 经C 到B 的过程中，在C 点时，电势最低，此时粒子的电势能最小，由能量守恒定律可知此时具有最大动能，所以此时的速度最大．故选项C 正确；只要将粒子在B 点的状态与A 点进行比较，就可以发现它们的状态(速度为零，电势能相等)相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，粒子就将在B 的右侧重现前面的曲线运动，因此，粒子是不可能沿原曲线返回A 点的．如图所示，故选项D 错误．『答案』ABC10.『解析』电容器处于通电状态，把两板间距离减小一倍，由E ＝U d可知，电场强度变为原来的二倍，根据Eq ＝qvB 可知，要使粒子匀速通过，速率应该增加一倍，故选项B正确；电容器处于通电状态，把两板间距离增大一倍，由E ＝U d可知，电场强度变为原来的二分之一，根据Eq ＝qvB 可知，要使粒子匀速通过，磁场应该减小一倍，故选项A 错误；如果把开关S 断开，两极板的正对面积减小一倍，其间电场强度增加为原来的二倍，电场力增大，因此根据Eq ＝qvB 可知，要使粒子匀速通过，磁场强度应增大一倍，故选项C 错误，选项D 正确．『答案』BD11.『解析』粒子由回旋加速器加速到最大速度时，其轨道半径等于D 形盒的半径，由圆周运动规律有：Bqv m ＝m v 2m R ，其中R 为D 形盒半径，则v m ＝qBR m，两粒子比荷相同则最大速度相同，选项A 正确；E km ＝12mv 2m ＝12m ⎝⎛⎭⎫q m 2B 2R 2，比荷相同，但质量不同，所以最大动能不同，选项B 错误；周期T ＝2πm qB ，比荷相同则T 相同，选项C 正确；由于E km ＝q 2B 2R 22m ，与加速电压U 无关，选项D 错误．『答案』AC12.『解析』由于洛伦兹力大小与速度大小有关，带电液滴若做直线运动则必定受力平衡，做匀速直线运动，选项C 正确；电场力可能水平向左也可能水平向右，故液滴电性不确定，选项A 正确；若液滴带正电，液滴运动轨迹如图甲中虚线，若液滴带负电，液滴运动轨迹如图乙中虚线，所以不可能为同一条直线，选项B 错误；液滴若在垂直电场的方向上运动，液滴不可能受到平衡力的作用，故选项D 错误．『答案』AC13.『解析』由地磁场在地球表面的方向为南北方向，所以通电导线产生的磁场在导线的上、下方应为东西方向，导线应南北放置，这样小磁针偏转较明显．开关闭合后小磁针偏转了一定角度，说明通电导线在周围产生了磁场．『答案』南北地磁场电流周围有磁场会14.『解析』(1)对质子，有qU ＝12mv 2－0 得v ＝2qU m.(2)质子和氘核在磁场中运动时间为各自周期的16，所以时间之比等于其周期之比 T 1＝2πm BqT 2＝2π2m Bqt 1∶t 2＝T 1∶T 2＝1∶2.(3)质子在磁场中运动时，由几何关系，r ＝LqvB ＝m v 2r氘核在电场中运动时qU ＝12(2m )v ′2－0 在磁场中运动时qv ′B ＝2m v ′2R R ＝2L横坐标为x ＝R －L ＝(2－1)L . 『答案』(1)2qU m(2)1∶2 (3)(2－1)L15.『解析』(1)设粒子垂直于x 轴进入磁场Ⅰ时的速度为v ，由运动学公式2al ＝v 2由牛顿第二定律Eq ＝ma由题意知，粒子在Ⅰ中做圆周运动的半径为l由牛顿第二定律qvB 1＝mv 2l联立各式，解得B 1＝2mE ql . (2)粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在磁场Ⅰ中运动的半径为r 1，周期为T 1，则r 1＝l ，T 1＝2πr 1v ＝2πm qB 1 在磁场Ⅱ中运动的半径为r 2，周期为T 2， 3qvB 1＝mv 2r 2，T 2＝2πr 2v ＝2πm 3qB 1，得r 2＝r 13，T 2＝T 13粒子从第一次经过y 轴到第四次经过y 轴的时间t ＝T 12＋T 2 代入数据得t ＝5π3ml 2qE粒子在第一次经过y 轴到第四次经过y 轴时间内的位移s ＝2r 1－4r 2＝2r 2平均速度v ＝s t ＝25π2qEl m方向沿y轴负方向．『答案』(1) 2mEql(2)2r225π2qElm，方向沿y轴负方向。

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