磁场单元测试卷解析（二）.pdf

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1、高二上学期单元测试卷（二）一、选择题（本题共1 2 小题；每小题4 分，共 4 8 分）1 .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=F/I L 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1 1.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【答案】：D【解析】：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F决定，与 F、

2、I、L 都没有关系，1 3=五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.2 .两个绝缘导体环A A 、BB 大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图1 所示，则圆心0 处磁感应强度的方向为（AA，面水平，BB 面垂直纸面）（）A.指向左上方 B.指向右下方 C.竖直向上 D.水平向右【答案】:C【解析】：运用右手螺旋定则可以分别判断出A 和B 各自的在中心0处的磁场方向，然后在叠加I。3 .如图所示，一电子束垂直于电场

3、线与磁感应线方向入射后偏向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.将变阻器滑动触头P向右滑动 B.将变阻器滑动触头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【答案】:DU【解析】：电子入射极板后，偏向A 板，说明E q Bv q,由E=j 可知，减小场强E的方法有增大板间距离和减小板间电压，C 错误，D 正确；而移动变阻器滑动触头P并不能改变板间电压，A、B 错误。4 .（多选）指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是（）A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.指南

4、针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转【答案】：B C【解析】：指南针是一个小磁体，具有N、S 两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N 极指向地理的北极，选项A 错误，选项B 正确.因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C 正确。在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。5.如图所示，两个圆形线圈户和。，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若 Q h,P、0 受到安培力大小分别为石和区，则户和0（

5、）A.相互吸引，F、R B.相互排斥，F AC.相互排斥，D.相互吸引，瓜=民【答案】:1）【解析】：由于P、Q 通以同向电流，据“同向电流相吸，异向电流相斥”可知，P、Q是相互吸引的，P、Q 之间的相互吸引力遵循牛顿第三定律，总是等大、反向。6 .如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b 两条导线长均为I,通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B,贝！1（）A.该磁场是匀强磁场 B.线圈平面总与磁场方向垂直C.线圈将逆时针转动 D.a、b导线受到的安培力大小总为BI1【答案】:D【解析】：匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由

6、图可知，选项A 错误；在图示的位置，”受向上的安培力，b 受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；易知选项B 错误：由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为B I 1,选项D 正确。7 .关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用，下列说法正确的是（）A.可能做匀速直线运动B.可能做匀变速直线运动C.可能做匀变速曲线运动D.只能做匀速圆周运动【答案】：A电源表的构造【解析】：带电粒子在匀强磁场中运动时所受的洛伦兹力跟速度方向与磁场方向的夹角有关，当速度方向与磁场方向平行时，它不受洛伦兹力作用，乂不受其他力作用，这时它将做匀速直线运动，故 A项正确.因洛伦兹力的

7、方向始终与速度方向垂直，改变速度方向，因而同时也改变洛伦兹力的方向，故洛伦兹力是变力，粒子不可能做匀变速运动,故 B、C两项错误.只有当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子才做匀速圆周运动，故D 项中“只能”是不对的.8.如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从 D点离开场区；设粒子在上述3 种情况下，从 A到B点，从A到C点和A到D点所用的时间分别是t,、t z 和 ,比较 3、t z 和七的大小，则有（粒子重力忽略不计）（）；A.

8、t i =t 2=t3 B.t2 t i t3 A -：cC.t i=t 2 税，综上所述可知，选项C对.9.（多选）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【答案】:B C D【解析】：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.1 0.图中P Q、M N 为光滑金属导轨,a b 为金属棒,与电源组成闭合电路,该装置在竖直平面内。为使a b 静止,可将该装置放在匀强磁场中，

9、其磁场方向应是（）A.竖 直 向 上B.竖直向下C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向内【答案】：1）【解析】：要使a b棒静止,则在竖直方向上a b棒受到的安培力必须和重力等大反向，即安培力方向向上，由于a b棒中电流方向从左向右,所以根据左手定则可得磁场方向垂直纸面向里,选项D正确。1 1 .（多选）质量为m的通电细杆置于倾角为6的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为u ,有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上。在下图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是（）【答案】：C D【解析】：A中通电细杆所受安培力水平向右,B中安培力竖直向上,这两种情况

10、,即使没有摩擦力,通电细杆也可.能静止在导轨上;C中安培力竖直向下,D中安培力水平向左,这两种情况,如果没有摩擦力,通电细杆均不能静止,故C、D中杆所受摩擦力一定不为零。1 2.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值（）A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比C.与粒子质量成正比 1）.与磁感应强度成正比【答案】【解析】：在磁场中做匀速圆周运动的粒子，有 G 方=/；且则T=2nm/qlu由电流可知选项A、C错误,D正确；电流值与速率无关,选项B错误。二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）1 3 .一个电子（电荷量

