第三章 章末检测公开课.docx

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1、章末检测（时间：90分钟总分值：100分）一、单项选择题（此题共6小题，每题4分，共24分）.关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的选项是（）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Uab= 也知，假设电场力的方向与运动方向

2、相反，电场力做负功，那么正电荷将从低电势处向高电势 q处运动，故B错误；根据左手定那么，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.1 .如下图，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，以下各选项所示的载流线圈匝数相同，边 长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡 状态，假设磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）答案A2 .如图1所示，当开关S闭合的时候，导线必受力的方向应为（）b0Hl图1A.向右B.向左C.向纸外D.向纸里 答案D3 .如图2所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，

3、电场方向质子在垂直于极板方向做匀加速运动x=ati因此，从进入电场开始计时，质子到达M板的时间 t=t+ti = T 质子在两板间偏转过程中，由动能定理得 e-=Ev-knv2解得Ek =由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，00为距离两极板相等且平行两极板的直线.质量为加，电荷量为+9的带电粒子，以速度。从。点射入，沿00方向匀速通过场区, 不计带电粒子的重力，那么以下说法不正确的选项是（）0,X X X X XA.电荷量为一乡的粒子以。从。点沿方向射入仍能匀速通过场区B.电荷量为%的粒子以00从。点沿方向射入仍能匀速通过场区C.保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以。从

4、。点沿。0方 向射入，那么粒子仍能匀速通过场区D.粒子仍以速度。从右侧的。点沿0,。方向射入，粒子仍能匀速通过场区答案D.如图3所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为8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仇一带电荷量为一分质量为2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为mgeos 仇 支持力尺反向，且速度越大，支持力bn越大，摩擦力Ff也随着增加，最后出现mgsin。 = Ff,之后小球匀速下滑，所以只有C选项正确.5 .带电粒子以初速度。从。点进入匀强磁场如图4所示，运动中经过点，0=。假设撤去 磁场加一个与y轴平行的匀强电场，

5、带电粒子仍以速度。从点进入电场，仍能通过b点， 那么电场强度E和磁感应强度B的比值为（）XXX a 如 xxxXXX a 如 xxxA. voC. 2v（）R D.Vo答案C 解析 设Oa=Ob=d,因带电粒子在匀强磁场中做勺速圆周运动，所以圆周运动的半径正好“- Mo ,g mo寺于 d,即 d=付 B=j.如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d=（亚得石=2”；，所以。=20（）,选项C正确. qa d二、多项选择题（此题共4小题，每题4分，共16分）.如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在以下匀强磁场中，直导线能静止在光滑斜面上的 是（）答案AC 解析 要使直导线能够静止在光滑的

6、斜面上，那么直导线在磁场中受到的安培力必须与重力或 重力沿斜面向下的分力平衡，通过左手定那么判断得出，A、C是正确的.6 .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5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

7、要与以下哪些 因素有关（）A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B.空气阻力做负功，使其动能减小C.靠近南北两极磁感应强度增强D.以上说法都不对答案BCrrm解析 洛伦兹力不做功，空气阻力做负功.由r=下知，速率减小，3增大，所以高能粒子 CD的旋转半径减小.7 .三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线搭成一等边三角形，在导线中通过的电流均为/, 电流方向如图6所示.4、和C三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点 的距离相等.将。、b和C处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和以下说法正确的选项是（ ）Bi=B?B3A. B、=B2 = B3C.。和处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁

8、场方向垂直于纸面向里D.4处磁场方向垂直于纸面向外，b和C处磁场方向垂直于纸面向里答案AC解析由通电直导线的磁场及磁场的叠加原理知A、C正确.10.一质量为2的带电液滴，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3中，液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，如图7所示，那么（）图7A.液滴在空间可能受4个力作用B.液滴一定带负电C.液滴做圆周运动的半径D.液滴在场中运动时总能量不变答案BCD解析 液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用，所以选项A错误.由于液滴做匀速圆周运 动，所以电场力与重力为平衡力，电场力方向向上，可以判定液滴带负电，B正确.根据qU1iIF=37%, r=,

9、qE=mg,解得/,选项C正确；液滴在场中运动的整个过程能， q6b g量守恒，选项D正确.三、计算题（此题共5小题，共60分）（8分）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s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.求带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比、速度之比和时间之比./XXX xX xX答案小：1小：1 2 ： 3解析 设磁场半径为R,当第一次以速度S沿截面直径入射时，根据几何知识可得：S=cos牛，两次情况

