電磁場章末質(zhì)量評估(三)

1、章末質(zhì)量評估(三)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(每題3分，本題共10小題，共30分每小題中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對得3分，錯(cuò)誤、不選或多選均不得分)1下列關(guān)于磁場和磁感線的描述中正確的是()A磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場的方向B磁感線是磁場中客觀存在的線C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線解析：磁感線是為了形象描述磁場而引入的假想線，它可以描述磁場的強(qiáng)弱和方向，A對，B錯(cuò)磁鐵的外部，磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，內(nèi)外部磁感線為閉合曲線，C錯(cuò)實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布只是模擬磁感線的形狀，不是磁感線，磁感線是看不到的，D錯(cuò)答案：A

2、2如圖，兩根互相平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與直面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下列說法正確的是()AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同解析：由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場均豎直向下，選項(xiàng)A錯(cuò)；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)電

3、流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、d處產(chǎn)生磁場垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相同，選項(xiàng)C正確a、c兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)答案：C3.如圖，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用FN表示磁鐵對桌面的壓力，用Ff表示桌面對磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)致通電后與通電前相比較()AFN減小，F(xiàn)f0BFN減小，F(xiàn)f0CFN增大，

4、Ff0 DFN增大，F(xiàn)f0解析：由于磁鐵在導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，由左手定則知，磁鐵對通電導(dǎo)線的作用力豎直向上，由牛頓第三定律可知，通電導(dǎo)線對磁鐵的作用力豎直向下，使磁鐵與桌面間的壓力變大；由于通電導(dǎo)線對磁鐵的作用力豎直向下，因此磁鐵沒有水平運(yùn)動(dòng)趨勢，故C正確答案：C4.一帶電粒子，沿垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場，粒子運(yùn)動(dòng)的一段徑跡如圖所示，徑跡上每一小段都看成圓弧，由于帶電粒子使周圍空氣電離粒子能量不斷變小(帶電量不變)，則()A粒子帶負(fù)電，從B射入 B粒子帶負(fù)電，從A射入C粒子帶正電，從B射入 D粒子帶正電，從A射入解析：由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小，速度逐漸

5、減小，根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑公式r可知，粒子的半徑逐漸的減小，所以粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從A到B，再根據(jù)左手定則可知，粒子帶負(fù)電，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B5如圖所示的磁場中，同一條磁感線(方向末標(biāo)出)上有a，b兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A大小相等，方向不同B大小不等，方向相同C大小相等，方向相同D大小不等，方向不同解析：如題圖，a點(diǎn)處磁感線比b點(diǎn)處磁感線密，則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度而某點(diǎn)的切線方向即為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向因此它們的方向相同故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B6每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來，如圖所示，地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它

6、們不能到達(dá)地面，這對地球上的生命有十分重要的意義假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它將()A向東偏轉(zhuǎn)B向南偏轉(zhuǎn)C向西偏轉(zhuǎn)D向北偏轉(zhuǎn)解析：赤道附近的地磁場方向水平向北，一個(gè)帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)，A正確答案：A7.如圖所示，一根長直導(dǎo)線穿過載有恒定電流的金屬環(huán)的中心且垂直于環(huán)面，導(dǎo)線和金屬環(huán)中的電流如圖所示，那么金屬環(huán)所受安培力()A沿圓環(huán)半徑向里 B等于零C沿圓環(huán)半徑向外 D水平向左解析：環(huán)形電流I1和直線電流I2激發(fā)的磁場的磁感線處處平行，所以金屬環(huán)所受安培力為零，故B正確，A、C、D錯(cuò)

7、誤答案：B8長為L的通電直導(dǎo)線放在傾角為的光滑斜面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，當(dāng)B方向豎直向上，電流為I1時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，若B方向改為垂直斜面向上，則電流為I2時(shí)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)，電流比值應(yīng)為()Acos B.Csin D.解析：磁場方向豎直向上，安培力水平方向由平衡條件可得，mgtan BI1L；磁場方向垂直于斜面向上，安培力沿斜面向上由平衡條件可得，mgsin BI2L，聯(lián)立解得，I1I21cos ，B選項(xiàng)正確答案：B9“月球勘探者號”空間探測器運(yùn)用高科技手段對月球近距離勘探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新成果月球上的磁場極其微弱，通過探測器拍攝電子

8、在月球磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可分析月球磁場的強(qiáng)弱分布情況，右圖是探測器通過月球表面a、b、c、d四個(gè)位置時(shí)，拍攝到的電子運(yùn)動(dòng)軌跡照片設(shè)電子速率相同，且與磁場方向垂直，則可知四個(gè)位置的磁場從強(qiáng)到弱的排列正確的是()ABbBaBdBc BBdBcBbBaCBcBdBaBb DBaBbBcBd解析：電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由題圖可知在a、b、c、d四圖中電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑大小關(guān)系為Rd>Rc>Rb>Ra，由半徑公式R可知，半徑越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，所以Ba>Bb>Bc>Bd，D正確答案：D10.如圖所示，一束粒子(不計(jì)重力，初速度可忽略)緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間

9、電壓為U的水平加速電場區(qū)域，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域，其中磁場的方向如圖所示，收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上則()A該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子B該裝置可篩選出具有特定電量的粒子C該裝置可篩選出具有特定速度的粒子D該裝置可篩選出具有特定動(dòng)能的粒子解析：粒子要想無偏轉(zhuǎn)的通過區(qū)域，進(jìn)入收集室的小孔O3，需要滿足qEqvB，即粒子的速度v，C正確答案：C二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每題4分，共16分，每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對得4分，少選得2分，選錯(cuò)、多選或不選得0分)11.如圖所示，在正交的勻強(qiáng)電場和磁場的區(qū)域內(nèi)(磁場水平向內(nèi))，有一粒子恰能沿直

