优化方案2016_2017学年高中物理第6章磁吃电流和运动电荷的作用章末检测含解析鲁科版选修3_1.doc

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1、第6章 磁场对电流和运动电荷的作用(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下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中正确的是()A安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关B安培力的方向与磁场方向垂直，不一定与电流方向垂直C若导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必定为零D若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直解析：选D.由安培力公式FBIlsin 及左手定则分析可知A、B、C错误，D正确2.如图所示，abcd四边形闭合线框，a、d、c三点分别在三个正交坐标轴上，

2、坐标值均等于L，整个空间处于平行于y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是()Aab边与bc边受到的安培力大小相等Bcd边受到的安培力最大Ccd边与ad边受到的安培力大小相等Dad边不受安培力作用解析：选B.bc边不受安培力，ad边的有效长度为L，故ab边和ad边受安培力大小相等cd边长度为L，受安培力最大，B选项正确3(淮安高二检测)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v，洛伦兹力F及磁场B的方向，圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是()解析：选A.带电粒子做匀速圆周运动，

3、洛伦兹力提供向心力，故洛伦兹力指向圆心，C、D错误由左手定则判定A正确，B错误故选A.4.如图所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电线圈作用的结果是()A圆面有被拉大的倾向B圆面有被压小的倾向C线圈将向上平移D线圈将向右平移解析：选B.线圈处在如图所示的磁场中，线圈中电流的截面图上方向外，下方向里，由左手定则知受力如图所示，则在安培力的作用下，线圈有被压小的趋势，F的水平分量将使线圈向左平移故选B.5.在半径为r的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从A沿半径方向入射，并从C点射出，如图所示(O为圆心)已知AOC120.若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间()

4、A.B.C. D.解析：选D.如图，首先找出粒子做圆周运动的圆心O，对应的圆心角为60，设该粒子做圆周运动的周期为T，半径为R，则：Rrcot 30r，则tT，故选D.二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)6两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则()A若速率相等，则半径必相等B若质量相等，则周期必相等C若速度和质量的乘积大小相等，则半径必相等D若动能相等，则周期必相等解析：选BC.已知两粒子q相同、B相同，则由半径公式R可知A错误、C正确；由周期公式T

5、可知B正确；因为动能相等，质量未必相等，D错误故选BC.7.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断()A若离子束是同位素，x越大，离子质量越大B若离子束是同位素，x越大，离子质量越小C只要x相同，则离子质量一定相同D只要x相同，则离子的荷质比一定相同解析：选AD.离子在电场中加速，有qUmv2，在匀强磁场中偏转，有x2R，联立两式，解得x，可判断A、D正确B、C错误故选AD.8.如图所示，x轴上方有垂

6、直纸面向里的匀强磁场有两个质量相同、电荷量也相同的分别带正、负电的离子(不计重力)以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴的夹角均为.则正、负离子在磁场中()A运动时间相同B运动轨道半径相同C重新回到x轴时速度大小和方向均相同D重新回到x轴时距O点的距离相同解析：选BCD.由半径公式R可知，B正确；由左手定则确定正电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向上，而负电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向下，经过匀速圆周运动的旋转以后离O点距离相等，可知C、D正确；圆心角不同，所以运动时间不同，A错误故选BCD.9.(2013高考浙江卷)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P和P3，经电压为U的

7、电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子P在磁场中转过30后从磁场右边界射出在电场和磁场中运动时，离子P和P3()A在电场中的加速度之比为11B在磁场中运动的半径之比为1C在磁场中转过的角度之比为12D离开电场区域时的动能之比为13解析：选BCD.磷离子P与P3电荷量之比q1q213，质量相等，在电场中加速度a，由此可知，a1a213，选项A错误；离子进入磁场中做圆周运动的半径r，又qUmv2，故有r，即r1r21，选项B正确；设离子P3在磁场中偏角为，则sin ，sin (d为磁场宽度)，故有sin sin 1，已知30，故60，

8、选项C正确；全过程中只有电场力做功，WqU，故离开电场区域时的动能之比即为电场力做功之比，所以Ek1Ek2W1W213，选项D正确10(2013高考广东卷)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上不计重力下列说法正确的有()Aa、b均带正电Ba在磁场中飞行的时间比b的短Ca在磁场中飞行的路程比b的短Da在P上的落点与O点的距离比b的近解析：选AD.带电离子打到屏P上，说明带电离子向下偏转，根据左手定则，a、b两离子均带正电，选项A正确；a、b两离子垂直进入磁场的初速度大小相同，电荷量、质量相等，由r知半径相同b在磁场中运动了半个圆周，a的运动大

9、于半个圆周，故a在P上的落点与O点的距离比b的近，飞行的路程比b长，选项C错误，选项D正确；根据知，a在磁场中飞行的时间比b的长，选项B错误三、非选择题(本题共3小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)11(12分)(上海高二检测)1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)如图所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦

10、不计)?解析：由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B.据2axvv得炮弹的加速度大小为a m/s25105 m/s2.(4分)据牛顿第二定律Fma得炮弹所受的安培力Fma2.21035105 N1.1103 N，(2分)而FBIL，所以B T55 T(3分)据PFv得，PmaxFv1.110310103 W1.1107 W(3分)答案：55 T1.1107 W12(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示磁场方向垂直于圆面磁场区域的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕

11、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，此时磁场的磁感应强度B应为多少？解析：电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R.以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电荷量，则eUmv2，(3分)evB，(3分)又有tan，(3分)由以上各式解得Btan .(3分)答案：tan 13(16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

12、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轴正方向的夹角为.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.解析：(1)小球在x轴下方的复合场中恰能做匀速圆周运动，静电力与重力平衡，Eqmg，得E，因小球带正电，故E的方向竖直向上(4分)(2)小球的运动轨迹如图所示，(2分)设圆的半径为R，则由几何关系知R，设小球做圆周运动的速率为v，有qvB，得v，(2分)故小球抛出的初速度v0vcos .(2分)(3)小球经M点时的竖直分速度vyvsin ，(1分)在x轴上方小球做平抛运动，故有vygt，hgt2，(2分)由上式综合解得h.(3分)答案：(1)竖直向上(2)(3)5