第三章磁場檢測（人教版選修3-1）

1、磁場過關(guān)檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分)1關(guān)于磁感應(yīng)強度B，下列說法中正確的是()A磁場中某點B的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關(guān)B磁場中某點B的方向，跟該點處試探電流元所受磁場力的方向一致C在磁場中某點試探電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為零D在磁場中磁感線越密集的地方，B值越大答案D解析磁場中某點的磁感應(yīng)強度由磁場本身決定，與試探電流元無關(guān)而磁感線可以描述磁感應(yīng)強度的強弱，疏密程度表示大小2關(guān)于帶電粒子在電場或磁場中運動的表述，以下正確的是()A帶電粒子在電場中某點受到的電場力方向與該點的電場強度方向相同B正電荷只在電場力作

2、用下，一定從高電勢處向低電勢處運動C帶電粒子在磁場中運動時受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直D帶電粒子在磁場中某點受到的洛倫茲力方向與該點的磁場方向相同答案C解析當(dāng)帶電粒子帶負(fù)電時，在電場中某點受到的電場力方向與該點的電場強度方向相反，當(dāng)帶電粒子帶正電時，受到的電場力方向與該點的電場強度方向相同，故A錯誤；由UAB知，若電場力的方向與運動方向相反，電場力做負(fù)功，則正電荷將從低電勢處向高電勢處運動，故B錯誤；根據(jù)左手定則，帶電粒子在磁場中運動時受到的洛倫茲力方向一定與速度的方向垂直故C正確，D錯誤所以選C.3在雷雨天氣時，空中有許多陰雨云都帶有大量電荷，在一樓頂有一避雷針，其周圍擺放一圈小磁

3、針，當(dāng)避雷針正上方的一塊陰雨云對避雷針放電時，發(fā)現(xiàn)避雷針周圍的小磁針的S極呈順時針排列(俯視)，則該塊陰雨云可能帶()A正電荷 B負(fù)電荷C正、負(fù)電荷共存 D無法判斷答案B解析小磁針的S極順時針排列，說明磁場方向為逆時針，由安培定則可知，電流方向為豎直向上，即該陰雨云帶負(fù)電荷，故選項B正確4取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖1(a)所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖(b)所示的螺旋管，并通以電流強度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為()圖1A0 B0.5B CB D2B答案A解析用雙線繞

4、成的螺絲管，雙線中的電流剛好相反，其在周圍空間產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以螺線管內(nèi)中部磁感應(yīng)強度為零5如圖所示，直導(dǎo)線通入垂直紙面向里的電流，在下列勻強磁場中，能靜止在光滑斜面上的是()答案A6.如圖2所示，空間存在水平向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，磁場內(nèi)有一絕緣的足夠長的直桿，它與水平面的傾角為，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上，從A點由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)tan .則在下圖中小球運動過程中的速度時間圖象可能是()圖2答案C解析帶電小球靜止時受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN和沿斜面向上的摩擦力Ff，小球下滑后，再受到一個垂直斜面向上的洛倫茲力F

5、，沿斜面方向有：mgsin (mgcos F)ma，在垂直于斜面方向有：FNFmgcos ，由于球加速運動，據(jù)FqvB，F(xiàn)增大而支持力FN減小，據(jù)FfFN，摩擦力減小，導(dǎo)致加速度a增加；當(dāng)速度v增到某個值時，mgcos F0，有mgsin ma，此時加速度最大；此后，F(xiàn)mgcos ，支持力FN反向，且速度繼續(xù)增大，支持力FN增大，摩擦力Ff也隨著增大，最后出現(xiàn)mgsin Ff，之后小球勻速下滑；所以只有C選項正確7.如圖3所示，帶電粒子以初速度v0從a點進(jìn)入勻強磁場，運動過程中經(jīng)過b點，OaOb.若撤去磁場加一個與y軸平行的勻強電場，帶電粒子仍以速度v0從a點進(jìn)入電場，仍能通過b點，則電場強度

6、E和磁感應(yīng)強度B的比值為()圖3Av0 B. C2v0 D.答案C解析設(shè)OaObd，因帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，所以圓周運動的半徑正好等于d即d，得B.如果換成勻強電場，帶電粒子做類平拋運動，那么有d()2，得E，所以2v0.選項C正確二、多項選擇題(共5小題，每小題4分，共20分，在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)8我國第21次南極科考隊在南極觀看到了美麗的極光極光是由來自太陽的高能帶電粒子流高速沖進(jìn)高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲，從而改變原有運動方向，向兩極做螺旋運動(如圖4所示)，這些高能粒子在運動過程中

7、與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能到達(dá)地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實，向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關(guān)()圖4A洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動能減小B空氣阻力做負(fù)功，使其動能減小C靠近南北兩極，磁感應(yīng)強度增強D以上說法都不對答案BC解析洛倫茲力不做功，空氣阻力做負(fù)功由r得B，速率減小，B增大，所以半徑減小9如圖5所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連現(xiàn)分別

8、加速氘核(21H)和氦核(42He)下列說法中正確的是()圖5A它們的最大速度相同B它們的最大動能相同C它們在D形盒中運動的周期相同D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能答案AC10如圖6所示，帶電平行板間勻強電場方向豎直向下，勻強磁場方向水平向里，一帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點自由滑下，經(jīng)過軌道端點P進(jìn)入板間恰好沿水平方向做直線運動現(xiàn)使球從軌道上較低的b點開始滑下，經(jīng)P點進(jìn)入板間，在之后運動的一小段時間內(nèi)()圖6A小球的重力勢能可能會減小B小球的機械能可能不變C小球的電勢能一定會減少D小球動能可能減小答案AC11.為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖7所示