11、为e,质量为m）以速率v从x轴上某点垂直x轴进入上方匀强磁场区域，如图所示，已知上方磁感应强度为B,且大小为下方匀强磁场磁感应强度的2倍，将从开始到再一次由x轴进入上方磁场作为一个周期，那么,电 子 运 动 一 个 周 期 所 用 的 时 间 是,电子运动一个周期的平均速度大小为一【答案】：号1 7 7【解析】：电子一个周期内的运动轨迹.由牛顿第：定律及洛伦兹力公式，可知e vB=（,e B 3 nK故圆半径口=与，所以上方RI=4,下方R?=隼，丁2=*1因此电子运动一个周期所用时间是：T=y+=e B e B e B e B e B 2 2可+罕=审，在这段时间内位移大小：x=2 R-2

12、R.=2 X-2 X=,所以电子运动一个周期的平均速度大e B e B e B e B e B e Bx e B 2v小为：v=7=3=i T-1 4.个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端由静止下滑到底端时速度为v,若加个垂直于纸面向外的匀强磁场,则 带 电 体 滑 到 底 端 时 速 度 将 （填大于，小于或等于）V.X X X X X【答案】：小于【解析】：由左手定则判断带负电的物体沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所*I*X*C以使物体与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端的过程中克服摩擦力做X X X X X的功增多，根据动能定理可知，滑到底端时的动能小于无磁场时滑

13、到底端的动能，故速率变 X *X X *小.15 .三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点0 所产生的磁感应强度的大小为B,0点 的 磁 感 应 强 度 大 小 为 【答案】：B【解析】：由安培定则可知电流大小为/，的导线在。点产生的磁感应强度方向垂直于。点指向同样由安培定则可知人与A 在。处磁感应强度相同，人在。点磁感应强度方向指向h.由平行四边形定则可得&K 8+8，+卜=小B。16 .如图所示，A B C 为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向夕卜，比荷为恒电子以速度V。从A点沿 A B 方向射入,欲使电子能经过

14、B C 边,则磁感应强度B的取值应为-【答案】：B-C 【解析】：由题意，如图所示，电子正好经过c 点，此时圆周运动的半径 二备嗡要 想 电：全二？子从B C 边经过，圆周运动的半径要大于主，由带电粒子在磁场中运动的公式r 端 有 关 为 即B 解.三、解答题(本题共4小题，每题10 分，共 4 0 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。)17.如下图所示，以0(0,0)为圆心，半径为r的圆形区域内 存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里，在磁场右侧区域内，有一沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小为E,一质量为m,电荷量为+q的粒子从A(0,r)点垂直于磁场方

15、向射入，当速度方向沿y 轴负方向时，粒子恰好从B(r,0)点射出磁场，不计粒子重力，求：(1)粒子射入磁场时的速度大小V；/+号.=(2)求速度方向与y 轴负方向为。角时，粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t.【答案】：迪甘+华m q B E【解析】：(1)粒 子 射 入 磁 场 后 做 匀 速 圆 周 运 动 由 牛 顿 第 二 定 律 得v=r m(2)粒子沿.与，轴负方向为J 角射入磁场后，经一段圆周后进入电场做可返回的匀减速直线运动，再次进入磁场又经-一段圆周后离开磁场，在磁场中的周期为qB在磁场中运动的时间为力=4T=岩 在电场中做匀变速直线运动a=-2 QD m所以2 X 幽2v

16、m 2Brr.r i,J i m,2Br所 以 看 G+H 而+下m18.如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6X 1()T k g 的通电直导线，电流1 =1 A,方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设 t=0 时,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g m 10 m/s2)【解析】：斜面对导线的支持力为零时受力分析如右图【答案】：5由平衡条件得：B IL=m g c o t 37 B=0.86X 10 vX 10 X m g c o t 37c 6IL1X 0.4T=2 T所

17、需时间1=*=看 s=5 s19.如图所示，导体杆a b 的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为。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？【答案】：呼 署.D U【解析】：由闭合电路欧姆定律得：E=I R,导体杆受力情况如图所示，则由共点力平衡条件可得F =m g ta n 0 ,Fa=B I d,由以上各式可得出=陪 也 得 .20.在图甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直

18、于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H 点，如图甲所示，测得G、H 间的距离为d,粒子的 +五1 加速电场”K重力可忽略不计 ：偏 转 破 场 ：).(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,求该粒子的比荷M用 甲 乙(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其他条件不变.要保证上述粒子从G点垂直于M N进入偏转磁场后不能打到M N边界上(M N足够长)，求磁场区域的半径R 应满足的条件.【答案】：(1)裳(2)R W。1 5 (J 乙【解析】：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v,由动能定理，有qU=1 m v 2 进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r,qv B=i rr-r打到H点有r=1 由得；=券.(2)要保证所有带电粒子都不能打到M N边界匕带电粒子在磁场中运动9 0 ,临界状态为9 0 .如图所示，磁场区半径R=r=，所以磁场区域半径满足