10、線飛過此區(qū)域(不計(jì)粒子重力)()A若粒子帶正電，E方向應(yīng)向下B若粒子帶負(fù)電，E方向應(yīng)向上C若粒子帶正電，E方向應(yīng)向上D不管粒子帶何種電，E方向都向下解析：若粒子帶正電，所受洛倫茲力向上，電場力與其平衡，應(yīng)該向下，E方向應(yīng)向下，當(dāng)粒子帶負(fù)電時(shí)，電場力、洛倫茲力方向都與帶正電荷時(shí)相反，也能沿直線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、D對答案：AD122010年，上海成功舉辦盛大的世界博覽會回眸一下歷屆世博會，很多科技成果從世博會上走向世界例如：1873年奧地利維也納世博會上，線路意外搭錯(cuò)造就“偶然發(fā)明”，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)變成了電動(dòng)機(jī)如圖所示，是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，這一裝置實(shí)際上就是最早的電動(dòng)機(jī)圖中A是可動(dòng)磁鐵，B是固定導(dǎo)

11、線，C是可動(dòng)導(dǎo)線，D是固定磁鐵圖中黑色部分表示汞(磁鐵和導(dǎo)線的下半部分都浸沒在汞中)，下部接在電源上請你判斷這時(shí)自上向下看，A和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)?)A可動(dòng)磁鐵A轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針BA和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為逆時(shí)針C可動(dòng)導(dǎo)線C轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針DA和C轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為順時(shí)針解析：根據(jù)電流的方向判定可以知道B中的電流方向是向上的，那么在B導(dǎo)線附近的磁場方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，即為A磁鐵N極的受力方向；由于D磁鐵產(chǎn)生的磁場呈現(xiàn)出由N極向外發(fā)散，C中的電流方向是向下的，由左手定則可知C受到的安培力方向?yàn)轫槙r(shí)針故選項(xiàng)A、C正確答案：AC132011年“3·15”到來之際，平板電視終于納入“三包”當(dāng)中，顯示屏等關(guān)鍵零部件

12、包修3年如圖所示，電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子束經(jīng)過加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直于圓面不加磁場時(shí)，電子束將通過磁場中心O點(diǎn)而打到屏幕上的中心M，加磁場后電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)現(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)，可行的辦法是()A增大加速電壓B增加偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C將圓形磁場區(qū)域向屏幕靠近些D將圓形磁場的半徑增大些解析：若電子束的初速度不為零，則qUmv2mv，v ，軌道半徑R，增大偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，軌道半徑減小，電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)；增大加速電壓，軌道半徑增大，電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)；將圓形磁場區(qū)域向屏幕靠近些，電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)正確答案選A、C.答案：AC

13、14如圖所示，相距為d的兩帶電平行板間同時(shí)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A小球一定帶負(fù)電B小球一定帶正電C兩板間電壓為D小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為解析：要使小球在復(fù)合場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必須滿足重力與電場力平衡，即mgEq，方向相反，所以電場方向向上，故小球一定帶正電，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)E可得mgq，所以U，C正確；小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為整個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期的一半，即t，D錯(cuò)誤答案：BC三、計(jì)算題(共54分)15(12分)中國電磁炮研制方面與歐美西方國家在同一起跑線上，限于技

14、術(shù)和人才原因，中國電磁炮研制稍比西方國家慢幾年，但在某些技術(shù)上將會比美國電磁炮更精進(jìn)電磁炮是利用磁場對電流的作用力把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使炮彈發(fā)射出去的如下圖所示，把兩根長為s，互相平行的銅制軌道放在磁場中，軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈，炮彈架在長為L、質(zhì)量為M的金屬架上，已知金屬架與炮彈在運(yùn)動(dòng)過程中所受的總阻力與速度平方成正比，當(dāng)有恒定的大電流I1通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈與金屬架在磁場力的作用下，獲得速度v1時(shí)加速度為a，當(dāng)有恒定的大電流I2通過軌道和炮彈時(shí)，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道，則垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度B是多少？解析：由題意知，當(dāng)通以電流I1時(shí)，安培力為F1BI1L.由牛

15、頓第二定律有：F1f1(Mm)a.又f1kv，三式解得：k.當(dāng)電流為I2時(shí)，安培力為F2BI2L，f2kv.由題知：F2f2.解得：B.16(12分)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，該粒子離開磁場時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)(1)正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強(qiáng)磁場時(shí)的軌跡圖(用直尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)；(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.解析：(1)作粒子經(jīng)電場和磁場的軌跡圖，如圖(2)設(shè)粒子在M、N兩板間經(jīng)電場加速后獲得的速度為v，由動(dòng)能定理得：qUmv2.粒

16、子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為r，則：qvBm.由幾何關(guān)系得：r2(rL)2d2.聯(lián)立式得：磁感應(yīng)強(qiáng)度B .17(12分)如圖所示，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)加一個(gè)豎直向上的B0.6 T的勻強(qiáng)磁場時(shí)，PQ恰好平衡，則導(dǎo)線PQ的重力為多少？(sin 37°0.6)解析：對通電導(dǎo)線受力分析如圖所示由平衡條件得：F安mgtan 37°.又F安BIL，代入數(shù)據(jù)得：GmgN0.8 N.18(18分)如圖，平行金屬板傾斜位置，AB長度為L，金屬板與水平方向的夾角為，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電小球以水平速度v0進(jìn)入電場，且做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)離開電場后，進(jìn)入如下圖所示的電磁場(圖中電場沒有畫出)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并豎直向下穿出電磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求：(1)帶電小球進(jìn)入電磁場區(qū)域時(shí)的速度v；(2)