9、的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上、下底面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前、后兩個內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()圖7A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子多少無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)答案BD解析由左手定則可知，正離子受洛倫茲力向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏，前表面的電勢一定低于后表面的電勢，流量Qvbc，其

10、中v為離子定向移動的速度，當(dāng)前后表面電壓一定時，離子不再偏轉(zhuǎn)，所受洛倫茲力和電場力達(dá)到平衡，即qvBq，得v，則流量Qbcc，故Q與U成正比，與a、b無關(guān)12.如圖8所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強磁場帶電粒子(不計重力)第一次以速度v1沿截面直徑入射，粒子飛出磁場區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)60角；該帶電粒子第二次以速度v2從同一點沿同一方向入射，粒子飛出磁場區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)90角則帶電粒子第一次和第二次在磁場中運動的()圖8A半徑之比為1 B速度之比為1C時間之比為23 D時間之比為32答案AC解析設(shè)磁場半徑為R，當(dāng)?shù)谝淮我运俣葀1沿截面直徑入射時，根據(jù)幾何知識可得：c

11、os 30，即r1R.當(dāng)?shù)诙我运俣葀2沿截面直徑入射時，根據(jù)幾何知識可得：r2R，所以，A正確兩次情況下都是同一個帶電粒子在相等的磁感應(yīng)強度下運動的，所以根據(jù)公式r，可得，B錯誤因為周期T，與速度無關(guān)，所以運動時間比為，C正確，D錯誤故選A、C.三、計算題(本題共4小題，共52分)13.(10分)如圖9所示，在傾角為37的光滑斜面上水平放置一條長為0.2 m的直導(dǎo)線PQ，兩端以很軟的導(dǎo)線通入5 A的電流當(dāng)有一個豎直向上的B0.6 T的勻強磁場時，PQ恰好平衡，則導(dǎo)線PQ的重力為多少？(sin 370.6)圖9答案0.8 N解析對PQ畫出截面圖且受力分析如圖所示由平衡條件得F安mgtan 37

12、，又F安BIL代入數(shù)據(jù)得Gmg N0.8 N14(12分)電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)來實現(xiàn)的電子束經(jīng)過電場加速后，以速度v進(jìn)入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖10所示磁場方向垂直于圓面磁場區(qū)的中心為O，半徑為r.當(dāng)不加磁場時，電子束將通過O點打到屏幕的中心M點為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度，此時磁場的磁感應(yīng)強度B應(yīng)為多少？(已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e)圖10答案tan解析如圖所示，作入射速度方向的垂線和出射速度方向的垂線，這兩條垂線的交點就是電子束在圓形磁場內(nèi)做勻速圓周運動的圓心，設(shè)其半徑為R，用m、e分別表示電子的質(zhì)量和電荷量，根據(jù)牛頓第二定律得ev

13、Bm根據(jù)幾何關(guān)系得tan聯(lián)立解得Btan15(15分)在空間存在一個變化的勻強電場和另一個變化的勻強磁場，電場的方向水平向右(如圖11甲中由點B到點C)，場強變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應(yīng)強度變化規(guī)律如圖丙所示，方向垂直于紙面從t1 s開始，在A點每隔2 s有一個相同的帶電粒子(重力不計)沿AB方向(垂直于BC)以速度v0射出，恰好能擊中C點，若ABBCl，且粒子在點A、C間的運動時間小于1 s，求：圖11(1)磁場方向(簡述判斷理由)(2)E0和B0的比值(3)t1 s射出的粒子和t3 s射出的粒子由A點運動到C點所經(jīng)歷的時間t1和t2之比答案(1)垂直紙面向外(理由見解析)(2)2v0(3)2

14、解析(1)由題圖可知，電場與磁場是交替存在的，即同一時刻不可能同時既有電場，又有磁場據(jù)題意對于同一粒子，從點A到點C，它只受電場力或磁場力中的一種，粒子能在電場力作用下從點A運動到點C，說明受向右的電場力，又因場強方向也向右，故粒子帶正電因為粒子能在磁場力作用下由A點運動到點C，說明它受到向右的磁場力，又因其帶正電，根據(jù)左手定則可判斷出磁場方向垂直于紙面向外(2)粒子只在磁場中運動時，它在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動因為ABBCl，則運動半徑Rl.由牛頓第二定律知：qv0B0，則B0粒子只在電場中運動時，它做類平拋運動，在點A到點B方向上，有l(wèi)v0t在點B到點C方向上，有a，lat2.解得E0

15、，則2v0(3)t1 s射出的粒子僅受到電場力作用，則粒子由A點運動到C點所經(jīng)歷的時間t1.t3 s射出的粒子僅受到磁場力作用，則粒子由A點運動到C點所經(jīng)歷的時間t2T，因為T，所以t2；故t1t22.16. (15分)如圖12所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球，從y軸上的A點水平向右拋出經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為.不計空氣阻力，重力加速度為g，求：圖12(1)電場強度E的大小和方向；(2)小球從A點拋出時初速度v0的大小；(3)A點到x軸的高度h.答案(1)豎直向上(2)cot (3)解析(1)小球在電場、磁場中恰