10、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=工,6。,一 二-b7r -30,即 =3尺当第二次以速度02沿截面直径入射时，根据几何知识可得：2=R,所以彳= 可得乎=F=芈，因为周期丁=答，与速度无关，所以运动时间之比为等S r2 1bq123360711. （8分）如图9所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒4人的两端用两只相同的弹 簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以04A的电流时，弹 簧恰好不伸长，求：（取g=9.8m/s2）匀强磁场中磁感应强度是多大？(2)当金属棒通以0.2 A由。到b的电流时，弹簧伸长1 cm,如果电流方向

11、由b到a,而电流 大小不变，弹簧伸长又是多少？答案(1)0.49 T (2)3 cm解析(1)当棒受到向上的安培力5和向下的重力根g大小相等时，弹簧不伸长，由 =mg可得出磁感应强度：3=鬻=1。：；,：；9.8 T=049TU.4 X U.J当0.2 A的电流由a流向b时，棒受到两根弹簧向上的拉力2履1及向上的安培力BIl 和向下的重力mg作用，处于平衡状态.根据平衡条件有：2kxi=mgBI/当电流反向后，油棒受到两个弹簧向上的拉力2米2及向下的安培力B/2/和重力/叫作用，处 于平衡状态，有：2kX2=fng+Bhl两式相除并整理，得弹簧伸长及为：mg+BblX2 mgBhl10X 10

12、9.8+0.49乂0.2*0.5_=10 X 1 O-3 X 9.8-0.49 X 0,2 X 0.5 X 1 Cm=3 Cm，12. (14分)在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存 在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为艮一质量为2、电荷量为q的带正电的粒 子从y轴正半轴上的M点以速度软)垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成3 =60。角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于轴射出磁场，如图10所示.不计粒 子重力，求图10(1)M、N两点间的电势差Umn;粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.答案(1)

13、(2)2机女)qB2Tlm 3qB解析(1)设粒子过N点时的速度为v,有意=cos。故 v = 2vo粒子从M点运动到N点的过程，由动能定理，得qUMN=Umn=(2)过点N作。的垂线，与y轴交点为0,，如下图,mu粒子在磁场中以。为圆心做匀速圆周运动，半径为O N,有qvB=2mv。= qB (3)由几何关系得0N=rsine设粒子在电场中运动的时间为九，有ON=voh yl3mtA= qB211777粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=-CjD兀-0设粒子在磁场中运动的时间为亥，有12=下-T271271m t2=3B t=t+h3 小 m+21tmt= 3qB -13. (14分)如图1

14、1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&方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴.一质量 为加、电荷量为乡的带正电荷的小球，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，从轴上的N点第一次离开电场和磁场，VN之间的距离为L小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为夕不计空气阻力，重力加速度为g, 求：0x图11(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度比的大小;(3)4点到光轴的高度瓦答案(1党方向竖直向上(2)符。te(3)q?B2G8 m 2g解析(1)小球在电场和磁场中恰能做匀速圆

15、周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qEE= 重力的方向是竖直向下，电场力的方向那么应为竖直向上，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，0,为圆心，MN为弦长,ZM0r P=0,如下图.设半径为心由几何关系知小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,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v9有qvB=由速度的合成与分解知万=cos。 由式得。=舞cot阳(3)设小球到M点时的竖直分速度为药，它与水平分速度的关系为口,=ootan由匀变速直线运动规律得送=2g/?由式得=雕.15.(16分)如图12甲所示，真空中有一以0)为圆心、半径

16、为的圆柱形匀强磁场区域，磁 场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两个等大的足够长的平行金属 板M、N, M板带负电，N板带正电.两板间距离为2片从。点沿x轴正方向发射质子，当质 子进入两板间时，两板间立即加上如图乙所示的变化电压，周期为T,且电压从/=0开始变 化，电压的最大值为嗨质子的电荷量为e,质量为2,质子在磁场中的偏转半径也为r,不计质子重力.求:X X X X y xXXX /、 16/nr2eT2Umn7 3-2甲乙图12(1)质子进入磁场时的速度大小；(2)从进入M、N两板间开始计时，质子到达M板的时间及其动能.答案(谭(2W修+霓产解析(1)由牛顿第二定律加3=：-,解得。=筹.(2)进入V、N两板间，在。到(时间内，质子不受电场力做匀速直线运动，t =MMOX在9到7时间内，质子受的电场力尸=坐F16甘1於由牛顿第二定律。=5, 1=等